用于帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置中的同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器

1、目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明4電動(dòng)機(jī)的選擇4計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)5傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算5軸的設(shè)計(jì)計(jì)算8滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算14鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算16連軸器的選擇16減速器附件的選擇17潤(rùn)滑與密封18設(shè)計(jì)小結(jié)18參考資料目錄18機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目：設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置中的同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器一 總體布置簡(jiǎn)圖 1電動(dòng)機(jī)；2聯(lián)軸器；3齒輪減速器；4帶式運(yùn)輸機(jī)；5鼓輪；6聯(lián)軸器 二 工作情況：載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)三 原始數(shù)據(jù)鼓輪的扭矩t（nm）：1058鼓輪的直徑d（mm）：230運(yùn)輸帶速度v（m/s）：1帶速允許偏差（）：5使用年限（年）：5四 設(shè)計(jì)內(nèi)容1電動(dòng)機(jī)的

2、選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算；2齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算3軸的設(shè)計(jì)4滾動(dòng)軸承的選擇5鍵和連軸器的選擇與校核；6裝配圖、零件圖的繪制7設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)五 設(shè)計(jì)任務(wù)1減速器總裝配圖一張2齒輪、軸零件圖各一張3設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份六 設(shè)計(jì)進(jìn)度1第一階段：總體計(jì)算和傳動(dòng)件參數(shù)計(jì)算2第二階段：軸與軸系零件的設(shè)計(jì)3第三階段：軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核及草圖繪制4第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明由題目所知傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類型為：同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器。故只要對(duì)本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析論證。本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是：減速器橫向尺寸較小，兩大齒輪浸油深度可以大致相同。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，軸向尺寸大，中間軸較長(zhǎng)、剛度差，中

3、間軸承潤(rùn)滑較困難。電動(dòng)機(jī)的選擇1 電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇因?yàn)楸緜鲃?dòng)的工作狀況是：載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)。所以選用常用的封閉式y(tǒng)（ip44）系列的電動(dòng)機(jī)。2 電動(dòng)機(jī)容量的選擇1） 工作機(jī)所需功率pw pw2.3kw2） 電動(dòng)機(jī)的輸出功率 pw/ 0.886 pd2.59kw3 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 nd（i1i2in）nw 初選為同步轉(zhuǎn)速為1440r/min的電動(dòng)機(jī)4 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確。電機(jī)的額定功率要大于2.59kw，故選3kw，考慮轉(zhuǎn)速原因，由表201查出電動(dòng)機(jī)型號(hào)為yl100 l2-4,其額定功率為3kw，滿載轉(zhuǎn)速1430r/min。 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配1 計(jì)算總

4、傳動(dòng)比由電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速nw可確定傳動(dòng)裝置應(yīng)有的總傳動(dòng)比為： =41.539i34.812 合理分配各級(jí)傳動(dòng)比由于減速器是同軸式的二級(jí)減速器，故。所以，=5.9速度偏差為0.5%5%，所以可行。各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩項(xiàng) 目電動(dòng)機(jī)軸高速軸i中間軸ii低速軸iii鼓 輪轉(zhuǎn)速（r/min）143014302424141功率（kw）32.562.462.352.35轉(zhuǎn)矩（nm）2017.1101573538傳動(dòng)比115.95.91效率10.990.970.970.97傳動(dòng)件設(shè)計(jì)計(jì)算1 選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1） 材料及熱處理；選擇小齒輪材料為40cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280h

5、bs，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240hbs，要求小齒輪硬度比大齒輪大。2） 精度等級(jí)選用8級(jí)精度；3） 試選小齒輪齒數(shù)z120，大齒輪齒數(shù)z2118的；4） 選取螺旋角。初選螺旋角142 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)因?yàn)榈退偌?jí)的載荷大于高速級(jí)的載荷，所以通過(guò)低速級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算 即 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（1） 試選kt1.6（2） 由圖1030選取區(qū)域系數(shù)zh2.433（3） 由表107選取尺寬系數(shù)d1（4） 由圖1026查得0.75，0.90，則1.65.（5） 由表106查得材料的彈性影響系數(shù)ze189.8mpa（6） 由圖1021d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限hlim1

6、540mpa；大齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限hlim2500mpa；（7） 由式1013計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)60nj60101（283005）1.45 （8） 由圖1019查得接觸疲勞壽命系數(shù)；計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1，安全系數(shù)s1，由式（1012）得 0.95540mpa486mpa 0.98500mpa475mpa （）/2480.5mpa2） 計(jì)算（1） 試算小齒輪分度圓直徑d1t=59.60（2） 計(jì)算圓周速度v=0.755m/s（3） 計(jì)算齒寬b及模數(shù)mntb=d=159.60mm=59.60mm=2.89h=2.25=2.252.89mm=6.50mmb/h=59.60/6.50

7、=9.20（4） 計(jì)算縱向重合度=0.3181tan14=1.59（5） 計(jì)算載荷系數(shù)k 已知載荷平穩(wěn)，所以取ka=1根據(jù)v=0.755m/s,7級(jí)精度，由圖108查得動(dòng)載系數(shù)=1.11；由表104查的的計(jì)算公式和直齒輪的相同，故 =1.12+0.18(1+0.61)11+0.2310=1.417由表103查得=1.4。故載荷系數(shù) k=11.111.41.417=2.97（6） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（1010a）得 =mm=73.2mm（7） 計(jì)算模數(shù)mn mn =mm=3.553 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式(1017) mn1） 確定計(jì)算參數(shù)（1） 計(jì)算載荷系數(shù) k=11.

8、111.41.417=2.97（2） 根據(jù)縱向重合度，從圖1028查得螺旋角影響系數(shù) 0。88（3） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)/cos=20/cos14=21.89 /cos=118/cos14=109.47（4） 查取齒型系數(shù)由表105查得yfa1=2.724；yfa2=2.172（5） 查取應(yīng)力校正系數(shù)由表105查得ysa1=1.569；ysa2=1.798（6） 計(jì)算f=540mpa=500mpa=0.90=0.95f1=347.14mpaf2=339.29mpa（7） 計(jì)算大、小齒輪的并加以比較=0.0124=0.114 大齒輪的數(shù)值大。2） 設(shè)計(jì)計(jì)算=2.24mn=2.54 幾何尺寸計(jì)算1） 計(jì)

9、算中心距=28.4，取z1=29z2=171.1a=258.9mm2） 按圓整后的中心距修正螺旋角=arcos=14.05度3） 計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑d1=75.00mmd2=441mm4） 計(jì)算齒輪寬度 b=75b1=80mm，=75mm5） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大于160mm，而又小于500mm，故以選用腹板式為宜。其他有關(guān)尺寸參看大齒輪零件圖。軸的設(shè)計(jì)計(jì)算擬定輸入軸齒輪為右旋ii軸：1 初步確定軸的最小直徑d=27.3mm2 求作用在齒輪上的受力ft1=458nfr1=ft=172nfa1=fttan=25n；ft2=2376nfr2=891nfa2=222n3

10、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 擬定軸上零件的裝配方案 a b c d e f g h1 a-b段軸用于安裝軸承30306，故取直徑為30mm,長(zhǎng)度取20mm。2 b-c段軸肩用于固定軸承，查手冊(cè)得到直徑為35mm，考慮到齒輪和箱體的間隙10mm，軸承和箱體的間隙5mm，所以長(zhǎng)度為15mm。3 c-d段為小齒輪，外徑60mm，長(zhǎng)度為齒輪寬80mm4 d-e段分隔兩齒輪，直徑為50mm，長(zhǎng)度為80. 5 e-f段安裝高速大齒輪，直徑為60mm，長(zhǎng)度為大齒輪寬75mm。6 f-g段安裝套筒和軸承，直徑為35mm，長(zhǎng)度為15。7 g-h段安裝軸承30206，直徑為30mm,長(zhǎng)度取20mm。,4 求軸上的載荷 64 2

11、11 64 fr1=1418.5n fr2=603.5n查得軸承30306的y值為1.6 fd1=443n fd2=189n因?yàn)閮蓚€(gè)齒輪旋向都是左旋。故： fa1=638n fa2=189n5 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度1） 判斷危險(xiǎn)截面 由于截面d=50處受的載荷較大，直徑較小，所以判斷為危險(xiǎn)截面2） 截面右側(cè)的 截面上的轉(zhuǎn)切應(yīng)力為由于軸選用40cr，調(diào)質(zhì)處理，所以，。a) 綜合系數(shù)的計(jì)算由，經(jīng)直線插入，知道因軸肩而形成的理論應(yīng)力集中為，軸的材料敏感系數(shù)為，故有效應(yīng)力集中系數(shù)為查得尺寸系數(shù)為，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為，（附圖3-3）軸采用磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù)為，（附圖3-4）軸表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，即，則綜合

12、系數(shù)值為b) 碳鋼系數(shù)的確定碳鋼的特性系數(shù)取為，c) 安全系數(shù)的計(jì)算軸的疲勞安全系數(shù)為故軸的選用安全。i軸：1 作用在齒輪上的力fh1=fh2=172/2=86fv1=fv2=458/2=2292 初步確定軸的最小直徑3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1） 確定軸上零件的裝配方案 a b c d e f g h 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1 a-b段與電機(jī)相連，軸的尺寸由聯(lián)軸器決定，長(zhǎng)44mm，直徑45mm。2 b-c穿過(guò)箱體的軸孔，長(zhǎng)度45mm，直徑50mm。3 c-d段安裝軸承22210c，長(zhǎng)度定位20mm，直徑55mm。4 d-e段為固定軸承和齒輪，長(zhǎng)度10mm，直徑65mm。5 e-f段裝

13、高速小齒輪，直徑60mm，長(zhǎng)度為齒輪寬80mm6 f-g為了方便固定軸承，長(zhǎng)度為10mm，直徑55mm。7 g-h安裝軸承，不宜過(guò)長(zhǎng)，長(zhǎng)度20mm，直徑50mm。 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度w=597.83n.mt=453n.m45鋼的強(qiáng)度極限為，又由于軸受的載荷為脈動(dòng)的，所以。iii軸1 作用在齒輪上的力fh1=fh2=2376/2=1188nfv1=fv2=891/2=445.5n2 初步確定軸的最小直徑3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2） 軸上零件的裝配方案a b c d e f g h 據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度a-bb-cc-dd-ee-ff-gg-h直徑45505565605550長(zhǎng)度

14、444520108015204 求軸上的載荷 mm=557.4n.m t=452n.m6. 彎扭校合 滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算i軸：1 求兩軸承受到的徑向載荷2、 軸承22210c的校核,d=50,d=90,b=20.1） 徑向力2） 派生力，3） 軸向力由于，所以軸向力為，4） 當(dāng)量載荷由于，所以，。由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為，故當(dāng)量載荷為5） 軸承壽命的校核ii軸：3、 軸承30206的校核1） 徑向力2） 派生力，3） 軸向力由于，所以軸向力為，4） 當(dāng)量載荷由于，所以，。由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為，故當(dāng)量載荷為5） 軸承壽命的校核 iii軸：4、 軸承30206的校核1） 徑向力2

15、） 派生力，3） 軸向力由于，所以軸向力為，4） 當(dāng)量載荷由于，所以，。由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為，故當(dāng)量載荷為5） 軸承壽命的校核 鍵連接的選擇及校核計(jì)算代號(hào)直徑（mm）工作長(zhǎng)度（mm）工作高度（mm）轉(zhuǎn)矩（nm）極限應(yīng)力（mpa）高速軸8740（單頭）25253.52026.012860（單頭）40484207.32中間軸12860（單頭）4048410141.2低速軸201260（單頭）7540657368.5181190（單頭）60875.557352.4由于鍵采用靜聯(lián)接，沖擊輕微，所以許用擠壓應(yīng)力為，所以上述鍵皆安全。連軸器的選擇 由于彈性聯(lián)軸器的諸多優(yōu)點(diǎn)，所以考慮選用它。一、

16、高速軸用聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算 由于裝置用于運(yùn)輸機(jī)，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，所以工作情況系數(shù)為，計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 所以考慮選用彈性柱銷聯(lián)軸器tl4（gb4323-84），但由于聯(lián)軸器一端與電動(dòng)機(jī)相連，其孔徑受電動(dòng)機(jī)外伸軸徑限制，所以選用tl5（gb4323-84）其主要參數(shù)如下：材料ht200公稱轉(zhuǎn)矩軸孔直徑，軸孔長(zhǎng)，裝配尺寸半聯(lián)軸器厚（1p163表17-3）（gb4323-84）二、 第二個(gè)聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算由于裝置用于運(yùn)輸機(jī)，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，所以工作情況系數(shù)為，計(jì)算轉(zhuǎn)矩為所以選用彈性柱銷聯(lián)軸器tl10（gb4323-84）其主要參數(shù)如下：材料ht200公稱轉(zhuǎn)矩軸孔直徑 軸孔長(zhǎng)， 裝配尺寸半聯(lián)軸器厚（1p163表

17、17-3）（gb4323-84）減速器附件的選擇 通氣器 由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過(guò)濾），采用m181.5油面指示器選用游標(biāo)尺m16起吊裝置采用箱蓋吊耳、箱座吊耳 放油螺塞選用外六角油塞及墊片m161.5 潤(rùn)滑與密封一、 齒輪的潤(rùn)滑采用浸油潤(rùn)滑，由于低速級(jí)周向速度為，所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為36mm。二、 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑由于軸承周向速度為，所以宜開(kāi)設(shè)油溝、飛濺潤(rùn)滑。三、 潤(rùn)滑油的選擇齒輪與軸承用同種潤(rùn)滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用l-an15潤(rùn)滑油。四、 密封方法的選取選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實(shí)現(xiàn)密封。密封圈型號(hào)按所裝配軸的直徑確定為（f）b25-42-7-acm，（f）b70-90-10-acm。軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。設(shè)計(jì)小結(jié) 由于時(shí)間緊迫，所以這次的設(shè)計(jì)存在許多缺點(diǎn)，比如說(shuō)箱體結(jié)構(gòu)龐大，重量也很大。齒輪的計(jì)算不夠精確等等缺陷，我相信，通過(guò)這次的實(shí)踐，能使我在以后的設(shè)計(jì)中避免很多不必要的工作，有能力設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)更緊湊，傳動(dòng)更穩(wěn)定精確的設(shè)備。參考