(完整word版)V帶輪斜齒輪一級(jí)減速器要點(diǎn).doc

1、JIANGXIAGRICULTURALUNIVERSITY機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書題目 ：V 帶輪斜齒輪一級(jí)減速器(題號(hào) IV-1)學(xué)院：工學(xué)院姓名：劉譯文學(xué)號(hào)：20124319專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)：1202指導(dǎo)教師：楊紅飛 職 稱： 講師二一四年十二月摘要我們?cè)谏钪锌催^許多帶式運(yùn)輸機(jī)， 目前大多數(shù)帶式運(yùn)輸機(jī)都為多級(jí)減速, 帶式輸送機(jī)是一種摩擦驅(qū)動(dòng)以連續(xù)方式運(yùn)輸物料的機(jī)械。應(yīng)用它可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點(diǎn)到最終的卸料點(diǎn)間形成一種物料的輸送流程。它既可以進(jìn)行碎散物料的輸送，也可以進(jìn)行成件物品的輸送。除進(jìn)行純粹的物料輸送外，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程中的工藝過程的要求相

2、配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運(yùn)輸線。所以帶式輸送機(jī)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中。在礦山的井下巷道、礦井地面運(yùn)輸系統(tǒng)、露天采礦場(chǎng)及選礦廠中，廣泛應(yīng)用帶式輸送機(jī)。而現(xiàn)在我們則需設(shè)計(jì)一個(gè)普通的V 帶輪斜齒輪帶式減速器，來完成預(yù)期要求。關(guān)鍵詞： 帶式運(yùn)輸機(jī)、 V 帶、斜齒輪、減速器- 2 -目錄摘要.- 3 -1傳動(dòng)方案的擬定.- 4 -1.1設(shè)計(jì)要求 .- 4 -1.2設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) .- 4 -2電機(jī)及基本參數(shù)計(jì)算 .- 5 -2.1電機(jī)的額定功率選擇 .- 5 -2.2確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 .- 6 -2.3計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 .- 7 -2.4計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù) .- 7 -3V帶輪設(shè)計(jì)

3、及校核 .- 8 -4斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)及校核 .-10-5軸的設(shè)計(jì)及校核 .-16-5.1輸出軸的設(shè)計(jì)及校核.-16-5.2輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 .-19-6滾動(dòng)軸承壽命校核 .-21-7鍵的強(qiáng)度計(jì)算 .-22-8聯(lián)軸器強(qiáng)度校核 .-23-9箱體的設(shè)計(jì) .-24-結(jié)論與體會(huì) .-25-參考文獻(xiàn) .-26-附錄.-27-致謝.-38- 3 -1 傳動(dòng)方案的擬定1. 1 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一帶式運(yùn)輸機(jī)上用的皮帶斜齒輪減速器。運(yùn)輸機(jī)連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，有輕微振動(dòng)、空載起動(dòng)。運(yùn)輸帶速度允許誤差為，減速器小批量生產(chǎn)，使用期限年，三班制工作，如圖所示。1. 2設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)題號(hào)IV-1運(yùn)輸帶拉力 F(KN)1.8卷筒直徑

4、 D(mm)330帶速 V(m/s)0.8- 4 -2 電機(jī)及基本參數(shù)計(jì)算2. 1 電機(jī)的額定功率選擇F w v wPw1000ww 取 0 .95工作機(jī)所需功率18000 .81 .516 kwPw0.951000電動(dòng)機(jī)功率PwP03帶軸承斜齒輪聯(lián)軸器由第十一章查得帶 0.94 0.97，取 0.9。軸承因?yàn)槭切饼X輪傳動(dòng)，所以應(yīng)選圓錐滾子軸承，故取。0.98斜齒輪，級(jí)精度，故取0.98。7聯(lián)軸器0.99 0.995，彈性聯(lián)軸器，取較小值 0.99。P01.5161 .748 kw0.950.930 .980 .99Pm(1 1.3)P01 .748 2 .2724Pm2.2kw- 5 -2.

5、 2 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速工作機(jī)卷筒轉(zhuǎn)速601000v6010000.8nwD33046.3r / minV帶傳動(dòng)比 i1 2 4圓柱齒輪傳動(dòng)比 i 23 6總傳動(dòng)比 i i1 i2620電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速 nmi nw 277.8 926r / min查表得型號(hào)額定轉(zhuǎn)速電 流效率功 率堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)噪聲凈重功 率r/minA%因 素矩/額定矩 /額定dBkgP/kwcos轉(zhuǎn)矩電流Y112M-62.29405.6180.50.742.06.06745Y132S-82.27105.81810.712.05.56670傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比Y112M6i20.3, i14, i25.075Y132S8i15.3, i

6、13, i25.1故選擇 Y112M6- 6 -2. 3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比inm940nw20.346.3ii1 i220.3i1i 帶輪4i 2i 減速器5.0752. 4 計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)令：帶輪通過軸I 連接，軸 II 輸出，卷筒軸III 。計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速nm940235r / minI 軸： nI4i帶輪nI23546.3r / minII 軸： nIIi齒輪5.075III 軸： nIII nII46.3r/ min計(jì)算各軸功率I軸： PIP0帶輪1.7480.951.6606kwII 軸： PIIPI軸承齒輪 1.66060.980.981.595kwIII 軸：

7、 PIIIPII軸承聯(lián)軸器1.595 0.980.991.547kw計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩I軸： TI9550 10 3PI9550 103 1.66066.748104 NmmnI235II 軸： TII9550103PII9550 10 3 1.5953.2899105 NmmnII46.3III 軸： TIII9550103PIII9550 10 3 1.5473.1909 105 N mmnIII46.3- 7 -3 V 帶輪設(shè)計(jì)及校核1、確定計(jì)算功率 Pca由表8-8KA1.1PcaK APm1.12.22.42kw2、選擇 V帶的帶型根據(jù) Pca、nI ，由圖 8 - 11，選用 A型帶。3

8、、確定帶輪基準(zhǔn)直徑 dd，并驗(yàn)算帶速 v小帶輪最小基準(zhǔn)直徑由表 8 - 7，d d175mm由表 8 - 9，取小帶輪基準(zhǔn)直徑 dd 1106mm驗(yàn)算帶速 vvdd 1nI106 9405.2m/ s1000601000605m/ sv，故帶速合適30m / s同時(shí)可以計(jì)算出大帶輪 基準(zhǔn)直徑dd 2i 帶輪dd 14 106 424mm由表 8 - 9，取標(biāo)準(zhǔn)值，故大帶輪 dd 2450mm4、確定 V帶中心距 a及基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld根據(jù)式 8- 200.7(dd 1dd 2 )a02(dd 1dd 2 )389.2mma01112mm初定中心距 a0750mm由式計(jì)算帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度8- 22Ld 0

9、2a0( dd1dd 2 ) (dd 2dd 1) 224a02750(106450)(450106)2247502412.8mm由表選擇基準(zhǔn)長(zhǎng)度，故Ld2300mm8 - 2按式8- 23計(jì)算實(shí)際中心距aLd - Ld 02300- 2412.8700mma a027502按中心距變化范圍為665.5mm 769mm8- 24- 8 -5、驗(yàn)算小帶輪上的包角11 180- (dd 2dd 1)57.3180（） 57.3152 120a- 450 -1067006、計(jì)算帶的根數(shù) z計(jì)算單根 V帶額定功率 Pr由 dd 1106mm， nI940r / min 查表 8 - 4P0 1.04k

10、w根據(jù) nI940r / min ， i帶輪4，A型帶查表 8 - 5P0 0.11kw查表 8 - 6得 K a0.93查表 8-2得KL1.07于是 Pr（ P0P0） K aK L （1.040.11） 0.931.071.144kwPca2.422.12，故取 3根z1.144Pr7、計(jì)算單根 V帶的初拉力 F0由表 8 - 3得 A型帶單根長(zhǎng)度質(zhì)量 q0.105kg / mF0 500(2.5K a )Pcaqv 2500(2.5 0.93)2.420.105 5.22134NKazv0.93 35.28、計(jì)算壓軸力 FP23 134 sin 152780NFP 2zF0 sin 1

11、229、帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及結(jié)論V帶輪結(jié)構(gòu)形式與基準(zhǔn)直徑有關(guān)已知 dd1 106mm， dd 2 450mm，再根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè) 16 -1 小帶輪孔內(nèi)徑可取 20、22、24、25、28、30、32、35、38、40mm結(jié)構(gòu)形式為實(shí)心式，帶輪寬 54mm大帶輪孔內(nèi)徑可取42、45mm結(jié)構(gòu)形式為四橢圓輻輪，帶輪寬 54mmA型普通 V帶3根中心距控制在665.5mm 769mm單根帶初拉力 134N- 9 -4 斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)及校核、材料及熱處理1帶式輸送機(jī)為一般工作 機(jī)，由表，選用 級(jí)精度10- 67材料選擇由表，大齒輪初選鋼，調(diào)質(zhì)處理，大齒輪 齒面硬度240HBS10-145小齒輪初選 40Cr

12、，調(diào)質(zhì)處理，小齒輪齒 面硬度 280HBS初定小齒輪齒數(shù)z1，則大齒輪齒數(shù)z2 i齒輪 z1 5.075，2424 121.8因?yàn)辇X數(shù)互為質(zhì)數(shù)，故z2，初選螺旋角 14，壓力角 20123、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度 設(shè)計(jì)2由試算小齒輪分度圓直徑10- 242KTi 1Z H Z E ZZ 2d1t3Ht 1()iH d確定公式中各參數(shù)值試選載荷系數(shù) K Ht1.3由圖，2.43310- 20 ZH由圖，計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度， 求重合度系數(shù)Z10- 21atarctan(tanan / cos)arctan(tan20/ cos14 )20.152aat 1arccosz1 cosat /( z12han

13、* cos )29.974aat 2arccosz2 cosat /( z22han* cos ) 22.817z1 (tan aat1tan at )z2 (tan aat2 tan at )1.663a2由表選取齒寬系數(shù)，兩支承相對(duì)于小齒輪 作對(duì)稱布置10- 7d 1d z1 tan 124 tan141.9054 Z)0.664a (1a3由圖可得螺旋角系數(shù)Z10- 23Zcoscos140.9851由圖10 - 5查得材料彈性影響系數(shù) Z E189.8MPa 2計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 H由圖10 - 25d查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極 限 600MPaHlim1大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極 限 55

14、0MPaHlim2-10-由式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N10-15N160nIjLh60235 1(3 830010)1.015 109N260nIIjL h6046.31 (38300 10)2 108由圖查得接觸疲勞壽命系數(shù)K HN10- 23KHN1，KHN20.970.93取失效概率為，安全系數(shù)S11%由式得10-140.93600 H 1KHN1Hlim1558MPaS1K HN 2Hlim20.97550533.5MPa H 2S1取較小值，所以 H 533.5MPa計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1t2K HtT1i 1Z H Z E ZZ23i()dH 123236.748104241（2.43

15、3189.80.6640.985240.656mm31123533.5)24調(diào)整小齒輪分度圓直徑計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備圓周速度： vd1t n140.6562350.5m / s601000601000齒寬： Bd d1t40.656mm計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) K H由表10 - 2查得使用系數(shù) K A1.25由圖10 - 8查得動(dòng)載荷系數(shù) K v1.04齒輪的圓周力： Ft12T13320Nd1t根據(jù) K A Ft 11.253320102N，查表得齒間載荷分配系數(shù)K Ha1.2B40.65610-3由表查得 級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支 承對(duì)稱布置時(shí)，K H 1.30910- 47則載荷系數(shù) K

16、 H K A Kv K Ha K H 1.25 1.04 1.2 1.3092.042由式可得按實(shí)際載荷系數(shù)算 得分度圓直徑10-12d1K H47.260mmd1t 3K Ht以及相應(yīng)的齒輪模數(shù) mnd1 cosz11.911-11-3、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式 10 - 20試算出齒輪模數(shù)mnt2K H T1YYcos2 YFaYSa)32( F d z1確定公式中的各參數(shù)值試選載荷系數(shù) K Ft1.3由式 10 -18可得計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的重合系數(shù) Ybarctan(tan cosa)tarctan(tan14 cos 20.562 ) 13.1401.663a1.754avcos2

17、2bcos 13.140Y0.250.750.678av由式 10 -19可得計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的螺旋角系數(shù) YY1- 0.778120計(jì)算 YFa YSaF 由當(dāng)量齒數(shù) zv1z226.27， zv2z2134.65cos3 cos3查圖 10 - 17得出齒形系數(shù) YFa12.62， YFa 22.18由圖 10 - 18查得應(yīng)力修正系數(shù)YSa11.6， YSa2 1.82由圖 10 - 24c查得小齒輪和大齒輪齒根彎曲疲勞極限分別為 Flim1500MPa， Flim2 380 MPa由圖 10 - 22查得彎曲疲勞壽命系數(shù)K FH1 0.85，K FH2 0.88取彎曲疲勞安全系數(shù) S1

18、.4K FH1 Flim1303.57MPa F 1SKFH2 F 2Flim2238.86 MPaSYFa 1YSa10.0138 F1YFa 2YSa2 F20.0166故取較小的 YFa YSa0.0166 F 2 cos2YFa YSa試算齒輪模數(shù) mntKHT1YY)3d z12( F 32 1.3 6.74810 40.678 0.778cos2 140.01661.359mm24 21-12-調(diào)整齒輪模數(shù)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)mnt z11.35924圓周速度： d1cos33.614mmcos14vd1n133.614 2350.41m / s601000601000齒寬：B d1

19、33.614 33.614mmd 1齒寬及齒高比h( 2han*cn* )mnt(21 0.25)1.359 3.058mmb33.61410.99h 3.058計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) K F根據(jù) v0.41m / s，7級(jí)精度由圖 10 - 8查得動(dòng)載荷系數(shù)Kv1.03由 Ft12T14.015103 Nd1K A Ft11.254.015103b33.614149.31N100N查10 - 3齒間載荷分配系數(shù) K Fa1.2由表 10 - 4查得 K H1.307，結(jié)合 b10.99, K F 1.27h則載荷系數(shù) K F K A K v K Fa K F1.962由式 10 -13可得按實(shí)際載

20、荷系數(shù)算的齒輪模數(shù)K F1.559mn mnt 3K Ft對(duì)比計(jì)算，由齒面接觸 疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模計(jì)算的法面模數(shù)從滿足 彎曲疲勞出發(fā)，從標(biāo)準(zhǔn)足接觸疲勞強(qiáng)度，需按 接觸疲勞強(qiáng)度算得分度數(shù) mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng) 度模數(shù)中就近取 2，為了同時(shí)滿圓直徑 d1 47.260mm來計(jì)算小齒輪齒數(shù) zd cos/m22.9，故取 z23，則 zi 齒輪 z5.07523116.7，11n121故取 z2117，符合 z1、 z2互為質(zhì)數(shù)。-13-、計(jì)算中心距4( z1 z2 )mn(23117) 2a2144.256mm2coscos14考慮模數(shù)從 1.559增大為 2，調(diào)整中心距 145mm按圓整后

21、中心距修正螺 旋角 arccos( z1 z2 )mn 15.090 2a計(jì)算齒輪的分度圓直徑小齒輪： d1z1mn47.64mmcos大齒輪： d2z2mn242.36mmcos計(jì)算齒輪寬度 Bd47.64mmd1因?yàn)樾↓X輪磨損的更多 ，所以小齒輪要設(shè)計(jì)得 比大齒輪更寬 B1 55mm，B2 50mm、圓整中心距后強(qiáng)度校 核5齒輪副的中心局在圓整 之后K H、等均發(fā)生變化，應(yīng)重新 校核齒輪強(qiáng)ZK FY Y度，以明確工作能力。齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核K HKv K A K Ha K H按照前面做法，算得K A、K H1.3111.25K v1.04K Ha1.4K H2.386由數(shù)據(jù)T16.748

22、 103N、d、齒輪、2.42mm1d147.64mm i5.075 ZH1ZE189.8MPa 2、Z0.66、Z0.983代入式 10 - 222K HT1i 1Z H ZE ZZH3id d22.3866.7481045.07512.42189.80.660.983523MPa147.6435.075 H滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度-14-齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核K FK A K v K Fa K F按照前面計(jì)算方法得K A、1.261.25K v1.04K Fa1.4 KF 所以 KF2.293由數(shù)據(jù)T16.748104N、YFa 1、YFa 2、YSa1、mm2.652.171.58 YSa21

23、.81Y、Y、mn、代入式10-170.6790.752 15.09d 12 z1232K F T1YFa 1YSa1YYcos2 146MPaF 1F1dmn3 z122K F T1YFa 2YSa2YYcos2 137MPaF 2F2dm3n z12所以齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 滿足要求，同時(shí)符合小 齒輪抵抗彎曲疲勞破壞 能力大于大齒輪。6、主要設(shè)計(jì)結(jié)論齒輪按 7級(jí)精度設(shè)計(jì)小齒輪選用40Cr（調(diào)質(zhì)）、大齒輪選用鋼（調(diào)質(zhì)）45小齒輪齒數(shù)z1、分度圓直徑d1、齒寬B155mm2347.64mm大齒輪齒數(shù) z2117、分度圓直徑 d2242.36mm、齒寬 B2 50mm法面模數(shù)mn、端面模數(shù)mt2.0

24、71mm2mm壓力角 20、螺旋角 15.09變位系數(shù) x1x2 0中心距 a145mm-15-5 軸的設(shè)計(jì)及校核5. 1 輸出軸的設(shè)計(jì)及校核1、求輸出軸上的基本參數(shù)經(jīng)前面計(jì)算得PII1.595kw、 nII46.3r / min 、 TII3.2899105 Nmm2、求作用在齒輪上的力圓周力： Ft2T223.2899105d2242.362715N徑向力： FrFttan an2715tan 201023 Ncoscos15.09軸向力： FaFttan 2715tan15.09732N3、初步確定軸最小直徑先按 15 -1估算最小直徑，軸的材 料選取 45鋼,調(diào)質(zhì)熱處理。根據(jù)表 15

25、- 3，取 A0105PII34.2mmdmin A0 3nII輸出軸最小直徑是安裝聯(lián)軸器處軸直徑 dI（II圖見附錄），為了使所選軸直徑 d I II 與聯(lián)軸器的孔徑適應(yīng)，選取聯(lián)軸器型號(hào)應(yīng)注意。聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩，TcaK ATII由表 14 -1，帶式運(yùn)輸機(jī)，有輕微 振動(dòng)， K A1.5， Tca 4.93485105按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tca小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的前提查閱 GB / 50142003，選擇較為合適的LX 2型彈性柱銷聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為 5.6105因?yàn)榘肼?lián)軸器的孔徑dI35mm，所以 dI II35mm又因?yàn)榘肼?lián)軸器長(zhǎng)度L82mm, 所以半聯(lián)軸器與軸配合 的轂孔長(zhǎng)度 L1 60mm4

26、、輸出軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度初定 dII III40mm，左端用軸端擋圈，D45mm半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 L160mm為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端面上， LI II 應(yīng)小于 L1故 LI II58mm-16-初步選擇滾動(dòng)軸承，因 為既有徑向力，又有軸 向力較為適合的為單列圓錐 滾子軸承由軸承產(chǎn)品目錄初步選 取0基本游隙組標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí) 的單列圓錐滾子軸承 30209 尺寸為 d D T 45mm 85mm 20.75mm所以 dIII IVdVII VIII45mm、 LVII VIII20.75mm右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位查得 30209型軸承最小安裝尺