帶式輸送機圓錐齒輪傳動裝置設(shè)計說明書教材

1、設(shè)計課程設(shè)計計算說明書一一帶式輸送機圓錐齒輪傳動裝置課程設(shè)計說明書題系目：機械設(shè)計課程設(shè)計別:機電學(xué)院班級:姓名:學(xué)號:指導(dǎo)老師:目錄一. 目錄 .2二. 設(shè)計題目 31設(shè)計條件以要求 .32原始數(shù)據(jù) .33設(shè)計工作量 .3二、電動機的選擇及傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算 .31. 選擇電動機容量 .32. 選擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)形式 .43. 確定電動機型號 . .44. 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 . .55. 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 5三. 傳動零件的設(shè)計計算 61. 圓錐齒輪傳動的設(shè)計計算 62. 圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算 .10四傳動軸的設(shè)計 .131. 傳動軸I的設(shè)計 1

2、32.傳動軸n的設(shè)計 .172021五減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸 六減速器各部位附屬零件的設(shè)計七.潤滑和密封 .22八機械課程設(shè)計小結(jié) .23參考資料目錄 .23計算及說明結(jié)果設(shè)計題目：帶式輸送機圓錐齒輪傳動裝置設(shè)計設(shè)計條件及要求傳動方案要求如右圖所示設(shè)計內(nèi)容：選擇合適的電動機、聯(lián) 軸器型號；設(shè)計圓錐齒輪減速器和開 式圓柱齒輪機構(gòu)工作條件：單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)， 兩班制工作，輸送帶速度容許誤差為 5%使用年限：8年生產(chǎn)批量：小批量生產(chǎn)原始數(shù)據(jù)已知條件原始數(shù)據(jù)輸送帶工作拉力F (N )2600輸送帶速度v ( m/s)0.8卷筒直徑D(mm)220三設(shè)計工作量設(shè)計說明書1份 圓錐齒輪減速器裝配圖 1張減速

3、器零件圖13張(具體在完成裝配圖并經(jīng)指導(dǎo)老師審閱后，由指導(dǎo)老師指定) (要求所有工程圖按1:1繪制)二、電動機的選擇及傳動裝置的運動和動力參數(shù)計.選擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)形式因本傳動裝置工作條件為兩班制，單項運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，故選用 三相籠型異步電動機，Y系列，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓 380V，頻率50Hz。.選擇電動機容量1.工作所需功率PWFV4500 x 1工作機主動軸功率：Pw =4.05KW 。iooo nwiooo其中，f為輸送機工作拉力，v為輸送帶速度，nw為工作效率。2.計算電動機的功率。經(jīng)過分析，由電動機至工作機傳動裝置總效率為n其值為：=叮6叮毗n6=o.775n n n n n式中

4、1、2、3、4、5、口 6的含義為：1為齒輪傳動的軸承，取值為1=o.98 ；巳為圓錐齒輪的傳動效率，取值為“2=0.97,3為圓柱齒輪的傳動效率，取值為：n3=o.93 ；*為聯(lián)軸器的效率，取值為 X=o.97,n5為卷筒軸的傳動效率，其取值為：n6=o.96 ;入為卷筒的軸承傳動效率，其取值為：n6=o.98.電動機所需功率：巳=p=_45Kw =5.81Kwn o.775三 .確定電動機型號卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速為：6000CV 60000 一n w=47.8 J/ .nDn X400z min按推薦的合理傳動比范圍，二級圓錐-圓柱齒輪減速器的合理總傳動 比的范圍為i=822，故電動機轉(zhuǎn)速的合

5、理范圍為：% = i總nw = (8 2247.8 = ( 383 LJ1052)人命則符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速的電動機有：750 / . 、1000 / .z min/ min兩類。查表得較合適的電動機為Y160h-8，其額定功率 P=7.5Kw，滿載轉(zhuǎn)速為720r/min，總傳動比i=720/47.8=15.06，適中，傳動裝置結(jié)構(gòu)較為 緊湊。四確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比1總傳動比FW = 4.05KW巳=5.81Kwnw = 47.8 / ./ min37 / 23總傳動比nm72047.8= 15.06即減速器總傳動比為：15.062確定分配傳動比按錐齒輪的傳動比一般不大于3，故

6、取i圓錐齒輪=3.765 ；則圓柱齒輪傳動比為:I圓柱齒輪嘰43.765頭際總傳動比i實=i圓錐齒輪圓柱齒輪=3.765 4 = 15.6Li 0.05%，滿足要求。i 總=15.06五計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)i圓錐齒輪=3.7651.各軸的轉(zhuǎn)速（各軸的標(biāo)號均已在圖2中標(biāo)出）I軸：n=n y/ = 720r/|in軸:一廠錐=7203.765 =195.9 rmin 皿軸：n ： = n ；i柱=195.9 彳=493 卷筒軸：n卷筒軸49 r min2. 各軸的輸出、輸入功率I軸：P =巳 01 5 =5.81 0.97 0.98 =5.52KW卩幾=卩卜口01=5.52匯0.98漢0.

7、n軸：97=5.25Kw川軸：P =P 23 二P 13 - 4 =2.467 0.93 0.98 0.97 = 4.64Kw卷筒軸：P = P - 34 二 P 56 = 2.27 0.98 0.96KW 二 4.37Kw3. 各軸輸入、輸出轉(zhuǎn)矩電動機軸的輸入轉(zhuǎn)矩：Td = 9550凡=9550 P81 =77.1N mnm720I軸：T =TdL 01=Tdj0_ 5-1 =77.1 1 0.98 0.98 = 74.05NLmn軸T =T i1_ 12=T .i1_ - 2 =74.05 3.765 0.98 0.97 = 265.03N_m川軸：T=T M223=T=265.03漢 4

8、漢 0.93漢 0.98漢 0.97 = 937.217|_m卷筒軸：Tw =T I|j3_ 34=T Iii3_ 5一 6 -937.21 1 0.98 0.96 = 881.73N_m.傳動零件的設(shè)計計算、圓錐齒輪傳動的設(shè)計計算已知輸入功率 R =5.81Kw (略大于小齒輪的實際功率)，小齒輪的轉(zhuǎn)速為：n720 r mjn ,大齒輪的轉(zhuǎn)速為n 195.9 rmjn，傳動比i 3.765，由電動機驅(qū)動，工作壽命(設(shè)每年工作300天)，兩班制，帶式輸送，平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)(1) 按傳動方案，選用直齒圓錐齒輪傳動，齒形制JB11-6,齒形角 =20，齒頂高系數(shù)

9、0 ，頂隙系數(shù)c* =0.2，螺旋角= 0，不變位。(2) 帶式輸送機為一般工作機器，速度不高，故選用8級精度。(3) 、材料選擇，大小齒輪材料均為40Cr (調(diào)質(zhì))，硬度為4855HRC。(4) 、選小齒輪齒數(shù) z, =21,貝Uz2=u 呂=3.765匯21 = 79.065七80 ,化/ =3.81實際齒數(shù)比u=Z12. 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 公式：2.92r(1-0.5 r)2u(1 )、確定公式內(nèi)的各計算值1)查1 得材料彈性影響系數(shù)ZE =189.8MP。2 )按齒面的硬度查得大小齒輪的接觸疲勞強度極限-Hiim1 =15O0MPao3) 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)小齒輪： M =60nj

10、Lh =60 960 1 (2 8 300 8)=2.21184 109大齒輪：N2 =N% =2.21184如0/3765=5.875燈084）查得接觸批量壽命系數(shù)Khni =0.95KHN 2 =1.05) 計算接觸疲勞許用應(yīng)力I 1 二 Kg；-訕1 = 1363.64 MPa1SHlc 2 二 KHL2；-Hlim2 = 1363.64MPaSh6 ）試取載荷系數(shù)為 k二kt-1.2，齒寬系數(shù)為 R =備，輸入的轉(zhuǎn)矩為：二TdL 0產(chǎn)Td_io_ 5= 74.05%。所以可初步確定分度圓直徑:3189.83d1 -2.922dit _2.92仆7.4051047戸 49.024mm13

11、63.641 (1一0.5 導(dǎo)2 3平均分度圓直徑：dm = di（1 0.5屮R）= 40.854 mm則分度圓周速度為：vt =応d 門=1.85 m。60 x 1000/s根據(jù)試求的圓周速度約為 vt = 1.85 mS ,8級精度，可試選Kv=1.05，查得：使用系數(shù)、齒間載荷分配系數(shù)、載荷分布系數(shù)分別為：Ka =1.00,K廠 1.1K 廣 1.08所以，K = Ka K；_ Kv K =1.00 1.1 1.05 1.08 = 1.2474（2）、計算1）計算出按實際的載荷系數(shù)校正所得的實際小齒輪的分度圓直徑，帶入?H I中的較小值得二 54.753mmI1( 189.8 : 1.

12、2474乂 7.405沁 104, 1363.643(1一0.5 1)2 32）計算圓周速度v 實際分度圓速度：丄di 一竺.753r720 =2.06m/60 1000 60 1000 s3)計算載荷系數(shù)根據(jù)v=2.06嘆，8級精度，查得Kv=1.23，所以 K 二 Ka K；_ Kv K ,1.0 1.23 1 1.875= 2.314)按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑:d 1t = 54.753mmv =2.06msdi=dit3.= 54.753漢 J.2474（2 = 55.46mm5)技術(shù)模數(shù)二 di z = 55.46 2i = 2.334mm ，查表 11-15，取 m=2

13、.5。3按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計 公式：YaYar(10.5 r)2zJ1 睥 1(1 )、確定公式內(nèi)的各計算值4KT11)查得大小齒輪的彎曲疲勞強度極限匚Him1 =660MPa，2)查得彎曲疲勞壽命系數(shù)Yn1 =0.88,Yn2 =0.93)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力查主課本表11-9，取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，則,trF :YNC Him1S0.88 6601.4MPa =414.86MPam=2.5YN2- Him 2S0.9 660 MPa =424.286MPa1.44）載荷系數(shù) K=1.24745）節(jié)圓錐角rA二 arctan： =14.7、2 =90 -19.44 =75.29：6

14、）當(dāng)量齒數(shù)z21coscos14.71Z280cos、2cos75.29= 21.712= 315.051查主課本表11-13，取齒形系數(shù)ZV1ZV2Yf1 =2.63,Yf2 =2.137）8）查主課本表11-15，取應(yīng)力校正系數(shù)YS1 =1.597,YS 1.8759）YFaYsa計算大小齒輪的匕訂,并加以比較。YF1YS1=2.63 1.597 = 0.0266157E*/13 1.875 巾027大齒輪的數(shù)值大。（2 ）、設(shè)計計算3Icf 1147.864.24744051。4 0.027=2.3751（1-0.5 1）2 212 、3.7652 1綜合分析考慮，取 m=2.5mm,召

15、=21得，z2=uzi=21 3.765 = 80， d m= 2.5 21 = 52.5mm4幾何尺寸計算（1）、計算大端分度圓直徑d =52.5 m md2 二 z2 m=80 2.5= 200mm（2）、計算節(jié)錐頂距R=152.52 2002 = 103.388mm2（3 ）、節(jié)圓錐角=14.71學(xué)=75.29（4）、大端齒頂圓直徑dai =d! = 2mcoSr =52.5 2 2.5 cos14.7l =57.336mmda2 =d2 = 2mcos、2 =200 2 2.25 cos75.29 = 201.27mm（5 ）、齒寬b 二 r R = 1 103.388mm = 34.

16、463mm取 bi = b2 =31mm.圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算已知輸入功率 R =5.25Kw （略大于小齒輪的實際功率），小齒輪的轉(zhuǎn)速為：口 =195.9 r min，大齒輪的轉(zhuǎn)速為 匕=49rmin，傳動比i =4， 由電動機驅(qū)動，工作壽命（設(shè)每年工作 300天），兩班制，帶式輸送，平 穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。1. 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)（1）由以上計算的數(shù)據(jù)可得圓錐齒輪的傳動在n軸的軸向力較小，運輸機為一般工作機器，速度不高，故由主課本表11-20 ,選用8級精度。（2） 材料選擇，小齒輪材料為 45號鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為235HBS，大齒 輪材料為45剛（正火），硬度為200HBS，

17、二者材料硬度相差 35HBS。2. 確定設(shè)計準則：由于該減速器為開始齒輪傳動，齒面為軟齒面，點蝕為主要失效形式。故先按齒面接觸疲勞強度計算，確定主要參數(shù)和尺寸，然后再按彎 曲疲勞強度進行校核彎曲強度。3. 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計。由于兩齒輪都是鋼，故由主課本式11-23，有:d1 = 76.43 3|kt（u 十 1） | 屮 roh2以下確定相關(guān)參數(shù)：A.轉(zhuǎn)矩：6 RT1 = 9.55 汽 10 = 9.55X 106 = 265030N|_mmK=1.2nnB.查11.10取載荷系數(shù)K=1.2Z1 = 17C.齒數(shù)z、齒寬系數(shù)屮d :小齒輪齒數(shù)Z取為Z1 =17，則大齒輪齒數(shù)為Z2 = i

18、2Z2 = 4 疋 17 = 68。Z268 實際齒數(shù)比為：U2=一 =4Z117u u齒數(shù)比的誤差為：-1.19%符合規(guī)格。UZ2 = 68因單級直齒圓柱齒輪為對稱布置，而齒輪表面又為軟齒面，由主課本 11.19，取d 二 1。2D .許用接觸應(yīng)力二H4 二 1Sh = 1.0由圖11.25，得：汀 H lim 1 =560MP律 oh lim 2 = 530MPa 由表11.9,查得安全系數(shù) 91.0故：小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為：汕=60njLh =60 195.9 1 (2 8 300 8) = 4.5 108大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為:N2=N%=7.9d嘆.94 = 1108查圖 11.28，

19、得：ZN1 = 1.1； ZN2 = 1.27故：由式11.25，得接觸疲勞許用應(yīng)力分別為:lH NZn Hlim1 h.1 560MPa =616MPa可求得d1 _ 76.43IJ? =Zn2、-訕2 =1.27 530mp673.1 MPaSh3 fK(u 1；d U h 1-76.431.2 26.503 104 (4 1) 1匯4.94 漢673.12=75.303mm計算齒寬與齒高比h模數(shù):二75.303? = 5.52mm，由表 11.3，取 m=6。Ih 1616MPa lH 1673.1MP d1 _ 75.303 m=31Sh4主要尺寸計算：d1 二 m z =6 17 =

20、 102mm ,d 2 = m z2 = 6 x 68 = 408mmb =屮ddi = 1 漢 102 = 102mm 取 b2 = 102mm 由小齒輪應(yīng)比大齒輪寬一些，故取 0 = b2 + 5mm= 107mm1 1a umZr +z2）=空：6匯（17 十 68） = 170mm5.按齒根彎曲強度校核。由式（11.25）得出2KT1 2 22x1.2x26.503x104 仆“仆% =YfLYs =MPa=10.19MPbm2z,102漢6 x17計算有關(guān)參數(shù)系數(shù)：A.齒形系數(shù)Yf,查主課本表11.12,得：Yf1 =2.97;Yf2 =2.24B 應(yīng)力修正系數(shù) Ys :論=1.53

21、;Ys2 =1.773.C.許用應(yīng)力fcrF ：由圖 11.26,得： Fiim1 =210MPa;TF|im2 =190MPa由表11.9，查得：Sf1.4由圖11.27，查得：丫屮=2 = 1由式（11.26）,可得：r 1 YNFlim1V210kF 1 _ N1 Fhm1 _MPa _162MPa1 Sf1.4IfN2 Flim2 -1 190 MPa 146MPa2 Sf1.4故：口F1蘭瓦1齊2蘭Bf 1齒根彎曲強度校核合格。6.驗算齒輪的圓周速度:r：d1n160 1000二 102195.960 1000由表11.21克制，選8級精度是合適的。四.傳動軸的設(shè)計.傳動軸I的設(shè)計。

22、1、求輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。P =5.52KWT =74.05N_m由之前計算得，它們分別為:轉(zhuǎn)速:轉(zhuǎn)矩:功率:2、求作用在齒輪上的力圓錐齒輪上：分度圓半徑：(b )f31)=110.5 U = 10.5 匯儀 52.5 =44.63mmVR 丿I103.388 丿Ft2T 2 4.05 1000dm144.63= 3318.4NFr1 =Fttan： cos=3318.4 tan20 cos14.7* = 1168.21NFa1 =Fttan： sin=3318.40 tan20 sin14.71 = 306.69N 3初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45Cr,調(diào)質(zhì)處理。取 A =9

23、8,于是得-98二 21.1mm同時選取聯(lián)軸器型號，聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩：取KA =1.3，貝U, Tea 二 T Ka =74.05 1.3 = 96.265N m結(jié)合電動機的參數(shù)，選用凸緣聯(lián)軸器，型號為LT5聯(lián)軸器Z35 60ZC35 60GB4323，即,該端選用的半聯(lián)軸器的孔徑d - 35mm，故取軸徑d，35mm,半聯(lián)軸器轂孔的長度L=60mm4. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度，如下圖:1）由聯(lián)軸器尺寸確定由聯(lián)軸器的轂孔長度L和直徑d及相關(guān)要求，可確定di =35mm,h =60mm2）初步選擇滾動軸承。軸承同時承載徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸 承。

24、參照工作要求，并根據(jù)尺寸，選取 0基本游隙組、標(biāo)準精 度級的單列圓錐滾子軸承30207,其尺寸為d D B = 35mm 72mm 17mmh = 60mm d1.266.8齒輪端面與內(nèi) 箱壁距離也2610箱蓋，箱座肋厚m1, mg吒0.85輕m 趾 0.856m1 = m =6.8軸承端蓋外徑D2軸承外徑+(5 5.5)d3125（1 軸）155（11 軸）軸承旁連接螺 栓距離S盡量靠近，以d1和d3互不干涉為準，一般取S - D2六、減速器各部位附屬零件的設(shè)計：(1) 窺視孔蓋與窺視孔在減速器上部可以看到傳動零件嚙合處要開窺視孔，大小只要夠手伸進操作即可。以便檢查齒面接觸斑點和齒側(cè)間隙，了

25、解嚙合情況，潤滑油也由此注入機體內(nèi)。(2) 放油螺塞放油孔的位置設(shè)在油池最低處，并安排在不與其它部件靠近的一側(cè)，以 便于放油，放油孔用螺塞堵住并加封油圈以加強密封。油標(biāo)油標(biāo)用來檢查油面高度，以保證有正常的油量因此要安裝于便于觀察油 面及油面穩(wěn)定之處即低速級傳動件附近；用帶有螺紋部分的油尺，油尺 上的油面刻度線應(yīng)按傳動件浸入深度確定。(4)通氣器減速器運轉(zhuǎn)時，由于摩擦發(fā)熱 ，機體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，導(dǎo)致潤滑油從縫隙向外滲漏，所以在機蓋頂部或窺視孔上裝通氣器，使機體內(nèi)熱空氣自由逸處，保證機體內(nèi)外壓力均衡，提高機體有縫隙處的密封性，通 氣器用帶空螺釘制成。(5) 啟蓋螺釘為了便于啟蓋，在機蓋側(cè)邊的邊緣上裝 至個啟蓋螺釘。在啟蓋時， 可先擰動此螺釘頂起機蓋；螺釘上的長度要大于凸緣厚度，釘桿端部要 做成圓柱形伙半圓形，以免頂壞螺紋；螺釘直徑與凸緣連接螺栓相同。在軸承端蓋上也可以安裝取蓋螺釘，便于拆卸端蓋.對于需作軸向調(diào)整的套環(huán),裝上二個螺釘，便于調(diào)整。(6) 定位銷為了保證剖分式機體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機體聯(lián)接凸緣的 長度方向兩端各安置一個圓錐定位銷。兩銷相距盡量遠些，以提高定位 精度。如機體是對稱的，銷孔位置不應(yīng)對稱布置。(7) 吊環(huán)和吊鉤為了拆卸及搬運，應(yīng)在機蓋上裝有環(huán)首螺釘或鑄出吊鉤、吊環(huán)，并在機 座上鑄出吊鉤。(8) 調(diào)整墊片用于調(diào)整軸承間隙，