机械设计课程设计-设计一用于带式传动的单级斜齿圆柱齿轮减速器

1 机械设计基础 课程设计

学生姓名： 学号： 年级： 专业： 院（系）： 指导教师： 时间： 2

设计任务书 设计一用于带式传动的单级斜齿圆柱齿轮减速器。 带式运输机在常温下连续工作，单向运转，空载启动，工作载荷平稳，两班制 使用期限：8年 大修期：3年 生产批量：大批量生产 动力来源：电力，三相交流电，380v/220v 题目数据： 组号 3 运输带工作拉力F/KN 2.7 运输带工作速度V/(m/s) 1.5 滚筒直径D/mm 450 运输队允许速度误差±5%

设计任务要求： （1）绘制减速器装配图一张（A1） （2）零件工作图1—2张(齿轮、轴、箱体等) （3）设计计算说明书1份（5000---7000字） 3

第一章 绪论 1.1设计目的 （1）通过课程设计，使我们能够综合运用机械设计基础课程和其他先修课程的理论和实践知识，解决机械设计问题。 （2）通过课程设计实践，使我们掌握机械设计的一般规律，树立正确的设计思想，培养分析和解决工程实际问题的能力。 （3）在课程设计实践中，对我们进行机械设计基本技能的培训，培养我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力，以及计算、绘图、数据处理、计算机辅助设计等方面的能力。

1.2传动方案拟定 1传动系统的作用和传动方案的特点： 机器一般由原动机，传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的动力和运动，变换运动形式以满足工作装置的需求，是机器的重要组成部分。传送装置是否合理将直接影响机器的工作性能，重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单，制作方便，成本低廉，传动效率高和使用维修方便。 本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用两级传动，第一级为带传动，第二级为单级圆柱齿轮减速器。 带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，担有过载保护的优点。还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的尺寸。 4

齿轮传动的传动效率高，适用的功率和范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一，本设计采用的是单级圆柱齿轮传动。 减速器的相箱体采用水平剖分式结构，用HT200灰铸铁铸造而成。 2传动方案的分析和拟定 1工作条件：寿命8年，室内工作，空载启动，工作载荷平稳，两班制。 2原始数据：滚筒圆周力F=2700N 带速 V=1.5m/s 滚筒直径 D=450mm 3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，适应大起动转矩况结构作要求，结构简单，成本低，使用维护方便。

图1 带式运输机传动系统简图： 5 1—电动机，2—传送带，3—单级圆柱齿轮减速器，4—联轴器，5—滚桶，6—输送带 6

计算及说明 结果 7

第二章减速器结构选择及相关性能参数计算 2.1．选择电动机类型 按工作要求选用全封闭自扇冷笼型三相异步电动机，Y系列，电压380v 2.2选择电动机功率 已知胶带有效拉力F=2700N带速V=1.5M.S滚筒直径450MM 工作机所需工作功率按式（2-3）为： Fw=kw 传动装置各部分效率查表2-3得： 三角带ŋ1=0.96，滚动轴ŋ2=0.99，闭式齿轮传动ŋ3=0.97，联轴器ŋ4=0.99，传动滚筒ŋ5=0.96 Ŋ= 工作所需电机输出功率Ps按式（2-2） Ps=Pw/ŋ=4.05/0.876=4.62kw 故电动机额定功率Pe按式（2-1） Pe=（1--1.3）PS=（1—1.3）4.62=4.62—6.01kw 2.3.确定电机转速 滚动轴转速nW按式（2-5） nW===63.70r/min 通常，三角带传动比范围见表2-1，i1=2--4，圆柱齿减速器

确定电动机额定功率pe=4.62---6.01kw

确定电动机型号 8

为i2=3--5，则总传动比范围I=（2*3）--（4*5）=6—20。 工作机所需电动机转速n`d=i*nw=（6--20）*63.70=382.2—1274r/min 符合这一范围的同步转速有750、1000r/min,若选750r/min总传动比大，传动装置外廓尺寸小，但电机重量大，外廓尺寸大，价格高。故选用1000r/min，综合考虑pe`=4.62—6.01kw,查表2-4，选择Y-132M2-6 满载转速Nm=960r/min 2.4.确定传动装置的总传动比和分配各级传动比 ①总传动比据式（2-7） Ia=nm/Nw=960/63.70=15.07 ②分配各级传动比 由表2-1取三角带传动比i0=3.5，则减速器传动比i1=ia/i0=15.07/3.5=4.31 3

i1=4.31 P0=4.62kw N0=960r/min T0=45.96N.m

P1=4.44 kw N1=274.29 r/min T1=154.59 N.m

P2=4.26 kw N2=63.64 r/min T2=693.29 N.m

P3=4.18 kw 9

T1=9550（p1/n1）=9550（4.44/274.29）=154.59N.m 2轴（低速轴）： P2=p1/*ŋ12=p1*ŋ2*ŋ3=4.44*0.99*0.97=4.26kw N2=n1/i12=274.29/4.31=63.64r/min T2=9550（p2/n2）=9550（4.26/63.64）=693.29N.m 滚筒轴： P3=p2*ŋ2*ŋ4=4.26*0.99*0.99=4.18kw N3=63.64r/min T3=9550（p3/n3）=9550（4.18/63.64）=627.26N.m 将上述数据列表如下： 轴名 功率P(KW) 转轴T(N.M) 转速N(r/min) 传动比i 输入 输出 输入 输出

电机轴 4.62 45.96 960 3.5

1轴 4.44 4.40 154.59 153.04 274.29 4.31 2轴 4.26 4.22 693.29 686.36 63.64 1 滚筒轴 4.18 4.14 627.26 620.99 63.64

N3=63.64 r/min

T3=627.26 N.m 10 计算及说明 结果 第三章传动零件的设计计算 减速器外部零件的设计计算——普通V带传动 设计普通v带传动需要确定的数据是：带的型号、长度、根数、带轮直径、宽度和轴孔中心距，初拉力和作用在轴上的力的大小和方向 3.1选择带的型号 已知电动机额定功率p=5.5kw 转速n1=960r/min n2=274.29r/min 由表6-8查得KA=1.2，由式（6-12）得： Pc=KA*P=1.2*5.5=6.6kw 由pc和n1查图6-11选取A型普通v带。 3.2确定两带轮基准直径dd1和dd2 由表6-2和图6-11选 dd1=112mm,且dd1=112>dmin=75mm 大带轮基准直径： 按表6-2选取标准值，dd2=400mm，则实际传动比i，从动轮实际转速分别为: i=dd2/dd1=400/112=3.57 n2=n1/i=960/3.57=268.91r/min A型普通V带

Dd1=112mm Dd2=400mm

I=3.57 N2=268.91r/min 11

从动轮转速误差为：

计算及说明 结果 12 在±5%内，为允许值。

3.3验算带速

m/s 带速在5~25m/s范围内，故合适 3.4确定带的基准长度Ld和实际中心距 初定中心距：

0.7（dd1+dd2）a02(dd1+dd2) 358.4a01024 取a0=500mm 由式（6-15）得：

= =1000+803.84+41.47 =1845.31mm 由表6-3选取带的基准长度Ld=1800mm 由式（6-16）得实际中心距

= =477.35mm 取a=475mm

A=475mm Ld=1800mm 13

考虑到安装调整和补偿初拉力的需要，中心距应有一定调整范围，中心距a的变化范围为： amin=a-0.015Ld=475-0.015*1800=448mm amax=a+0.03Ld=475+0.03*1800=529mm 3.5校验小带轮包角α1 由式（6-17）得： =*57.3 =145.26 满足条件 3.6确定带数Z 由式（6-18）得 根据dd1=112mm，n1=960r/min,查表6-5，得p0=1.40kw 由表6-6查得功率增量 由表6-3查得带长修正系数KL=1.01，由表6-7查得包角系数因而普通v带根数为 = =4.75

1=145.26包角合适

选5根v带