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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器设计说明书设计说明书带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器目录一设计要求41工作条件42工作要求4二设计计算说明41电动机的选择及运动参数的计算41.1电动机功率计算41.2电动机转速计算51.3选择电动机52计算传动装置的总传动比和各级传动比的分配62.1 计算总传动比62.2 分配各级传动比63计算传动装置的运动和动力参数63.1 各轴转速计算63.2 各轴输入功率和输出功率63.3 各轴输入转矩和输出转矩74V带的传动设计84.1 选择V带型号84.2 大小带轮基准直径的计算84.3 验算带速v
2、84.4 基准长度和中心距的计算84.5 验算小带轮包角94.6 V带根数z计算94.7 作用在带轮轴上的压力94.8 带轮结构设计95齿轮传动的设计105.1 选定齿轮类型、材料和确定许用应力105.2 按齿面接触强度计算分度圆直径和中心距105.3 验算轮齿弯曲强度115.4 齿轮的圆周速度计算和验算精度115.5 齿轮的结构设计116轴的设计126.1 主动轴的设计126.2 从动轴的设计157滚动轴承的选择和校核177.1 主动轴轴承的选择和校核计算177.2 从动轴轴承的选择和校核计算188键的选择计算和校核188.1 主动轴上键连接的设计和校核计算188.2 从动轴上键连接的设计和
3、校核计算199联轴器的选择1910减速器的润滑1910.1 齿轮的润滑1910.2 轴承的润滑2011减速箱箱体结构及尺寸20三绘制装配图和零件图22四总结22五参考文献资料23一设计要求 按下列的运动简图、工作条件和原始数据，设计一个带式输送机的传动装置。运动简图如下：1、电动机； 2、三角带传动； 3、减速器； 4、联轴器； 5、传动滚筒； 6、运输平皮带1工作条件 输送机连续工作，单向运转，载荷变化不大，空载起动，二班制，使用期限10年（每年工作日300天），两班制工作，输送带速度容许误差为5%。2工作要求输送带拉力输送带速度 已知滚筒直径二设计计算说明1电动机的选择及运动参数的计算1.
4、1电动机功率计算电动机所需工作功率满足： 其中：为带式输送机的有效功率，为电动机到传送带的传动总效率。又 ，代入得： 而满足： 其中：为V带传动效率 为圆柱齿轮传动效率 为一对滚子轴承传动效率 为弹性联轴器传动效率 为输送机滚筒传动效率查阅文献2得： ， ， ， ， 以上数值代入得： 则电动机所需工作功率为1.2电动机转速计算滚筒转速：查阅文献2知：V带传动的传动比在范围内，圆柱齿轮传动比在范围内，则总传动比范围是：，所以电动机转速可选范围是：1.3选择电动机根据计算所得的电机工作功率和转速范围，并考虑极数少而转速高的电动机具有较好的经济性和防止传动比增大导致传动系统结构变复杂的条件，选择电动
5、机型号为Y90L-4。查阅文献2得电动机Y90L-4的性能参数和部分尺寸参数分别如表1-1和1-2所示。表1-1 Y90L-4性能参数型号额定功率(kW)满载时电流(A)转速(r/min)效率（%）功率因素Y90L-41.53.71400790.796.52.22.2表1-2 Y90L-4部分尺寸参数中心高H外形尺寸底角安装尺寸地脚螺栓直径K轴伸尺寸装键部位尺寸FGD90335242.5190140125102450820242计算传动装置的总传动比和各级传动比的分配2.1 计算总传动比总传动比计算公式： 其中为电动机转速，为滚筒转速，则2.2 分配各级传动比各级传动比满足： 其中为V带传动比
6、，为圆柱齿轮传动比。为使传动外廓不致过大，使，则3计算传动装置的运动和动力参数 3.1 各轴转速计算 主动轴I： 从动轴II： 滚筒轴III： 3.2 各轴输入功率和输出功率 主动轴I： 输入功率 输出功率 从动轴II： 输入功率 输出功率 滚筒轴III： 输入功率 输出功率 3.3 各轴输入转矩和输出转矩 电机输出转矩： 主动轴I： 输入转矩 输出转矩 从动轴II： 输入转矩 输出转矩 滚筒轴III： 输入转矩 输出转矩 计算结果汇总如下：两轴连接件、传动件V带传动齿轮传动传动比34.34轴号电动机一级减速器滚筒轴0轴I轴II轴III轴转速(r/min)1400466.67107107输入功
7、率(kW)1.2221.1741.143输出功率(kW)1.3(额定：1.5)1.1981.1511.097输入转矩25.013104.259101.459输出转矩8.8724.513102.17497.4014V带的传动设计 4.1 选择V带型号 已知电动机功率 ,转速 ， 。由电动机的工作工况（带式输送机，工作小时为1016h）查阅文献1得：则计算功率为 根据和查文献1，查出此坐标位于Z型的区域内，因此选择Z型V带。 4.2 大小带轮基准直径的计算 由文献1知不应小于50mm,因此取，由以下公式得： 为传动带的滑动率。 取基准直径系列，（这样使有所减小，但其误差在5%内，估允许。） 4.3
8、 验算带速v 带速在525m/s内，故合适。 4.4 基准长度和中心距的计算 初步选取中心距 取 ，符合在 。 由下式得带长： 查文献1，对Z型带选用 , 则实际中心距为4.5 验算小带轮包角 大于120，故合适。4.6 V带根数z计算 由下式计算z: 由和查得： 传动比为 由和i查得： ,由查得： 。 将以上已知值代入得： 因此z取5。4.7 作用在带轮轴上的压力 查表得： ，则单根V带初拉力为： 作用在轴上的压力为：4.8 带轮结构设计 4.8.1 小带轮结构设计 电动机轴 ，由于，因此小带轮采用实心式。其中： 4.8.2 大带轮结构设计 由于 ，因此大带轮采用腹板式。其中： 由主动轴的计
9、算可知：,则 5齿轮传动的设计5.1 选定齿轮类型、材料和确定许用应力 齿轮类型：该减速箱采用直齿圆柱齿轮。 材料：小齿轮采用40MnB，调质，硬度241-286HBS，；大齿轮采用45号钢，正火，硬度156-217HBS，。 对于一般工业用齿轮传动，采用一般可靠度。因此对于一级圆柱齿轮减速器，最小安全系数取。由此计算许用应力：5.2 按齿面接触强度计算分度圆直径和中心距 设齿轮按8级精度制造。取中等冲击情况下的载荷系数，齿宽系数 ,小齿轮的转矩为。取弹性系数，齿数比，对于标准齿轮，,则小齿轮分度圆（节圆）直径为： 小齿轮齿数取，则。故实际传动比为,误差为0.1%，故允许。 齿宽： 取，模数：
10、 因此模数取第一系列的。 则实际的小齿轮和大齿轮的分度圆直径分别为： 中心距为 5.3 验算轮齿弯曲强度 分别根据小齿轮和大齿轮的齿数查出各自的齿形系数和齿根修正系数： 则小齿轮和大齿轮的齿轮弯曲强度为 两齿轮的弯曲强度均小于许用应力，故安全。5.4 齿轮的圆周速度计算和验算精度 小齿轮转速为 因此选用8级精度是合适的。5.5 齿轮的结构设计 5.5.1 大齿轮的结构设计 由于大齿轮的分度圆直径在200mm和500mm之间，所大齿轮采用腹板式结构，选择正常齿制，具体几何尺寸计算如下： 齿轮模数： 齿数： 分度圆直径： 齿顶圆直径： 齿根圆直径： 齿宽： 由从动轴的计算可知齿轮孔径： 则 轮毂直
11、径 轮毂长度 腹板厚度 5.5.2 小齿轮的结构设计 由于小齿轮的分度圆直径在小于200mm，所小齿轮采用实心式结构，选择正常齿制，具体几何尺寸计算如下： 齿轮模数： 齿数： 分度圆直径： 齿顶圆直径： 齿根圆直径： 齿宽： 由主动轴的计算可知齿轮孔径：6轴的设计 6.1 主动轴的设计 6.1.1 轴的材料 主动轴的材料采用45号钢，调质，硬度217-255HBS，强度极限，屈服极限，弯曲疲劳极限。 6.1.2 轴端直径的计算已知主动轴输入功率为，输入转矩为，转速为 。根据45号钢，查得，则轴端有一个键槽，轴的直径扩大5%，即，则轴的最小直径取18mm,为主动轴伸出端安装大带轮的直径。 6.1
12、.3 确定轴向尺寸和各段轴径齿轮的简图如6-1所示。以下是各段的尺寸（从左起）：第一段：安装大带轮的轴段，根据6.1.2的计算，轴径为，长度为。第二段：与透盖相接处，为第二阶梯外伸轴，限制大带轮的向右的轴向位移，轴径，长度。第三段：支承段，初步选定轴承6006，轴径，长度。第四段：限制轴承向右的轴向位移，轴径，长度。第五段：限制齿轮向左的轴向位移，轴径，长度。第六段：安装小齿轮，并由套筒限制小齿轮的向右的轴向位移，轴径，长度。第七段：安装轴承，由套筒限制小齿轮向左的轴向位移，轴径，长度。主动轴总长： 6.1.4 主动轴强度校核计算 已知小齿轮分度圆直径，主动轴扭矩，压力角，则轴上所受的圆周力、
13、径向力和法向力分别为： 由带轮的计算可知，带轮作用在轴上的力为 根据主动轴结构设计内容作出轴的计算简图（图6-1）。轴的支承点分别为两轴承的轴向中心处。做轴的计算简图，先求出轴上受力零件的载荷。将轴上受力零件的载荷分解为水平分力和垂直分力。如图6-1a所示。左端的伸出端连接大带轮处受到转矩 和带轮作用在轴上的力；左轴承处受水平反力和垂直反力，右轴承处受到水平反力和垂直反力（由于直齿轮传动无轴向力，左右轴承轴向力相互抵消，故此处略去不做计算。）；小齿轮中心位置处受到圆周力和径向力。水平支反力的计算： 垂直支反力的计算： 根据轴的支反力计算轴的弯矩和扭矩，绘制轴的水平弯矩图（a）、垂直弯矩图扭矩图
14、(b)、水平与垂直弯矩合成图(c)、扭矩图(d)和弯扭合成当量弯矩图(e)，如图6-1(a)到（e）所示。由弯扭合成当量弯矩图可知，截面B为危险截面，计算截面B的当量弯矩：水平弯矩的计算：垂直弯矩的计算：水平与垂直弯矩合成的计算：扭矩的计算（如图6-1e所示）：当量弯矩的计算（如图6-1f所示）：对截面B进行强度校核：根据以上计算数据，以及轴的单向旋转，扭转切应力为循环变应力，取，则截面C的计算应力为：对于调质的45号钢，,明显远小于，故安全。 6.2 从动轴的设计 6.2.1 轴的材料 从动轴的材料采用45号钢，调质，硬度217-255HBS，强度极限，屈服极限，弯曲疲劳极限。 6.2.2
15、轴端直径的计算已知从动轴输出功率为，输出转矩为，转速为 。根据45号钢，查得，则轴端有一个键槽，轴的直径扩大5%，即。从动轴轴端位置安装联轴器，根据输出转矩和转速，采用弹性套柱销联轴器，轴孔选用,孔深为则从动轴轴端的直径为32mm。6.2.3 确定轴向尺寸和各段轴径齿轮的简图如 6-2所示。以下是各段的尺寸（从左起）：第一段：安装联轴器的轴段，根据6.2.2的计算，轴径为，长度为。第二段：与透盖相接处，为第二阶梯外伸轴，限制联轴器向右的轴向位移，轴径，长度。第三段：支承段，初步选定轴承6009，轴径，长度。第四段：限制轴承向右的轴向位移，轴径，长度。第五段：限制齿轮向左的轴向位移，轴径，长度。
16、第六段：安装大齿轮，并由套筒限制大齿轮向右的轴向位移，轴径，长度。第七段：安装轴承6009，由套筒限制大齿轮向左的轴向位移，轴径，长度。从动轴总长： 6.1.4 从动轴强度校核计算由于从动轴的受力分析与主动轴类似，由以上的主动轴的校核计算过程分析可知，从动轴的危险截面位于齿轮径向对称面上，因而只需对从动轴上大齿轮轴段的中间截面进行校核计算。因而，以下计算过程只对该截面处的受力进行分析计算。已知大齿轮分度圆直径，从动轴扭矩，压力角，则轴上所受的圆周力、径向力和法向力分别为： 计算水平弯矩： 计算垂直弯矩： 合成弯矩的计算：扭矩的计算：当量弯矩的计算：危险截面的计算应力： 对于调质的45号钢，,明
17、显远小于，故安全。7滚动轴承的选择和校核预期寿命根据减速器的工作年限计算： 7.1 主动轴轴承的选择和校核计算 主动轴轴承初步选定采用深沟球轴承6006。由主动轴的设计计算可知，轴承主要承受径向力，几乎不受轴向力的作用，因而其当量载荷为 左轴承所受的径向力为和的反作用力，由主动轴的设计计算得： 又因为,取，则轴承的当量动载荷为： 主动轴的转速为，对于滚动轴承，由GB/T 276-1994可得，深沟球轴承6006的基本额定载荷为,因此 故选用深沟球轴承符合要求，可安全使用。 7.2 从动轴轴承的选择和校核计算 从动轴轴承初步选定采用深沟球轴承6009。由从动轴的设计计算可知，轴承主要承受径向力，
18、几乎不受轴向力的作用，因而其当量载荷为 左轴承所受的径向力为和的反作用力，由主动轴的设计计算得： 又因为,取，则轴承的当量动载荷为： 从动轴的转速为，对于滚动轴承，由GB/T 276-1994可得，深沟球轴承6009的基本额定载荷为,因此 故选用深沟球轴承符合要求，可安全使用。8键的选择计算和校核 8.1 主动轴上键连接的设计和校核计算 8.1.1 大带轮与主动轴的键连接 键选用圆头普通平键，45号钢，许用应力为 主动轴连接大带轮处，按轴径及大带轮轮毂长，查GB/T 1096-2003，选用,L取25mm。 键的工作长度 , 挤压应力为故所设计的键连接安全。 8.1.2 小齿轮与主动轴的键连接
19、 键选用圆头普通平键，45号钢，许用应力为 主动轴安装齿轮处，按轴径及该段轴长，查GB/T 1096-2003，选用,L取45mm。 键的工作长度 , 挤压应力为 故所设计的键连接安全。 8.2 从动轴上键连接的设计和校核计算 8.2.1 大齿轮与从动轴的键连接 键选用圆头普通平键，45号钢，许用应力为 从动轴连接大齿轮处，按轴径及大带轮轮毂长，查GB/T 1096-2003，选用,L取45mm。 键的工作长度 , 挤压应力为故所设计的键连接安全。 8.2.2 从动轴与联轴器的键连接 键选用单圆头普通平键，45号钢，许用应力为 从动轴安装联轴器处，按轴径及该段轴长，查GB/T 1096-200
20、3，选用,L取45mm。 键的工作长度 , 挤压应力为 故所设计的键连接安全。9联轴器的选择为了隔离振动与冲击，选用弹性套柱销联轴器。联轴器计算转矩为：查GB/T 4323-2002，选用TL6型弹性套柱销联轴器，其基本参数如下：公称扭矩：, 配合轴径：许用转速：, 配合长度：10减速器的润滑 10.1 齿轮的润滑由齿轮设计计算可知齿轮传动的圆周速度： ，因此采用油池润滑。齿轮的齿面接触应力为（轻负荷）因此对于闭式齿轮传动，采用L-CKB润滑油，润滑油粘度通过以下计算得出：由图查得40时润滑油的粘度：查GB/T 3141-1994得其对应的ISO粘度等级为68，所以齿轮传动的润滑油采用L-CK
21、B68。 10.2 轴承的润滑已知：小轴承内径为,轴承转速为大轴承内径为，轴承转速为 则均少于（1.52），因此轴承采用脂润滑。查表选用钙基润滑脂L-XAAMHA2（GB 491-1987），只需填充轴承空间的1/3-1/2，并在轴承内侧设挡油环，使油池中的油不能进入轴承以致稀释润滑脂。由于齿轮润滑采用油润滑的方式，为防止齿轮传动中飞溅出来的润滑油稀释润滑剂，在轴承与内壁之间加装挡油圈。11减速箱箱体结构及尺寸减速箱箱体采用材料灰铸铁HT150，剖分式箱体箱体的主要结构尺寸如下表所示：名称代号尺寸（mm）箱座壁厚8箱盖壁厚8箱座高度200箱座凸缘厚度12箱盖凸缘厚度12箱座底凸缘厚度20地脚螺
22、栓直径20地脚螺栓数目4轴承旁联接螺栓直径16箱盖与箱座联接螺栓直径12联接螺栓的间距150200轴承端盖螺钉直径10检查孔盖螺钉直径8定位销直径8至外箱壁距离26至外箱壁距离22至外箱壁距离18至凸缘边缘距离24至凸缘边缘距离20至凸缘边缘距离16沉头座直径40,33,26轴承旁凸台半径20凸台高度300外箱壁至轴承座端面距离42轴承座孔边缘至轴承螺栓轴线的距离20齿轮顶圆与内箱壁间的距离10齿轮端面与内箱壁间的距离20箱盖、箱座肋厚77小轴承端盖外径105大轴承端盖外径125轴承旁联接螺栓距离125三绘制装配图和零件图零件图：大齿轮（一张） 从动轴（一张）装配图：见Pro/E文件四总结整个
23、课程设计过程历时一个月，从12月初到1月初，每天完成课程设计的其中一点点工作。从最初选择电动机类型，到后来减速箱箱体的设计，每一个标准件的选择和每一个非标准件尺寸的确定，我都还记忆清楚，虽然有些零件的参数确定仍然不甚了解为何要这样去选择，但自己已经了解到如何去设计一个简单的减速箱。设计过程中，我找了很多资料看，包括网上关于减速箱设计的说明书、图书馆关于课程设计方面的书籍、机械设计手册和很多标准。因为之前在一门公选课上学过了Pro/E这个软件，所以打算在装配图中把之前所学知识运用到实际中。但是设计的过程比画图的过程还要漫长，每个零件尺寸的确定都很繁琐，没有我想象中的简单。设计轴的时候，要反复的斟
24、酌其各段的长度和轴径，防止出错，而在箱体设计的时候又发现轴伸出段不够，要再修改轴的尺寸。反复的设计步骤，让我深谙设计的奥妙。虽然花了很多时间在设计上，但到完成设计说明书的那一刻，我还是没有把装配图弄好。很多同学都说设计到一定的时候开始用solidwork来做三维的实物来校验一下之前设计的尺寸对与否，这样可以提前发现错误。可是我一开始就抱着设计完后才开始画装配图的想法，到设计说明书完成那一刻我还依然遵循着。总的来说，这次减速箱的设计让我在学习了机械设计基础的基础上更多的了解关于机械设计的知识。零件图画了一天的时间来完成，在画图前还花了很多时间去查找关于形位公差、公差等级等等的资料，以了解如何更好的标注尺寸和公差。而装配图，也得尽快完成了。五参考文献资料 1 机械设计基础 ，高等教育出版社2 机械设计基础课程设计（电子版） ，北京大学出版社3 机械设计基础课程设计 ，科学出版社4 机械设计手册（单行本）：机械制图 极限与配合 ，化学工业出版社 5 GBT 321-2005 优先数和优先数系 6 GB-T 3141-1994 工业液体润滑剂 ISO粘度分类 7 GBT275-1993滚动轴承与轴和外壳的配合.精品文档.