带式运输上的单级直齿圆柱齿轮减速器设计.docx

机械设计课程设计计算说明书一、传动方案拟定3二、电动机的选择4三、确定传动装置总传动比及分配各级的传动比6四、传动装置的运动和动力设计7五、普通V带的设计10六、齿轮传动的设计15七、传动轴的设计18八、箱体的设计27九、键连接的设计29十、滚动轴承的设计31十一、润滑和密封的设计32十二、联轴器的设计33十三、设计小结33一、设计课题：设计一用于带式运输上的单级直齿圆柱齿轮减速器。运输机连续工作，单向运转载荷变化不大，空载启动。减速器小批量生产，使用期限8年，一班制工作，卷筒不包括其轴承效率为97%,运输带允许速度误差为原始数据题号运输带拉力F(N)1800运输带速度V(ms)1.5卷筒直径D(mm)300滚筒长度L(mm)500计算过程及计算说明一、传动方案拟定第三组：设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动1、工作条件：使用年限8年，工作为一班工作制，载荷平稳，环境清洁。2、原始数据:滚筒圆周力F=1800N;带速V=I.5ms;滚筒直径D=300mm;方案拟定：采用V带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。1.电动机2.V带传动3.圆柱齿轮减速器4.连轴器5.滚筒6.运输带二、电动机选择1、电动机类型和结构的选择：选择Y系列三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。2、电动机容量选择：电动机所需工作功率为：式:Pd=Pw/a(kw)由式(2)：Pw=FV1000(KW)因止匕Pd=FVl000a(KW)由电动机至运输带的传动总效率为：n=×n23×3×4×n5式中：厂、112>113>114>分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和卷筒的传动效率。取n1=0.96,rI2=0.98.n3=0,97.rI4=0,97则：n总=0.96×0.983×0.97×0.99X0.96=0.83所以：电机所需的工作功率：Pd=FVooon总=(1800×1.5)(1000×0.83)=3.25(kw)3、确定电动机转速卷筒工作转速为：n卷筒=60X1000V/(D)=(60×1000×1.5)/(420)=65r/min根据手册P7表1推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I,二36。取V带传动比IJ=24。则总传动比理论范围为：Ia'=624。故电动机转速的可选范为N,d=aXn卷筒=(1624)×65=463.81855.2r/min则符合这一范围的同步转速有：750、1000和1500rmin根据容量和转速，由相关手册查出三种适用的电动机型号：(如下表)方案电动机型耳额定功率电动机转速(r/min)电动机重量N考价格传动装置传动比同步转速满载转速总传动比V带传动减速器1Y132S-45.515001440650120018.63.55.322YI32M2-65.5100O960800150012.422.84.443Y160M2-85.5750720124021009.312.53.72综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器传动比，可见第2方案比较适合。此选定电动机型号为Y132M26,其主要性能：电动机主要外形和安装尺寸：中心高H外形尺寸1.×(AO2+D)×HD底角安装尺寸AXB地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸DXE装键部位尺寸FXGD132520×345×3I5216X1781228X8010X41三、确定传动装置的总传动比和分配级传动比:由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速n1、可得传动装置总传动比为：ia=nmn=nmn卷筒=960/65=14.7总传动比等于各传动比的乘积分配传动装置传动比ia=io×i（式中io、i分别为带传动和减速器的传动比）2、分配各级传动装置传动比：根据指导书P7表1,取io=2.8（普通V带i=24）因为：ia=ioXi所以：i=iaio=12.42/2.8=4.44四、传动装置的运动和动力设计：将传动装置各轴由高速至低速依次定为I轴，II轴，以及io,i,为相邻两轴间的传动比11o,12为相邻两轴的传动效率Pi,Pn为各轴的输入功率（KW）Ti,Tii为各轴的输入转矩（Nm）nI,n11,为各轴的输入转矩（rmin）可按电动机轴至工作运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数1、运动参数及动力参数的计算(1)计算各轴的转数：I轴：nI=n11io=960/2.8=342.86(rmin)II轴:nil=nI/i=324.86/4.44=77.22r/min由指导书的表1得 到： 1=0.96 2=0.98 3=0.97 4=0.99卷筒轴：m=ni(2)计算各轴的功率：I轴：PI=Pd×11Oi=Pd×n1=4.5×0.96=4.32(KW)11轴：Pii=Pl×i2=PI×2×3=4.32×0.98X0.97=4.11(KW)卷筒轴：Pm=PnH23=Pu112H4=4.11×0.98×0.99=4.07(KW)计算各轴的输入转矩：电动机轴输出转矩为：Td=9550Pdn111=955O×4.5/960=44.77NmI轴：TI=Tdio11o=Tdio11=44.77×2.8×0.96=120.33Nm11轴：Tn=TIi1112=TIi2114=120.33×4.44×0.98×0.99=518.34Nm卷筒轴输入轴转矩：THI=Tll司2n4=502.90Nm计算各轴的输出功率：由于I11轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率：故：P,I=PI×轴承=4.32X0.98=4.23KWP,11=P11×n轴承=4.23X0.98=4.02KW计算各轴的输出转矩：由于I11轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率：则:T'I=I×n轴承=120.33×0.98=117.92Nm,H=Tn×n轴承=518.34×0.98=507.97Nmi为带传动传动比il为减速器传动比滚动轴承的效率n为0.98*0.995在本设计中取098综合以上数据，得表如下:轴名效率P(KW)转矩T(Nm)转速nr/min传动比i效率n输入输出输入输出电动机轴4.544.779602.60.96I轴4.324.23120.33117.92342.864.440.95II轴4.114.02518.34507.9777.221.000.97卷筒轴4.073.99502.90492.8477.22五.V带的设计(1)选择普通V带型号由PC=KA.P=L1X55=6O5(KW)根据课本P134表9-7得知其交点在A、B型交界线处，故A、B型两方案待定：方案1：取A型V带确定带轮的基准直径，并验算带速：则取小带轮di=100mmd2=n1d(1-£)112=idi(1-)=2.8×100×(l-0.02)=274.4mm由表9-2取d2=274mm(虽使n2略有减少,但其误差小于5%,故允许)带速验算：V=ndi/(1000×60)由课本P34表9-5查得KA=Ll由课本P132表9-2得，推荐的A型小带轮基准直径为75mm-125mm=960XlOO/(1000×60)=5.024m/s介于525ms范围内，故合适确定带长和中心距a：0.7(d1+d2)ao2(d1+d2)0.7×(100+274)ao2×(100+274)262.08ao748.8初定中心距ao=5OO,则带长为1.o=2ao+(d+d2)+(d2-d1)2(4ao)=2X500+(100+274)/2+(274-100)2(4×500)=1602.32mm由表93选用Ld=I400mm的实际中心距a=ao+(Ld-Lo)2=5OO+(l400-1602.32)/2=398.84mm验算小带轮上的包角11=18O-(d2-d1)×57.3/a=180-(274-100)X57.3/398.84=155.01>120合适确定带的根数Z=Pc/(Po+Po)KlKo)=6.05/(0.95+0.11)×0.96X0.95)=6.26故要取7根A型V带计算轴上的压力由机械设计书表9-4查得Po=O.95由表9-6查得Po=0.11由表9-7查得K=0.95由表9-3查得K=0.96由书9-18的初拉力公式有Fo=5OOPc(2.5K-1)zc+qv2=500×6.05×(2.5/0.95-1)/(7×5.02)+0.17×5.022=144.74N由课本9-19得作用在轴上的压力Fq=2zFosin(a/2)=2X7X242.42×sin(155.01/2)=1978.32N方案二：取B型V带确定带轮的基准直径，并验算带速：则取小带轮d=140mmd2=n1di(1-)n2=idi(1-)=2.8×140×(l-0.02)=384.16mm由表9-2取d2=384mm(虽使n2略有减少,但其误差小于5%,故允许)带速验算：V=nd/(1000X60)=960×140/(1000×60)=7.03m/s介于525ms范围内，故合适确定带长和中心距a：0.7(d1+d2)ao2(d1+d2)0.7×(140+384)ao2×(140+384)366.8aolO48由课本表9-2得,推荐的B型小带轮基准宜径125mm280mm初定中心距ao=7OO,则带长为1.o=2ao+(d+d2)+(d2-d1)2(4ao)=2X700+(140+384)/2+(384-140)2(4×700)=2244.2mm由表9-3选用Ld=2244mm的实际中心距a=ao+(Ld-Lo)2=7OO+(2244-2244.2)2=697.9mm验算小带轮上的包角1a1=18O-(d2-d1)×57.3/a=180-(384-140)×57.3