二级圆柱齿轮减速器计算说明

1课程设计设计题目：带式运输机二级直齿圆柱齿轮减速器系别机械工程系班级机制专112学生姓名何磊学号2011541208指导教师张成郭维城职称教授讲师起止日期：2013年6月17日起——至2013年6月28日止2目录《机械设计》课程设计任务书...............................31、传动装置的总体设计....................................52、传动装置的总传动比及分配..............................63、计算传动装置的运动和动力参数..........................64、带传动设计............................................85、齿轮的设计...........................................106、轴的设计计算及校核...................................187、轴承的寿命计算.......................................248、键连接的校核.........................................2410、联轴器的选择........................................2512、润滑及密封类型选择..................................2613、减速器附件设计......................................2614、主要尺寸及数据......................................2715、设计完成后的各参数..................................2816、参考文献............................................2917、心得体会............................................303《机械设计》课程设计任务书专业：机械制造及自动化班级：机制专112姓名：何磊学号：08一、设计题目设计用于带式运输机的展开式二级直齿圆柱齿轮减速器二、原始数据(E6)运输机工作轴转矩T=1800Nm运输带工作速度v=1.35m/s卷筒直径D=260mm三、工作条件连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期限为10年，小批量生产，单班制工作，运输带速度允许误差为5%。四、应完成的任务1、减速器装配图一张（A0图或CAD图）2、零件图两张（A2图或CAD图）五、设计时间2013年6月17日至2013年6月28日六、要求41、图纸图面清洁，标注准确，符合国家标准；2、设计计算说明书字体端正，计算层次分明。七、设计说明书主要内容1、内容（1）目录（标题及页次）；（2）设计任务书；（3）前言（题目分析，传动方案的拟定等）；（4）电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算；（5）传动零件的设计计算（确定带传动及齿轮传动的主要参数）；（6）轴的设计计算及校核；（7）箱体设计及说明（8）键联接的选择和计算；（9）滚动轴承的选择和计算；（10）联轴器的选择；（11）润滑和密封的选择；（12）减速器附件的选择及说明；（13）设计小结；（14）参考资料（资料的编号[]及书名、作者、出版单位、出版年月）；2、要求和注意事项必须用钢笔工整的书写在规定格式的设计计算说明书上，要求计算正确，论述清楚、文字精炼、插图简明、书写整洁。本次课程设计说明书要求字数不少于6-8千字（或30页），要装订成册。51、传动装置的总体设计1电机选择设计内容计算及说明结果1、选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y系列鼠笼三相异步电动机。其结构为全封闭自扇冷式结构，电压为380VY系列防护式笼型三相异步电动机2、选择电动机的容量工作机有效功率Pw=9550nT,根据任务书所给数据T=1800Nm，V=1.35sm,工作机卷筒的n=(601000v)/3.14D=99.22r/min则有：Pw=（Tn）/9550=180099.22/9550=2.43kw.从电动机到工作机输送带之间的总效率为=1542342式中1，2，3，4，5分别为V带传动效率,滚动轴承效率，闭式齿轮传动效率，联轴器效率，卷筒效率。据《机械设计手册》知1=0.96，2=0.99，3=0.97，4=0.99，5=0.96，则有：=0.825所以电动机所需的工作功率为：Pd=wP=8417.043.2=2.945KW取Pd=3KWPw=2.43kWn=99.22r/min1=0.962=0.993=0.974=0.995=0.96η=0.825Pd=2.945KW61、确定电动机的转速按推荐的两级同轴式圆柱齿轮减速器传动比I齿=8~40和带的传动比I带=2~4，则系统的传动比范围应为：I=I齿带i=（8~40）（2~4）=16~160所以电动机转速的可选范围为nd=Iwn=（16~160）99.22min/r=（1587~15875）min/r符合这一范围的同步转速只有3000r/min一种。查询机械设计手册（软件版）【常有电动机】-【三相异步电动机】-【三相异步电动机的选型】-【Y系列（IP44）三相异步电动机技术条件】-【电动机的机座号与转速对应关系】确定电机的型号为Y100L-2.其满载转速为2880r/min,额定功率为3KW。电动机型号为Y100L-22、传动装置的总传动比及分配设计内容计算及说明结果1、总传动比I=03.2922.992880wmnnwmanni=29.032、分配传动比因为Ia=齿带ii已知带传动比的合理范围为2~4。故取V带的传动比01i=3，则I齿68.901iia分配减速器传动比，参考机械设计指导书图12分配齿轮传动比得高速级传动比62.312i低速级传动比67.223i01i=362.312i67.223i3、计算传动装置的运动和动力参数7设计内容计算及说明结果1、各轴的转数电动机轴高速轴中间轴低速轴0n=mn=2880r/min1n＝01/inm＝2880/3＝960r/min2n＝12/1　in＝960/3.62＝265.19r/min3n＝232in＝265.19/2.67=99.32r/min4n=3n=99.32r/min0n=2880r/min1n=960r/min2n=265.19r/min3n=99.32r/min4n=99.32r/min2、各轴输入功率1P＝dp×1＝2.95×0.96＝2.83kW2P＝1P×2×3＝2.83×0.99×0.97=2.72kW3P＝2P×2×3＝2.72×0.99×0.97=2.61kW4P＝3P×2×4=2.61×0.99×0.99=2.56kW1P=2.83kW2P=2.72kW3P=2.61kW4P=2.56kW3、各轴的输出功率1P＇＝1P×0.99=2.80kW2P＇＝2P×0.99=2.69kW3P＇＝3P×0.99=2.58kW4P＇＝4P×0.98=2.53kW1P＇=2.80kW2P＇=2.69kW3P＇=2.58kW4P＇=2.53kW3、各轴的输入转矩78.9288095.295509550000npTmNmNnPT15.2896083.29550955011195.9719.26572.295509550222nPTmN96.25032.9961.295509550333nPTmN97.24532.9956.295509550444nPTmN输出转矩：78.90TN.m15.281TN.m95.972TN.m96.2503TN.m97.2454TN.m811T＝1T×0.99=28.15×0.99=27.87mN12T＝2T×0.99=97.95×0.99=96.97mN13T＝3T×0.99=250.96×0.99=248.45mN14T＝4T×0.99=245.97×0.99=243.51mN11T=27.87mN12T＝96.97mN13T=248.45mN14T=243.51mN将上述计算结果汇总与下表:带式传动装置的运动和动力参数：轴名功率PKW转矩TNmm转速r/min传动比效率输入输出输入输出电动机轴2.959.78288030.961轴2.832.8028.1527.879603.20.962轴2.722.6997.9596.97265.192.670.963轴2.612.58250.96248.4599.3210.98卷筒轴2.562.53245.97243.5199.324、带传动设计设计内容计算及说明结果1确定计算功率Pca据表13-8查得工作情况系数KA=1.1。故有：Pca=KAPKW3.402.832.1Pca=3.402选择V带带型据Pca和n有图13-15选用Z带Z带3确定带轮的基准直径d1d并验算带速1.初选小带轮的基准直径d1d有表13-9取小带轮直径d1d=71mm。验算带速v，有：10006028807114.310006001ndvdd1d=71mmv=10.7sm2122ddi带=2.989=10.7sm因为10.7m/s在5m/s~30m/s之间，故带速合适。2.计算大带轮基准直径d2d208.74mm)02.01(719602880)1(1212dnndd取2dd=212mm新的传动比i带=71212=2.984确定V带的中心距a和基准长度Ld(1)据式)(5.1210dda初定中心距a0=430mm(2)计算带所需的基准长度022121004)()(22addddaLddddd4304)71212()21271(214.332022=1316mm由表13-2选带的基准长度Ld=1400mm（3）计算实际中心距2/)13161400(430200ddLLaa=472mma0=430mm0dL=1316mma=472mm5验算小带轮上的包角1201633.57)(18012adddd=1636计算带的根数z（1）计算单根V带的额定功率Pr由mmdd711和28800nr/min查表13-3得P0=0.50KW据n0=2880minr，i=3.0和Z型带，查13-2得P0=0.04KW查表13-7得K=0.95，KL=1.14，于是：Z=610Pr=(P0+P0)KLK=0.58482KW（2）计算V带根数z81.558482.040.3rcaPpZ故取6根。7计算单根V带的初拉力最小值（F0）min由表13-1得Z型带的单位长质量q=0.06mkg。所以2min0)5.2(500)(qvvzKPKFca27.1006.07.10695.03.40)95.05.2(500=50N应使实际拉力F0大于（F0）minmin0)(F=50N8计算压轴力Fp压轴力的最小值为：（Fp）min=2z（F0）minsin2=2650sin168°/2=593N（Fp）min=593N5、齿轮的设计1、高速级齿轮设计设计内容计算及说明结果1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）按要求的传动方案，选用圆柱直齿轮传动；2）运输机为一般工作机器，速度不高，故用8级精度；（GB10095—88）3）材料的选择。小齿轮材料为45钢（调质）硬度为241~286HBS，大齿轮的材料为ZG310-570钢（正火）硬度为163~197HBS。4）选小齿轮齿数为Z1=32，大齿轮齿数Z2可由直齿圆柱齿轮45钢ZG310-570钢小齿轮调质处理大齿