热处理车间传送设备的展开式双级直齿圆柱齿轮减速器的

湖南工业大学机械设计基础课程设计资料袋机械工程学院（系、部）2011~2012学年第一学期课程名称机械设计课程设计指导教师职称学生姓名专业班级学号题目热处理车间传送设备的展开式双级直齿圆柱齿轮减速器的设计成绩起止日期2011年12月21日～2012年1月1日目录清单序号材料名称资料数量备注1课程设计任务书12课程设计说明书13课程设计图纸若干张4装配图15零件图261湖南工业大学机械设计基础课程设计资料袋机械工程学院（系、部）2011~2012学年第一学期课程名称机械设计课程设计指导教师刘扬职称教授学生姓名专业班级学号题目热处理车间传送设备的展开式双级直齿圆柱齿轮减速器的设计成绩起止日期2011年12月25日～2012年1月4日目录清单序号材料名称资料数量备注1课程设计任务书12课程设计说明书13课程设计图纸若干张4装配图15零件图262湖南工业大学课程设计任务书2009-20010学年第一学期机械工程学院机械设计专业0903班级课程名称：机械设计课程设计设计题目：热处理车间传送设备的展开式双级直齿圆柱齿轮减速器的设计完成期限：自2011年12月21日至2012年1月1日内容及任务一、设计的主要技术参数：运输带所需扭矩：400N·m；运输带速度：0.9m/s；卷筒直径D：450mm工作条件：用于传送清洗零件,双班制工作，工作时有轻微震动,小批量生产，运输带速度允许误差±5%，使用年限10年(其中轴承寿命为3年以上)。二、设计任务：传动系统的总体设计；传动零件的设计计算；减速器的结构、润滑和密封；减速器装配图及零件工作图的设计；设计计算说明书的编写。三、每个学生应在教师指导下，独立完成以下任务：（1）减速器装配图1张；（2）零件工作图2~3张；（3）设计说明书1份（6000~8000字）。进度安排起止日期工作内容2011.12.24-2011.12.25传动系统总体设计2011.12.25-2011.12.27传动零件的设计计算；2011.12.27-2012.1.3减速器装配图及零件工作图的设计、整理说明书2012.1.4-2012.1.5交图纸并答辩主要参考资料1.濮良贵，纪名刚.机械设计［Ｍ］.北京：高等教育出版社，2001.2.金清肃.机械设计课程设计［Ｍ］.武汉：华中科技大学出版社，2007.3.《机械设计（第八版）》（濮良贵，纪明刚主编高教出版社）4.《机械设计课程设计》（金清肃主编华中科技大学出版社）5.《工程图学》（赵大兴主编高等教育出版社）6．《机械原理》（朱理主编高等教育出版社）7.《互换性与测量技术基础》（徐雪林主编湖南大学出版社）8.《机械设计手册（单行本）》（成大先主编化学工业出版社）9.《材料力学》（刘鸿文主编高等教育出版社）指导老师（签字）：2011年11月10日系（教研室）主任（签字）：2011年11月20日3机械设计设计说明书展开式双级直齿圆柱齿轮减速器的设计起止日期：2011年12月24日至2012年1月5日学生姓名邹星班级学号成绩指导教师(签字)0目录1设计任务书················································································12传动方案的拟定·······································································23原动机的选择···········································································34确定总传动比及分配各级传动比···········································65传动装置运动和运动参数的计算································76带传动的设计与计算·······························································87齿轮传动的设计及计算·························································118轴的设计及计算····················································209轴承的寿命计算及校核·························································3110键联接强度的计算及校核·····················································3311润滑方式、润滑剂以及密封方式的选择·····························3412减速器箱体及附件的设计·····················································3613设计小结·····························································3914参考文献·····························································401一、设计任务书1.1课程设计的设计内容设计带式运输机的传动机构，其传动转动装置图如下图-1所示。1.2课程设计的原始数据已知条件：①运输带所需扭矩：M=400N·m②运输带的工作速度：v=0.9m/s；③卷筒直径：D=450mm；④使用寿命：10年（其中轴的寿命为3年），双班制工作，每班8小时，工作时有轻微振动。1.3课程设计的工作条件设计要求：①误差要求：运输带速度允许误差为带速度的±5%；②工作情况：连续单向运转，载荷平稳；③制造情况：小批量生产。图1.1带式运输机的传动装置2二、传动方案的拟定带式运输机的传动方案如下图所示上图为展开式的两级直齿圆柱齿轮减速器传动，其结构简单，应用范围广，尺寸较小，结构紧凑，传动较平稳，但是齿轮相对于轴承位置不对称，因此要求轴有较大的刚度，轴端联结选择弹性柱销联轴器，输入轴伸出端和输出轴伸出端的位可根据需要来选择。因此当轴承发生相对弯曲变形时，容易引起载荷沿轮齿齿宽方向分布不均匀，故宜用于载荷较平稳的机械中。图2.2展开式直齿圆柱齿轮减速器1-电动机2-带传动3-减速器4-联轴器5-卷筒6-运输带3三、原动机的选择3.1选择电动机的类型按按照设计要求以及工作条件，选用一般Y型全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压为380V。3.2选择电动机的容量3.2.1工作机（滚筒）的转速为n=Dv601000=45014.39.0601000=2165.38（r/min）经查表，V带的传动比为2~4，二级圆柱齿轮减速器的传动比为8~40，故，总传动比的合理范围ia=16~160。所以电机的转速可选范围为：nd=2165.38)160~16(=64.6114~464.611（r/min）3.2.2传送设备所需的有效功率为kwMwPw6.1102259.04003上式中：wP—工作机所需的有效功率（KW）M—带所需扭矩（N·M）43.2.3传动装置所需要的总效率a：根据设计指导书中第66页中表4-4查得，各个部件效率取值如下表格：表3.2.3.2各部件传动效率各部件传动效率代号传动效率值0(V带传动效率)0.933(滚动轴承)0.982(联轴器)0.991(双级圆柱齿轮)0.97由图3.2.3.2得：0a21243=498.099.0297.093.0=799.053.2.3电动机所需功率为kwPPwd003.2799.06.1因载荷平稳，电动机的功率稍大于dP即可，根据文献【2】第207页中表8-53所示Y系列三相异步电动机的技术参数，可选择电动机的额定功率kW2.2。电动机型号主要有Y100L1-4和Y112M-6,传动系统的传动比为wnmni前者转速高，电动机价格低，总传动比虽然大些，但完全可以通过传送带和两级齿轮传动实现。所以选Y100L2-4.表3.1电动机数据电动机型号额定功率/KW满载转速/(r/min)堵载转速额定转速堵载转速额定转速Y100L2-42.214202.22.26四、确定总传动比及分配各级传动比4.1传动装置的总传动比，15.3722.381420wmnni上式中：i—总传动比mn—电动机的满载转速（r/min）4.2分配传动比根据文献【1】第155页中带传动的传动比适用范围i=2–5,取其传动比为31i，则减速器总传动比为38.12315.371iiij根据文献【2】第68页双级直齿圆柱齿轮减速器高速级的传动比2i为012.438.123.13.12jii；低速级传动比085.3012.438.1223iiij7五、带传动装置运动和动力参数的计算减速器传动装置中各轴由高速轴到低速轴依次编号为电动机1轴、2轴,3轴，4轴。5.1各轴的转速（单位：r/min)45.6452.2/1420n22.3888.160012.4/45.645432nnn5.2各轴输入功率(单位：kw)84.198.099.090.179.198.099.085.185.199.098.090.190.195.0003.231343223321251PPPPPPPPd5.3各轴输入转矩mNnPTmNnPTmNnPTmNnPT76.45922.38/84.19550/955027.44722.38/79.19550/955081.10988.160/85.19550/955011.2845.645/9.19550/955044433322211186带传动的设计与计算6.1确定计算功率Pca根据文献【1】第156页表8-7查得工作情况系数KA=1.2,故1.22.0032.4caAdPKPkw6.2选择V带的带型根据Pca,nm由文献【1】第157页图8-10选用Z型。6.3确定带轮的基准直径dd并验算带速v6.3.1确定小带轮直径根据文献【1】第155页表8-6和第157页表8-8，取小带轮的基准直径dd1=80mm。6.3.2验算带速v13.148014205.95/601000601000dmdnvms因为5m/sv30m/s,故带速适合。6.3.3计算大带轮的基准直径dd2。21380240dddidmm根据文献【1】第157页表8-8,圆整为dd2=250mm.6.4确定V带的中以距a和基准长度Ld6.4.1初定中心距0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)取a0=500mm。96.4.2计算带所需要的基准长度221001202()2()24(25080)2500802501516.824500dddddddLaddamm据文献【1】第146页表8-2得Ld=1600mm6.4.3实际中心距mmLLaadd5002/159916005002/006.5验算小带轮上的包角α10000012157.357.318018025080160.3500dddda6.6计算带的根数z6.6.1计算单根V带的额定功率Pr。由dd1=80mm和nm=1420r/min,据文献【1】第152页表8-4a得P0=0.35kw由n1=1420r/min,i=3和Z型带，据文献【1】第153页表8-4b得ΔP0=0.03kw据文献【1】第155页表8-5得k=0.95，据文献【1】第146页表8-2得KL=1.16于是000.350.031.160.950.4192.45.730.419