带式运输机的同轴式两级圆柱齿轮减速器设计.docx
题 目：用于带式运输机的同轴式两级圆柱齿轮减速器设计摘要1关键词1Abstract1Key word1引言21设计任务书21.1 设计题目：21.2 原始数据22传动方案的拟定和说明32.1 传动方案特点32.2 计算传动装置总效率33电动机的选择33.1 电动机的选择33.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比44传动装置的运动及动力参数的选择计算55传动零件的设计计算65.1 V带的设计与计算65.2 带轮结构设计85.3 齿轮传动的设计105.3.1 低速级齿轮传动的设计计算105.3.2 高速级齿轮传动的设计计算166轴的设计及校核计算236.1 输入轴的设计236.2 中间轴的设计286.3 输出轴的设计337滚动轴承的选择及寿命计算387.1 输入轴的轴承计算与校核387.2 中间轴的轴承计算与校核397.3 输出轴的轴承计算与校核418键和花键连接的选择及强度校核计算428.1 输入轴键选择与校核428.2 中间轴键选择与校核428.3 输出轴键选择与校核439联轴器的选择4310齿轮传动及滚动轴承的润滑方法与密封形式的选择。4310.1 减速器的润滑4410.2 减速器的密封4411箱体、附件的选择及说明4411.1 减速器附件的设计与选取4511.2 减速器箱体主要结构尺寸4912输出轴的强度计算仿真报告5112.1 实训仪器与设备5112.2 实训原理5112.3 实训内容5113轴的加工工艺图5614设计小结56参考文献571山东农业工程学院机械电子工程专业机械综合实践任务用于带式运输机的同轴式两级柱齿轮减速器设计摘要:本篇论文主要以“用于带式运输机的同轴式两级圆柱齿轮减速器的设计”为论题，研究该减速器设计及过程中需要注意的问题。由于减速器应用广泛，与生活息息相关，因此研究减速器的设计具有重要意义，为此写下了这篇论文。两级同轴式圆柱齿轮减速器的设计通常包括以下内容：决定传动装置的总体设计方案；选择电动机；计算传动装置的运动和动力参数；传动零件、轴的设计计算；轴承、连接键、润滑密封和联轴器的选择及计算等关键词：减速器 设计方法Design of coaxial two stage cylindrical gear reducer for belt conveyorAbstract：This paper mainly focuses on “the design of coaxial two-stage cylindrical gearreducer for belt transporter11 as the topic, to study the design of the reducer and the processneeds to pay attention to the problem. Because the gearbox is widely used and closely related tolife, it is of great significance to study the design of the reducer, so this paper is written. Thedesign of two-stage coaxial cylindrical gear reducers usually includes the following:determining the overall design of the transmission, selecting an electric motor, calculating themotion and power parameters of the transmission, designing and calculating the transmissionparts and shafts, selecting and calculating bearings, connection keys, lubrication seals andcouplingsKey word:Reducer The design method引言：用于带式运输机的同轴式两级圆柱齿轮减速器的齿轮采用渗碳、淬火、磨齿加工，为的是让承载能力更高、噪声更低；主要用于带式输送机及各种运输机械，也可用于其它通用机械的传动机构中。它与其他减速器相比具有承载能力高、寿命长、体积小、效率高、重量轻等优点，用于输入轴与输出轴呈垂直方向布置的传动装置中。圆柱齿轮减速器广泛应用于冶金、矿山、起重、运输、水泥、建筑、化工、纺织、印染、制药等领域国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。日本住友重工研制的FA型高精度减速器，美国Alan-Newton公司研制的X-Y式减速器，在传动原理和结构上与此类似或相近，都为目前先进的齿轮减速器。除了不断改进材料品质、提高工艺水平外，还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新，平动齿轮传动原理的出现就是一例，减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。目前，超小型的减速器的研究成果尚不明显。在医疗、生物工程、机器人等领域中，微型发动机已基本研制成功，美国和荷兰近期研制的分子发动机的尺寸在纳米级范围，如能辅以纳米级的减速器，则应用前景远大1设计任务书1.1 设计题目：用于带式运输机的同轴式两级圆柱齿轮减速器设计1.2 原始数据设计用于带式运输机的同轴式两级圆柱齿轮减速器。带式输送机传动系统运动简图如图20-4所示。带式输送机连续单向运转，工作中有轻微振动，空载启动；输送带速度允许误差5%,工作机效率为0.95；带式运输机工作中有粉尘；两班制工作，每班8小时；使用期限10年，大修期3年;在中小型机械厂小批量生产。1 电动机2-V带传动3 两级圆柱齿轮减速器4-联轴器5 .带式运输机图20-4传动系统运动简图设计数据列于表20-4o表20-4两级圆柱齿轮减速器原始数据运输机工作轴转矩77(N.m)1350输送带速度V/ (m.sl)1.55运输带卷筒直径Q/mm4802传动方案的拟定和说明2.1 传动方案特点1 .组成：传动装置由电机、V带、减速器、工作机组成。2 .特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。3 ,确定传动方案：考虑到电机转速高，V带具有缓冲吸振能力，将V带设置在高速级。选择V带传动和同轴式二级直齿圆柱齿轮减速器。2.2 计算传动装置总效率r|a=n 1 n24 rl32rl4 rl5=0.96 X 0.994 X 0.972 X 0.99 X 0.95=0.816r|i为V带的效率,中为轴承的效率,中为齿轮啮合传动的效率,中为联轴器的效率,r|5为工作装置的效率。3电动机的选择3.1电动机的选择圆周速度v：v=1.55m/s工作机的功率Pw：=8.72 KW_ 2TV _ 2X1350XL55pw= WOOD =480电动机所需工作功率为:pw8/72 _0.816 二10.69 KW19工作机的转速为:_ 60X1000Vn = -ji XD60X1000XL55it X480-=6L7 r/min经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比i产24,二级圆柱直齿轮减速器传动比i2=840,则总传动比合理范围为ia=16160,电动机转速的可选范围为nd(16X 160)X61.7 = 987.29872r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y180L-8的三相异步电动机，额定功率为11KW,满载转速 nm=730i7min,同步转速 750r/mino电动机主要外形尺寸：中心高外形尺寸地脚螺栓安装尺寸地脚螺栓孔直径电动机轴伸出段尺寸键尺寸IIL XI IDAXBKDXEFXG180mm710X430279X27915mm48X11014X42.53.2确定传动装置的总传动比和分配传动比(1)总传动比：由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为:ia=nin/n=730/61.7=11.83(2)分配传动装置传动比：ia=ioX i式中io,。分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取i°=3,则减速器传动比为：i=ia/i0=l 1.83/3=3. 94取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为：ii2 =、3. 94 = 1. 98则低速级的传动比为：i23 = ii2 = 1. 984传动装置的运动及动力参数的选择计算(1)各轴转速：输入轴：Di = nm/i0 = 730/3 = 243. 33 r/min中间轴：Hu = ni/ii2 = 243. 33/1. 98 = 122. 89 r/min输出轴：nin = nu/i23 = 122.89/1.98 = 62.07 r/min工作机轴：nIV 二 nm = 62. 07 r/min(2)各轴输入功率：输入轴：Pi = PdX r|i = 10.69X0.96 = 10.26 KW中间轴：Pii = PiXr|2Xr3= 10.26X0.99X0.97 = 9.85 KW输出轴：Pin = Pn 义 r|2 X r|3 = 9.85 X 0.99 X 0.97 = 9.46 KW工作机轴：Piv = Pm X b X r)4 = 9.46 X 0.99 X 0.99 = 9.27 KW则各轴的输出功率：输入轴：P； = P.XO. 99 = 10. 16 KW中间轴:P” = Pn X 0. 99 = 9. 75 KW中间轴：Pm = PuiXO. 99 = 9. 37 KW工作机轴：Piv = PivXO. 99 = 9. 18 KW（3）各轴输入转矩:输入轴：Ti = TdXi0Xr|iPdTd = 9550X nm电动机轴的输出转矩：10. 69=9550X = 139. 85 Nmi OU所以：输入轴：Ti = TdXi0Xr|i = 139.85X3X0.96 = 402.77 Nm中间轴：Tn = Ti义i12义r|2X 小二 402.77X1.98X0.99X0.97 = 765.82 Nm输出轴：Tin = Tii X i23 X ” X r)3 = 765.82 X 1.98 X 0.99 X 0.97 = 1456.13 Nm工作机轴：Tiv = TmXr|2Xr|4= 1456.13X0.99X0.99= 1427.15 Nm输出转矩为：输入轴:T； = T.XO. 99 = 398.
