课程设计_带式运输机上的二级圆柱齿轮减速器

[键入文字]1设计计算及说明结果一设计任务书1.1题目：设计一用于带式运输机上的二级圆柱齿轮减速器。1.2任务：（1）减速器装配图（1号）…………………………………1张（2）箱盖或箱座（2号）……………………………………1张（3）输出轴及其上齿轮工作图各一张（3号）………………2张（4）设计计算说明书………………………………………1份1.3传动方案：图（1）1.4设计参数：（1）运输带拉力F(N)=2400N（2）鼓轮直径D=300mm（3）运输带速度V=1.2(m/s)1.5其它条件：工作有轻振，经常满载，空载起动，单向运转。减速器小批量生产，使用期限5年，单班制工作。运输带容许速度误差为5%。[键入文字]2设计计算及说明结果二．传动方案简述2.1传动方案说明2.1.1将带传动布置于高速级将传动能力较小的带传动布置在高速级，有利于整个传动系统结构紧凑，匀称。同时，将带传动布置在高速级有利于发挥其传动平稳，缓冲吸振，减少噪声的特点。2.1.2选用闭式斜齿圆柱齿轮闭式齿轮传动的润滑及防护条件最好。而在相同的工况下，斜齿轮传动可获得较小的几何尺寸和较大的承载能力。采用传动较平稳，动载荷较小的斜齿轮传动，使结构简单、紧凑。而且加工只比直齿轮多转过一个角度，工艺不复杂。2.1.3将传动齿轮布置在距离扭矩输入端较远的地方由于齿轮相对轴承为不对称布置，使其沿齿宽方向载荷分布不均。固齿轮布置在距扭矩输入端较远的地方，有利于减少因扭矩引起的载荷分布不均的现象，使轴能获得较大刚度。综上所述，本方案具有一定的合理性及可行性。2.2电动机的选择2.2.1电动机类型和结构型式根据直流电动机需直流电源，结构复杂，成本高且一般车间都接有三相交流电，所以选用三相交流电动机。又由于Y系列笼型三相异步交流电动机其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、起动性能较好、价格低等优点均能满足工作条件和使用条件。根据需要运送型砂，为防止型砂等杂物掉入电动机，故选用封闭式电动机。根据本装置的安装需要和防护要求，采用卧式封闭型电动机。Y(IP44)笼型封闭自扇冷式电动机,具有防止灰尘或其他杂物侵入之特点。故优先选用卧式封闭型Y系列三相交流异步电动机。2.2.2选择电动机容量(1)工作机所需功率Pw工作机所需功率wP及所需的转速wn由[1]P14式（3-2）1000FVwPkw[键入文字]3设计计算及说明结果由[2]P17式（2-3）DVnw100060r/min76.393001.2100060100060DVnwr/min2.8810001.224000100FVwPkw式中：V---传送速度;D---鼓轮直径;T---鼓轮轴所需的功率(2)由电动机至工作机的总效率由[2]P18式（2-5）n4321由[2]P18表2-4卷筒的传递效率——1取1=0.95一对滚动轴承的效率——2=0.98~0.995取2=0.98一对齿轮传动的效率——3=0.96~0.98取3=0.97联轴器的效率——4=0.99~0.995取4=0.99∴85.099.097.098.095.02232423321(3)电动机所需的输出功率dP51.382.088.2wdPPKW(4)确定电动机的额定功率Ped由[2]P196表20-1又∵PedPd∴取Ped=4kw2.2.3电动机额定转速的选择由[1]P14式（3-4）wlhdniin式中:dn---电动机转速;hi---高速齿轮的传动比li---低速齿轮的传动比;wn---工作机的转速由[1]P10表3-1展开式双级圆柱齿轮减速器传动比lhii=8~40∴39.76*40~39.76*8wlhdniin=610.88~3055.6r/min0r/min2.88wPkw82.051.3dPkw4edPkw[键入文字]4设计计算及说明结果2.2.4确定电动机的型号一般同步转速取1000r/min或1500r/min的电动机。初选方案：由[2]P196表20-1电动机型号额定功率kw同步转速r/min最大转矩额定转矩满载转速r/min质量kgY132M1-6410002.2960742.2.5电动机的主要参数（1）电动机的主要技术数据电动机型号额定功率kw同步转速r/min最大转矩额定转矩满载转速r/min质量kgY132M1-6410002.296074（2）电动机的外形示意图[键入文字]5设计计算及说明结果Y型三相异步电动机（3）电动机的安装尺寸表（单位：mm）电机型号Y132M1-6型号尺寸HABCDEF×GDGADACHDL13221617889388010×8332102753155152.3总传动比的确定及各级传动比的分配2.3.1理论总传动比'i57.1239.76960'wmnninm:电动机满载转速2.3.2各级传动比的分配(1)两级齿轮传动的传动比57.12'''iiilh(3)齿轮传动中，高低速级理论传动比的分配取lhii，可使两极大齿轮直径相近，浸油深度接近，有利于浸油润滑。同时还可以使传动装置外廓尺寸紧凑，减小减速器的轮廓尺寸。但hi过大，有可能会使高速极大齿轮与低速级轴发生干涉碰撞。所以必须合理分配传动比，一般可在')4.1~3.1('lhii中取，要求d2l-d2h≈20～30mm。（由[2]P9图2-2）取'38.1'lhii，又∵57.12''lhii∴'hi4.18，02.3'li'i12.5757.12''lhii18.4'hi02.3'li[键入文字]6设计计算及说明结果2.4各轴转速，转矩与输入功率2.4.1各轴理论转速设定：电动机轴为0轴，高速轴为Ⅰ轴，图（1）下侧中间轴为Ⅱ轴，图（1）中间低速轴为Ⅲ轴，图（1）上侧联轴器为ⅣⅤ轴，图（1）左下和右上侧(1)电动机960mdnnr/min(2)Ⅰ轴960'Ⅰnr/mim(3)Π轴23018.4960'''hinnⅡr/min(4)Ⅲ轴7602.3230'''linnⅢr/min2.4.2各轴的输入功率(1)电动机4dPkw(2)Ⅰ轴96.399.041ηⅠdPPkw(3)Π轴76.397.098.096.332ηηⅡPPkw(4)Ⅲ轴η联ηⅢ2PP57.399.098.076.3kw2.4.3各轴的理论转矩(1)电动机96041055.91055.966dddnPTmmN410979.3(2)Ⅰ轴96096.31055.91055.966nPT410670.3N·mm(3)Π轴23076.31055.9'1055.966nPT510561.1N·mm960dnr/minmin/960'rnⅠ230'Ⅱnr/min76'Ⅲnr/minKWPd496.3ⅠPkwKWP76.3ⅡKWP57.3ⅢdT410976.3N·mmT410670.3N·mmT510561.1N·mm[键入文字]7设计计算及说明结果(4)Ⅲ轴7657.31055.9'1055.966nPT=510486.4N·mm2.4.4各轴运动和动力参数汇总表轴号理论转速（r/min）输入功率（kw）输入转矩(N·mm)传动比电动轴96043.976×1042.33第Ⅰ轴9603.963.670×1043.76第Ⅱ轴2303.761.561×1053.57第Ⅲ轴763.574.486×105三、传动设计3.1高速级齿轮传动设计3.2.1原始数据输入转矩——T=410670.3N·mm小齿轮转速——In=960r/min齿数比——μ=18.4'hi由电动机驱动机，工作有轻振，经常满载，空载起动，单向运转。减速器小批量生产，使用期限5年，单班制工作。（设每年工作日为300天）3.2.2设计计算一选齿轮类、精度等级、材料及齿数1为提高传动平稳性及强度，选用斜齿圆柱齿轮；2因为运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度；3为简化齿轮加工工艺，选用闭式软齿面传动小齿轮材料：45号钢调质HBS1=220接触疲劳强度极限5701limHMPa（由[1]P209图10-21d）弯曲疲劳强度极限4401FEMpa（由[1]P209图10-20c）大齿轮材料：45号钢正火HBS2=190接触疲劳强度极限4002limHMPa（由[1]P209图10-21c）510486.4TN·mm[键入文字]8设计计算及说明结果弯曲疲劳强度极限3302FEMpa（由[1]P209图10-20b）4初选小齿轮齿数241Z大齿轮齿数Z2=Z1'hi=24×4.18=100.32取1005初选螺旋角14t二按齿面接触强度设计计算公式：321112HHEdttZZuuTKdmm（由[1]P218式10-21）1．确定公式内的各计算参数数值初选载荷系数6.1tK小齿轮传递的转矩4110670.3TTN·mm齿宽系数8.0d（由[1]P156表10-7）材料的弹性影响系数8.189EZMpa1/2（由[1]P201表10-6）区域系数43.2HZ（由[1]P217图10-30）78.01，87.02（由[1]P215图10-26）65.121应力循环次数)530081(1960606011hjLnN91069.099121017.018.4106912.0hiNN接触疲劳寿命系数02.11HNK11.12HNK（由[1]P207图10-19）接触疲劳许用应力取安全系数1HSMPaSKHHNH4.581157002.1][1lim11MPaSKHHNH444140011.1][2lim22MPaMPaHHHH12.546][23.17.51224444.5812][][][221∴取7.512HMPa[键入文字]9设计计算及说明结果2．计算（1）试算小齿轮分度圆直径td1321)][(12HEHdttZZTKdμμ324)7.5128.18943.2(18.4118.465.18.010670.36.12=44.7mm（2）计算圆周速度1000609607.441000601ndvt2.25m/s（3）计算齿宽b及模数mnt76.357.448.01tddbmm81.12414cos7.44cos11Zdmtntmmmhnt07.425.2b/h=8.78（4）计算纵向重合度52.114248.0318.0318.01tgtgZtd（5）计算载荷系数HHVAHKKKKK①使用系数AK由[1]P193表10-2根据电动机驱动得35.1AK②动载系数VK由[1]P210表10-8根据v=2.25m/s、7级精度09.1VK③按齿面接触强度计算时的齿向载荷分布系数HK由[1]P196表10-4根据小齿轮相对支承为非对称布置、7级精度、d=0.8、2.35bmm，得HK=1.288④按齿根弯曲强度计算时的齿向载荷分布系数FK由[1]P198图10-13根据b/h=8.78、288.1HK252.1FK⑤齿向载荷分配系数HK、FK由[1]P195表10-3假设mmNbFKtA/100/，根据7级精度，软齿面传动，得4.1FHKK∴HHVAHKKKKK=1.35×1.09×1.4×1.288=2.653MpaH7.512td1=44.7mmv