二级直齿圆柱减速器论文

宝鸡文理学院成人继续教育学院毕业设计（论文）任务书院（系）系宝鸡文理学院专业机械设计与制造班级08机械设计与制造姓名刘伟涛学号1070211243231毕业设计（论文）题目带式输送机传动系统2题目背景和意义本次论文设计进行结构设计，并完成带式输送机传动装置中减速器装配图、零件图设计及主要零件的工艺。综合运用机械设计、机械制图、机械制造基础、金属材料与热处理、公差与技术测量、理论力学、材料力学、机械原理。掌握机械设计的一般程序、方法、设计规律、技术措施，并与生产实习相结合，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，具备了机械传动装置、简单机械的设计和制造的能力。3设计论文的主要内容带式输送机传动总体设计；带式输送机传动总体设计；主要传动机构设计；主要零、部件设计；完成主要零件的工艺设计；撰写设计论文等；4设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点），地点主要参转距T450NM，滚筒直径D350MM，运输带工作转速V08M/S工作条件送机连续工作，单向运转，载荷较平稳，空载起动，每天两班制工作，每年按300个工作日计算，使用期限10年。具体要求主要传动机构设计；主要零、部件设计；撰写设计论文等5毕业设计（论文）的工作量要求设计论文一份60008000万左右字装配图1张A0，除标准件外的零件图2张A3指导教师签名年月日学生签名年月日宝鸡文理学院成人继续教育学院宝鸡文理学院成人教育学院毕业设计（论文）题目带式输送机传动系统院、系站宝鸡文理学院学科专业机械设计与制造学生刘伟涛学号指导教师侯玉科2010年04月宝鸡文理学院成人继续教育学院目录一、设计准备4二、传动装置总体设计5A、确定传动方案5B、电动机的选择6C、计算传动装置的运动和动力参数8、轴的大小齿轮9、轴的大小齿轮12D、轴的设计计算及轴承的选择计算15E、轴承的选择计算16F、联接件、润滑密封和联轴器的选择及计算171、键连接172、联轴器的选择及计算173、润滑方式、牌号及密封装置18三、绘制减速器装配图附图四、绘制零件图附图五、参考文献18六、总结18七、个人体会19宝鸡文理学院成人继续教育学院绪论通过查阅一些文献我可以了解到带式传动装置的设计情况，为我所要做的课题确定研究的方向和设计内容。1带传动带传动是机械设备中应用较多的传动装置之一，主要有主动轮、从动轮和传动带组成。工作是靠带与带轮间的摩擦或啮合实现主、从动轮间运动和动力的传递。带传动具有结构简单、传动平稳、价格低廉、缓冲吸振及过载打滑以保护其他零件的优点。2圆柱齿轮传动减速器圆齿柱轮传动减速器适合的工作条件环境温度为4040度；输入轴转速不得大于1500R/MIN,齿轮啮合线速度不大于25M/S,电机启动转矩为减速器额定转矩的两倍。特点采用一、二圆柱齿轮及二、三圆柱齿轮组合，齿轮均采用优质45钢淬火、精加工而成，一级锥齿齿轮精度达到GB/T11365中的8级，二、三圆柱齿轮精度达到GB/T11365中的8级；减速器的选用原则（1）按机械强度确定减速器的规格。减速器的额定功率PI是按载荷平稳、每天工作小于等于12H、每小时启动5次、允许启动转矩为工作转矩的两倍、单向运转、单对齿轮的接触强度安全系数为1、失效概率小于等于1等条件算确定。当载荷性质不同，每天工作小时数不同时，应根据工作机载荷分类按各种系数进行修正。（2）热功率的效核。减速器的许用的热功率PG适用于环境温度20度，每小时100连续运转和功率利用率为100的情况，不符合上述情况时，应进行修正。（3）效核轴伸部位承受的径向载荷。宝鸡文理学院成人继续教育学院摘要本人毕业设计论文的题目是带式输送机的传动系统带式输送机传动系统是有电动机通过联轴器驱动减速器输入轴，减速器输出轴通过拄销联轴器带动滚筒输送带运转，滚筒的两端为独立支承。在设计中先确定传动方案，选择电动机，计算总传动比和合理分配各级传动比。计算传动装置的运动及参数，主要部件强度校核。然后，绘制传动原理图，电器控制原理图，减速器装配图及零件图等等。本设计方案先由电动机通过一级联轴器至减速器。减速器采用单级开式直齿圆柱齿轮传动，这样整机即保证效率较高，工艺简单，精度容易保证，使主要部件标准化，并且选用优先系列，容易更换，维修等优点外，还具有过载保护的特点，使用过程中更加安全，可靠，经济。宝鸡文理学院成人继续教育学院一、设计准备设计任务设计减速箱传动装置（两级展开式直齿圆柱齿轮减速器）。原始数据A、已知条件1运输带工作拉力F3500N；2滚筒速N65R/MIN允许运输带速度误差为5；3滚筒直径D380MM；4滚筒效率J097包括滚筒与轴承的效率损失；5工作情况两班制，连续单向运转，载荷较平稳，空载起动；6使用折旧期10Y每年按300个工作日计算；宝鸡文理学院成人继续教育学院二、传动装置总体设计A、确定传动方案设计传动方案应满足下列条件（1）工作机的工作要求；（2）必须具有结构简单、尺寸紧凑、加工方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便等特点。根据上述要求，初步选定的传动方案为二级闭式齿轮传动方式。传动方案简图如下带式输动机由电动机驱动。电动机1通过联轴器2将动力传入减速器3，再经联轴器4将动力传至输送机滚桶5，带动输送带6工作。传动系统中采用两级展开式圆柱齿轮减速器，其结构简单，但齿轮相对于轴承位置不对称，因此要求轴有较大的刚度，高速级为直齿圆柱齿轮传动，低速级为直齿圆柱齿轮传动。B、电动机的选择1、选择电动机1）选择电动机类型和结构形式51电动机2联轴器3减速器4联轴器5滚筒6输送带宝鸡文理学院成人继续教育学院由于一般普遍使用三相交流电源，电压为380V，所以一般选用三相交流异步电动机。其中以三相鼠笼式异步电动机用最多，且Y系列全封闭鼠笼型三相异步电动机具有结构简单、工作可靠、起动特性好、价格低廉、维护等一系列优点，适用于不含易燃、无腐蚀性气体的一般场所，故广泛应用于齿轮减速器等无特殊要求的一般机器上。根据电动机的安装和防护要求，选择卧式封闭结构。2）选择电动机的容量电动机的功率选择必须合适。选得小了，不能保护工作机的正常工作；选得大了，又增加成本。因此，选择电动机的功率时就应满足电动机的额定功率等于或稍大于电动机所需的功率。根据已知条件计算得工作机所需的功率PW为2665659550/955045365FDMNWKWP设5W输送机滚筒轴（轴）之输送带间的传动效率；C联轴器效率，C099；G闭式圆柱齿轮传动效率，G097；B对滚动轴承效率，B099；CY输送机滚筒效率，CY096；估算传动系统总效率为2346CG2B3CBCY0990972099309909909608504工作机电动机所需功率P0为P0PW453085555KW；由表所列Y系列三项异步电动机技术数据中可以确定，满足PMPR条件的电动机额定功率PM应取75KW。根据容量和转速及有关手册，查得两种适用的电动机，因此有如下两种方案。型号额定功率P/KW转速/R/MIN效率Y132M475144087Y160L875723865综合考虑电动机和传动装置的尺寸、结构、价格及减速器的传动比，可见第一种方案比较合适，因此应选择电动机的型号为Y132M4。2、计算传动装置的总传动比并分配各级传动比1）传动装置的总传动比为144065222WNIN机2）因III齿齿21，按展开式布置，取2115I齿齿I宝鸡文理学院成人继续教育学院可算出22238213857III减15齿齿，则3、传动装置的运动参数和动力参数1）各轴转速轴1440/MINRNN机轴114405725263/MINNRIN齿轴225263386648/MINNRIN齿2）各轴功率轴05599549BKWPP轴5499799527CQKWPP轴2527979799491CQKWPP3）各轴转矩轴5491440955095503641PNMNT轴527252639550955011922PNMNT轴49166489550955070533PNMNT将运动和动力参数的计算结果整理成下表便于备查参数高速轴中间轴低速轴转速N/1RMIN1440252636648功率/PKW549527491转距/TNM36411992270533C、计算传动装置的运动和动力参数宝鸡文理学院成人继续教育学院直齿圆柱齿轮设计、轴的大小齿轮1）选择齿轮材料及精度等级考虑此对齿轮传递的功率不大，故大、小齿轮都选用软齿面。小齿轮选用45钢，调质，齿面硬度为240260HBS；大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度为220HBS。选用8级精度。2）按齿面接触疲劳强度设计因两齿轮均为钢制齿轮，所以得32D11TDHU1UK4376确定有关参数如下（1）齿轮Z和齿宽系数D取小齿轮齿数的Z10，则大齿轮齿数215720114IZZ实际传动比211142057OZZI传动比误差为零固可用。齿数比57OI查表取01D因非对称布置及软齿面（2）转矩T11619550364110PNMNT（3）载荷系数K查表取K120（4）许用接触应力HSZNNTHIMH由图查得1610,HIMMPA2500HIMMPA应力循环次数NL911606014401163001041510LHRNNT9184155721072810LILNN查表得接触疲劳的寿命系数11,NTZ21NTZ宝鸡文理学院成人继续教育学院按一般可靠度要求选择安全系数01SH。所以计算两轮的许用接触应力11610111610NTHIMHHZMPAMPAS22500112500NTHIMHHZMPAMPAS故得1221236410673357167176434522500UDKUTMMHD模数11502025DMMMMMZ查表得取标准模数M25MM3校核齿根弯曲疲劳强度YYZMBT2KFSAFA121F确定有关参数和系数1分度圆直径11252050MMMMMDZ2225114285MMMMMDZ2齿宽115050DBMMMMD取B155MMB250MM（3）齿形系数YFA和应力修正系数YSA根据齿数Z120，Z2114，查表得1435,FAY1400SAY，21FAY，21SAY（4）许用弯曲应力FSYYFNTSTFLIMF查表得290MPAFLIM1；210MPAFLIM2870YNT1910YNT2试验齿轮的应力修正系数2YST按一般可靠度选择安全系数251SF计算两轮的许用弯曲应力宝鸡文理学院成人继续教育学院68MPA403MPA2518702290SYYNNT1STFLIM1F176MPA305MPA2519102210SYYNNT2STFLIM2F2将求得的各参数代入下式MPA2037625MPA152230260109543012YYZMBT2KF124SA1FA1121F19569MPA16252521822152073YYYYYYZMBT2KF2SA1FA1SA2FA2F1SA2FA2221F2故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够。4）计算齿轮传动的中心距1250285221675DDAMMMM5）计算齿轮的圆周速度58M/S4S/M100060146060143100060ND11查表可知，可选用7级或8级精度的齿轮，所以选用8级精度合适。、轴的大小齿轮1）选择齿轮材料及精度等级考虑此对齿轮传递的功率不大，故大、小齿轮都选用软齿面。小齿轮选用45钢，调质，齿面硬度为240260HBS；大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度为220HBS。选用8级精度。2）按齿面接触疲劳强度设计因两齿轮均为钢制齿轮，所以得32D11TDHU1UK4376宝鸡文理学院成人继续教育学院确定有关参数如下（1）齿轮Z和齿宽系数D取小齿轮齿数的Z130，则大齿轮齿数213830114IZZ实际传动比211143038OZZI传动比误为零固可用。齿数比38OUI查表取01D因非对称布置及软齿面（5）转矩T126652725263195595519921821010PNMMNT（6）载荷系数K查表取K120（7）许用接触应力HSZNNTHIMH由机械设计基础637图查得1610HIMMPA，2500HIMMPA应力循环次数NL10T60NN8H1L160583001619342260R1033910NN880L1L26605I查表得接触疲劳的寿命系数850ZNT1，940ZNT2按一般可靠度要求选择安全系数01SH。所以计算两轮的许用接触应力563701850750SZHNT1HIM1H1858201940620SZHNT2HIM2H2故得1221121992182483338167176437353510DKUTHD宝鸡文理学院成人继续教育学院模数11753025DMZ查表得取标准模数M25MM3校核齿根弯曲疲劳强度YYZMBT2KFSAFA121F确定有关参数和系数1分度圆直径11253075MMMMMDZ2225114285MMMMMDZ2齿宽117575DBMMMMD取B375MMB480MM（3）齿形系数YFA和应力修正系数YSA根据齿数Z130，Z2139，查表得522YFA1，6251YSA1，152YFA2，821YSA2（4）许用弯曲应力FSYYFNTSTFLIMF查表得290MPAFLIM1；210MPAFLIM2870YNT1910YNT2试验齿轮的应力修正系数2YST按一般可靠度选择安全系数251SF计算两轮的许用弯曲应力68MPA403MPA2518702290SYYNNT1STFLIM1F176MPA305MPA2519102210SYYNNT2STFLIM2F2将求得的各参数代入下式宝鸡文理学院成人继续教育学院MPA97871625MPA152230360108623012YYZMBT2KF125SA1FA1121F162179MPA162525218221597187YYYYYYZMBT2KF2SA1FA1SA2FA2F1SA2FA2221F2故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够。4）计算齿轮传动的中心距127528522180DDAMMMM5）齿轮的圆周速度11314252637560000601000/099/DNVMSMS查表可知，可选用7级或8级精度的齿轮，所以选用8级精度合适。名称符号计算公式结果箱座厚度830250A10箱盖厚度1830201A9箱盖凸缘厚度1B1151B12箱座凸缘厚度B51B15箱座底凸缘厚度2B522B25地脚螺钉直径FD120360ADFM24地脚螺钉数目N查手册6轴承旁联结螺栓直径1DFDD7201M12宝鸡文理学院成人继续教育学院盖与座联结螺栓直径2D2D（0506）FDM10轴承端盖螺钉直径3D3D（0405）FD10视孔盖螺钉直径4D4D（0304）FD8定位销直径DD（0708）2D8FD，1D，2D至外箱壁的距离1C查手册表112342218FD，2D至凸缘边缘距离2C查手册表1122816外箱壁至轴承端面距离1L1L1C2C（510）50大齿轮顶圆与内箱壁距离111215齿轮端面与内箱壁距离2210箱盖，箱座肋厚MM,1850,85011MM985轴承端盖外径2DDD2（555）3D120（1轴）125（2轴）宝鸡文理学院成人继续教育学院150（3轴）轴承旁联结螺栓距离S2DS120（1轴）125（2轴）150（3轴）D、轴的设计计算及轴承的选择计算1、选择轴的材料并确定许用应力选用45钢正火处理，查表得知强度极限MPA600B，许用弯曲应力MPAB551。2、确定轴输出端直径考虑到齿轮在轴上有安装及轴向定位，所以算出各轴段的相应直径。按扭转强度估算轴输出端直径，查表取C118，则1）高速轴按扭转强度估算轴输出羰直径，查表取118549331440/MIN1118185KWPNRCMMMMD此轴承不用键槽，轴的直径和长度应和联轴器相符，选取LZ3型弹性柱销联轴器，其轴孔直径为38MM，和轴配合部分长度为60MM，故轴输出端直径D135MM。第I段为外伸端，其直径D125MM，其长度应比联轴器轴孔的长度稍短一些，取L160MM。第II段直径D230MM。选6306型深沟球轴承，其内径为30MM，宽度为19MM。考虑齿轮端面和箱体内壁、轴承端面与箱体内壁应有一定距离，则取套筒长为20MM，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体内壁应有一定的距离而定，为此取该段长为30MM，安装齿轮段长度应比齿轮宽度小2MM，故第II段长L240MM。第III段为安装小齿轮段，其直径D330MM，长度为L355MM。第IV段为安装套筒段，其直径D440MM，长度为L430MM。第V段为安装轴承段，其直径D530MM，长度为L5130MM2）中间轴同理5273325263/MIN2118325KWPNRCMMMMD考虑有键槽，将直径增大5，则2D35此轴通过键槽与两个齿轮连在一起，宝鸡文理学院成人继续教育学院选6207型深沟球轴承，其内径为35MM，宽度为17MM，即D135MM。考虑齿轮端面和箱体内壁、轴承端面与箱体内壁应有一定距离，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑轴和箱体壁应有一定的距离而定，为此取该段长为45MM，安装齿轮段长度应比齿轮宽度小2MM，故第I段长L145MM。第II段为安装大齿轮段，其直径D240MM，长度为L250MM第III段为安装套筒段，其直径为D350MM，长度为L335MM第IV段为安装小齿轮段，其直径D440MM，长度为L480MM第V段安装轴承段，其直径为D535MM，长度为L540MM。3）低速轴同理491336648/MIN3118493KWPNRCMMMMD考虑有键槽，将直径增大5，则3D55MM,此轴通过键槽与一个齿轮连在一起，选6011型深沟球轴承，其内径为55MM，宽度为18MM，即D155MM。同理，取套筒长为20MM，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑箱体内壁应有一定的距离而定，为此取该段长为30MM，安装齿轮段长度应比齿轮宽度小2MM，第I段长L145MM。第II段为安装小齿轮段，其直径D260MM，长度为L275MM第III段为安装套筒段，其直径D368MM，长度为L330MM。第IV段为光轴段，其直径D460MM,取其长度为L460MM。第段为安装轴承段，其直径5D55MM,其长度为5L50MME、轴承的选择计算由于轴向力较小，已选出6306、6207、6011深沟球轴承。从机械设计手册查得轴承的外径D172MM、D290MM、D3100MM、额定动载荷CR1270KN、CR2408KN、CR3818KN，额定静载荷COR1152KN、COR2240KN、COR3518KN。由于轴颈圆周速度V18526，所以该轴是安全的。4弯矩及轴的受力分析图如下轴13校核中间轴宝鸡文理学院成人继续教育学院校核该轴和轴承L174L2117L394作用在2、3齿轮上的圆周力322222470310270713925TTFND3233224703108709274TTFDN径向力22270720985RTFFTGTGN338709203169RTFFTGTGN求垂直面的支反力332231123985117943169943167411794RRVFLFLLFNLLL231231693169852500VRVRFFFFN计算垂直弯矩3113167410239AVMVMFLNM3112223167411798511710535AVNVRMFLLFLNM求水平面的支承力332231123870994270721145867411794TTHFLFLLFNLLL22312707870945866830HTTHFFFFN计算、绘制水平面弯矩图31145867410323AHMHMFLNM321232683074117870911710295AHNHTMFLLFLNM求合成弯矩图，按最不利情况考虑22222393233238AMAVMAHMMMMNM宝鸡文理学院成人继续教育学院2222535295300ANAVNAHNMMMNM求危险截面当量弯矩从图可见，MM,NN处截面最危险，其当量弯矩为（取折合系数06）22222300064703411EANMMTNMEM222223238064703413AMMTNM计算危险截面处轴的直径NN截面333141110409010160EBMDMMMM截面333141310409010160EBMDMM由于4245DDMMD，所以该轴是安全的。轴承寿命校核轴承寿命可由式61060THPCFLHNPF进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以RPF，查课本259页表169，10取1,12TPFF取32222222250068307273RVHFFFN则662336025263601181101090352712KCFTYPFNPL，轴承使用寿命在90391YY年范围内，因此所该轴承符合要求。弯矩及轴的受力分析图如下宝鸡文理学院成人继续教育学院3低速轴的校核L11475L2825作用在齿轮上的圆周力为200070533228549497TDTNNF径向力为TAN4949703617819RTNNFF求垂直面的支反力1121475178191475825111427RRAZLFNNLLF2117819114276392RAZRAZNNNRFFF求垂直弯矩，并绘制垂直弯矩图1111142714751685CVRAZNMMNMMFL222639282552734CVRAZNMMNMMFL宝鸡文理学院成人继续教育学院求水平面的支承力112147549497230131743HTLNNLLFFN21494973174317754HTHNNNFFFN求并绘制水平面弯矩图11131743147546821AHHNMMNMMFL2221175482514647AHHNMMNMMFL求合成弯矩图222214976111168546821CNMCVAHMMM222221557225273414647CNMCVAHMMM求危险截面当量弯矩从图可见，MM处截面最危险，其当量弯矩为折合系数160102059BBO222264868520597053349761ENMCTMM计算危险截面处轴的直径因为材料选择45调质，查课本225页表141得650BMPA，查课本231页表143得许用弯曲应力160BMPA，则687542330160014861EBCMMMMMD55MM结构设计确定的直径为，所以强度足够。析图如下宝鸡文理学院成人继续教育学院F、联接件、润滑密封和联轴器的选择及计算1、键联接已知条件依据题意及高速轴径，查机械设计手册表5138，5139可知，采用普通平键，其剖面尺寸B8MM,H7MM。平键连接取L50MM为宜。其标记如下8750键该键校核为L155MMD30MM综合考虑取L50得1443641030507555DLHPTMPA所以该键满足使用要求。依据题意及中间轴径，查机械设计手册表5138，5139可知，采用普通平键，宝鸡文理学院成人继续教育学院其剖面尺寸B10MM,H8MM。参见表的平键连接取L45MM为宜。其标记如下45键10870键10850,3545LMMDMMLMM该键的校核为综合考虑取得244199220354581632DLHPTMPA，所以该键满足使用要求。244199220357082407DLHPTMPA，所以该键满足使用要求。依据题意及低速轴径，查机械设计手册表5138，5139可知，采用普通平键，其剖面尺寸B10MM,H8MM。参见表的平键连接取L70MM为宜。其标记如下键16106370,5563LMMDMMLMM该键的校核为综合考虑取得344705330556310814DLHPTMPA，所以该键满足使用要求。2、联轴器的选择及计算联轴器除了起到联接两轴并传递转矩的作用外，有些还可以补尝两轴因制造和安装误差而造成的轴线偏移的功能，以及具有缓冲、吸振、安全保护等功能。电动机轴与减速器高速轴联接用的联轴器，由于轴的速度较高，为减小起动载荷，缓和冲击，应先用具有较小转动惯量和具