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1、课程设计中国矿业大学机电工程学院机械制造课程设计 同轴式二级圆柱齿轮减速器设计说明书姓 名：班 级：机自08-5班学 号：指导教师： 完成日期：2011年11月23日课程设计说明书一、课程设计目的1.了解机械设计的基本方法，熟悉并初步掌握简单机械的设计方法，设计步骤2.综合运用已经学过的课程的有关理论和知识进行工程设计，培养设计能力， 培养理论联系实际的能力，为今后进行设计工作奠定基础3.通过课程实际培养独立工作能力4.熟悉与机械设计有关的标准、规范、资料、手册，并培养运用它们解决实际问题的能力。培养使用资料那个计算、绘图和数据处理的能力。二、课程设计任务3、带式运输机两级闭式齿轮传动装置设计
2、 (一)设计要求(1)设计用于带式运输机的传功装置；(2)连续单向运转，载荷较平稳，空载起功，运输带允许误差为5(3)使用期限为10年，小批量生产，两班制工作。(二)原始技术数据(1)展开式二级园柱齿轮减速器。(三)设计任务(1)确定传动方案，并绘出原理方案图。(2)设计减速器。(3)完成装配图1张(A0或A1)，零件图2张。(4)编写设计说明书。1 传动装置总体设计方案1.1 传动装置的组成和特点组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。1.2 传动方案的拟定 选择V带传动和二级同轴式圆柱斜齿轮减速器。考虑到电机转速
3、高，传动功率大，将V带设置在高速级。初步确定传动系统总体方案如图1.1所示。图1.1 传动装置总体设计图1.2.1 工作机所需功率Pw（kw）13500.75/（10000.96）9.57 kw式中，T为工作轴转矩，N/m；n为工作机的角速度，r/min；为带式工作机的效率。1.2.2 电动机至工作机的总效率320.960.9830.9820.990.859为V带的效率,为第一、二、三三对轴承的效率，为每对齿轮（齿轮为7级精度，油润滑，因是薄壁防护罩,采用开式效率计算）啮合传动的效率，为联轴器的效率。2 电动机的选择电动机所需工作功率为： PP/9.57/0.85911.15 kw , 执行机
4、构的曲柄转速为65.02 r/min经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比24，二级圆柱斜齿轮减速器传动比35，则925，则总传动比合理范围为18100，电动机转速的可选范围为：（18100）65.021170.366502 r/min按电动机的额定功率P，要满足PP以及综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y160L4的三相异步电动机，额定功率P为15 kw，满载转速1460 r/min，同步转速1500 r/min。表2.1 电动机的技术参数方案电动机型号额定功率P/kw额定转速（r/min）同步转速堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩1Y160
5、L-415146015002.02.23 确定传动装置的总传动比和分配传动比3.1 总传动比由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速，可得传动装置总传动比为：/1460/65.0222.453.2 分配传动装置的传动比式中、分别为带传动和减速器的传动比。对于同轴式圆柱齿轮减速器，传动比按下式分配：式中为高速级圆柱齿轮的传动比，为低速级圆柱齿轮的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取2.3，则减速器传动比为：3.124 计算传动装置的运动和动力参数4.1 各轴转速高速轴的转速 960/2.3417.39 r/min中间轴的转速 417.39/3.54117.91 r/min低速轴的转速 /
6、117.91/3.5433.30 r/min 滚筒轴的转速 =33.30 r/min4.2 各轴输入、输出功率4.2.1 各轴的输入功率P（kw） 高速轴的输入功率 P5.50.965.28 kW 中间轴的输入功率 25.280.980.985.12 kW 低速轴的输入功率 25.280.980.984.92 kW滚筒轴的输入功率 24=4.920.980.994.77 kW4.2.2 各轴的输出功率P（kw）高速轴的输出功率 0.985.17 kW中间轴的输出功率 0.985.02 kW低速轴的输出功率 0.994.87 kW滚筒轴的输出功率 0.964.67 kW4.3 各轴输入、输出转矩
7、4.3.1 各轴的输入转矩 （ Nm）转矩公式： 9550P/ Nm电动机轴的输出转矩 9550 95505.5/960254.71 Nm高速轴的输入转矩 955095505.28/417.39120.81 Nm中间轴的输入转矩 955095505.12/117.91414.69 Nm低速轴的输入转矩 955095504.92/33.301410.99 Nm 滚筒轴的输入转矩 955095504.77/33.301367.97 Nm4.3.2 各轴的输出转矩 高速轴的输出转矩 0.98118.39 Nm中间轴的输出转矩 0.98406.40 Nm低速轴的输出转矩 0.991396.88 Nm滚
8、筒轴的输出转矩 0.961313.25 Nm 轴 参数 电机轴 轴 轴 轴滚筒轴功率P/KW5.55.285.124.924.77转矩T/（Nm）54.71120.81414.691410.991369.97转速n/（r/min）960417.39117.9133.3033.30传动比i2.33.543.54效率0.960.97020.97600.9702表2.3传动和动力参数结果5 设计带和带轮5.1 确定计算功率查机械设计课本表8-7选取工作情况系数：1.21.25.56.6 kw 式中为工作情况系数，为传递的额定功率,既电机的额定功率.5.2 选择V带的带型根据6.6 kw，1.2 ,查
9、课本图8-11选用带型为A型带。5.3 确定带轮基准直径并验算带速5.3.1 初选小带轮的基准直径查课本表8-6和表8-8得小带轮基准直径100 mm。5.3.2 验算带速 5.024 m/s 因为5 m/s30 m/s ，故带速合适。5.3.3 计算大带轮的的基准直径大带轮基准直径2.3100230 mm ，式中为带传动的传动比，根据课本表8-8，圆整为250 mm 。5.4 确定V带的中心距和带的基准长度由于0.72，所以初选带传动的中心距为：1.5525 mm 所以带长为：=1610.49 mm 查课本表8-2选取v带基准长度1600 mm，传动的实际中心距近似为：+519.76 mm圆
10、整为520 mm，中心距的变动范围为：-0.015496 mm+0.03568 mm故中心距的变化范围为496568 mm 。5.5 验算小带轮上的包角163.47o90o，包角合适。5.6 计算带的根数z5.6.1 计算单根V带的额定功率 Pr (kw)因100 mm，带速v5.024 m/s，传动比,则查课本、表8-4a、表8-4b,并由内插值法得单根普通V带的基本额定功率0.95 kw，额定功率增量0.11 kw 。查课本表8-2得带长修正系数0.96 。查课本表8-5,并由内插值法得小带轮包角修正系数0.96 ，于是(0.95+0.11)0.960.991.007 kw5.6.2 计算
11、V带的根数Z由公式8-26得6.55故取7根。5.7 计算单根V带的初拉力的最小值查课本表8-3可得V带单位长度的质量 0.10 kg/m,故:单根普通带张紧后的初拉力为155.17 N5.8计算压轴力压轴力的最小值为:22122.07 N表5.1 V带的设计参数总汇带型基准直径/mm带速V/m/s基准长度/mm包角V带根数Z最小压轴力/NA1002505.0241610.49163.47o72122.075.9 V带轮的设计5.9.1 带轮的材料。由于减速器的转速不是很高，故选用HT150型。5.9.2 带轮的结构形式V带由轮缘、轮辐、和轮毂组成。根据V带根数Z7，小带轮基准直径100 mm
12、，大带轮基准直径250 mm。故由课本图8-14小带轮选择腹板式。大带轮选择孔板式。5.9.3 V带轮的轮槽V带轮的轮槽与所选用的V带的型号相对应，见课本表8-10。V带绕在带轮上以后发生弯曲变形，使V带工作表面的夹角发生变化。为了使V带的工作面与带轮的轮槽工作面紧密贴合，将V带轮轮槽的工作面的夹角做成小于40o。V带安装到轮槽中以后，一般不应超出带轮外圈，也不应与轮槽底部接触。具体参数见表5.2。.9.4 V带轮的技术要求铸造、焊接或烧结的带轮在轮缘、腹板、轮辐及轮毂上不允许有砂眼、裂缝、缩孔及气泡；铸造带轮在不提高内部应力的前提下，允许对轮缘、凸台、腹板及轮毂的表面缺陷进行修补；由于带轮的
13、转速低于极限转速，故要做动平衡。表5.2 轮槽的截面尺寸槽型Bd/mm/mm/mmeFmin/mmA11.0 2.758.7150.3938o6 齿轮的设计因减速器为同轴式，低速级齿轮比高速级齿轮的强度要求高，所以应优先校准低速级齿轮。6.1 低速级齿轮传动的设计计算6.1.1 选取精度等级、材料、齿数及螺旋角考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮。（1） 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB 1009588)。（2） 材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS；大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。（3） 选小齿轮齿数24，大齿轮齿数Z2Z1i2243.5484.96，取Z285。（4） 初选螺旋角14o。6.1.2 按齿面接触强度设计由机械设计课本设计计算公式（10-21）进行计算，即（1）确定公式内的各计算数值
