一級直齒圓柱齒輪減速器及帶傳動設(shè)計

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1、 廣州科技貿(mào)易職業(yè)學(xué)院 機 電 系 課程設(shè)計報告 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計 設(shè)計題目：帶式輸送機傳動系統(tǒng)設(shè)計 專業(yè)班級： 07模具A班 學(xué) 號： 設(shè) 計 人： 指導(dǎo)老師： 王春艷 完成日期： 2009-5-20 課程設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計題目：帶式輸送機傳動系統(tǒng)設(shè)計（一級直齒圓柱齒輪減速器及帶傳動） 傳動簡圖： 1.電動機 2.V帶 3. 減速

2、箱 4.聯(lián)軸器 5滾筒 6.輸送帶 原始數(shù)據(jù)： （已知條件） 說明： 1.單向運轉(zhuǎn)，有輕微振動； 2.每年按300個工作日計算，每日工作二班。 完成日期:________年____月_____日 設(shè)計指導(dǎo)教師：_________ ______年____月____日 任課教師:__________ __________年____月____日 評分與評語:________________________________  （二） 設(shè)計內(nèi)容 1、電動機的選擇及運動參數(shù)的計算 2、V帶的傳動設(shè)計； 3、

3、齒輪傳動的設(shè)計； 4、軸的設(shè)計； 5、聯(lián)軸器的選擇； 6、潤滑油及潤滑方式的選擇； 7、繪制零件的工作圖和裝配圖 (1)、減速器的裝配圖 (2)、繪制零件的工作圖 注：裝配圖包括：尺寸標(biāo)注、技術(shù)要求及特性、零件編號、零件明細(xì)表、標(biāo)題欄。 零件的工作圖包括：尺寸的標(biāo)注、公差、精度、技術(shù)要求。 10、編寫設(shè)計說明書 (1)、目錄； (2)、設(shè)計任務(wù)書； (3)、設(shè)計計算：詳細(xì)的設(shè)計步驟及演算過程； (4)、對設(shè)計后的評價； (5)、參考文獻(xiàn)資料。 （三） 設(shè)計工作量

4、 1.減速器總裝圖一張 2.零件圖二張 3.設(shè)計說明一份。 目 錄 設(shè)計任務(wù)書…………………………………………………………… 傳動方案說明………………………………………………………… 電動機的選擇………………………………………………………… 傳動裝置的運動和動力參數(shù)………………………………………… 傳動件的設(shè)計計算…………………………………………………… 軸的設(shè)計計算………………………………………………………… 聯(lián)軸器、滾動軸承、鍵聯(lián)接的選擇………………………………… 減速器附件的選擇…………………………………………………… 潤

5、滑與密封…………………………………………………………… 設(shè)計小結(jié)……………………………………………………………… 參考資料…………………………………………………………… 一 傳動方案說明 第一組：用于膠帶輸送機轉(zhuǎn)筒的傳動裝置 1、工作條件：室內(nèi)、塵土較大、環(huán)境最高溫度35℃； 2、原始數(shù)據(jù)： （1）輸送拉力F=3920N； （2）輸送帶工作速度V=1.5m/s（允許輸送帶的工作速度誤差為4%）； （3）輸送機滾筒直徑D=320mm； （4）卷筒效率η=0.96（包括卷筒及軸承的效率）； （5）動力來源：三相交流電源，電壓為380/2

6、20伏； 二 電動機的選擇 1、選擇電動機類型 1）電動機類型和結(jié)構(gòu)型式 按工作要求和工條件，選用一般用途的Y(IP44)系列三相異步電動機。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。 2）電動機容量 （1）卷筒軸的輸出功率Pw （2）電動機輸出功率Pd 傳動裝置的總效率 式中，為從電動機至卷筒軸之間的各傳動機構(gòu)和軸承的效

7、率。由表2-4查得：V帶傳動 滾動軸承η2=0.99; 圓柱齒輪傳動η3=0.97; 彈性聯(lián)軸器η4=0.99; 卷筒軸滑動軸承η5=0.96, 則 η=0.960.9920.970.990.96≈0.86 故 (3)電動機額定功率Ped 由有關(guān)表格選取電動機額定功率Ped =7.5kW。 1） 電動機的轉(zhuǎn)速 =601000v/3.14d=89.57 為了便于選擇電動機轉(zhuǎn)速，先推算電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍。由表2-1查得V帶傳動常用傳動比范圍=2~4，單級圓柱齒輪傳動比范圍=3~6，則電動機轉(zhuǎn)速可選范圍為 可見同步

8、轉(zhuǎn)速為750r/min、1000r/min和1500r/min的電動機均符合。這里初選同步轉(zhuǎn)速分別為1000r/min和1500r/min的兩種電動機進行比較，如下表： 方案 電動機 型 號 額定功率(KW) 電動機轉(zhuǎn)速(r/min) 電動機 質(zhì)量(kg) 傳動裝置的傳動比 同步 滿載 總傳動比 V帶傳動 單級減速器 1 Y132M-4 7.5 1500 1440 38 16.14 3 5.38 2 Y160M-6 7.5 1000 970 63 10.83 3.3 3.28.28 由表中數(shù)據(jù)可知兩個方案均可行，但方案2的傳

9、動比較小，傳動傳動裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小。因此可采用方案2，選定電動機的型號為Y160M-6。 4）電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸 由表查出Y132S-6型電動機的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和外形，安裝尺寸，并列表記錄備用（略）。 3．計算傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比 1）傳動裝置總傳動比 2）分配各級傳動比 取V帶傳動的傳動比，則單級圓柱齒輪減速器的傳動比為 所得i2值符合一般齒輪傳動和圓柱單級齒輪減速器傳動比的常用范圍。 4．計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 1）各軸轉(zhuǎn)速 電動機軸為0軸，減速器高速軸為Ⅰ軸，

10、低速軸為Ⅱ軸，各軸轉(zhuǎn)速為 2）各軸輸入功率 按電動機額定功率計算各軸輸入功率，即 3）各軸轉(zhuǎn)矩 將計算結(jié)果匯總列表備用（略）。 三 皮帶輪傳動的設(shè)計計算 1、確定計算功率 為工作情況系數(shù)，查課本表8.21可得，=1.2 即 ==1.27.5=9kw 2、選擇V帶的型號 根據(jù)計算功率=9kw，主動輪轉(zhuǎn)速=970r/min,由課本圖8.12選擇B型普通V帶。

11、3、確定帶輪基準(zhǔn)直徑 由課本表8.6和圖8.12得=125mm 取=140mm> 大帶輪的基準(zhǔn)直徑，因為=3.3 所以=293.94r/min .3140=462mm 由課本表8.3選取標(biāo)準(zhǔn)值475mm，則實際傳動比i，從動輪的實際轉(zhuǎn)速分別為 r/min 從動輪轉(zhuǎn)速誤差=100%=-2.7% 在4%之間。 4、驗算帶速V 帶速在5～25的范圍內(nèi)。 5、確定帶的基準(zhǔn)長度和實際中心距a 根據(jù)課本（8.14）式得0.7(+)≤≤2(+) 得：430.5mm≤≤123

12、0mm 按照結(jié)構(gòu)設(shè)計要求初定中心距=1100mm.由課本式(8.15)得： + =21100+(140+475)+ =3191.1mm 查課本表8.4可得：=3150mm 由課本(8.16)式得實際中心距a為a≈+=1080mm 中心距a的變動范圍為 =a-0.015 =a+0.03 =(1080-0.0153150)mm=1033 =(1080+0.033150)mm=1175mm 6、校驗小帶輪包角 由課本式(8.17)得：= = = 7、確定V帶根數(shù)Z 由課本(8.18式)得

13、 根據(jù)=140mm、=970r/min,查表8.10，用內(nèi)插法得 1.82+ =2.11kw 取=2.10kw 由課本式（8.11）得功率增量為為 = 由課本表8.18查得 根據(jù)傳動比=3.21本表8.19得=1.1373，則 = =0.31kw 由課本表8.4查得帶長度修正系數(shù)=1.03,本圖8.11查得包角系數(shù)=0.86，得普V 根

14、 =3.96根 圓整得z =4根 8、求初拉力及帶輪軸上的壓力 由課本表8.6查得B型普通V帶的每米長質(zhì)量q=0.17 kg/m,根據(jù)課本式（8.19）得單根V帶的初拉力為 =N =280.6N 由課本式（8.20）可得作用在軸上的壓力為 =2 =2280.64N =2219 9、 設(shè)計結(jié)果 選用4根B型V

15、帶，中心距a=1080mm,帶輪直徑=140mm,=475mm，軸上壓力=2219N。 四 齒輪傳動的設(shè)計計算 1、選擇齒輪材料及精度等級 根據(jù)課本表10.9可得，小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為217～255HBS大齒輪選用45號鋼正火，硬度為169～217HBS。因為是普通減速器、由課本表10.21選8級精度，要求齒面粗糙度3.2～6.3。 2、按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 因兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪，可應(yīng)用課本式（10.22）求出值。確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)： 1） 轉(zhuǎn)矩 =9.55Nmm=2.4 Nmm 2） 載荷系數(shù)K 查課本表10.11取K=1.1 3） 齒數(shù)和齒寬系

16、數(shù) 小齒輪的齒數(shù)取為25，則大齒輪齒數(shù)=100。因單級齒輪傳動為對稱布置，而齒輪齒面又為軟齒面，由課本表10.20選取=1。 4） 許用的接觸應(yīng)力 由課本圖10.24查得= 560MPa, =530 Mpa 由課本表10.10查得=1 ==60293.941（730016）=4.8 =/i=4.87/3.28=1.46 查課本圖10.27得=0.95，=1.06。 由課本式（10.13）可得 = = 故 m= 由課本表10.3取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=3.3mm 3、主要尺寸計算

17、 經(jīng)圓整后取=85mm =+5mm=90mm =206.25mm 4、按齒根彎曲疲勞強度校核 由課本式（10.24）得出，如則校核合格。 確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)： 1）、齒形系數(shù) 查課本表10.13得=2.65，=2.18 2）、應(yīng)力修正系數(shù) 查課本表10.14得1.80 3）許用彎曲應(yīng)力 由課本圖10.25查得 。 由課本表10.10查得 =1.35

18、。 由課本圖10.26查得 由課本式（10.24）可得 =155.6MPa =140.7Mpa 故 齒根彎曲強度校核合格。 5、齒輪的圓周速度v 由課本表10.22可知，選8級精度是合適的。 6、幾何尺寸計算及繪制齒輪零件工作圖。（見零件圖1） 五 軸的設(shè)計計算 1、選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 由已知條件知減速器傳遞的功率屬小功率，對材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。由課本表14.7查得強度極限=650MPa ,再由課本表14.2得許用彎曲應(yīng)力=60MPa

19、 。 2、按扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑 根據(jù)課本表14.1得C=107~118。又由課本式（14.2）得 Ⅰ軸： Ⅱ軸：107~118） 考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，會有鍵槽存在，故將估算直徑加大3%~5%，取為32.4~36.4mm。由設(shè)計手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑=35mm。Ⅱ軸取為48.2～54.2mm，由設(shè)計手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑=48mm 八 聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器通常用來連接兩軸并在其間傳遞運動和轉(zhuǎn)矩，聯(lián)軸器所連接的兩軸，由于制造及安裝誤差、受載變形和溫度變化等影響，往往存在著某種程度的相對位移。因此，設(shè)計聯(lián)軸器時要從結(jié)構(gòu)上采取各種不同的措施，使聯(lián)軸器具有補償

20、上述偏移量的性能，否則就會在軸、聯(lián)軸器、軸承中引起附加載荷，導(dǎo)致工作情況惡化。綜上所述，故選擇撓性聯(lián)軸器，這種聯(lián)軸器具有一定的補償兩軸偏移的能力，再根據(jù)聯(lián)軸器補償位移方法，選彈性柱銷聯(lián)軸器，它僅用彈性柱銷（通常用尼龍制成）將兩半聯(lián)軸器連接起來，它傳遞轉(zhuǎn)矩的能力大、結(jié)構(gòu)更簡單、耐用性好，故選擇彈性柱銷聯(lián)軸器。 為了隔離震動、緩和沖擊和安裝方便，擬Ⅰ軸選用選彈性柱銷聯(lián)軸器，Ⅱ軸選用無彈性元件擾性聯(lián)軸器 2）計算轉(zhuǎn)矩 由設(shè)計手冊查的K=1.3 Tc1=K9550=1.39550=316.8Nm Tc2=K9550=1.39550=1039Nm 3) 選擇型號及尺寸 由Tc1

21、=316.8Nm =35mm , Tc2=1039Nm =48mm ， 差GB4323—84，Ⅰ軸選用選彈性柱銷聯(lián)軸器,型號為TL6，其中Tn=250 Nm, [n]= 3800r/min; Ⅱ軸選用無彈性元件擾性聯(lián)軸器，型號為HL3，其中 Tn=630 Nm，[n]= 5000r/min 九 潤滑、密封裝置的選擇 根據(jù)課本11～18頁，再根據(jù)齒輪的圓周速度,軸承可以用脂潤滑和油潤滑潤滑,由于齒輪的轉(zhuǎn)速是小于2m/s, 故軸承潤滑采用脂潤滑，為防止箱體內(nèi)的軸承與潤滑脂的配合，防止?jié)櫥魇?，?yīng)在箱體內(nèi)側(cè)裝擋油環(huán)，潤滑脂

22、的裝填量不應(yīng)超過軸承空隙體積的，在減速器中，齒輪的潤滑方式根據(jù)齒輪的圓周速度而定，由于V<12m/s，所以采用油池潤滑，齒輪浸入油池1-2個齒高深度，大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x為40mm，箱體內(nèi)采用SH0357-92中的50號潤滑，裝至規(guī)定高度。 軸承蓋中采用氈圈油封密封。 十 減速器的設(shè)計 名稱 符號 減速器型式、尺寸關(guān)系/mm 結(jié)果 齒輪減速器 箱座壁厚 0.025a+1≥8 8 箱蓋壁厚 0.025a+1≥8 8 箱蓋凸緣厚度 1.5 12 箱座凸緣厚度 b

23、 1.5 12 箱座底凸緣厚度 2.5 20 地腳螺釘直徑 0.036a+12 22 地腳螺釘數(shù)目 n A≥250時，n=6 6 軸承旁連接螺栓直徑 0.75 16 蓋與座連接螺栓直徑 （0.5～0.6） 12 連接螺栓的間隔 150～200 150 軸承端蓋螺釘直徑 （0.4～0.5） 10 檢查孔蓋螺釘直徑 （0.3～0.4） 8 定位銷直徑 d (0.7～0.8) 9 、、至外箱壁

24、距離 見課本表4.2 ：=30 ：=22 ：=18 、至凸緣邊緣距離 見課本表4.2 ：=26 ：=16 軸承旁凸臺半徑 16 凸臺高度 h 根據(jù)低速級軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn) 20 外箱壁至軸承座端面的距離 ++（5+10） 36 齒輪頂圓與內(nèi)箱壁間的距離 10 齒輪端面與內(nèi)箱間的距離 9 箱蓋、箱座肋厚 軸承端蓋外徑 D+（5～5.5），D-軸承外徑 I軸：120 II軸：140 軸承旁連接螺栓距離

25、 S 盡量靠近，以M和M互不干涉為準(zhǔn)，一般取S= I軸：120 II軸：140 設(shè)計小結(jié) 這次關(guān)于帶式運輸機上的一級圓柱直齒輪減速器的課程設(shè)計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設(shè)計概念和設(shè)計過程的實踐考驗，對于提高我們機械設(shè)計的綜合素質(zhì)起到了很大的幫助；使我對機械設(shè)計有了更多的了解和認(rèn)識.為我們以后的工作打下了堅實的基礎(chǔ). 1、機械設(shè)計是機械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當(dāng)強的技術(shù)課程，它融《機械設(shè)計基礎(chǔ)》、《工程力學(xué)》、《互換性與測量技術(shù)》、《Auto CAD》、《機械設(shè)計手冊》等于一體。 2、這次的課程設(shè)計,對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想;訓(xùn)練綜合運用機

26、械設(shè)計和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實際反系和解決工程實際問題的能力;鞏固、加深和擴展有關(guān)機械設(shè)計方面的知識等方面有重要的作用。 3、在這次的課程設(shè)計過程中,綜合運用先修課程中所學(xué)的有關(guān)知識與技能,結(jié)合各個教學(xué)實踐環(huán)節(jié)進行機械課程的設(shè)計,一方面,逐步提高了我們的理論水平、構(gòu)思能力、工程洞察力和判斷力,特別是提高了分析問題和解決問題的能力,為我們以后對專業(yè)產(chǎn)品和設(shè)備的設(shè)計打下了寬廣而堅實的基礎(chǔ)。 4、本次設(shè)計得到了指導(dǎo)老師的細(xì)心幫助和支持，衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助. 5、設(shè)計中還存在不少錯誤和缺點，需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機械設(shè)計的知識，繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計習(xí)慣和思維從而提高設(shè)計實踐操作能力。

27、 參考資料 1、德主編. 《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書》第二版—高等教育出版社，2004 2、劉力等主編. 《機械制圖》（第二版）--高等教育出版社，2004 3、陳立德主編. 《機械設(shè)計基礎(chǔ)》（第三版）--高等教育出版社，2007 4、陳于萍、高曉康 主編. 《互換性與測量技術(shù)》課本—高等教育出版社。 i=10.83

28、 =9kw =125mm V=7.11m/s =3191.1mm =3150mm =1033mm、 =1175mm 2.096kw 2.10kw Z=4根 =0.31kw

29、 =2219N =1.1 Nmm K=1.1 =1 = 560MPa =530Mpa =4.8 =1.46 =532MPa =562MPa m=2.34mm =82.5 =330mm b=85mm =90mm a=206.25mm =2.

30、65 =2.18 Ⅰ軸：=30mm Ⅱ軸：=48mm Tc1=316.8Nm =35mm Tc2=1039Nm =48mm 第 25 頁 共 25 頁 附件圖紙 齒輪 軸 軸的裝配 裝配圖 謝謝朋友對我文章的賞識，充值后就可以下載說明書，我這里還有一個壓縮盤，里面有相應(yīng)的word說明書和CAD圖紙。下載后請留上你的郵箱號或QQ號，我可以將壓縮盤送給你。歡迎朋友下次光臨?。?！