帶傳動說明書

1、 河南理工大學 機械課程設計 二級直齒圓柱齒輪減速器 課程設計說明書專 業(yè)材料成型及控制工程姓 名苑鵬鵬學 號311106000827班 級焊接11-1班指導教師楊現(xiàn)卿 目錄 前言 第一節(jié) 設計題目2 第二節(jié) 傳動裝置總體設計2 第三節(jié) 選擇電機3 第四節(jié) 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比4 第五節(jié) 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)5 第六節(jié) 設計V帶和帶輪7 第七節(jié) 齒輪的設計9 第八節(jié) 減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸12 第九節(jié) 軸的設計15 第十節(jié) 高速軸大齒輪的設計30 第十一節(jié) 潤滑方式的確定31 參考資料目錄 31前言機械設計課程設計是學生第一次較全面的在機械設計方面的訓練，也是機械設計課程的一

2、個重要教學環(huán)節(jié)，其目的是：第一、通過機械設計課程設計，綜合運用機械設計課程和其它有關(guān)先修課程的理論和知識，結(jié)合生產(chǎn)實際知識，培養(yǎng)分析和解決一般工程實際問題的能力第二、學習機械設計的一般方法，掌握通用機械零件部件、機械傳動裝置和簡單機械的設計原理和過程，第三、進行機械設計基本技能的訓練。 機械設計課程設計的題目是帶式運輸機的傳動裝置的設計，設計內(nèi)容包括：確定傳動裝置總體設計方案，選擇電動機；計算傳動裝置運動和動力的參數(shù)；傳動零件，軸的設計計算；軸承，聯(lián)軸器，潤滑，密封和聯(lián)接件的選擇與校核計算；箱體結(jié)構(gòu)及其附件的設計；繪制裝配工作圖及零件工作圖；編寫設計說明書。 - 30 -一、 設計題目：二級直

3、齒圓柱齒輪減速器1 要求：機械系統(tǒng)應盡可能簡單，2 擬定傳動關(guān)系：由電動機、V帶、減速器、聯(lián)軸器、工作機構(gòu)成。3 工作條件：某帶式運輸機輸送物品為粉粒物（如煤，沙等），單向傳動，工作中載荷平穩(wěn)，滾筒效率0.96，工作年限10年，大修期限3年，每天工作300天，兩班制工作，工作機允許速度誤差5%，在專門工廠小批量生產(chǎn)。4. 已知條件：運輸機工作拉力1500N，輸送帶速度2.3m/s,卷筒直徑270mm。機械設計課程設計第四頁表1-1數(shù)據(jù)A11二、 傳動裝置總體設計：1. 組成：傳動裝置由電機、減速器、工作機組成。2. 特點：齒輪相對于軸承不對稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。3

4、. 確定傳動方案：考慮到電機轉(zhuǎn)速高，傳動功率大，將V帶設置在高速級。 其傳動方案如下：展開式三、 選擇電機. 計算電機所需功率： 查機械設計手冊：帶傳動效率：0.96每對軸承傳動效率：0.99圓柱齒輪的傳動效率：0.96聯(lián)軸器的傳動效率：0.993卷筒的傳動效率：0.96 說明： 電機至工作機之間的傳動裝置的總效率： =O.81 2確定電機轉(zhuǎn)速：查機械設計手冊：取V帶傳動比i=24，二級圓柱齒輪減速器傳動比i=840，所以電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍是： 根據(jù)電動機所需功率和轉(zhuǎn)速查機械設計課程設計第332頁表18-1 :Y系列（IP44）三相異步電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)，有4種適用的電動機型號，因此有4種傳動

5、比方案如下：方案電動機型號額定功率KW滿載轉(zhuǎn)速r/min啟動轉(zhuǎn)矩（）最大轉(zhuǎn)矩（）1Y100L-23.028702.22.32Y112M-24.028902.22.33Y132S1-25.529002.02.34Y132S2-27.529002.02.3 綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、和帶傳動、減速器的傳動比，可見第3種方案比較合適，因此選用電動機型號為Y132S1-2，其主要參數(shù)如下：方案電動機型號額定功率KW滿載轉(zhuǎn)速r/min啟動轉(zhuǎn)矩（）最大轉(zhuǎn)矩（）3Y132S1-25.529002.02.3四 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比： 總傳動比： 分配傳動比：取 則 ，取 經(jīng)計算注：為

6、帶輪傳動比，為高速級傳動比，為低速級傳動比。五 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)： 將傳動裝置各軸由高速到低速依次定為1軸、2軸、3軸、4軸。1.各軸轉(zhuǎn)速： 2.各軸輸入功率： 電機輸出功率 3各軸輸入轉(zhuǎn)矩： 運動和動力參數(shù)結(jié)果如下表：軸名功率P KW轉(zhuǎn)矩T Nm轉(zhuǎn)速r/min輸入輸出輸入輸出電動機軸5.54.442.014.6229001軸4.264.2128.0727.8014502軸4.054.0194.1893.24410.763軸3.853.81225.57223.31163六 設計V帶和帶輪：1.設計V帶確定V帶型號 查得： 則 根據(jù)=5.33kw, =2900r/min,查機械設計基

7、礎第148頁表9-8，選擇A型V帶，取。，查手冊取。 為帶傳動的滑動率。驗算帶速： 帶速在范圍內(nèi)，合適。取V帶基準長度和中心距a： 初步選取中心距a： ，取。 取。 驗算小帶輪包角： 。求V帶根數(shù)Z： 由機械設計基礎第144頁表9-3,第146頁表9-5 內(nèi)插值法得。 機械設計基礎第147頁表9-6,得。 機械設計基礎第147頁表9-5,得。 則 取根。求作用在帶輪軸上的壓力： 機械設計基礎第147頁表9-1,得q=0.11kg/m， 故得單根V帶的初拉力： 作用在軸上壓力： 。七 齒輪的設計： 1.高速級大小齒輪的設計： 材料：高速級小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS。高速級大齒輪選用

8、鋼正火，齒面硬度為220HBS。 查機械設計手冊得： 。 。 故 。 由機械設計基礎得： 。 故 。按齒面接觸強度設計： 7級精度制造，查機得：載荷系數(shù)，取齒寬系數(shù) 計算中心距： 考慮高速級大齒輪與低速級大齒輪相差不大 取 則取 實際傳動比： 傳動比誤差：。 齒寬：取， 高速級大齒輪： 高速級小齒輪：驗算輪齒彎曲強度： 查機械設計基礎得： 按最小齒寬計算： 所以安全。齒輪的圓周速度： 查機械設計基礎第83頁表6-7知選用7級的的精度是合適的。2.低速級大小齒輪的設計：材料：低速級小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS。 低速級大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為220HBS。查機械設計手冊得： 。

9、。 ， 故 。 故 。按齒面接觸強度設計：9級精度制造，查課本得：載荷系數(shù)，取齒寬系數(shù)計算中心距： 取 則 取計算傳動比誤差：合適齒寬：則取 低速級大齒輪：低速級小齒輪：驗算輪齒彎曲強度： 查得： 按最小齒寬計算： 安全。齒輪的圓周速度： 查機械設計基礎第83頁表6-7知選用7級的的精度是合適的。八 減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸如下：名稱符號計算公式結(jié)果箱座厚度10箱蓋厚度8箱蓋凸緣厚度12箱座凸緣厚度15箱座底凸緣厚度25地腳螺釘直徑M14地腳螺釘數(shù)目查手冊6軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑M10蓋與座聯(lián)結(jié)螺栓直徑=（0.500.6）M8軸承端蓋螺釘直徑=（0.40.5）8視孔蓋螺釘直徑=（0.30.4）6定位銷直

10、徑=（0.70.8）8，至外箱壁的距離查手冊322218，至凸緣邊緣距離查手冊2614外箱壁至軸承端面距離=+（510）40大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離>1.215齒輪端面與內(nèi)箱壁距離>12箱蓋，箱座肋厚78.5軸承端蓋外徑+（55.5）100（1軸）100（2軸）120（3軸）軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離100（1軸）100（2軸）120（3軸）九 軸的設計：1. 高速軸設計：（1）材料：選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理。查機械設計手冊取 C=110。（2）各軸段直徑長度的確定： 取=19 因為高速軸第一段軸徑裝配大帶輪， 且=1.9 ，+2a=22.8 取。l1=1.75d1-3=37。 因為大帶輪要靠軸

11、肩定位，且還要配合密封圈， 取，l2=l1+（110）mm=40。 段裝配軸承且，取。選用6306號深溝球軸承。型號dDB63063072193720.8 所以l3=19 段主要是定位軸承，。l4=120 根據(jù)箱體內(nèi)壁線確定后再確定。 裝配齒輪段直徑：由齒輪確定 ，=40 ，l5=55 段主要是定位軸承，取=37 。取l6=21 段裝配軸承所以 l7= l3=19。 校核該軸和軸承：L1=58 L2=157 L3=68 作用在齒輪上的圓周力為： 徑向力為 作用在軸1帶輪上的外力： 求垂直面的支反力： 求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖： 求水平面的支承力： 由得NN求并繪制水平面彎矩圖：求F在支點產(chǎn)

12、生的反力：求并繪制F力產(chǎn)生的彎矩圖： F在a處產(chǎn)生的彎矩： 求合成彎矩圖：考慮最不利的情況，把與直接相加。 求危險截面當量彎矩： （3）彎矩及軸的受力分析圖如下： 從圖可見，m-m處截面最危險，其當量彎矩為：（取折合系數(shù)） 計算危險截面處軸的直徑： 因為材料選擇調(diào)質(zhì)，查機械設計手冊得，許用彎曲應力，則：因為，所以該軸是安全的。（4）軸承壽命校核：軸承壽命可由式進行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以，查得取按最不利考慮，則有： 則 因此所該軸承符合要求。（5）鍵的設計與校核: 高速軸與大帶輪鍵聯(lián)接的選擇和計算： 根據(jù)軸徑，參考簡明機械零件設計實用手冊,由于，l1=37 ，故軸段上采用鍵，

13、采用A型普通鍵，材料選用45中碳鋼:鍵校核為l=L-b，滿足要求。高速軸與齒輪鍵聯(lián)接的選擇和計算： 根據(jù)，參考簡明機械零件設計實用手冊,由于，l2=55 ，故軸段上采用鍵，采用A型普通鍵，材料選用45中碳鋼:鍵校核為l=L-b，滿足要求。2. 中間軸的設計： （1）材料：選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理。查機械設計手冊取C=110。（2）各軸段直徑的確定： 段要裝配軸承，選用6207號深溝球軸承，型號dDB62073572174219.8 l1=17 段主要是定位軸承，因此，=+（15）mm= 40 ，取l2=10 裝配低速級小齒輪，且取，l2=90 段主要是定位高速級大齒輪，所以取，l4=42。 裝配高

14、速級大齒輪，取 L5=48。 段主要是定位軸承,=40 ,l6=l2=10 段要裝配軸承，與段相同校核該軸和軸承：L1=42.5 L2=111 L3=63.5 作用在2、3齒輪上的圓周力： 徑向力： 求垂直面的支反力 計算垂直彎矩： 求水平面的支承力： 計算、繪制水平面彎矩圖： 求合成彎矩圖，按最不利情況考慮： （3）彎矩及軸的受力分析圖如下： 求危險截面當量彎矩：從圖可見，m-m,n-n處截面最危險，其當量彎矩為：（取折合系數(shù)） 計算危險截面處軸的直徑： n-n截面: m-m截面: 由于，所以該軸是安全的。 (4)軸承壽命校核： 軸承壽命可由式進行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以，

15、查得取 則，軸承使用壽命在年范圍內(nèi)，因此所該軸承符合要求。（5）鍵的設計與校核：高速軸與大齒輪鍵聯(lián)接的選擇和計算： 根據(jù)，參考簡明機械零件設計實用手冊,由于，l3=90 ，故軸段上采用鍵，采用A型普通鍵，材料選用45中碳鋼:鍵校核為l=L-b，滿足要求。高速軸與小齒輪鍵聯(lián)接的選擇和計算： 根據(jù)軸徑，參考簡明機械零件設計實用手冊,由于，l5=48 ，故軸段上采用鍵，采用A型普通鍵，材料選用45中碳鋼:鍵校核為l=L-b，滿足要求。3. 從動軸的設計： (1)材料：選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理。查機械設計手冊取 C=110。（2）確定各軸段直徑 計算最小軸段直徑：因為軸主要承受轉(zhuǎn)矩作用，所以按扭轉(zhuǎn)強度計算

16、，由式得： 段裝配軸承，選用6306號深溝球軸承。型號dDB62105090205727.0 l1=20段主要是定位軸承，取=57 ，取l2=17裝配齒輪段直徑：由齒輪確定 ，=60 ，l3=80段主要是定位軸承，l4=77 根據(jù)箱體內(nèi)壁線確定后在確定。段裝配軸承所以， l5= l1=20。為使聯(lián)軸器軸向定位，=45 ，取l6=40 段裝配聯(lián)軸器，選用GY6凸緣聯(lián)軸器38，68，L=82 故=38 ，l7=82校核該軸和軸承：L1=67 L2=147 L3=91 求作用力、力矩和和力矩、危險截面的當量彎矩。 作用在齒輪上的圓周力： 徑向力： 求垂直面的支反力： 計算垂直彎矩： .m 求水平面的

17、支承力。 計算、繪制水平面彎矩圖。 求F在支點產(chǎn)生的反力 求F力產(chǎn)生的彎矩圖。 F在a處產(chǎn)生的彎矩： 求合成彎矩圖。考慮最不利的情況，把與直接相加。 求危險截面當量彎矩。 （3）彎矩及軸的受力分析圖如下： 從圖可見，m-m處截面最危險，其當量彎矩為：（取折合系數(shù)） 計算危險截面處軸的直徑。因為材料選擇調(diào)質(zhì)，查得，查課本231頁表14-3得許用彎曲應力，則： 考慮到鍵槽的影響，取因為，所以該軸是安全的。（4）軸承壽命校核。 軸承壽命可由式進行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，以，取取 按最不利考慮，則有： 則, 該軸承壽命為8.7年,所以軸上的軸承是適合要求的。（5）鍵的設計與校核：高速軸與齒輪鍵聯(lián)接的選擇和計算： 根據(jù)軸徑，參考簡明機械零件設計實用手冊,由于，l1=20 ，故軸段上采用鍵，采用A型普通鍵，材料選用45中碳鋼:鍵校核為l=L-b，滿足要求。高速軸與聯(lián)軸器鍵聯(lián)接的選擇和計算： 根據(jù)，參考簡明機械零件設計實用手冊,由于，l2=82 ，故軸段上采用鍵，采用A型普通鍵，材料選用45中碳鋼:鍵校核為l=L-b，滿足要求。十 高速軸大齒輪的設計因 采用腹板式結(jié)構(gòu)代號結(jié)構(gòu)尺寸和計算公式結(jié)果輪轂處直徑64輪轂軸向長度48倒