課程設計--設計用于帶式運輸機的展開式二級圓柱齒輪減速器

1、<p>　設計任務書（一）、題目：設計用于帶式運輸機的展開式二級圓柱齒輪減速器. （二）、原始數(shù)據(jù)： 運輸機工作軸轉(zhuǎn)矩T:800N.m運輸帶工作速度V:1.20m/s卷筒直徑D:360mm（三）、工作條件：連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時有輕微震動，使用期限為10年,小批量生產(chǎn)，單班制工作，運輸帶速度允許誤差為±5%.傳動方案的分析與擬定（1）為滿足工作機的工作要求（如所傳遞的功率及轉(zhuǎn)速），且綜合考慮其在結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、加工

2、方便、高傳動效率，使用維護方便等方面的要求，對本次設計采用展開式二級圓柱齒輪減速器. 。該設計更能適應在繁重及惡劣的條件下長期工作，且使用維護方便。傳動方案簡圖如下所示對傳動簡圖中各標號零件的說明：1—電動機 2---聯(lián)軸器 3—二級圓柱齒輪減速器4—運輸帶 5---帶筒三、 電動機的選擇計算（一）、選擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)形式：根據(jù)工作要求采用Y系列全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機，電壓380V。（二）、選擇電動機的容

3、量：按照《機械設計課程設計》（后文簡稱《機》）中式（2-1），電動機所需工作功率為：Pd = Pw/η按照《機》中式（2-2）計算結(jié)果</p><p>　計 算 結(jié) 果</p><p>　工作機所需功率為：Pw =（T *nw）/ 9550=Fv/1000 [單位：kw]Pw =800*63.66/9550=5.33Kw傳動裝置的總效率為：η=0.825所需電動機效率為：Pd =5.3

4、3/0.825=6.46Kw 因載荷平穩(wěn)，電動機的額定功率Ped選略大于Pd即可。由表16-1Y系列電動機技術(shù)數(shù)據(jù)，選電動機的額定功率Ped為7.5kw。（三）、確定電動機的轉(zhuǎn)速滾筒軸工作轉(zhuǎn)速Nw=（60*1000V）/（πD）=63.66r/minV帶傳動比i=2-4二級圓柱齒輪減速器為i2’=8-40.則總傳動比的范圍為I’=16-160,故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd’=I’*nw=(16～160)*63.66=1018.56

5、～10185.6r/min.符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1000r/min、1500r/min, 3000r/min三種。方案對比：如下表所示，綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、和價格以及總傳動比，可以看出，如為使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，選用方案1效果較好；如考慮電動機重量和價格，則應選用方案2?，F(xiàn)選用方案2。選定電動機的型號為Y132M-4電動機數(shù)據(jù)及總傳動</p><p>　計 算 結(jié) 果</p>&

6、lt;p>　大齒輪許用接觸應力[σн2]= 500+11*45= 995MPa 小齒輪許用彎曲應力[σf1] =160+2.5*55 = 297.5MPa 大齒輪許用彎曲應力 [σf2] = 160+2.5*45= 272.5MPa 2、齒面接觸疲勞強度設計：(1)、選擇

7、齒數(shù)：通常Z1 =20—40,取Z1 =22 Z3 =24 Z2=iZ1=3.25*22=73 Z4=iZ3=2.32*24=57(2)、小齒輪傳遞的T1: T1=9.55*106P1/n1=123350N.MMT3=9.55*106P2/n2=384740N.MM (3)、選擇齒寬系數(shù)：由于齒輪為非對稱分布，且為硬齒面，所以取Ψd =0.5(4)、確定載荷系數(shù)K：K=1.3～1.6，由于齒輪為非對稱布置，所以取K=1.5

8、(5)、計算法面膜數(shù)：一般β1=8-20°取β1=12° cosβ1=0.978當量齒數(shù)Zv1=24,Zv2=78齒型系數(shù)由[1]表9-7</p><p>　計 算 結(jié) 果</p><p>　計算β角 β1=arcos=11.96° cosβ=0.978 β2=arcos=12.13° cosβ=0.978 °分

9、度圓 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 齒寬 取30mm 取45mm 齒面接觸疲勞強度校核滿足強度要求滿足強度要求滿足強度要求滿足強度要求驗證速度誤差 由表9-5取10級精度齒輪設計滿足工作要求(二) 高速級普通V帶傳動的設計計算(1)確定設計功率由[1]表8-5查，，已知P=Pd=7.5kW根據(jù)[1]式（8-15）設計功率為： (2)選定帶型根據(jù)圖8-9

10、a確定為A型V帶(3)小帶輪和大帶輪基準直徑取小帶輪基準直徑， 則大帶輪基準直徑 取(4)驗算帶速根據(jù)[1]式（8-17），帶速v為帶速太高則離心力大，使帶與帶輪間的正壓力減小，傳動能力下降；帶速太低，在傳遞相同功率時，則要求有效拉力Fe過大，所需帶的根數(shù)較多，載荷分布不均勻，則一般帶速在5-25m/s范圍內(nèi)，符合要求。5)初定中心距中心距過大，則結(jié)構(gòu)尺寸大，易引起帶的顫動；中心距過小，在單位時間內(nèi)帶</p><

11、;p>　計 算 結(jié) 果</p><p>　故(11)作用在軸上的壓力由[1]式（8-25），帶作用在V帶上的壓力為：六、軸的計算(一)、初步計算軸的最小直徑A、高速軸設計選擇軸的材料：45號鋼調(diào)質(zhì)處理軸徑的初步計算：⑴ 確定A值：45號鋼，A=103～126因為為減速器的高速軸，所以A取較大值 A=120⑵ 初步計算直徑：d≥A ³√ P? / n? = 120 ³√ 6.

12、20/ 480 =28.16mm取d=35mmB、中間軸設計選擇軸的材料：45號鋼調(diào)質(zhì)處理軸徑的初步計算：⑴ 確定A值：45號鋼，A=103～126因為為減速器的中間軸，所以A取中間值 A=105⑵ 初步計算直徑：d≥A ³√ P2 / n2 = 105 ³√ 5.95 / 147.69= 36.00mm⑶ 考慮鍵槽(兩個)對軸強度削弱的影響，應將直徑加大7% 取d2 =50 mmC、低速軸設計選擇軸

13、的材料：45號鋼調(diào)質(zhì)處理軸徑的初步計算：⑴ 確定A值：45號鋼，A=103～126因為為減速器的低速軸，所以A取較小值 A=105⑵ 初步計算直徑：d≥A ³√ P? / n? = 105³√ 5.71/ 63.66 =</p><p>　聯(lián)軸器a、選聯(lián)軸器類型運輸機的安裝精度一般不高，易用撓性聯(lián)軸器，輸出端轉(zhuǎn)速低，動載荷小，轉(zhuǎn)矩較大，選用結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、具有微量補償兩軸線偏移

14、和緩沖吸振能力彈性柱銷聯(lián)軸器。b、輸出軸端聯(lián)軸器的選擇計算i)計算轉(zhuǎn)矩T=848.02N由[1]表13-1查取工況系數(shù)K=1.5c、選擇型號由[2]P141查得HL2型（三）、輸出軸的校核計算（1）畫出軸的結(jié)構(gòu)簡圖，確定軸上的作用力主動輪上的轉(zhuǎn)矩為T=856.59N·m作用在齒輪上的圓周力,徑向力,軸向力分別為（2）作水平面內(nèi)的彎矩圖支承反力：截面C處的彎矩：（3）作垂直面內(nèi)的彎矩圖支承反力： 截面的彎矩：左側(cè) 右側(cè)（4）作

15、合成彎矩M圖截面C左側(cè)的合成彎矩：截面C右側(cè)的合成彎矩：（5）作轉(zhuǎn)矩T圖 T=899.77N·m（6）作當量彎矩Me圖, 因單向傳動，轉(zhuǎn)矩可認為按脈動循環(huán)變化，所以應力校正系數(shù)取 危險截面C處的當量彎矩（7）校核危險截面軸徑在結(jié)構(gòu)設計草圖中，此處軸徑為65mm，故強度足夠。（四）、軸承的校核低速軸1、滾動軸承的選擇7212C型， 軸承采用正裝2、驗算滾動軸承壽命（1）確定Cr由表11-4查得7212C型軸承基本額定動載荷&l