机械设计课程设计说明书--带式运输机用单级直齿圆柱齿轮减速器.docx

机械设计课程设计说明书目录第一节课程设计任务书错误！未定义书签。第二节拟定传动方案2第三节电动机的选择23.1 电动机类型的选择23.2 计算传动装置总效率23.3 选择电动机参数23.4 确定传动装置的总传动比和分配传动比33.5 传动装置运动及动力参数计算3第四节V带传动计算4第五节减速器齿轮传动设计85.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数85.2 按齿面接触疲劳强度设计95.3 确定传动尺寸H5.4 校核齿根弯曲疲劳强度115.5 计算齿轮传动其它几何尺寸135.6 齿轮参数总结14第六节轴的设计计算156.1 高速轴设计计算156.2 低速轴设计计算20第七节轴承寿命计算257.1 高速轴轴承257.2 低速轴轴承26第八节键的计算278.1 大带轮键连接计算校核278.2 大齿轮键连接计算校核278.3 联轴器键连接计算校核27第九节联轴器选型289.1低速轴伸出端联轴器28第十节减速器的密封与润滑2810.1 减速器的密封2810.2 齿轮的润滑2929第十一节减速器相关附件2911.1 杆式油标2911.2 通气器3011.3 放油塞3111.4 窥视孔盖3211.5 定位销3311.6 起盖螺钉3411.7 起吊装置35第十二节减速器箱体主要结构尺寸36第十三节设计心得37第十四节参考文献38机械设计课程设计任务书一、课程设计的题目带式运输机用单级直齿圆柱齿轮减速器。二、设计内容根据给定的工况参数，选择适当的电动机、选取联轴器、设计V带传动、设计单级斜齿圆柱齿轮传动（所有的轴、齿轮、轴承、减速箱体、箱盖以及其他附件）和与输送带连接的联轴器。传动图如图1所示。图1传动图三、原始数据运输带拉力F=4550(N)运输带速度V=1.25(ms)滚筒直径D=270(mm)四、设计条件1）工作条件：载荷有轻微冲击，单向旋转；齿轮使用寿命为10年（每年工作300天），两班工作制，轴承使用寿命不小于15000小时2）运输带速度误差：±5%四、设计成果要求设计成果要求如表所示。序号内容要求提交作品1装配图1张Al图纸电子版和打印版2零件图2张A3图纸3设计计算说明书1份电子版第二节拟定传动方案(1)传动方案根据设计任务书，传动方案为：前置外传动为普通V带传动，减速器为一级圆柱齿轮减速器。1)该方案的优缺点由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。一级圆柱齿轮减速器中齿轮相对于轴承为对称布置，因而沿齿向载荷分布均匀，相较不对称分布的减速器来讲，轴的刚性相对较小。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机第三节电动机的选择3.1 电动机类型的选择按照动力源和工作条件，选用Y系列全封闭自扇冷式结构三相异步电动机，其额定电压为380V。3.2 计算传动装置总效率2r11a=211311V11W=099×0.992X0.98X0.96X0.94=0.858为联轴器的效率099,n_2为滚动轴承的效率099,n_3为闭式圆柱齿轮的效率0.98,_v为V带的效率0.96,11W为工作机的效率o.943.3 选择电动机参数工作机所需功率为=5.69kWFV4550X1.25=100O=100O电动机所需额定功率:5.690.858=6.63kW工作机轴转速:60×1000V60×1000×1.25/nw=88.42rZminDX270根据课程设计手册查表用推荐的合理传动比范围，V带传动比范围为：24,一级圆柱齿轮传动比范围为：35,则理论上合适的总传动比范围为：620。电动机转速的可选范围为nd=ia×nw=(6-20)×88.42=531-1768rmin0进行综合考虑价格、重量、传动比等因素，选定电机型号为:Y160M-6的三相异步电动机，额定功率Pe11=7.5kW,满载转速为nm=970rmin,同步转速为n=1000rmino方案型号额定功率ZkW同步转速(rmin)满载转速(Mmin)1YE3-Y160L-87.57507202Y160M-67.510009703Y132M-47.5150014403.4 确定传动装置的总传动比和分配传动比(1)总传动比nm v/uL = = = 10.97a nw 88.42由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速11w,可以计算出传动装置总传动比为:(2)分配传动比3.66取普通V带的传动比：iv=3减速器传动比为3.5 传动装置运动及动力参数计算(1)计算各轴转速一、I11m970/IWJ速轴：n1=323.33r/minIV 3.rt.,.,n1323.33/低速轴：n2=or-=88.34r/min13.66工作机轴：的=助=88.34rmin(2)计算各轴输入功率高速轴：PI=PdnV=6.63X0.96=6.36kW低速轴：P2=PiQ2n3=6.36X0.99X0.98=6.17kW工作机轴：P3=P2n211Rw=6.17X0.99X0.99X0.94=5.68kW(3)计算各轴输入转矩,.Pd6.63电机轴：Td=9550000×=9550000X-=65274.74N-mm11m970高速轴：T1=Tdiv11v=65274.74×3×0.96=187991.25N-mm低速轴：T2=T1i1n3n2=187991.25X3.66X0.98×0.99=667544.15N-mm工作机轴：T3=T211111w112=667544.15X0.99X0.94X0.99=615004.42N-mm各轴转速、功率和转矩列于下表轴名电机轴高速轴低速轴工作机轴输入功率ZkW6.636.366.175.68输出功率ZkW6.636.36.115.34输入转矩/Nmm65274.74187991.25667544.15615004.42输出转矩/Nmm65274.7418611134660868.71615004.42转速n(rmin)970323.3388.3488.34传动比i3.661效率n0.960.98第四节V带传动计算(1)确定计算功率Pca由机械设计表88查得工作情况系数KA=I.2,故Pca=KaP=1.2×6.63=7.96kW(2)选择V带的带型根据Pea、111由机械设计图8-11选用A型带。(3)确定带轮的基准直径dd并验算带速V1)初选小带轮的基准直径山1。由表8-7和表8-9,取小带轮的基准直径dt11=125mm02)验算带速V。按式(8-13)验算带的速度ddlnX125X970/V =6.35ms60X100060×1000带速在520ms范围内，合适。3)计算大带轮的基准直径。根据式(8J5a),计算大带轮的基准直径dd2=iddl=3X125=375mm根据表8-9,取标准值为d<2=355mm0(4)确定V带的中心距a和基准长Ld度根据式(8-20)»初定中心距ao=72Omm0由式(8-22)计算带所需的基准长度/、(dd2-ddl)2z、(355-125)2Ldo=2ao+-(ddl+dd2)+d2=2×720+(125÷355)+-24a024×720X2212mm由表选带的基准长度Ld=2200mmo按式(8-23)计算实际中心距a。a oX 714mmLd-LlI02200-2212CU=720+按式(8-24),中心距的变化范围为681-78Omm。(5)验算小带轮的包角5730573°Qi、180°-(dd2-ddl)X80°-(355-125)×.x=161.54°>120°a714(6)计算带的根数Z1)计算单根V带的额定功率件。由d<=125mm和n=970rmin,查表8-4得PO=I.39kW0根据n=970rmin,i=3和A型带，查表85得4Po=O.l13kW0查表8-6得K,=0.953,表8-2得KL=LO6,于是Pr=(P0+P0)XKQKL=(1.39+0.113)X0.953X1.06=1.518kW2)计算带的根数Z5.24Pca7.96z=Pr1.518取6根。(7)计算单根V带的初拉力F0由表8-3得A型带的单位长度质量q=0.105kgm,所以25-Ka)XPCa(2.5-0.953)X7.967F0 = 500 X-L+qv2=500×+0.105X6.352KaZV0.953×6×6.35=173.81N(8)计算压轴力Fp/161.54°Fp=2zF0sin1-1=2×6×173.81sin(-1=2058.71N1)带轮结构设计1)小带轮的结构设计轴孔直径d=42mm分度圆直径d<n=125结构选择为腹板式。尺寸计算如下：d1=2.0d=2.0×42=84mmda=dj+2ha=125+2×2.75=130.5mmB=(z-l)×e+2f=(6-l)×15+2×9=93mm腹板内径dr=d2-2×(hf+)=125-2×(8.7+6)=96mmC=0.25B=0.25×93=23.25mmL=2.0d=2.0×42=84mm图5-1小带轮结构示意图2）大带轮的结构设计轴孔直径d=32mm分度圆直径dd2=355mm结构选择为轮辐式。尺寸计算如下：d1=2.0d=2.0×32=64mmda=dd+2ha=355÷2×2.75=360.5mmB=(Z-I)Xe+2f=(6-1)X15+2X9=93mmh1 = 290 ×43.09mmh2=0.8h1=34.47mmb1=0.4h1=17.24mmb2=0.8b1=13.79mmf1=0.2h1=8.62mmf2=0.2h2=6.89mmL=2.0d=2.0×32=64mm图5-2大带轮结构示意图2）设计结论采用A型V带6根，基准长度2200mmo带轮基准直径d<=125mm,d<i2=355mm,中心距控制在a=68178Omm。单根带初拉力F0=173.81No带型A中心距714mm小带轮基准直径ddl125mm包角161.54°大带轮基准直径dd2355mm带长2200mm带的根数Z6初拉力173.81N带速V6.35ms压轴力20