機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級(jí)圓錐—圓柱齒輪減速器

1、機(jī)械制造及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名：石佳賓 班級(jí)：08機(jī)制（一）班 學(xué)號(hào)：0804105013 一 設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)一帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器給定數(shù)據(jù)及要求已知條件：運(yùn)輸帶工作拉力f=3.5kn；運(yùn)輸帶工作速度v=1.6m/s（允許運(yùn)輸帶速度誤差為5%）；滾筒直徑d=320mm；兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)。環(huán)境最高溫度350c；小批量生產(chǎn)。 二 應(yīng)完成的工作1. 減速器裝配圖1張；2. 零件工作圖1張（從動(dòng)軸）；3. 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份。目錄設(shè)計(jì)題目傳動(dòng)方案的擬訂及說(shuō)明電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算軸的設(shè)計(jì)計(jì)算鍵聯(lián)接的選

2、擇及校核計(jì)算聯(lián)軸器的選擇減速器箱體和附件的選擇潤(rùn)滑與密封設(shè)計(jì)小結(jié)參考文獻(xiàn)設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果一、 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)一帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器。已知條件：運(yùn)輸帶工作拉力f=3.5kn；運(yùn)輸帶工作速度v=1.6m/s（允許運(yùn)輸帶速度誤差為）；滾筒直徑d=320mm；兩班制，連續(xù)單向運(yùn)載，載荷較平穩(wěn)。環(huán)境最高溫度35度；小批量生產(chǎn)。二、傳動(dòng)方案的擬訂及說(shuō)明計(jì)算驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速 選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min的電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，因此傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比約為15。根據(jù)總傳動(dòng)比數(shù)值，可擬定以下傳動(dòng)方案： 三、 選擇電動(dòng)機(jī)1）電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)型式按工作要求和工作條件，選用一般用途的y1

3、32m4系列三相異步電動(dòng)機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。額定功率7.5kw，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min。2）電動(dòng)機(jī)容量(1)卷筒的輸出功率 (2)電動(dòng)機(jī)輸出功率傳動(dòng)裝置的總效率式中、為從電動(dòng)機(jī)至卷筒軸的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率。查得：v帶傳動(dòng)=0.95；滾動(dòng)軸承=0.99；圓錐齒輪傳動(dòng)=0.96；圓柱齒輪傳動(dòng)=0.96；彈性聯(lián)軸器=0.99；卷筒軸滑動(dòng)軸承=0.96；則故 3）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍，查得帶傳動(dòng)常用傳動(dòng)比范圍，二級(jí)圓錐圓柱直齒輪減速器常用傳動(dòng)比范圍，則總傳動(dòng)比范圍為。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為：根據(jù)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍選擇電機(jī)型號(hào)：一、y132m4。四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1）

4、傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比2） 分配各級(jí)傳動(dòng)比取v帶傳動(dòng)比為：則減速器總傳動(dòng)比為：二級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比為 低速級(jí)傳動(dòng)比： 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果3）各軸轉(zhuǎn)速（軸號(hào)見(jiàn)圖一）4）各軸輸入功率按電動(dòng)機(jī)所需功率計(jì)算各軸輸入功率，即5）各軸轉(zhuǎn)矩五、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1） 查課本p218表138得 2） 根據(jù),由課本p219圖1315查出此坐標(biāo)點(diǎn)位于a型處，先選用a型計(jì)算。3） 由課本p219表13-9，應(yīng)不小于75，現(xiàn)取， 由表13-9取。4） 驗(yàn)算帶速v 帶速在525m/s范圍內(nèi)，合適。5） 初步選取中心距取，符合。則查表13-2，對(duì)a型帶選用。再計(jì)算實(shí)際中心距6） 算小帶輪包角 合適。7) 求v帶根

5、數(shù)z 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果令查課本p214表13-3得由此得傳動(dòng)比 查表13-5 得 由查表13-7得，查表13-2得，由此得 取6根。8） 求作用在帶輪軸上的壓力查課本p212表13-1得，則單根v帶的初拉力作用在軸上的壓力 六、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算圓錐直齒輪設(shè)計(jì)1、 選定齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1） 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用8級(jí)精度2） 材料選擇 選擇小齒輪材料為(調(diào)質(zhì))，硬度為280hbs，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240hbs。3） 選小齒輪齒數(shù)24，大齒輪齒數(shù)，取整。則2、 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即（1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1） 試選

6、載荷系數(shù)2） 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩3）選齒寬系數(shù)4）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限5) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力,安全系數(shù)，得（2） 計(jì)算1） 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值 2） 計(jì)算圓周速度v 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果3） 計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)，8級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù),直齒輪查得使用系數(shù)根據(jù)大齒輪兩端支撐，小齒輪作懸臂布置，查得齒向分布載荷系數(shù)接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)4） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得 5） 計(jì)算模數(shù)m取標(biāo)準(zhǔn)值6） 計(jì)算齒輪相關(guān)參數(shù) 7） 圓整并確定齒寬圓整取3、 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度1） 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)

7、2）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 3）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-5查得齒形系數(shù)應(yīng)力校正系數(shù) 4） 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限5） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)，得 6） 校核彎曲強(qiáng)度根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式進(jìn)行校核滿足彎曲強(qiáng)度，所選參數(shù)合適。圓柱直齒輪設(shè)計(jì)1、 選定齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1） 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用8級(jí)精度。2） 材料選擇 選擇大小齒輪材料均為45鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為240hbs，大齒輪正火處理，齒面硬度為186hbs。3）選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取整2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 (1) 確定公式內(nèi)

8、的各計(jì)算數(shù)值1） 試選載荷系數(shù)2） 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩3） 選齒寬系數(shù)4） 選取區(qū)域系數(shù)5） 選材料的彈性影響系數(shù)6） 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限10）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力安全系數(shù)，得（2）計(jì)算1）試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得2） 計(jì)算圓周速度v 3） 計(jì)算齒寬b及模數(shù)m 4） 計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)，8級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù)查得，查得使用系數(shù)，查得接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得 7） 計(jì)算模數(shù) 取8） 幾何尺寸計(jì)算1）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑和中心距 2） 計(jì)算齒輪寬度 3、 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度1） 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù) 2

9、）由課本p173圖11-8查得齒形系數(shù)應(yīng)力校正系數(shù) 3) 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限4）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)，得5） 校核彎曲強(qiáng)度 滿足彎曲強(qiáng)度，所選參數(shù)合適。 七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算輸入軸設(shè)計(jì)1、 求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 2、求作用在齒輪上的力已知高速級(jí)小圓錐齒輪的分度圓半徑為 3、 初步確定軸的最小直徑1） 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)課本p245表14-2，取，得，輸入軸的最小直徑為安裝v帶輪的直徑，此段與v帶輪通過(guò)平鍵連接，則軸應(yīng)增加5%，得，取整，取。2） 為了滿足帶輪的軸向定位，1-2軸段右端需制出一軸肩，

10、故取2-3段的直徑3） 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，選取標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30308，其尺寸為，而。這對(duì)軸承均采用軸肩進(jìn)行軸向定位，查得30308型軸承的定位軸肩高度，因此取。4） 由于，故取5） 取安裝齒輪處的軸段6-7的直徑；為使套筒可靠地壓緊軸承， 5-6段應(yīng)略短于軸承寬度，故取。6）軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑油 的要求，取 7） 為使套筒端面可靠地壓緊齒輪取。4 軸上的周向定位圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為40mm，同時(shí)為保證齒輪與

11、軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為m6。5 確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為6 求軸上的載荷水平面的支承反力 垂直面的支承反力 水平面的彎矩 垂直面的彎矩 合成彎矩 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 7、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度因?yàn)檩S的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的當(dāng)量彎矩為 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得 與v帶輪相連處雖僅受轉(zhuǎn)矩但其直徑最小，故也是危險(xiǎn)截面。 故可知安全。中間軸設(shè)計(jì)1、 求中間軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩； 2、求作用在齒輪上的力已知圓錐直齒輪的平均分度圓直徑 圓柱直齒輪的分度圓直徑 3、初步確定軸

12、的最小直徑先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得，得，中間軸最小直徑顯然是安裝滾動(dòng)軸承的直徑和。1）選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，選取標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30306，其尺寸為，。這對(duì)軸承均采用套筒進(jìn)行軸向定位，查得30306型軸承的定位軸肩高度，因此取套筒直徑。2）取安裝齒輪的軸段,，錐齒輪左端與左軸承之間采用套筒定位，根據(jù)，取，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，故取，齒輪的右端采用軸肩定位，則取軸環(huán)處的直徑為。3）已知圓柱直齒輪齒寬，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，故取。4），取。（3）軸上的周向定位圓錐齒輪的

13、周向定位采用平鍵連接，選取平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為32mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；圓柱齒輪的周向定位采用平鍵連接，選取平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為100mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為m6。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為4 求軸上的載荷水平面的支承反力 垂直面的支承反力 水平面的彎矩b點(diǎn)左：右：c點(diǎn)左：右：垂直面的彎矩 合成的彎矩 轉(zhuǎn)矩： 7、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度因?yàn)檩S的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的

14、當(dāng)量彎矩為 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得 故安全。輸出軸設(shè)計(jì)1、 求輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 2、求作用在齒輪上的力已知圓柱直齒輪的分度圓半徑 3、 確定軸的尺寸先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），取，得，輸出軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，選取，則選hl4型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1250000，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為84mm。1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，1-2軸段右端需制出一軸肩，故取2-3段的 直徑，左端用軸端擋圈定位，按軸端擋圈直徑

15、， 半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián) 軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長(zhǎng)度應(yīng)比略短些，現(xiàn)取 。2） 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，選取標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30311，其尺寸為，而。左端軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，查得30311型軸承的定位軸肩高度，因此?。积X輪右端和右軸承之間采用套筒定位，已知齒輪齒寬為，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于齒寬，故取。齒輪的左端采用軸肩定位，則軸環(huán)處的直徑應(yīng)為。軸環(huán)寬度，取。3） 軸承端蓋的總寬度為20mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑油的要求，求

16、得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故取。4） 取，4、軸上的周向定位齒輪的周向定位均采用平鍵連接，選取平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為100mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵，長(zhǎng)為70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為m6。5、確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為6、 求軸上的載荷水平面的支承反力 垂直面的支承反力 水平面的彎矩 垂直面的彎矩 合成的彎矩 7、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的當(dāng)量彎矩為

17、 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得 故安全。 八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算鍵的材料都為45鋼，則鍵的許用擠壓應(yīng)力。輸入軸鍵計(jì)算1、 校核v帶輪處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為，則鍵聯(lián)接所受的擠壓應(yīng)力為：故單鍵即可。2、 校核圓錐齒輪處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為，則鍵聯(lián)接所受的擠壓應(yīng)力為：故單鍵即可。中間軸鍵計(jì)算1、 校核圓錐齒輪處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為，則鍵聯(lián)接所受的擠壓應(yīng)力為：故單鍵即可。2、 校核圓柱齒輪處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為，則鍵聯(lián)接所受的擠壓應(yīng)力為： 故單鍵即可。輸出軸鍵計(jì)算1、 校核聯(lián)軸器處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為，則鍵聯(lián)接所受的擠壓應(yīng)力為：故單鍵即可。2、

18、 校核圓柱齒輪處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為，則鍵聯(lián)接所受的擠壓應(yīng)力為： 故單鍵即可。 九、聯(lián)軸器的選擇在軸的計(jì)算中已選定聯(lián)軸器型號(hào)。選hl4型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1250000，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為84mm。 十、減速器箱體和附件的選擇箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) (1)箱體采用灰口鑄鐵制造，鑄造箱體的剛性較好，外形美觀，易于加工,為保證足夠強(qiáng)度和剛度，箱體要有一定壁厚，并在軸孔處設(shè)置加強(qiáng)肋，為了便于軸系部件的安裝盒拆卸，箱體做成剖分式，由箱座和箱蓋組成，取軸的中心線為剖分面，箱座和箱蓋采用普通螺栓連接，用圓柱銷(xiāo)定位。1 箱座壁厚： 由于是二級(jí)減速器，

19、則取2 箱蓋壁厚：3 箱座、箱蓋、箱底凸緣的厚度： 4箱座箱蓋上的肋厚：， 軸承旁凸臺(tái)的高度和半徑 取h=50mm 地腳螺釘 直徑： 數(shù)目：6 通孔直徑： 沉頭座直徑： 底座凸緣尺寸： 連接螺栓 軸承旁連接螺栓直徑： 箱座箱蓋連接螺栓直徑： 其他尺寸 定位銷(xiāo)直徑： 軸承蓋螺栓直徑： 視孔蓋螺栓直徑： （2）附件設(shè)置 視孔蓋及窺視孔dr直徑孔數(shù)1801651501401251107845 通氣塞ddsllam20*1.53025.422281546 a型長(zhǎng)形油標(biāo)a100jb/t7941.3-1995，外六角螺塞及封油墊,箱座吊耳。 十一、潤(rùn)滑與密封齒輪采用浸油潤(rùn)滑，選用n220中負(fù)荷工業(yè)齒輪油（gb5903-86）。對(duì)于錐齒輪傳動(dòng)，要考慮大錐齒輪的浸油深度，通常將至少70%的齒寬浸入油中。大齒輪的齒頂圓到油底面的距離3050mm。由于大圓錐齒輪，可以利用齒輪飛濺的油潤(rùn)滑軸承，并通過(guò)油槽潤(rùn)滑其他軸上的軸承，且有散熱作用，效果較好。密封防止外界的灰塵、水分等侵入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┑穆┦А?十二、設(shè)計(jì)小結(jié)這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級(jí)圓錐