带式运输机传动装置一级减速器设计.doc

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1、 目录1.课程设计任务书12.前言43.电动机的选择及相关数据计算54.传动零件的设计计算85.轴的设计计算106.轴承的选择和计算157.键连接的选择计算158.联轴器的选择计算169.箱体的设计计算1710.设计小结 19参考文献 202 前言：本次课程设计，旨在巩固和加深我们对于通用机械零部件、机械传动和一般机械设计的基本方法，并综合运用计算，查阅设计资料，机械制图，经验估算，数据校核等机械设计方面的基本技能来完成该课程设计。（1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械

2、设计方面的知识。（2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。（3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。根据机械设计任务书的要求，该胶带运输机连续单向运转，工作时有轻微振动，且为小批量生产，故选定传动方案如下图所示： 根据任务书要求，确定相关原始数据如下：运输机工作拉力：F=2.0N运输带工作速度：V=1.1 m/s工作装置效率为卷筒直径：D=220mm3 电动机的选择及相关数据计算：设计内容计算及

3、说明结果1. 选择电动机：(1) .电动机类型的选择：(2).电动机功率的选择 根据动力源和工作条件，选用Y系列三相鼠笼式异步电动机。 工作装置所需功率公式由式知：式中：， 。且考虑卷筒及其轴承的效率，取工作装置效率为：数据代入上式得：V带传动效率取，齿轮传动效率按8级精度取值，滚动轴承效率，弹性联轴器效率总效率为因载荷只有轻微振动，电动机额定功率只需大于电动机的输出功率即可：查表得Y系列电动机技术数据，选电动机额定功率为Y系列三相鼠笼式异步电动机 (3).电动机转速的选择：2. 传动比的分配 (1).传动装置的总传动比(2).分配传动装置各级传动比3.传动装置的运动和动力参数的计算(1).各

4、轴转速计算卷筒轴作为工作轴，其转速为：按表推荐的各传动机构传动比范围知，普通圆柱齿轮传动比范围为则总的传动比范围为：所以电动机转速的可选范围为：符合这一范围的同步转速有，和三种，为减少电动机的质量和价格，由表2-3选常用的同步转速为的Y系列电动机Y112M1-4，其满载转速为系统传动比为分配粗寒冬装置各级传动比。链条的传动范围为2-5，所以取链条的传动比为4则齿轮的传动比为轴 轴工作轴r/min选Y系列电动机Y112M1-4，其满载转速为链条传动比 4设计内容计算及说明结果(2).各轴输入功率计算(3).各轴输入转矩计算计算轴功率轴： （减速器效率）轴：工作轴：计算轴转矩电动机转轴：轴：轴：工

5、作轴：4 传动零件的设计计算：设计内容计算及说明结果 高速级齿轮数据设计计算1.选定齿轮的类型、精度、材料、齿数等2.按齿面接触强度设计(1)确定公式内各计算值选用直齿圆柱齿轮传动运输机为一般工作机器，速度不高，选用7级精度由课本中表11-1选：小齿轮的材料为40Cr， 调质后表面淬火，硬度为48-55HRC 280HBS大齿轮的材料为45钢，调质后表面淬火，硬度为40-50HRC 240HBS选取小齿轮的齿数=20，则大齿轮的齿数为按式计算试选载荷系数：由课本得知，选取区域系数为 由表11-4查得材料的弹性影响系数由图11-1按齿面硬度查得大、小齿轮的接触疲劳强度极限均为选用直齿圆柱齿轮传动

6、选用7级精度小齿轮: 材料：40Cr硬度：280HBS大齿轮：材料：45钢硬度：240HBS=20设计内容计算及说明结果（2）计算接触疲劳许用应力(3)几何尺寸计算计算中心距3. 按齿根弯曲强度设计由公式计算应力循环次数（任务中已给使用期限10年，且为单位制工作设每年用300天算）：计算接触疲劳许用应力：取安全系数，由公式得接触疲劳许用应力为：又由于：m=3中心距得小齿轮齿面最大接触应力：大齿轮齿面最大接触应力：设计内容计算及说明结果由式11-6，知确定公示内各计算数值由表11-1查大、小齿轮的许用弯曲疲劳强度极限取弯曲疲劳安全系数4） 齿形系数查图11-8和图11-9得由公式：小齿轮的弯曲疲

7、劳强度：大齿轮的弯曲疲劳强度：安全安全5 轴的设计计算：设计内容计算及说明结果各轴计算.高速轴选材计算轴直径联轴器和轴承的选择各段轴长度计算2.低速轴选材计算轴直径联轴器和轴承的选择各段轴长度计算(1)取轴的材料为40Cr，调质处理按公式计算，根据表取，则又因为高速轴有两个键槽，应增大轴径以考虑键槽对轴的强度的削弱。故轴应相应地增大10%-15%。现将轴增大10%。则增大后的最小轴径，圆整为(2)、轴上各段直径的初步确定。 A段:d1=24由最小直径算出。 B段：d2=28，根据毡圈油封标准，选择轴径长度28mm。C段：d3=35，与轴承配合，取轴承内径35mm。D段：d4=44，设计非定位轴

8、肩高度h=2mm，高速轴内径44.E段：d5=56，设计定位轴肩高度h=6mm。F段：d6=35，与轴承配合。(3)、轴上各段所对应的长度。AB段长度为；BC段长度为；CD段长度为；DE段长度为；EF段长度为；FG段长度为。(4)、各轴段的倒角设计按课本（零件倒角C与圆角半径R的推荐值）进行设计。2、低速轴的设计(1)、初步确定轴的最小直径。取所以(2)、轴上各段直径的初步确定。 A段：d1=39.1mm，与 弹性柱销联轴器配合B段：d2=45mm，设定轴肩高h=3.5mm，根据油封标准选择轴径为45mm。C段：d3=50mm,与轴承配合。D段：d4=50mm，设定非轴肩高度为3mm。E段：d

9、5=68mm，设定轴肩高为6mm。F段：d6=50mm,与轴承配合。(3)、轴上各段所对应的长度。AB段长度为；BC段长度为；CD段；EF段长度为长度为；DE段长度为；FG段长度为；联轴器的计算转矩,查表，取,则(4)、各轴段的倒角设计按课本（零件倒角C与圆角半径R的推荐值）进行设计。45钢，调质处理45钢，调质处理设计内容计算及说明结果轴的强度校核. 受力分析低速轴为直齿圆柱齿轮传动，受弯矩，应用弯扭合成强度条件进行校核计算：由装配图尺寸可知,其受力图如下：齿轮作用在轴上的力（切向力，径向力和轴向力）大小为：分解为水平和竖直方向，其受力图如下：设计内容计算及说明结果. 确定坐标及危险截面.

10、画出弯矩图.计算结果并校核危险截面为两支点处按照第三强度理论计算应力并进行校核，可的弯矩图为如下：由图和计算可得：L=6弯矩抗弯截面系数为参照课本轴的计算方法可以算得：查表15-1查得，所以安全安全6 轴承的选择和计算：设计内容计算及说明结果1.高速轴2.低速轴由上面计算可知：轴承安装处轴的直径为35mm，选取圆锥滚子轴承型号为30207，其基本尺寸为：dDB=357217轴承安装处轴的直径为50mm，选取圆锥滚子轴承型号为30210，其基本尺寸为：dDB=5090207 键连接的选择计算：设计内容计算及说明结果1.选择键连接的类型和尺寸(1).高速轴(2).低速轴2. 校核低速轴中的键连接的

11、强度根据要求选择圆头普通平键(A型)。由轴的直径d=23mm，查课本得键1的截面尺寸为bL=840，高度h=7mm。低速轴大齿轮处轴的直径为d=39.1mm，查查课本得键的截面尺寸为bL=1060，高度h=8mm.键、轴和轮毂的材料都是钢，由课本查得许用挤压应力=100120MPa，取=110 Mpa。键1（低速轴大齿轮处的键)的工作长度l=L-b=40-8=32mm，键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=3.5mm。由公式得：警告计算满足强度要求，是安全的则键的标记为：键740 GB/T 1096-2003.键的工作长度l=L-b=60-10=50mm，键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=4m

12、m。由公式得：满足强度要求，是安全的则键的标记为：键860 GB/T 1096-2003.bL=840h=7mmbL=1060h=8mml=32mmk=3.5mml=50mmk=4mm安全8 联轴器的选择计算：设计内容计算及说明结果 类型的选择由上面计算可知与电动机相连的联轴器选用HL12型弹性柱销联轴器，其许用转矩315N.m与传送带相连的联轴器选用滑块联轴器，其计用转短为500HL12型弹性柱销联轴器滑块联轴器9 箱体的设计计算：设计内容计算及说明结果减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算及装配图1 润滑的选择确

13、定润滑方式 （1）齿轮V=1.212 m/s 应用喷油润滑，但考虑成本及需要，选用浸油润滑（2）轴承采用润滑脂润滑齿轮润滑选用150号机械油，最低最高油面距1020mm，需油量为1.5L左右2 轴承润滑选用2L3型润滑脂，用油量为轴承间隙的1/31/2为宜3 密封形式 （1）箱座与箱盖凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法（2）观察孔和油孔等处接合面的密封在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封4 轴承孔的密封闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部轴的外伸端与透盖的间隙，由于V3（m/s），故选用半粗羊毛毡加以密封 5 轴承靠近机体内壁处用挡油环加以密封，防止润滑油进入轴承

14、内部6 减速器附件的选择确定名称功用数量材料规格螺栓安装端盖12Q235M1670GB 57822000螺栓安装端盖24Q235M1230GB 57821986销定位235A640GB 1171986垫圈调整安装365Mn16GB 931987 螺母安装3M10GB 61701986油标尺测量油面高度1组合件通气器透气1Q2357 箱体主要结构尺寸计算 箱座壁厚=10mm 箱座凸缘厚度b=1.5 ，=15mm箱盖厚度=8mm 箱盖凸缘厚度=1.5 ，=12mm箱底座凸缘厚度=2.5 ，=25mm ,轴承旁凸台高度h=45，凸台半径R=20mm齿轮轴端面与内机壁距离=18mm大齿轮顶与内机壁距离

15、=12mm小齿端面到内机壁距离=15mm上下机体筋板厚度=6.8mm ， =8.5mm主动轴承端盖外径=105mm从动轴承端盖外径=130mm地脚螺栓M16，数量6根。10 设计小结：通过为期将近两周的课程设计过程，反复的修改设计，终于完成了一级圆柱齿轮减速器的设计过程，现在写起心得总结的时候真的是颇有感慨啊，在李老师的要求下，我们当然很清楚这是我们必刚开始在课堂上和我们说我们要做课程设计的时候，觉得课程设计是怎么一回事都不知道，似乎离我好遥远，我不认识它，它更不认识我一样，似乎感觉这么庞大的工程我是不可能做得出来的，但须要经历的一个过程。所以刚开始时候真的可以用举步维艰来形容了。设计计算手稿

16、部分，大坐标纸草图，对最后画大图纸很重要！和上个学期画的一张大图不一样的明显感觉就是任务量超级多了。刚开始就是需要手稿的一份设计计算说明书部分，其中对电动机、齿轮、还有轴和轴承的设计不用说了，翻看了好多教材终于稍微明白了点事怎么设计出来的，设计计算说明部分真的是很重要的一个环节，在现在画好了大图纸之后越发觉得那份手稿的计算说明书部分是多么的重要，在画大图纸的俯视图的过程中，我就是因为当时的轴设计出现了一点小问题，第四阶的轴端设计的长度偏小了点，导致大齿轮卡在键槽里面的长度不够，不得以又重新擦掉刚画好的轴，并且重新对轴进行设计计算。坐标纸草图的重要性也不亚于计算手稿部分，刚开始接到图纸的时候都是

17、大吃一惊啊，这么庞大的工作量！两张大的，两张小的，外加一份设计说明书，天啊，疯了但是现在回头想想，如果没有画好草图，很多尺寸都是定不下来的，就比如说最基本的箱体整体的结构设计，通过查表根据两根轴之间的中心距来确定下来了大概范围，在坐标纸上简要画出来就为画那张最后的大图纸节省下来很多时间，在这次课程设计的几天时间里，也常问问老师出现的问题，好进一步改进。在画草图的时候老师还和我们特别强调了轴系结构的画法，还有齿轮啮合时候，什么时候才能选齿轮轴都是有条件限制的，不是想当然就画出来，得有理有据才行。对工具书的使用和查阅：在设计过程中，我们用到了大量的经验公式以及大量取范围值的数据，需要我们翻阅大量的

18、工具书来进行自己设计计算，这让我们这些一直在给定精确公式及数值下学习的我们顿时感到非常的艰辛，取值时往往犹豫不决，瞻前顾后，大大减慢了我们的设计速度。与此同时，我们也发觉到，对工具书使用的不重视是一个非常严重的错误，这也是对我们今后工作中自我学习的一次良好警告。其实画好的减速器装置上的每一个零部件都是有表可查的。哪怕是一个小小的螺钉。细节决定成败：这是在设计的后期过程中体会到的，在设计基本完成后的检查过程中发现有的细节甚至有致命的错误，会将自己在整个设计中的认真全部否决，就是老师反复强调了多次的端盖和轴承的那个部分画图时候要特别注意不要卡到的地方结果还是没有注意，都已经全部加粗和标注好了之后，

19、同学发现了此处错误，不得已又全改过一次，觉得浪费了很多时间。各种细节的完善都是对自己在本次设计过程中所付出的努力的一种肯定，这是对我今后的学习工作的一次实战训练。通过本次设计我对减速器的工作原理以及各种工作机构有了很全面的认识，更对机械传动中的电动机、齿轮、轴、轴承、联轴器、键、箱体等都很做了认真的分析计算和选取，是对一个机械设计学习者的初次挑战，整个设计过程中每个人都是很辛苦的，但它是对今后学习生活的一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，而且在做完此次课设之后第一次觉得在大学期间这么有成就感，对自己整体的观念的培养和各种工具书的使用等都有所突破，我想这都是这次设计过程收获最大的地方。参考文献：1机械设计基础课程设计 李敏主编 哈尔滨工程大学出版社，2007年12月2机械设计基础 杨可桢、程光蕴、李仲生主编 高等教育出版社，2005年第5版3机械制图 大连理工大学工程画教研室编 高等教育出版社，2007年2月第6版4.现代机械设计方法孙靖民主编 哈尔滨工业大学出版社，2002年12月17