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

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1、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115.4 校核齿根弯曲疲劳强度H5.5 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

2、 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

3、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A1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

4、电子版第二节拟定传动方案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380Vo3.2 计算传动装

5、置总效率29a=123vw=0.990.9920.980.960.94=0.858_1为联轴器的效率099,_2为滚动轴承的效率0.99,_3为闭式圆柱齿轮的效率0.98,_V为V带的效率0.96,nW为工作机的效率0.943.3 选择电动机参数工作机所需功率为PWFV10004550X1.251000=5.69kW电动机所需额定功率:PPd=-a5.690.858=6.63kW工作机轴转速:601000V6010001.25/nw=88.42rminDX270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：62

6、0o电动机转速的可选范围为d=ianw=(620)88.42=531-1768rmino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Pen=7.5kW,满载转速为nm=970rmin,同步转速为nt=1000rmino方案型号额定功率kW同步转速(rmin)满载转速(rmin)1YE3-Y1601-87.57507202Y160M-67.510009703Y132M-47.5150014403.4 确定传动装置的总传动比和分配传动比(1)总传动比由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速nw,可以计算出传动装置总传动比为:nm970ia=-=

7、10.97anw88.42(2)分配传动比取普通V带的传动比：4=3减速器传动比为iai=r=3.66IV3.5 传动装置运动及动力参数计算计算各轴转速mnm970/Wj速轴：n1=丁-=323.33r/minIV$n1323.33/低速轴：n2=88.34r/min113.66工作机轴：n3=2=88.34rmin(2)计算各轴输入功率高速轴：P1=PdnV=6.630.96=6.36kW低速轴：P2=PiU23=6.36X0.99X0.98=6.17kW工作机轴：P3=P221w=6.17X0.99X0.99X0.94=5.68kW(3)计算各轴输入转矩,n.,Pd6.63电机轴：Td=9

8、550000=9550000=65274.74N-mmnrn/U高速轴：T1=TdiVnV=65274.7430.96=187991.25N-mm低速轴：T2=T1i132=187991.25X3.66X0.98X0.99=667544.15N-mm工作机轴：T3=T21w2=667544.15X0.99X0.940.99=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kW6.636.366.175.68输出功率kW6.636.36.115.34输入转矩/Nmm65274.74187991.25667544.15615004.42输出转矩/Nmm6

9、5274.74186111.34660868.71615004.42转速n(rmin)970323.3388.3488.34传动比i3.661效率n0.960.98第四节V带传动计算确定计算功率PCa由机械设计表8-8查得工作情况系数KA=12,故Pca=KaP=1.2X6.63=7.96kW(2)选择V带的带型根据Pea、n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ddi。由表8-7和表8-9,取小带轮的基准直径ddi=125mm02)验算带速V。按式(8-13)验算带的速度dd1n125970/V=6.35ms60X1000601000

10、带速在520ms范围内，合适。3)计算大带轮的基准直径。根据式(8-15a),计算大带轮的基准直径dd2=idd1=3125=375mm根据表8-9,取标准值为dd2=355mm0(4)确定V带的中心距a和基准长1d度根据式(8-20),初定中心距ao=72Omn由式(8-22)计算带所需的基准长度(dd2-dd1)2(355-125)21do=2a0+(dd1+dd2)+dz=2720+(125+355)+24a0247202212mm由表选带的基准长度1d=2200mmo按式(8-23)计算实际中心距a。1d-1do2200-2212aa0+2=720+2弋714mm按式(8-24),中心

11、距的变化范围为681-78Omm。(5)验算小带轮的包角a573573a1180-(dd2-dd1)X180-(355-125)714=161.54120(6)计算带的根数ZD计算单根V带的额定功率Pr。由ddi=125mm和n=970rmin,查表8-4得Po=1.39kWo根据m=970rmin,i=3和A型带，查表8-5得4Po=O.113kW0查表8-6得Ka=0.953,表8-2得K1=1O6,于是Pr=(P0+P0)KK1=(1.39+0.113)X0.953X1.06=1.518kW2)计算带的根数ZPca7.96z=-=5.24Pr1.518取6根。计算单根V带的初拉力F0由表

12、8-3得A型带的单位长度质量q=0.105kgm,所以(2.5-K)Pca(2.5-0.953)7.969F0=500-1+qv2=500+0.1056.352KaZV0.95366.35=173.81N(8)计算压轴力FpA/161.54Fp=2zF0sin=26173.81sin(-I=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da=125结构选择为腹板式。尺寸计算如下：d1=2.0d=2.042=84mmda=dd+2ha=125+22.75=130.5mmB=(z-1)e+2f=(6-1)15+29=93mm腹板内径dr=d2-2(hf+)=12

13、5-2X(8.7+6)=96mmC=0.25B=0.2593=23.25mm1=2.0d=2.042=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=2.032=64mmda=dd+2ha=355+22.75=360.5mmB=(z-1)e+2f=(6-1)15+29=93mm3Ph1=290=43.09mmJnzh2=0.8h1=34.47mmb1=0.4h1=17.24mmb2=0.8b1=13.79mmf1=0.2h1=8.62mmf2=0.2h2=6.89mm1=2.0d=2.032=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2200mm。带轮基准直径dc=125mm,dd2=355mm,中心距控制在a=681-780mmo单根带初拉力F0=173.81No带型A中心距714mm小带轮基准直径dd1125mm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2058.71N第五节减速器齿轮传动设计5