带式运输机传动装置减速器课程设计说明书

重庆交通大学课程设计说明书机电学院：XXXXXX系郎以墨: XXXXXXXXXXXXXXX 指导老师: XXX目录一、设计目的 (2)二、传动装置总体设计 (3)（一）设计任务书 (3)（二）确定传动方案 (4)（三）电动机的选择 (5)三、传动零件的设计计算 (7)（一）高速级齿轮的参数计算 (7)（二）低速级齿轮的参数计算 (11)四、轴及轴承装置的设计计算 (15)（一）轴的设计、校核及寿命计算 (16)（二）齿轮的设计 (28)五、键连接的选择及计算 (30)六、联轴器的选择 (32)七、减速器的润滑和密封 (33)（一）润滑方式 (34)（二）密封方法 (34)八、减速器的附件及说明 (35)参考文献 (36)附录A（装配图） (37)一、设计目的机械设计课程是培养学生具有机械设计能力的技术基础课。

课程设计则是机械设计课程的实践性教学环节，同时也是高等工科院校大多数专业学生第一次全面的设计能力训练，其目的是：（1）通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。

（2）学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。

（3）通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力，确定尺寸和掌握机械零件，以较全面的考虑制造工艺，使用和维护要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方法。

（4）学习进行机械设计基础技能的训练，例如：计算，绘图，查阅设计资料和手册，运用标准和规范等。

二、传动装置总体设计（一）设计任务书1.设计题目本次设计的对象为带式输送机传动系统中的减速器。

要求传动系统中采用两级圆柱直齿齿轮减速器传动及V带传动。

2.设计任务（1）设计方案论述。

（2）选择电动机。

（3）减速器外部传动零件设计。

（4）减速器设计。

①设计减速器传动零件，并验算是否满足工作要求；②对各轴进行结构设计，按弯扭合成强度条件验算各轴的强度； ③根据工作载荷情况，选择各对轴承，计算输出轴上轴承的寿命； ④选择各键，验算输出轴上键连接的强度； ⑤选择各配合尺寸处的公差与配合； ⑥决定润滑方式，选择润滑剂；（5）绘制减速器的装配图和部分零件工作图。

（6）编写设计说明书。

3.设计要求（1）减速器装配图一张（A0或A1），轴及轴上齿轮的零件图各一张； （2）图纸按标准作图，数据处理准确，图面整洁； （3）参考文献标明去处。

4.已知条件（1）运输带工作拉力 F=4KN（2）运输带工作速度V=2.0m/s （允许运输带速度误差为%5±） （3）输送带滚筒直径 D=450mm （4）传动效率96.0=η 5.工作条件（1）工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳； （2）使用折旧期8年；（3）工作环境：室内，灰尘较大，环境最高温度35℃； （4）动力来源：电力，三相交流，电压380/220V ；（5）检修间隔期：四年一次大修，二年一次中修，半年一次小修； （6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产（二）确定传动方案图2-1(a)在本设计中，由于课题已定，所以我将采用二级展开式圆柱直齿轮减速器为设计传动方案。

（三）电动机的选择1.电动机的容量选择根据已知条件可以计算出工作机所需有效功率=w P KW FV 0.81000.240001000=⨯= 设 w η—— 输送机滚筒轴至输送带间的传动效率； c η—— 联轴器效率， c η=0.99 g η—— 闭式圆柱齿轮传动效率， g η=0.97 b η—— 一对滚动轴承效率， b η=0.99 cy η—— 带式输送机滚筒效率。

cy η=0.96估算运动系统总传递效率：w ηηηηηη∙∙∙∙=34231201式中：9504.096.099.09801.099.099.09603.097.099.09603.097.099.099.034231201=⨯===⨯===⨯===⨯====∙∙∙∙cy b w c b g b g b c ηηηηηηηηηηηηηη 得传动系统总效率8504.09504.09801.09603.09603.099.0=⨯⨯⨯⨯=总η 工作机所需电动机功率41.98504.08===ηwd P P kW由表2-1所列Y 系列三相异步电动机技术数据中可以确定，满足d w P P ≥条件的电动机额定功率w P 应取为11kW 。

表2-1电动机型号额定功率/kW满载转速/（min /r ） 额定转矩堵转转矩 额定转矩最大转矩Y100L-4 3 1420 2.2 2.2 Y112M-4 4 1440 2.2 2.2 Y132S-4 5.5 1440 2.2 2.2 Y132M-4 7.5 1440 2.2 2.2 Y160M-4 11 1460 2.2 2.2 Y160L-4 15 1460 2.2 2.2 Y160L-6119702.02.02 .电动机转速的选择根据已知条件由计算得知输送机滚筒的工作转速 926.8445014.30.26000060000≈⨯⨯=⋅=d v n w πmin /r 19.17926.841460≈==w m n n i 总由表2-1初选同步转速为1500min /r 和1000min /r 的电动机，对应用于额定功率kW P w 11=的电动机型号应分别为Y160M-4型和Y160L-6型。

把Y160M-4型和Y160L-6型电动机有关技术数据及相应算得的总传动比列于表2-2:表2-2 方案的比较 方案号 电动机型号额定功率（kW ） 同步转速（min /r ） 满载转速（min /r ）总传动比Ⅰ Y160M-4 11.0 1500 1460 17.19 ⅡY160L-611.0100097011.42通过对这两种方案比较可以看出：方案Ⅰ选用的电动机转速高、质量轻、价值低，总传动比为17.19，比较合适，故选用方案Ⅰ。

3.电动机型号的确定根据工作条件：两班制工作，空载起动，载荷平稳，常温下连续（单向）运转，工作环境多尘，中小批量生产，使用期限为10年，年工作300天，工作机所需电动机功率kW Pd 41.9=及电动机的同步转速min /1500r n =等，选用Y 系列三项异步电动机，卧式封闭结构，型号为Y160M-4，其主要性能数据如下： 电动机额定功率 kw Pw 11= 电动机满载转速 min /1460r n m = 电动机轴身直径 mm D 42= 电动机轴身长度 mm E 110= 4.传动比的分配带式输送机传动系统的总传动比 19.17926.841460===w m n n i 由传动系统方案知101=i 134=i 所以圆柱齿轮总传动比 19.1734013412===⋅⋅∑i i i i i i为便于两级圆柱齿轮减速器采用浸油润滑，当两对齿轮材料相同、齿面硬度350≤HBS 、齿宽系数相等时，考虑齿面接触强度接近相等的条件，取高速级传动比727.419.173.13.112=⨯==∑i i 低速级传动比 637.3727.419.171223===∑i i i 传动系统各传动比分别为：101=i ，727.412=i ，637.323=i ，134=i5.传动系统的运动和动力参数计算传动系统各轴的转速、功率和转矩计算： 0轴（电动机轴）：mim r n n m 14600== Kw P P d 41.90==m N n P T ⋅=⨯==55.61146041.995509550000 1轴（减速器高速轴）：min 1460114600101r i n n ===Kw P P 3159.999.041.90101=⨯==⋅ηm N i T T ⋅=⨯⨯==⋅⋅9345.60199.055.61010101η2轴（减速器中间轴）：min 86.308727.414601212r i n n ===Kw P P 9461.89603.03159.91212=⨯==⋅ηm N i T T ⋅=⨯⨯==⋅⋅60.2769603.0727.49345.60121212η 3轴（减速器低速轴）：min 92.84637.386.3082323r i n n ===Kw P P 5910.89603.09461.82323=⨯==⋅ηm N i T T ⋅=⨯⨯==⋅⋅77.9689603.0637.360.276232323η 将上述结果和传动比及传动效率汇总如表2-3:表2-3 传动系统的运动和动力参数轴号 转速()min rn功率kw p转矩T )(m N ∙0 1460 9.41 61.55 1 1460 9.3159 60.9345 2 308.86 8.9461 276.60 384.928.5910968.77三、传动零件的设计计算（一）高速级齿轮的参数计算 1.材料选择及热处理减速器要求结构紧凑，故小齿轮选用调质HBS 1=240～270的45钢，大齿轮选用正火HBS 2=200～230的45钢；载荷稳定，齿速不高，初选8级精度。

2.确定许用接触应力21HP HP σσ和 3.齿根弯曲疲劳强度设计（1） 确定公式中的参数值 []3212cos 2F SaFa d nt Y Y Z Y Y KT m σφββε∙≥ 1） 载荷系数t K 试选t K =1.5 2） 小齿轮传递的转矩 m N T ⋅=9345.601 3） 大小齿轮的弯曲疲劳强度极限1lim F σ，2lim F σ1lim F σ=2lim F σ=380a MP （查图10-17机械设计 濮良贵主编）4） 应力循环次数911102048.41630010114606060⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==h jL n N 891211210895.8727.4102048.4⨯=⨯===i N N N μ5） 弯曲疲劳寿命系数1FN K ，2FN K1FN K =0.86 2FN K =0.90（查图10-22机械设计 濮良贵主编） 6） 许用弯曲应力计算（取弯曲疲劳安全系数4.1=F S ，应力修正系数 0.2=ST Y ）则[]1lim 11F ST FN F Y K σσ⋅=⋅/F S =a MP 86.4664.186.02380=⨯⨯[]a F F ST FN F MP S Y K 57.4884.19.023802lim 22=⨯⨯=⋅=⋅σσ 7） 查取齿形系数和应力校正系数根据当量齿数 62.2113cos 20cos 3311=︒==βZ Z V 70.10213cos 95cos 3322=︒==βZ Z V 查表3-1取齿形系数和应力修正系数 73.21=Fa Y 18.22=Fa Y 565.11=Sa Y 79.12=Sa Y表3-1 齿形系数Fa Y 及应力修正系数Sa Y)(v z z17 18192021222324252627Fa Y 2.97 2.91 2.85 2.80 2.76 2.72 2.69 2.65 2.62 2.60 2.57Sa Y1.521.53 1.54 1.55 1.56 1.57 1.575 1.58 1.59 1.595 1.60)(v z z30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 150Fa Y 2.52 2.45 2.40 2.35 2.32 2.28 2.24 2.22 2.20 2.18 2.14 Sa Y1.625 1.65 1.67 1.68 1.70 1.73 1.751.77 1.78 1.791.838） 计算大小齿轮的[]F FaFa Y Y σ⋅并加以比较[]009151.086.466565.173.2111=⨯=⋅F Sa Fa Y Y σ[]007987.057.48879.118.2222=⨯=⋅F Sa Fa Y Y σ 因为[][]222111F Sa Fa F Sa Fa Y Y Y Y σσ⋅>⋅，故按小齿轮进行齿根弯曲疲劳强度设计9） 重合系数εY 取εY =0.7（2）设计计算1） 试计算齿轮模数nt m[]mm Y Y Z Y Y KT m F Sa Fa d nt 440.1cos 23121≥⋅∙Φ≥σββε 2） 计算圆周速度s m n Z m v nt 260.213cos 100060146020440.1cos 10006011=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⋅⋅=︒⋅πβπ 3） 计算载荷系数查表10-2（机械设计 濮良贵主编）得 1=A K ； 根据s m v 260.2=、8级精度，查图10-8（机械设计 濮良贵主编）得1.1=v K ；斜齿轮传动取2.1=a K ；查图10-13（机械设计 濮良贵主编）得25.1=βK 。