二級減速器的帶式輸送機傳動裝置設(shè)計2.doc

目 錄設(shè)計任務(wù)書3第一部分 傳動方案簡述.4第二部分 v帶設(shè)計8第三部分 高速級齒輪傳動設(shè)計11第四部分 低速級齒輪傳動設(shè)計17第五部分 輸入軸的設(shè)計23第六部分 中間軸的設(shè)計24第七部分 輸出軸的設(shè)計25第八部分 中間軸的校核.27第九部分 軸承壽命計算.30第十部分 減速器的潤滑與密封.32第十一部分 減速器箱體及其附件33第十二部分 附：資料索引35課程設(shè)計任務(wù)書課程名稱：機械設(shè)計設(shè)計題目：帶式輸送機的傳動裝置設(shè)計 1 。傳動系統(tǒng)示意圖方案：電機帶傳動兩級展開式圓柱齒輪(斜齒或直齒）減速器工作機1電動機；2帶傳動；3圓柱齒輪減速器；4聯(lián)軸器；5輸送帶；6滾筒 f=1.8 kn v=1.1 m/s d=350 mm2 設(shè)計條件 1.工作條件：機械廠裝配車間；兩班制，每班工作四小時；空載起動、連續(xù)、單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)； 2.使用期限及檢修間隔：工作期限為8年，每年工作250日；檢修期定為三年；3.生產(chǎn)批量及生產(chǎn)條件：生產(chǎn)數(shù)千臺，有鑄造設(shè)備；4.設(shè)備要求：固定；5.生產(chǎn)廠：減速機廠。3 工作量 1.減速器裝配圖1號圖1張； 2.零件圖3張（箱體或箱蓋，1號圖；軸，3號圖）；3.設(shè)計說明書一份約60008000字。一傳動方案簡述2.1 傳動方案說明2.1.1 將帶傳動布置于高速級將傳動能力較小的帶傳動布置在高速級，有利于整個傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，勻稱。同時，將帶傳動布置在高速級有利于發(fā)揮其傳動平穩(wěn)，緩沖吸振，減少噪聲的特點。2.1.2 選用閉式斜齒圓柱齒輪閉式齒輪傳動的潤滑及防護條件最好。而在相同的工況下，斜齒輪傳動可獲得較小的幾何尺寸和較大的承載能力。采用傳動較平穩(wěn)，動載荷較小的斜齒輪傳動，使結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。而且加工只比直齒輪多轉(zhuǎn)過一個角度，工藝不復(fù)雜。2.1.3將傳動齒輪布置在距離扭矩輸入端較遠的地方由于齒輪相對軸承為不對稱布置，使其沿齒寬方向載荷分布不均。固齒輪布置在距扭矩輸入端較遠的地方，有利于減少因扭矩引起的載荷分布不均的現(xiàn)象，使軸能獲得較大剛度。綜上所述，本方案具有一定的合理性及可行性。2.2 電動機的選擇2.2.1電動機類型和結(jié)構(gòu)型式根據(jù)直流電動機需直流電源，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高且一般車間都接有三相交流電，所以選用三相交流電動機。又由于y系列籠型三相異步交流電動機其效率高、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、起動性能較好、價格低等優(yōu)點均能滿足工作條件和使用條件。根據(jù)需要運送型砂，為防止型砂等雜物掉入電動機，故選用封閉式電動機。根據(jù)本裝置的安裝需要和防護要求，采用臥式封閉型電動機。y(ip44)籠型封閉自扇冷式電動機,具有防止灰塵或其他雜物侵入之特點。故優(yōu)先選用臥式封閉型y系列三相交流異步電動機。2.2.2 已知條件皮帶有效拉力f=2200n輸送帶工作速度v=0.9m/s輸送帶滾筒直徑d=300mm2.2.2 選擇電動機容量(1)工作機的有效功率pw kw(2) 由電動機至工作機的總效率 h 帶傳動v帶的效率=0.940.97 取= 0.96一對滾動軸承的效率=0.980.995 取= 0.98聯(lián)軸器的效率 =0.990.995 取= 0.99一對齒輪傳動的效率=0.960.98 取= 0.97卷筒的傳動效率=0.940.97 取= 0.96 (3) 電動機所需的輸出功率 kw2.2.3 電動機轉(zhuǎn)速展開式二級圓柱齒輪減速器傳動比：=840工作機卷筒軸轉(zhuǎn)速：r/min i =2-3 電動機轉(zhuǎn)速可選范圍： 2.2.4 確定電動機的型號一般同步轉(zhuǎn)速取1000r/min或1500 r/min的電動機。（1）電動機的主要參數(shù)電動機型號額定功率kw同步轉(zhuǎn)速r/min最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩滿載轉(zhuǎn)速r/min啟動轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩y132s-63.01000 2.0960 2.02.3 總傳動比的確定及各級傳動比的分配2.3.1 理論總傳動比 2.3.2 各級傳動比的分配(1) v帶傳動的理論傳動比 可選范圍24初取=2(2)兩級齒輪傳動的傳動比 (3)齒輪傳動中，高低速級理論傳動比的分配取，可使兩極大齒輪直徑相近，浸油深度接近，有利于浸油潤滑。同時還可以使傳動裝置外廓尺寸緊湊，減小減速器的輪廓尺寸。但過大，有可能會使高速極大齒輪與低速級軸發(fā)生干涉碰撞。所以必須合理分配傳動比，一般可在中取。取，又3.3，=2.52.4 各軸轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩與輸入功率2.4.1 各軸理論轉(zhuǎn)速 (1)小帶輪轉(zhuǎn)速 r/min(2) 大帶輪轉(zhuǎn)速 r/mim(3) i軸 r/min(4) 軸 r/min(5) 軸 r/min2.4.2 各軸的輸入功率(1)電動機 kw(2)軸 kw(3)軸 kw(4)軸 kw (5)卷筒軸= kw2.4.3 各軸的理論轉(zhuǎn)矩(1)電動機 (2)軸 nmm(3)軸nmm(4)軸 = nmm2.4.4各軸運動和動力參數(shù)匯總表軸號理論轉(zhuǎn)速（r/min）功率（kw）輸入轉(zhuǎn)矩(nmm)傳動比電動軸9602.72270602第i軸4802.61519323.33第ii軸144.12.481643602.5第iii軸57.62.36391284二、v帶設(shè)計2.1 原始數(shù)據(jù)電動機功率 kw電動機轉(zhuǎn)速 r/minv帶理論傳動比22.2 設(shè)計計算（1） 確定計算功率pca =kapd根據(jù)雙班制工作，每班4小時，空載啟動，連續(xù)，單向運轉(zhuǎn)，載荷穩(wěn)定，工作期限8年。 查得工作系數(shù)ka=1.0pca =kapd=1.02.72= 2.72 kw（2）選取普通v帶帶型根據(jù)pca，n1確定選用普通v帶a型。（3）確定帶輪基準直徑 dd1和dd2a. 初選小帶輪基準直徑=75mmb驗算帶速 m/s 5m/sv25m/s帶的速度合適。 c. 計算dd2dd2 mm取dd2 =200 mm（4）確定普v帶的基準長度和傳動中心距根據(jù)0.7（dd1+dd2） a 0 2（dd1+dd2）210mm a 0600mm初步確定中心距 a 0 = 400mm帶長ld = =1272mm計算實際中心距（5）驗算主輪上的包角 = 主動輪上的包角合適（6）計算v帶的根數(shù)z p0 基本額定功率 p0=0.9576 p0額定功率的增量 p0=0.1116包角修正系數(shù) 得=0.964長度系數(shù) 得=0.96= =2.80 取z=3根 （7）計算預(yù)緊力 f0qv帶單位長度質(zhì)量 q=0.10 kg/m=147.39n 應(yīng)使帶的實際出拉力 （8）計算壓軸力fp=879.21 n2.3帶傳動主要參數(shù)匯總表帶型基準長度ldmm根數(shù)z小帶輪直徑dd1mm大帶輪直徑dd2mm中心距amma140031002004642.4 帶輪材料及結(jié)構(gòu)（1）帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用材料的牌號為ht150或ht200( 2 ) 大 帶輪的結(jié)構(gòu)形式為孔板式三、 高速級齒輪傳動設(shè)計一 選齒輪類、精度等級、材料及齒數(shù)1 為提高傳動平穩(wěn)性及強度，選用斜齒圓柱齒輪；2 因為運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用7級精度；3 為簡化齒輪加工工藝，選用閉式軟齒面?zhèn)鲃有↓X輪材料：45號鋼調(diào)質(zhì) hbs1=220接觸疲勞強度極限mpa （由1p209圖10-21d）彎曲疲勞強度極限 mpa （由1p209圖10-20c）大齒輪材料：45號鋼正火 hbs2=190接觸疲勞強度極限 mpa （由1 p209圖10-21c） 彎曲疲勞強度極限 mpa （由1 p209圖10-20b）4初選小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)z2 = z1= 243.33=79.2取795初選螺旋角二 按齒面接觸強度設(shè)計 計算公式： mm （由1p218式10-21） 1 確定公式內(nèi)的各計算參數(shù)數(shù)值初選載荷系數(shù)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 nmm齒寬系數(shù) 材料的彈性影響系數(shù) mpa1/2區(qū)域系數(shù) ， 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)接觸疲勞壽命系數(shù) （由1p207圖10-19）接觸疲勞許用應(yīng)力取安全系數(shù) 取 mpa2 計算（1）試算小齒輪分度圓直徑=48.4mm（2）計算圓周速度 1.22m/s（3）計算齒寬b及模數(shù)mnt mm b/h=11（4）計算縱向重合度（5） 計算載荷系數(shù) 1使用系數(shù) 根據(jù)電動機驅(qū)動得2動載系數(shù) 根據(jù)v=1.22m/s、 7級精度3按齒面接觸強度計算時的齒向載荷分布系數(shù) 根據(jù)小齒輪相對支承為非對稱布置、7級精度、=0.8、 mm，得 =1.1614按齒根彎曲強度計算時的齒向載荷分布系數(shù) 根據(jù)b/h=11、 5齒向載荷分配系數(shù)、假設(shè)，根據(jù)7級精度，軟齒面?zhèn)鲃樱?1.01.11.21.161=1.533（6） 按實際的載荷系數(shù)修正所算得的分度圓直徑 三 按齒根彎曲強度設(shè)計 1 確定計算參數(shù)（1）計算載荷系數(shù)（2）螺旋角影響系數(shù) 根據(jù)縱向重合系數(shù)，得0.65（3）彎曲疲勞系數(shù)kfn得 （4）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)s=1.4 （5）計算當量齒數(shù)zv，（6）查取齒型系數(shù)yf 應(yīng)力校正系數(shù)ys 得 （7）計算大小齒輪的 并加以比較 比較 47.71mmmm4 計算齒輪寬度b =48.90mm 圓整后 49mm 54 mm四、 低速級齒輪傳動設(shè)計一 選齒輪類、精度等級、材料及齒數(shù)1 為提高傳動平穩(wěn)性及強度，選用斜齒圓柱齒輪；2 因為運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用7級精度；3 為簡化齒輪加工工藝，選用閉式軟齒面?zhèn)鲃有↓X輪材料：45號鋼調(diào)質(zhì) hbs3=220接觸疲勞強度極限mpa 彎曲疲勞強度極限 mpa 大齒輪材料：45號鋼正火 hbs4=190接觸疲勞強度極限 mpa 彎曲疲勞強度極限 mpa 4初選小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)z4= z3= 282.5=705初選螺旋角二 按齒面接觸強度設(shè)計 計算公式: mm 1. 確定公式內(nèi)的各計算參數(shù)數(shù)值初選載荷系數(shù)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 nmm齒寬系數(shù) 材料的彈性影響系數(shù) mpa1/2 區(qū)域系數(shù) ， 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)接觸疲勞壽命系數(shù) 接觸疲勞許用應(yīng)力取安全系數(shù) 取 mpa2. 計算（1）試算小齒輪分度圓直徑=80.11mm（2）計算圓周速度0.60m/s（3）計算齒寬b及模數(shù)mnt mmb/h=64.088/5.00=12.82（4）計算縱向重合度 （5） 計算載荷系數(shù) 1.使用系數(shù) 根據(jù)電動機驅(qū)動得2.動載系數(shù) 根據(jù)v=0. 77m/s 7級精度3. 按齒面接觸強度計算時的齒向載荷分布系數(shù) 根據(jù)小齒輪相對支承為非對稱布置、7級精度、=0.8 mm，得 =1.2974. 按齒根彎曲強度計算時的齒向載荷分布系數(shù) 根據(jù)b/h=12.82 5. 齒向載荷分配系數(shù)、 假設(shè)，根據(jù)7級精度，軟齒面?zhèn)鲃?，?=11.11.3971.2=1.776（6） 按實際的載荷系數(shù)修正所算得的分度圓直徑 84.08mm三 按齒根彎曲強度設(shè)計 1 確定計算參數(shù)（1）計算載荷系數(shù)k （2）螺旋角影響系數(shù) 根據(jù)縱向重合系數(shù)，得0.88（3）彎曲疲勞系數(shù)kfn 得 （4）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)s=1.4 得（5）計算當量齒數(shù)zv， ，（6）查取齒型系數(shù)yf 應(yīng)力校正系數(shù)ys 得 （7）計算大小齒輪的 并加以比較 比較 s，故危險截面是安全的九. 軸承壽命計算1、 減速器各軸所用軸承代號普通齒輪減速器，其軸的支承跨距較小，較常采用兩端固定支承。軸承內(nèi)圈在軸上可用軸肩或套筒作軸向定位，軸承外圈用軸承蓋作軸向固定。設(shè)計兩端固定支承時，應(yīng)留適當?shù)妮S向間隙，以補償工作時受熱伸長量。項目軸承型號外形尺寸（mm）ddb高速軸60/32325313中間軸6308409023低速軸631155120292、低速軸軸承壽命計算2.1 預(yù)期壽命從減速器的使用壽命期限考慮，軸承使用期限為8年(年工作日為260天)。預(yù)期壽命=242608=16640 h2.2 壽命驗算對軸承60/32的壽命計算：將任務(wù)書中的使用期限換算為小時得其使用壽命必須大于48000小時。根據(jù)【1】式16-2知其壽命計算為，查【1】附表1可知其徑向基本額定動載荷為，而球軸承取，由上軸的校核計算得知其當量動載荷為，故帶入公式得：其壽命為，滿足要求。對軸承6308的壽命計算：將任務(wù)書中的使用期限換算為小時得其使用壽命必須大于48000小時。根據(jù)【1】式16-2知其壽命計算為，查【1】附表1可知其徑向基本額定動載荷為，而球軸承取，由上軸的校核計算得知其當量動載荷為，故帶入公式得：其壽命為，滿足要求。對軸承6311的壽命計算：將任務(wù)書中的使用期限換算為小時得其使用壽命必須大于48000小時。根據(jù)【1】式16-2知其壽命計算為，查【1】附表1可知其徑向基本額定動載荷為，而球軸承取，由上軸的校核計算得知其當量動載荷為，故帶入公式得：其壽命為，滿足要求。十. 減速器的潤滑與密封1、齒輪傳動的潤滑各級齒輪的圓周速度均小于12m/s，所以采用浸油潤滑。另外，傳動件浸入油中的深度要求適當，既要避免攪油損失太大，又要充分的潤滑。油池應(yīng)保持一定的深度和儲油量。兩級大齒輪直徑應(yīng)盡量相近，以便浸油深度相近。2、 潤滑油牌號閉式齒輪傳動潤滑油運動粘度為220mm2/s。選用n220工業(yè)齒輪油。3、軸承的潤滑與密封由于高速級齒輪的圓周速度小于2m/s，所以軸承采用脂潤滑。由于減速器工作場合的需要，選用抗水性較好，耐熱性較差的鈣基潤滑脂。軸承內(nèi)密封：由于軸承用油潤滑，為了防止齒輪捏合時擠出的熱油大量沖向軸承內(nèi)部，增加軸承的阻力，需在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)置擋油盤。軸承外密封：在減速器的輸入軸和輸出軸的外伸段，為防止灰塵水份從外伸段與端蓋間隙進入箱體，所有選用氈圈密封。4、減速器的密封減速器外伸軸的密封件，具體由各軸的直徑取值定，軸承旁還設(shè)置封油盤。十一. 減速器箱體及其附件1、箱體結(jié)構(gòu)形式及材料本減速器采用剖分式箱體，分別由箱座和箱蓋兩部分組成。用螺栓聯(lián)接起來，組成一個完整箱體。剖分面與減速器內(nèi)傳動件軸心線平面重合。為了保證箱體剛度。在軸承座處設(shè)有加強肋。減速器箱體用ht200制造。鑄鐵具有良好的鑄造性能和切削加工性能，成本低。鑄造箱體多用于批量生產(chǎn)。2、箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸表（單位：mm）名稱數(shù)值(mm)箱座壁厚=8箱蓋壁厚1=10箱體凸緣厚度b=12b1=15b2=20加強肋厚m=6.8m1=6.8地腳螺釘直徑18.6地腳螺釘數(shù)目n=4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑m16箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓直徑m12軸承蓋螺釘直徑和數(shù)目高速軸選用m8n=6中間軸選用m8n=6低速軸選用m12n=6軸承蓋（軸承座端面）外徑高速軸108中間軸130低速軸140觀察孔蓋螺釘直徑m8df、d2、d3至箱外壁距離dfc1=26d122d218df、d2