减速箱课程设计说明书

0武汉工程大学机械设计课程设计说明书课题名称：带式运输机传动装置的设计专业班级：机械电子工程03班学生学号：1203120333学生姓名：学生成绩：指导教师：秦襄培课题工作时间：2014.12.22至2015.01.11武汉工程大学教务处1目录第一章传动方案的选择及拟定................................2第二章电动机的选择及计算.................................4第三章.运动和动力参数计算..................................6第四章V带传动的设计计算..................................8第五章斜齿圆柱齿轮的设计计算............................11第六章减速器轴的结构设计...................................21第七章键连接的选择及校核...................................38第八章轴承的选型及寿命计算..........................39第九章联轴器的选择及校核...................................41第十章箱体及附件的结构设计和计算......................42第十一章润滑方式，润滑剂以及密封方式的选择...........44第十二章设计总结.............................................46参考文献2第一章传动方案的选择及拟定1.1课程设计的设计内容（1）合理的传动方案，首先应满足工作机的功能要求，其次还应满足工作可靠，结构简单，尺寸紧凑，传动效率高，重量轻，成本低廉，工艺性好，使用和维护方便等要求。（2）带传动具有传动平稳，吸震等特点，切能起过载保护作用，但由于它是靠摩擦力来工作的，在传递同样功率的条件下，当怠速较低时，传动结构尺寸较大。为了减小带传动的结构尺寸，应当将其布置在高速级。（3）齿轮传动具有承载能力大，效率高，允许高度高，尺寸紧凑，寿命长等特点，因此在传动装置中一般在首先采用齿轮传动。由于斜齿圆柱齿轮传动的承载能力和平稳性比直齿圆柱齿轮传动好，故在高速或要求传平稳的场合，常采用斜齿轮圆柱齿轮传动。（4）轴端连接选择弹性柱销联轴器。设计带式运输机的传动机构，其传动转动装置图如下图1-1所示。1.2课程设计的原始数据注：图中F为输送带拉力（或为输出转矩T），V为输送带速度3学号1/17/332/18/343/19/354/205/216/227/238/24鼓轮直径D(mm)300330350350380300360320输送带速度v(m/s)0.630.750.850.800.800.700.840.75输出转矩T(N·m)400370380450460440360430学号9/2510/2611/2712/2813/2914/3015/3116/32鼓轮直径D(mm)340350400450380300360320输送带速度v(m/s)0.800.850.730.900.800.800.840.73输出转矩T(N·m)410390420400420420390400已知条件：1.工作环境：一般条件，通风良好；2.载荷特性：连续工作、近于平稳、单向运转；3.使用期限：8年，大修期3年，每日两班制工作；4.卷筒效率：η=0.96；5.运输带允许速度误差：±5%；6.生产规模：成批生产。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，工作时有轻微振动；③制造情况：小批量生产。1.4确定传动方案已知：已知带速V=0.80m/s，滚筒直D=380mm。输出转矩=460N·M工作机滚筒的转速NW=60*1000v/（πD）=40r/min可选用转速为1500r/min或1000r/min的电动机，估算总传动比)/(nnwm分别为11或16，外传动宜选用v带传动。4第二章电动机的选择及计算.1.根据动力源和工作条件，宜选用Y系列三相异步电动机2.电动机功率的选择A.计算总效率查表得：η1=0.96——V带的传动效率η2=0.99——滚动轴承传动效率η3=0.97——圆柱齿轮传动效率η4=0.99——联轴器传动的效率η5=0.96——滚筒的效率则传动装置的总效率为η=η1*η23*η32*η42*η5则电动机所需的效率为pd=0.81B.电动机的转速选择为常用的同步转速1500r/min和1000r/min两种，根据所需功率和转速，选电动机如下：方案号电动机型号额定功率/kw同步转速/(r/min)满载转速/(r/min)总传动比V带传动比两级减速传动比1Y100L2-431500142035.5314.22Y132S-63100096023.52.78.9方案一中的电动机转速高，价格低，但总传动比过大。为了合理的分配传动比，使动装置结构紧凑，且方案2传动比小，传动装置结构尺寸小，可选用方案二，即电机型号为Y132S-6。5第三章.运动和动力参数计算传动装置总传动比I=nm/nw=960/40=24V带传动比i=2.7两级齿轮总传动比i=24/2.7=8.9高速级传动比i0=I35.1=3.4则高速级传动比i1=io35.1=2.6.传动装置的运动和动力参数计算A.各轴的转速计算电动机轴：N1=Nw=960r/min高速轴：N2=N1/I1=356r/min中间轴：N3=N2/i1=105.6r/min低速轴：N4=N3/I2=40r/minB.各轴的输入功率计算P1=3kwP2=P1*η2*η3=2.85kwP3=P2*η2*η3=2.74kwP4=P*3*η3*η1=2.63kwC.各轴的输入转矩计算6TⅠ=9550PⅠ/nⅠ=29.84N·mT2=9550P2/n2=76.45N·mT3=9550PP3/n3=249.9N·mT4=9550PP4/n4=623.7N·m以上计算结果列于下表轴号转速n/（r/min）功率P/kw转矩T/(N.m)传动比i1960329.842.723562.8576.453.43104.62.74249.92.64402.63623.77第四章V带传动的设计计算1.V带的设计已知P=2.2KW，转速=940r/min，传动比i=2.5，每天工作八小时①确定计算功率由表8-8查的工作系数KA=1.2Pca=KA*p=3.6KW②选择V带带型根据Pcan1由图8-11选用A型带③确定带轮直径，并验算带速V（1）初选带轮直径d=100mm（2）验算带速VV=π*d*n1/60*1000=5.05M/S5m/s＜V＜30m/s∴带速合适确定大带轮直径d2=i*d1=2.7*100=270（3）确定V带的中心距a和基准长度Ld初定中心距a0=500mmLd0=2a0+π/2（d1+d2）+（d2-d1）²/4a0=1595mm由表8-2去Ld=1640mm计算实际中心距aa=a0+（Ld-Ld0）/2=520mm按照公式8-23中心距变化范围为494~5738（4）验算小带轮包角Ɑ1=180°-（dd2-dd1）57.3°/a=159°＞120°（5）计算带的根数①计算单根V带额定功率pr由dd1125和n=960r/min查表8-4得po=0.97kw由n=960r/min，i=2.7和A型带，查表8-5，得△p0=0.11kw查表8-6，k2=0.95表8-2得KL=1.00Pr=（p0+△p0）*Kα*KL=1.02kw②计算V带的根数Z=pca/pr=3.6取Z=4将上述结果正立填入下表：类型功率带速中心距基准长度小带轮包角带根数小带轮直径大带轮直径A3.65.05m/s5201640mm159°41253151.查表20-2Y系列三相异步电动机的外形和安装尺寸，Y132S系列的电动机，故大轮采用孔板式，小轮采用实心式的铸造带轮。由选用普通A型V带轮，查表8-8得轮槽截面尺寸e=15±0.3mmfmin=9mmbd=11mmhamin=2.75mmhfmin=8.7mm则带轮轮缘宽度B=(Z-1)e+2f=33±0.9mm，取B=35mm，S=14mm根据带轮直径d=25mmd1=（1.8~2）d=50mm2.大带轮dd2=280mm，d=25mmdd2-d=280-25=255＞100mm则选用孔板式铸钢带轮9第五章斜齿圆柱齿轮的设计计算A.高速级齿轮传动已知T1=22.35N·m本例可选用软齿面齿轮，且小齿轮的硬度比大齿轮大30~50HBS。具体选择如下小齿轮：45钢，调制处理，硬度为217~255HBS；大齿轮：45钢，正火处理，硬度为169~217HBS。取小齿轮齿面硬度为230HBS，大齿轮为200HBS。由齿面硬度查图得：MPaMPaHH550,5802lim1limMPaMPaFF210,2202lim1lim。应力循环次数N1=60an1t=60*1*960*(10*300*16)=10865.27N2=N1/i1=10824.6查机械设计得图3--7：1NZ=2NZ=1接触强度计算寿命系数图3---9：12Y1NNY弯曲强度计算寿命系数查表得：接触强度：minHS=1弯曲强度：minFS=1.4则：由机械设计：式3--1有：（注：修正系数Yst=2）lim111min5801.05801HNHpHZMpaSlim222min5501.05501HNHpHZMpaS10由式3--2得lim111min22021314.281.4FSTNFpFYYMpaSlim222min210213001.4FSTNFpFYYMpaS由于设计的传动类型为软齿面闭式齿轮传动，其主要失效形式是齿面疲劳点蚀，若模数过小，也可能发生齿轮疲劳折断。因此，该齿轮传动课按齿面接触疲劳强度进行设计，确定主要的参数，然后再校核轮齿的弯曲疲劳强度。已知，小齿轮的输入转矩为T1=53640N·mm初估齿轮圆周速度v4m/s。根据齿轮的传动的工作条件，可以选用斜齿圆柱齿轮传动。由估计的圆周速度，初选齿轮为8级精度。初选参数如下：7.110,251121z15ziz，圆整为z2=112.取变位系数021xx齿宽系数9.0d由于电动机驱动，冲击较小，齿轮的速度不高，非对称分布，州的刚性不太好，可以取工况系数K=1.65查机械设计得图3--15：HZ=2.45表3--5：EZ=189.8Mpa取Z=0.8、Z=cos=0.98311MPaHPHP5502由式3--14得mmKHPEHiiTZZZZdd08.411·2·311121)(mmzdmn587.1cos11查表3--7，取标准模数nm=2.0mm则中心距为mmzzmn83.141cos*2)11225(*2)(cos2a1521圆整后取a=142mm调整螺旋角为β=arccos12m()2nZZa=15°14′59″所以，计算分度圆直径为1d=1cosnmz=2×25/（cos15°14′59″）=51.825mm2d=2a-1d=232.175mm此时，计算圆周速度为V=1160000nd=960×π×51.825/60000=2.605m/s与估计值相近，以上计算正确。齿宽大齿轮mmdbd47·1212小齿轮mmmmbb55)10~5(21验证齿轮的弯曲疲劳强度如下当量齿数1z=31/cosz=27.842z=32/cosz=124.7查图3--18得：1YFa=2.602YFa=2.18查图3--19得：S1Ya=1.62S2Ya=1.80取Y=0.7Y=0.9计算弯曲应力得：YYYSa111112YmdTFanFbK0.9*0.7*1.62*2.60*2*232.175