带式输送机一级直齿圆柱齿轮减速器设计.doc

课 程 设 计 说 明 书

题目：带式输送机一级直齿圆柱齿轮减速器设计

二级学院
机电工程学院
年级专业
15机械制造与自动化
学 号
1501011007
学生姓名
胡定鹏
指导教师
熊建强
教师职称
副教授

目录
第一章原始数据 1
第二章选择电动机 2
第三章计算总传动比和传动装置的运动和动力参数 3
第四章齿轮传动的设计 4
第五章轴的设计 7
第六章滚动轴承的选择及验算 10
第七章键的选择及强度校核 11
第八章联轴器的选择 12
第九章设计体会 13
参考文献 14

新余学院课程设计说明书
第一章原始数据

运输带工作拉力F=3500（N）；运输带工作速度n=260 (r/min)；滚筒直径D=300（mm）；每天工作24小时，连续单向运转，工作期限为5年，每年工作300天，载荷较平稳。环境最高温度350C；小批量生产。

传动装置简图：

第二章选择电动机
（1）电动机的类型
按已知的工作要求和条件，选用Y型全封闭笼型三相异步电机。
（2） 传动效率
带传动V带传动=0.96
齿轮传动的轴承=0.99
齿轮传动 =0.97
联轴器 =0.99
卷筒轴的轴承 =0.98
卷筒 =0.96
（3） 电动机工作功率
运输带速度=4.1
工作机所需的电动机输出功率:=16.69
（4） 电动机转速
卷筒轴的工作转速为:=261.01
按推荐的合理传动比范围，取V带传动的传动比=2~4,单级齿轮传动比=3~5,则合理总传动比的范围为=6~20，故
=·=(6~20)×261.01 , =(1566.06~5220.2)
根据计算出的量，由附表8.1查出适应的电动机型号，其技术参数及传动比的情况见表2-4。
表2-4 电动机型号
电动机型号
额定功率
满载转速
总传动比
带传动比
齿轮传动比
Y160M2-2
15
2930
11.22
2.8
4.01

第三章计算总传动比和传动装置的运动和动力参数
（1）总传动比: =11.22
电动机至Ⅰ轴的传动比=2.8,Ⅰ轴至Ⅱ轴的传动比=4.05
（2） 各轴转速Ⅰ轴 =1046.42
（3） Ⅱ轴 =260.95
卷筒轴 =260.95
（3）各轴输入功率
Ⅰ轴 =16.02
Ⅱ轴 =15.23
卷筒轴 =14.63
（4） 各轴输入转矩
电动机轴的输出转矩:==54.40
Ⅰ轴: =146.23
Ⅱ轴 =563.10
卷筒轴 =551.90
运动和动力参数的计算结果列于表3-4
表3-4 运动和动力参数的计算结果
轴名 电动机轴 Ⅰ轴 Ⅱ轴 卷筒轴
参数
转速 2930 1046.42 260.95 260.95
输入功率 16.69 16.02 15.23 14.63
输出功率 54.40 146.23 563.10 551.90

第四章齿轮传动的设计
(1)数据
传递功率=16.69
输入转速=1046.42
传动比=4.01

(2) 选择齿轮材料及精度等级
小齿轮材料用40Gr钢调质，硬度为280HBS，大齿轮材料用40钢调质，硬度为240HBS。
选用8级精度

(3) 设计计算
=54.40
取=1.1
选小齿轮齿数=28，则大齿轮齿数=112.2
取=112
选齿宽系数
齿轮材料的弹性系数=189.8
,
安全系数：=1
=60×1046.43×(5×300×24）=2.26×
=0.558×
接触疲劳寿命系数：KHN1=0.90；KHN2=0.95
===540

===540
将数据代入公式中
=50.397
则模数==1.80
取标准模数=2

==2×28=56
==2×113=224
由可得=1×56=56
==56
=75
==150
(4) 强度校核
复合齿形系数：=4.106，=3.90
=500 , =380
弯曲疲劳寿命系数：=0.85，=0.88
弯曲疲劳安全系数：

校核弯曲强度
<
<
=3.07 < 5

第五章轴的设计
(1) 选择材料，确定许用应力和轴径
选用45钢调质
许用弯曲应力=60

按45号钢，取=110
==42.67
考虑有键槽，轴径应增加%
42.1+42.1×5%=44.80
为了使所选轴径与联轴器孔径相适应，需要同时选取联轴器。选用8型弹性套柱销联轴器，其轴孔直径为45 ，和轴配合部分长度为84 ，故取=45 。
(2) 确定轴各段直径和长度
轴段1 从联轴器开始向左取，轴段1直径最小，且安装了联轴器轴径，故取
=45
轴段2 轴段2上应有轴肩定位联轴器，故=+2×0.07+(1~2)
取标准值=52
轴段3 轴段3上安装了轴承颈，且 应由轴肩定位齿轮，取=55
轴段4 轴段4上安装齿轮，取=60
轴段5 轴段5为轴环，根据式得=72
轴段6 轴段6为轴环，根据轴承的安装尺寸得=66
轴段7 轴段7上安装了轴承，根据同轴两轴承取同样的型号确定==55
选用轴承得其宽度=23
齿轮端面至箱体壁间的距离取=15

箱体有铸造误差，取滚动轴承与箱体内边距=5
轴承处箱凸缘宽度
=+（0.08~0.1）+（10~20）
取得=50
轴承盖厚度取为20
轴承盖与联轴器之间的距离取为=16
半联轴器与轴配合长度为=84
为使压板压住半联轴器，取其相应的轴长为=82
已知齿轮宽度为=56
为使套筒压住齿轮端面，取其相应的轴长为=54
=+20+22=16+20+22=58
=+2=45
由轴肩和轴环尺寸的关系得
=8
=12
=22
根据设计手册，取在齿轮处的键剖面尺寸为=18×11，取在半联轴器处的键剖面尺寸为=14×9。
(3) 轴的强度校核
转矩：=563.20
圆周力：==4628.5
径向力：==1736.74
轴向力：=1160.02
水平面上的支反力：

=2314.25
垂直面身上的支反力：
=-48.29
=1785.03
水平面上的弯矩：
=71.5×=165.5
垂直面身上的弯矩：
=71.5×=-3.45
=（71.5×）=127.63
合成弯矩：
=165.54
=208.99
因为单向回转，视转矩为脉动循环：
由表可得0.6
剖面处的当量弯矩：
=354.79
=377.03
剖面当量弯矩最大，而其直径与邻接段相差不大，股剖面为危险剖面。

=60
=17.46 <
剖面处虽然仅受转矩，但其直径较小，则该剖面也为危险剖面。
=313.81

=34.44
=34.44 <
第六章滚动轴承的选择及验算

（1） 确定轴承的类型

由上述轴的结构设计已初步选择单列30308型圆锥滚子轴承

（2） 计算轴承的寿命

查设计手册可得啊：
=90.8×
=258.4

滚子轴承=
=1160.02
轻微冲击=1.1
由公式，
得==72073 >3600

故选用单列30308型圆锥滚子轴承，能满足使用要求。

第七章键的选择及强度校核

（1） 与半联轴器配合轴段处的键的选择及强度校核

在轴的结构设计中已选用圆头平键(A型）=14×9

=82

取键长=72
键和轴的材料均为钢，可得许用挤压应力=120
键的工作长度=72-14=58

=523.02
=48.89 <

安全

（2） 与大齿轮配合轴段处的键的选择及强度校核

在轴的结构设计中已选用圆头平键(A型） =18×11

=54
取键长=44
键和轴的材料均为钢，可得许用挤压应力=120
键的工作长度=44-18=26

=105.46 <
第八章联轴器的选择
（1） 联轴器的类型选择

根据联轴器已知的各种条件，选用LT型弹性套柱销联轴器

（2） 联轴器型号、尺寸的选择

工作情况系数：
=1.3

轴的转矩：
=523.02

联轴器的计算转矩:
=679.93
已知值的大小，可根据设计手册附表9.1查得可选用LT8型弹性套柱销联轴器

其公称转矩为：
=710 > 679.93
联轴器的各种参数如表8-2
表8-2 LT8型弹性柱销联轴器参数

型号
公称转矩
许用转速
轴孔直径
轴孔长度
外径
轴孔类型

LT8
710
3000
45
112
190
Y型
第九章设计体会
机械设计基础的课程设计是我们机械类专业学生第一次全面的机械设计训练，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过不断的学习和一次一次的更改以及不断的验证，最终找出来原因的所在。
通过这次课程设计，我们更好更加深入地学习到了一般的设计方法，掌握了通用零件、机械传动装置和简单的机械设计原理，同时对制图标准也有了更多的了解，在课程设计的这段时光里，我们学到了很多书本上的知识和课本上没有的知识，可以说是多门课程的综合运用，通过这次设计，把我们以前所学的知识都运用出来了，这时才发现，原来之前学的知识是那么那么的少，远远不够这次设计所用，让自己以后更加努力地学习，不断充实自己。同时也深深感到自己初步掌握的知识与实际需要还有很大的距离，在今后还需要继续努力学习和实践。
由于设计的时间较为紧张，在设计中肯定会有许多欠缺，若想把它变成实际产品的话还需要反复仔细的考虑和探讨。但经过这一次练习，确实给我们带来了很大的收获，设计涉及到了机械、电气等多个方面的内容，通过设计计算、认证、画图，提高了我对机械结构设计、电动机的选用等方面的认识和应用能力。总之，本次设计让我受益非浅，各方面的能力也得到了一定的提高，并且提升了我的思考问题和解决问题的能力。
最后特别感谢老师的悉心指导，特别是在我们的设计思路中，同时教导我学会独立通过课程设计，使自己对所学的专业知识和各门课程有了进一步的加深理解，对于各方面知识之间的联系有了实际的体会。使我们在以后的学习和工作中能够更快地解决问题，有更多的经验运用到学习和工作中去，让我们更好地工作和学习。

参考文献
[1] 濮良贵，纪名刚.机械设计[M].第八版，北京：高等教育出版
社，2006.
[2] 吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册[S].第三版,北京：高
等教育出版社，2005.
[3] 徐学林.互换性与测量技术基础[M].长沙：湖南大学出版社，
2005.
[4] 范元勋，宋梅利，梁医.机械设计课程设计指导书[M].南京：
南京理工大学出版社，2007. [5] 孙岩，陈晓罗，熊涌.机械设计课程设计[M].北京：北京理工
大学出版社，2007.
[6] 杨黎明，杨志勤.机械设计简明手册.北京：国防工业出版社，
2008.

工
作
量
1. 低速轴组件图一张（A2图纸）
2. 从动齿轮零件图和减速器低速轴零件图1张。（均为A3图纸）；
3. 设计说明书1份。
工
作
计
划
设计时间：2016年12月25日-2016年12月30日（一周）
一、设计准备工作（0.5天）
1、熟悉任务书，明确设计的内容和要求；
2、准备参考资料和手册。
二、参数选择与设计计算（1.5天）
1）选择电动机
3）计算总传动比和分配传动比
4）计算传动装置的运动和动力参数
5）齿轮传动的设计（确定齿轮的主要参数和尺寸）；
6）轴（低速轴）的设计（初估轴径、结构设计和强度校核）；
7）滚动轴承的选择及验算；
8）键的选择及强度校核；
9）联轴器的选择；
三、绘制减速器低速轴组件图、低速轴及从动齿轮零件图
参
考
资
料
参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等）
1、学生具备机械基础知识；
2、《机械设计课程设计》指导书；
3、《机械设计》各种版本的教材；
4、《机械设计手册》
5、减速器实物；

指导教师签字

教研室主任签字

说明：此表一式叁份，学生、指导教师、二级学院各一份。
年 月 日

新余学院课程设计评审意见表

指导教师评语：

成绩：

指导教师：

年 月 日

答辩小组评语：

成绩：

评阅人：

年 月 日
课程设计总成绩：

答辩小组成员签字：

年 月 日

（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）