广石化----带式运输机二级直齿圆柱齿轮减速器课程设计说明书

1设计题目带式运输机的二级圆柱直齿减速器机电工程院(系)机械设计制造及其自动化专业班级学号设计人指导教师完成日期年月日广东石油化工学院机械设计基础课程设计说明书2目录1.设计题目·················································32.传动方案简述·············································43.电动机的选择·············································44.总传动比的确定及分配·····································65.运动参数和动力参数计算···································66.V带的设计计算···········································77.齿轮传动设计············································108.轴及轴上零件的设计······································209.箱体结构的设计··········································2810.润滑及密封类型的设计···································2811.其他附件的设计·········································2812.参考文献···············································2913.设计总结···············································2931.设计题目：带式运输机的二级圆柱直齿减速器系统简图原始数据学号带工作拉力F（N）带速度V（m/s）卷筒直径D（mm）116002.4400218002.4400320002.4450420002.1450521002.1460622002.1460716001.8460818001.8460920001.84701020001.64801121001.64501222001.6450工作要求每日两班制工作，传动不逆转，有中等冲击，链速允许误差为±5%42.传动方案简述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。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。故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。3.电动机的选择3.1已知条件运输带工作拉力NF2000运输带工作速度smv/8.1卷筒直径mmd4703.2类型Y系列三相异步电动机3.3相关计算（1）工作机的有效功率wPkwFvPw83.394.010008.12000η10000其中，带式运输机的效率0η=0.94，查[1]表10-1（2）由电动机至工作机的总效率带传动V带的效率——96.0η1kwPw83.35一对滚动轴承的效率——99.0η2一对齿轮传动的效率——97.0η3联轴器的效率——99.0η4卷筒的传动效率——96.0η5所以电动机至工作机的总效率：825.096.099.097.099.096.0ηηηηη245423421（3）电动机所需的输出功率：kwPPwd64.4825.083.3由于kwPPdm032.6~64.4)3.1~1(，查[1]表10-78可知电动机的额定功率kwPm5.5（4）电动机转速：卷筒轴工作转速：min/14.734708.1100060100060rDvnV带传动传动比4~2'1i展开式二级圆柱齿轮减速器传动比：40~8'2i故总传动比合理范围是160~16'ai电动机转速的可选范围为min/4.11702~24.117014.73)160~16(''rninad3.4确定电动机的型号查表得符合这一范围的取同步转速为min/1500r和min/3000r的电动机。综合考虑电动机和传动装置的情况，为降低电动机的成本和重量，可选择同步转速为min/3000r的电动机。电动机的型号为21132SY，其额定功率为5.5kw，满825.0kwPd64.4kwPm5.5min/14.73rn6载转速为2900min/r，启动转矩额定转矩为2.0mN，最大转矩额定转矩为2.2mN，查[1]表10-784.总传动比的确定及分配4.1传动装置总传动比65.3914.732900nnim总（mn电动机满载转速）4.2各级传动比的分配(1)V带传动的传动比：0i可选范围2～4初取0.30i(2)两级齿轮传动的传动比：22.130.365.390iii总(3)齿轮传动中高低速级传动比的分配：21)3.1~2.1(ii,而且12iii。所以15.41i，19.32i5.运动参数和动力参数计算5.1各轴转速计算小带轮转速min/29000rnnm高速轴转速min/67.9660.3290001rinnm中间轴转速min/93.23215.467.96612rinn低速轴转速min/02.7319.393.23223rinnⅡ卷筒轴转速min/02.7334rnn5.2各轴输入功率65.39总i0.30i22.13i19.315.421iimin/29000rnmin/6.9661rnmin/933.2322rnmin/02.733rnmin/02.734rnkwP5.507电动机轴输入功率kwPPm5.50高速轴输入功率kwPPd28.596.05.5η11中间轴输入功率kwPP07.597.099.028.53212低速轴输入功率kwPP87.497.099.007.53223卷筒轴输入功率kwPP77.499.099.087.442345.3各轴输入转矩电动机轴输出转矩mNnPTm11.1829005.59550955000高速轴输出转矩mNnPT16.5267.96628.595509550111中间轴输出转矩mNnPT87.20793.23207.595509550222低速轴输出转矩mNnPT93.63602.7387.495509550333卷筒轴输出转矩mNnPT85.62302.7377.495509550444带式传动装置的运动和动力参数列表如下：轴名参数电动机轴高速轴中间轴低速轴卷筒轴转速n(r/min)2900966.67232.9373.0273.02功率P(kW)5.55.285.074.874.77转矩T(Nm)18.1152.16207.87636.93623.85传动比i3.004.153.191.00效率0.960.960.960.986.V带的设计6.1已知条件kwP28.51kwP07.52kwP87.43kwP77.44mNT11.180mNT16.521mNT87.2072mNT93.6363mNT85.62348电动机功率——kwPm5.5电动机转速——min/2900rnmV带传动比——取0.30i6.2设计计算（1）确定计算功率dAcaPKP根据两班制工作，查[2]表2-10，得工作系数2.1AK故kwPKPdAca6.65.52.1（2）选取普通V带带型根据caP，1n确定选用普通V带A型,查[2]图2.17（3）确定带轮基准直径1dd和2dda.初选小带轮基准直径mmdd751，查[2]表2-4b.验算带速smndvdd/39.111000602900751000601。smvsm/25/5故带的速度合适。c.计算2dd0.367.966290010nnimmdiddd225750.312（4）确定普V带的基准长度和传动中心距根据)(2)(7.021021ddddddadd得mmamm6002100，初步确定中心距mma4000带长mmaddddaLddddd30.12854004)75225()22575(240024)()(22202122100kwPca6.6普通V带A型mmdd751mmdd2252mma4000mmLd30.128509根据[2]表2-2，取mmLd1250。计算实际中心距mmLLaadd35.382230.12851250400200（5）验算主轮上的包角101213.57180adddd00009052.15735.3823.57)75225(180故主动轮上的包角合适。（6）计算V带的根数ZlcaKKPPPZ)(00P0——基本额定功率，由[2]表2-5，得10PP0——额定功率的增量，由[2]表2-7，得34.00PK——包角修正系数，由[2]表2-9，得95.0KlK——长度系数，由[2]表2-2，得93.0lK故57.593.095.0)34.01(6.6)(00lcaKKPPPZ取6Z根（7）计算预紧力0F20)15.2(500qvKZvPFca由[2]表2-1，得mkgq/1.0NqvKZvPFca84.9739.111.0)195.05.2(39.1157.56.6500)15.2(50022min0mmLd1250mma35.382V带根数6Z10应使带的实际初拉力min00FF（8）计算压轴力PFNFZFP03.1069)252.157sin(84.9757.522sin2)(10min7.齿轮传动设计7.1高速级齿轮传动7.1.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）按照给定的设计方案可知齿轮类型为直齿圆柱齿轮；（2）电动机为一般工作机，速度不高，选择8级精度；（3）材料选择。选取：小齿轮的材料为40Cr（调质），硬度为280HBS大齿轮的材料为45钢（调质），硬度为240HBS二者硬度差为40HBS；（4）选小齿轮的齿数为221Z大齿轮的齿数为3.9115.422112iZZ取922Z7.1.2按齿面接触强度设计：根据公式3211)]σ[(1φ2≥HHEdttZZZuuTKd计算（1）确定公式内的各计算数值：1）初选3.1tK2）计算小齿轮传递的转矩：mmNmNT4110216.516.52NFP03.1069)(min小齿轮传递转矩mmNT4110216.5113）由[2]表4-6，得218.189MPaZE4）由[2]表4-7取1φd5）由[2]图4.01，得5.2HZ6）由[2]图4.19-3，得按齿面硬度查得，小齿轮的接触疲劳强度极限：aHMP6001lim大齿轮的接触疲劳强度极限：aHMP5502lim7）700.1)921221(2.388.1)11(2.388.121ZZ88.03700.1434Z8）计算应力循环次数：tnN1601)1030082(67.966160910784.2891210708.615.410784.21iNN9）由[2]图4.20得，接触疲劳寿命系数：96.01HNK,02.12HNK10）接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数1