用于带式运输机的同轴式二级圆柱齿轮减速器

目录1)前言----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------12)设计任务书------------------------------------------------------------------------------------------------------------23)传动方案的拟定及说明--------------------------------------------------------------------------------------------34)电动机的选择---------------------------------------------------------------------------------------------------------35)传动装置的运动和动力参数的计算---------------------------------------------------------------------------56)传动件的设计计算--------------------------------------------------------------------------------------------------67)轴的结构设计及强度校核计算--------------------------------------------------------------------------------138)滚动轴承的选择和寿命计算------------------------------------------------------------------------------------259)键的选择和校核----------------------------------------------------------------------------------------------------2710)联轴器的选择-------------------------------------------------------------------------------------------------------2811)箱体的结构及其附件的设计-----------------------------------------------------------------------------------2812)润滑和密封的设计------------------------------------------------------------------------------------------------2913)设计小结--------------------------------------------------------------------------------------------------------------3014)参考资料--------------------------------------------------------------------------------------------------------------30-1-一．前言机械课程设计是考察学生全面掌握机械设计基础知识的主要环节，将“机械原理课程设计”和“机械设计课程设计”的内容体系有机整合为一个新的综合课程设计体系，使机械运动方案设计、机械运动尺寸设计、机械传动强度设计、零部件结构设计及现代设计方法应用等内容有机结合，培养学生的机械系统设计意识、现代设计意识和创新意识以及提高学生在设计、绘图等的综合能力，培养学生的专业素质。本次课题为设计一单级圆锥齿轮减速器，减速器是用于电动机和电动机之间独立的闭式传动装置。课程设计的主要内容包括:设计题目，传动效率的计算，电机的选择，传动装置的运动及动力参数的计算，轴和轴承的选择及相关计算，键的选择与校核，联轴器的选择，箱体结构设计，润滑和密封的设计等。课程设计的目的：1、综合运用机械设计及其他先修课的知识，进行机械设计训练，使已学知识得以巩固、加深和扩展；2、学习和掌握通用机械零件、部件、机械传动及一般机械的基本设计方法和步骤，培养学生工程设计能力、分析问题及解决问题的能力；3、提高学生在计算、制图、运用设计资料（手册、图册）进行经验估算及考虑技术决策等机械设计方面的基本技能和机械CAD技术。具体任务：1、传动方案的分析和拟定；2、电动机的选择，传动装置的运动和动力参数的计算；3、传动件的设计（齿轮传动、锥齿传动）；4、轴的设计（所有轴的结构设计，低速轴的弯、扭组合强度校核及安全系数校核）；5、轴承的设计（所有轴承的组合设计，低速轴上轴承的寿命计算）；6、键的选择及强度校核；7、减速器的润滑与密封；8、减速器装配图设计（箱体、箱盖、附件设计等）9、零件工作图设计；-2-二．设计任务书【设计一用于带式运输机上的同轴式二级圆柱齿轮减速器。】1.总体布置简图2.工作情况工作平稳，单向运转3.原始数据运输机卷筒扭矩（N•m）运输带速度（m/s）卷筒直径（mm）带速允许偏差（%）使用年限（年）工作制度（班/日）14000.7535051024.设计内容1)电动机的选择与参数计算2)传动部分设计计算3)轴的设计4)滚动轴承的选择5)键和联轴器的选择与校核6)装配图、零件图的绘制7)设计计算说明书的编写-3-5.设计任务1）减速器装配图一张（1号图幅）2）零件工作图2张（3号图幅2张绘制输出轴及其上齿轮工作图各一张）3）设计计算说明书一份三．传动方案的拟定及说明1.传动方案：V带加同轴式二级圆柱齿轮减速箱2.特点：采用V带可起到过载保护作用；减速器横向尺寸较小，两大吃论浸油深度可以大致相同。结构较复杂，轴向尺寸大，中间轴较长、刚度差，中间轴承润滑较困难。3.说明如下：为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和拟定传动方案可先由已知条件计算一般常选用同步转速为1000minr或1500minr的电动机作为原动机。四．电动机的选择1.电动机类型和结构的选择按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y132S-4系列三项异步电动机，它为卧室封闭结构。2.电动机容量的选择1）卷筒轴的输出功率PＷkWvDTFvPw6100075.0350.0140021000210002）电动机输出功率Pd传动装置的总效率5423321式中955.01——V带传动效率；9875.02——轴承传动效率（球轴承）；WdpP-4-97.03——齿轮的传动效率，齿轮精度8级；9925.04——弹性联轴器传动效率955.05——卷筒轴滑动轴承的传动效率；则82015.0955.09925.097.09875.0955.023故kWPPwd3157.782015.063）电动机额定功率edP查表，选取电动机额定功率kWPed5.73.电动机转速的选择查表得V带传动常用传动比范围42'1～i；两级同轴式圆柱齿轮减速器传动比范围608'2～i则电动机转速可选范围为min/9827655'''21riinnwd～可见同步转速为750r/min、1000r/min、1500r/min和3000r/min的电动机均符合。这里初选同步转速分别为1000r/min和1500r/min的两种电动机进行比较,如下表所示：方案电动机型号额定功率（kW）电动机转速（r/min）电动机质量（kg）传动装置的传动比同步满载总传动比V带传动两级减速器1Y132M-47.5150014408134.4682.513.7872Y160M-67.5100097011923.2182.210.554由表中数据可知两个方案均可行，但方案1的电动机质量较小，且比价低。因此，采用方案1，选定电动机型号为Y132M-4。3.电动机的技术数据和外形、安装尺寸查表得出出Y132M-4型电动机的主要技术数据和外形、安装尺寸，并列表记录备份。型号额定功率(kw)同步转速(r/min)满载转速(r/min)堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y132M-47.5150014402.22.3HDEGKLF×GD质量（kg）1323880331251510×881-5-五．传动装置的运动和动力参数的计算1.传动装置总传动比168.359463.401440wmnni2.分配各级传动比取V带传动的传动比5.21i，则两级圆柱齿轮减速器的传动比为：067.145.2168.35132iiii75.332ii所得32ii符合一般圆柱齿轮传动和两级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围3.各轴转速电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，中速轴为Ⅱ轴，低速轴为Ⅲ轴，各轴转速为4.各轴输入功率按电动机额定功率edP计算各轴输入功率，即kWPPkWPPkWPPkWPPed5718.697.09875.08608.68608.697.09875.01625.71625.7955.05.75.732ⅡⅢ32ⅠⅡ10Ⅰ0min/96.4075.36.153min/6.15375.3576min/5765.21440min/14403ⅡⅢ2ⅠⅡ10Ⅰ0rinnrinnrinnrnnm-6-5.各轴转矩mNnPTmNnPTmNnPTmNnPT24.153296.405718.69550955057.4266.1538608.69550955075.1185761625.79550955074.4914405.795509550ⅢⅢⅢⅡⅡⅡⅠⅠⅠ000总结：六．传动件的设计计算1.V带传动设计计算1）确定计算功率由于是带式输送机，每天工作两班，查《机械设计》中表得：工作情况系数2.1AK则计算功率为：kWPKPedAca95.72.12）选择V带的带型由caP、0n查图，选用A型3）确定带轮的基准直径dd并验算带速v①初选小带轮的基准直径1dd：由表取得小带轮的基准直径mmdd1251②验算带速v：smndvd/425.9100060144012510006001电动机轴高速轴Ⅰ中速轴Ⅱ低速轴Ⅲ转速（r/min）1440576153.640.96功率（kW）7.507.16256.86086.5718转矩（mN）49.74118.75426.571532.24-7-smvsm/30/5因为,故带速合适。③计算大带轮的基准直径2dd：mmdiddd5.3121255.2112根据表得圆整为mmdd31524）确定V带的中心距a和基准长度dL①初定中心距mma5000。②计算带所需的基准长度mmaddddaaddddaLddddddddd2.17095004)125315()315125(250024)()(224)()(222021221002122100由表选得的基准长度mmLd1750③计算实际中心距ammLLaadd4.52022.17091750500210中心距变化范围为494.15～572.9mm。5）验算小带轮上的包角1120160545.43.57)125315(180a3.57)(180121dddd6）确定带的根数①计算单根V带的额定功率由mmdd1251和min/14400rn，查