機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)帶傳動(dòng)—雙級(jí)圓柱齒輪減速器F=5.4,V=0.5D=400(全套圖紙）

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書全套圖紙，加153893706設(shè)計(jì)題目： 帶式輸送機(jī)帶傳動(dòng)雙級(jí)圓柱齒輪減速器學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 機(jī)制092班 指導(dǎo)老師: 2012年 1 月 3日目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書2第一部分 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)3第二部分 v帶設(shè)計(jì)6第三部分 各齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算8第四部分 軸的設(shè)計(jì)12第五部分 校核21第六部分 主要尺寸及數(shù)據(jù)25附錄29設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書一、設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)帶傳動(dòng)雙級(jí)圓柱齒輪減速器。運(yùn)輸機(jī)械載荷變化不大，空載啟動(dòng)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，每日兩班制工作，使用期限為10年，每年300工作日，減速器小批量生產(chǎn)，運(yùn)輸帶速度允許誤差為5，滾筒效率為0.96。已知參數(shù)：滾筒

2、直徑d400mm，牽引力f5.4kn，帶速v0.5m/s，輸送機(jī)在常溫下連續(xù)單向工作，載荷平穩(wěn)，采用電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)力。完成內(nèi)容：1、完成減速器裝配圖1張，0號(hào)圖紙。 2、零件圖三張，箱體或箱蓋，1號(hào)圖，輸出軸和輸出軸上的齒輪，用3號(hào)圖紙。 3、設(shè)計(jì)說明書1份。設(shè)計(jì)計(jì)算與說明主要結(jié)果第一部分 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)一、傳動(dòng)方案（已給定）1） 外傳動(dòng)為v帶傳動(dòng)。2） 減速器為兩級(jí)展開式圓柱齒輪減速器。3） 方案簡圖上面圖所示：二、該方案的優(yōu)缺點(diǎn)：該工作機(jī)有輕微振動(dòng)，由于v帶有緩沖吸振能力，采用v帶傳動(dòng)能減小振動(dòng)帶來的影響，并且該工作機(jī)屬于小功率、載荷變化不大，可以采用v帶這種簡單的結(jié)構(gòu)，并且價(jià)格便宜，標(biāo)準(zhǔn)

3、化程度高，大幅降低了成本。減速器部分兩級(jí)展開式圓柱齒輪減速，這是兩級(jí)減速器中應(yīng)用最廣泛的一種。齒輪相對于軸承不對稱，要求軸具有較大的剛度。高速級(jí)齒輪常布置在遠(yuǎn)離扭矩輸入端的一邊，以減小因彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均現(xiàn)象。原動(dòng)機(jī)部分為y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)?？傮w來講，該傳動(dòng)方案滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成本低傳動(dòng)效率高。三、原動(dòng)機(jī)選擇1）根據(jù)工作要求及工作條件選用y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)。2）工作機(jī)所需功率：電動(dòng)機(jī)所需工作效率：傳動(dòng)裝置的總效率：（見課設(shè)式2-4）按表2-3（課設(shè)）確定：v帶傳動(dòng)效率=0.95，滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率（一

4、對）=0.99，閉式齒輪傳動(dòng)效率=0.97，聯(lián)軸器傳動(dòng)比=0.99，傳動(dòng)滾筒效率=0。96 代入數(shù)據(jù)得=3）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：滾筒軸工作機(jī)轉(zhuǎn)速 在上2）步中 因載荷平衡，電動(dòng)機(jī)額定功率略大于即可，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可知取。通常，v帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比常用范圍為 ；二級(jí)圓柱齒輪減速器為，則總傳動(dòng)比的范圍為 ，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、1500、3000 。如果沒有特殊要求一般不選用750、1000這兩種轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)，而y系列電動(dòng)機(jī)的參考比價(jià)為：300015001000750,所以選擇1000（6級(jí)）的電動(dòng)機(jī)較為適中。選擇電動(dòng)機(jī)為y132m1-6型技術(shù)數(shù)據(jù)：額定功率（

5、） 4 滿載轉(zhuǎn)矩（） 960 額定轉(zhuǎn)矩（） 2.0 最大轉(zhuǎn)矩（） 2.2 y132m1-6電動(dòng)機(jī)的外型尺寸（mm）：a：216 b：178 c：89 d：38 e：80 g：33h：132 k：12 ab：280 ac：135 ad：210 hd：315 bb：238 l：515四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比1.由式（7）（見課設(shè)指導(dǎo)書）得總傳動(dòng)比2.分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比由式（8）得 式中 ，分別為帶和減速器的傳動(dòng)比。為使v帶外廓尺寸不致過大，初步選取=2.8，則減速器傳動(dòng)比3.分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)按展開式布置，高速級(jí)傳動(dòng)比與低速級(jí)傳動(dòng)比按分配，取，則由得五、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力

6、參數(shù)0軸（電機(jī)軸）：輸入功率：轉(zhuǎn)速：輸入轉(zhuǎn)矩：輸出功率：輸出轉(zhuǎn)矩：1軸（高速軸）：輸入功率：轉(zhuǎn)速：輸入轉(zhuǎn)矩：輸出功率：輸出轉(zhuǎn)矩：2軸（中間軸）輸入功率：轉(zhuǎn)速：輸入轉(zhuǎn)矩：輸出功率：輸出轉(zhuǎn)矩：3軸（低速軸）：輸入功率：轉(zhuǎn)速：輸入轉(zhuǎn)矩：輸出功率：輸出轉(zhuǎn)矩：4軸（滾筒軸）：輸入功率：轉(zhuǎn)速：輸入轉(zhuǎn)矩：輸出功率：輸出轉(zhuǎn)矩：計(jì)算結(jié)果匯總下表2所示：表2軸名功率p/kw轉(zhuǎn)矩t/(nm)轉(zhuǎn)速n/()傳動(dòng)比效率輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸3.313.2832.932.579602.80.951軸3.123.186.8986.02342.94.640.962軸2.982.95385.1381.2573.90.963軸2.

7、832.801130.81119.523.92.650.98滾筒軸2.662.631062.91052.323.910.96第二部分 v帶設(shè)計(jì)外傳動(dòng)帶選為 普通v帶傳動(dòng) 1、確定計(jì)算功率：查得工作情況系數(shù)所以 2、選擇v帶型號(hào) 根據(jù)pc與n0可查得此坐標(biāo)點(diǎn)位于a型區(qū)，所以選用a型v帶。3.確定大小帶輪基準(zhǔn)直徑 （1）、應(yīng)不小于80，現(xiàn)取=90mm，于是=252mm查表取4、驗(yàn)算帶速 5、傳動(dòng)比 （5）、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速4.確定中心距和帶長ld（1）按式（5-23機(jī)設(shè)）初選中心距 符合（2）求帶的計(jì)算基礎(chǔ)準(zhǔn)長度ld查表取帶的基準(zhǔn)長度ld=1600mm(3)計(jì)算實(shí)際中心距:a 5.驗(yàn)算小帶輪包角 符合6

8、.確定v帶根數(shù)z(1)由查表得(2)查得 (3)查得包角系數(shù)，長度系數(shù)，于是 (4)計(jì)算v帶根數(shù)z 取z=5根 7計(jì)算單根v帶初拉力（q由課本查得為0.10kg/m）應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力8計(jì)算最小壓軸力： 9確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，繪制帶輪工作圖小帶輪基準(zhǔn)直徑，采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)。大帶輪基準(zhǔn)直徑，采用腹板式結(jié)構(gòu)，軸直徑取d=30mm，寬度取l=1.8d=54mm。第三部分 各齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算一、高速級(jí)減速齒輪設(shè)計(jì)（斜齒圓柱齒輪）1.齒輪的材料，精度和齒數(shù)選擇，因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，材料按表11-1選取，大齒輪采用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，小齒輪40cr調(diào)質(zhì)，均用軟齒面。8級(jí)精度，輪齒表面精糙度為ra1.6，軟齒面

9、閉式傳動(dòng)，失效形式為點(diǎn)蝕。2.應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n由式（7-3）計(jì)算nl1=60nt=60342.9(8230010)=9.88108nl2= nl1/u=9.88108/4.64=2.131083.選擇齒輪的參數(shù)取z1=24 則z2=z1=244.64=111.36，取z2=112則實(shí)際傳動(dòng)比：，初選螺旋角為。4.設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)：試選取齒寬系數(shù)，區(qū)域系數(shù)，材料的彈性影響系數(shù)，小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限。查得，則取接觸疲勞壽命系數(shù)，失效概率1%，安全系數(shù)s=1，則接觸疲勞需用應(yīng)力所以將有關(guān)值代入式得 計(jì)

10、算圓周速度 計(jì)算載荷系數(shù)k根據(jù)v=0.89m/s，8級(jí)精度查得動(dòng)載荷系數(shù)；取使用系數(shù)；查得,故實(shí)際載荷系數(shù)為 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 5.計(jì)算幾何尺寸 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：實(shí)際分度圓直徑d1=44.35mm 取b2=45mm b1= b2+5=50mm6.齒輪的圓周速度7.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒形系數(shù)yfa1=2.65 yfa2=2.17 ysa1=1.58 ysa2=1.80 大小齒輪的應(yīng)力都小于許用應(yīng)力 所以都安全。二、低速級(jí)減速齒輪設(shè)計(jì)（斜齒圓柱齒輪）1.選材方式同高速級(jí)齒輪2.計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n nl1=60nt=6073.9(8230010)=2.13108nl2= nl1/u=

11、9.88108/4.64=6.891073.選擇齒輪的參數(shù)取z1=24 則z2=z1=243.09=74.16，取z2=75則實(shí)際傳動(dòng)比：，初選螺旋角為。4.設(shè)計(jì)計(jì)算。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)試選，??；其他參數(shù)同高速級(jí)齒輪。 將有關(guān)值代入得 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 5.計(jì)算幾何尺寸 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=3mm 實(shí)際分度圓直徑 取b2=80mm b1= b2+5=85mm6.齒輪的圓周速度7.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒形系數(shù)yfa1=2.65 yfa2=2.17 ysa1=1.58 ysa2=1.80 大小齒輪的應(yīng)力都小于許用應(yīng)力 所

12、以都安全。總結(jié)： 高速級(jí) 低速級(jí) 第四部分 軸的設(shè)計(jì)一、高速軸的設(shè)計(jì)1.選擇軸的材料及熱處理由于減速器傳遞的功率不大，對其重量和尺寸也無特殊要求故選擇常用材料45鋼,調(diào)質(zhì)處理.2.初估軸徑按扭矩初估軸的直徑,查表10-2,得a0=107至118,考慮到安裝聯(lián)軸器的軸段僅受扭矩作用.取a0=112則: 考慮有鍵槽，取d=25mm3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1).軸各段直徑的確定初估軸徑后，按軸上零件的安裝順序，從左端開始確定直徑。因?yàn)辇X根圓直徑與軸段直徑之差小于2 mt，故該軸采用齒輪軸的形式。該軸軸段1安裝軸承故該段直徑為d1=30mm。2段軸肩用于固定軸承，查手冊得安裝直徑為d2=36mm。3段為齒輪

13、軸段，直徑為齒輪分度圓直徑d3=44.35mm。4段與2段等高，d4=36mm。5段安裝軸承，d5= d1=30mm。6段應(yīng)與毛氈圈的尺寸同時(shí)確定，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，選用jb/zq4606-1997中d=31mm的密封圈，故取6段28mm。7段裝大帶輪，取為d7=25mm。（2）選擇滾動(dòng)軸承因?yàn)槌踹x軸徑為25mm，所以軸承選用內(nèi)徑為30mm的圓錐滾子軸承30306，其尺寸為：d d b=30 72 19（3）各軸段長度的確定1段與軸承等寬，l1=19mm，2段作為定位軸肩，取為l2=7mm。3段為齒輪寬l2=50mm。4段長度取l5=95mm。5段和軸承同寬，為l5=19mm。6段取l6=40m

14、m，7段同大帶輪同寬，取l7=54mm。于是，可得軸的支點(diǎn)上受力點(diǎn)間的跨距l(xiāng)1=76mm，l2=114mm，l3=94mm。（4）軸上零件的周向固定軸與大帶輪配合選用過盈配合h7/n6，軸承內(nèi)圈配合軸頸選用過渡配合m6，大帶輪采用普通平鍵聯(lián)接，為鍵8*40 gb/t 1096。（4）.軸上倒角與圓角為保證7306c軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手冊的推薦，取軸肩圓角半徑為1mm。其他軸肩圓角半徑均為2mm。軸的左右端倒角均為2*45。4軸上受力分析 齒輪上的作用力圓周力：徑向力：軸向力： 求軸承的支反力 水平面上支反力：垂直面上支反力： fa1fr1ftab136.1627.0311

15、1.22138.82175.8186.897611494受力簡圖水平面受力及彎矩垂直面受力及彎矩合成彎矩轉(zhuǎn)矩圖齒輪1（5）畫彎矩圖 在水平面上： 在垂直面上：齒輪左側(cè)齒輪右側(cè)合成彎矩 齒輪左側(cè) 齒輪右側(cè)（6）畫轉(zhuǎn)矩圖 86.89nm二中間軸的設(shè)計(jì)中間軸的設(shè)計(jì)步驟與高速軸的設(shè)計(jì)步驟一樣，經(jīng)校驗(yàn)應(yīng)力等都符合?，F(xiàn)將此軸的重要參數(shù)和尺寸列于如下所示：1）材料：45鋼，調(diào)質(zhì)2）初算軸徑：dmin=38.4mm,取d=40mm3）根據(jù)軸徑選軸承可初選圓錐滾子軸承30309c，其尺寸：45100254）軸各段直徑分別為：d1=d5=45mm、d2=d4=51mm、d3=60mm5）軸各段的長度：1到5段分別

16、為26mm、43mm、11mm、83mm、25mm6）齒輪與軸選用過盈配合h7/n6。與軸承內(nèi)圈配合軸頸選用過渡配合m6，兩齒輪均采用普通平鍵聯(lián)接，分別為14*30 gb/t 1096及鍵14*70 gb/t 1096。7）軸上受力分析 齒輪上的作用力圓周力：，徑向力：，軸向力：， 求軸承的支反力 垂直面上支反力： 水平面上支反力：（5）畫彎矩圖 在垂直面上：齒輪2處 齒輪3處 在水平面上：齒輪2左側(cè) 右側(cè)齒輪3右側(cè) 左側(cè)合成彎矩 齒輪2左側(cè) 右側(cè) 齒輪3左側(cè)右側(cè)（6）畫轉(zhuǎn)矩圖：86.89nmab-247.5092.73264.21385.16811108受力簡圖水平面受力及彎矩垂直面受力及彎

17、矩轉(zhuǎn)矩圖ft2fa2fr2fa3fr3ft3齒輪2齒輪3330.40-71.90123.91264.30257.73352.87423.05合成彎矩三、低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算細(xì)節(jié)步驟與高速軸的一樣，所以不再重復(fù)了。下面列出它的參數(shù)及尺寸：1）材料：45鋼，調(diào)質(zhì)2）初算軸徑：dmin=55mm,取d=60mm3）根據(jù)軸徑選軸承可初選圓錐滾子軸承30313，其尺寸：65140334）軸各段直徑分別為：d1 = d5 =65mm、d2=71mm、d3=77mm、d4=72mm、d6=63mm、d7=60mm5）軸各段的長度：1到7段分別為48mm、78mm、12mm、70mm、33mm、45mm、25mm

18、6）齒輪與軸選用過盈配合h7/n6，與軸承內(nèi)圈配合軸頸選用過渡配合m6，為保證良好的對中性，軸與半聯(lián)軸器選用過盈配合h7/k6。齒輪采用普通平鍵聯(lián)接，為20*70 gb/t 10967）軸上受力分析 齒輪上的作用力圓周力：徑向力：軸向力： 求軸承的支反力 水平面上支反力：垂直面上支反力： （5）畫彎矩圖 在水平面上：在垂直面上：齒輪左側(cè)齒輪右側(cè)fa4fr4ft4ab136.16-314.07697.65600.09864.981130.812682162受力簡圖水平面受力及彎矩垂直面受力及彎矩合成彎矩轉(zhuǎn)矩圖齒輪4合成彎矩 齒輪左側(cè) 齒輪右側(cè)（6）畫轉(zhuǎn)矩圖 1130.8nm8）按彎扭合成應(yīng)力校核

19、軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核是，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即齒輪4截面）的強(qiáng)度。取=0.6，則軸的計(jì)算應(yīng)力，故安全。9）精確校核該軸的疲勞強(qiáng)度 判斷危險(xiǎn)截面軸承b右側(cè)截面只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以軸承b右側(cè)截面均無需校核。從應(yīng)力集中對中的疲勞強(qiáng)度的影響來看，齒輪和套筒處的過盈配合所引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來看，齒輪中間截面上的應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大（過盈配合級(jí)鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩側(cè)），而且這里軸的直徑最大，故該截面也不必校核。因?yàn)殒I槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合小，因而該軸只需校

20、核截面左右兩側(cè)。 截面左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面左側(cè)的彎矩為，扭矩 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查得，。截面上由于軸肩形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)查表后經(jīng)插值法求得，查得材料的敏感系數(shù)為 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 查得尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)，表面質(zhì)量系數(shù)，取 則求得綜合系數(shù)為 取碳鋼的特性系數(shù) 于是，計(jì)算安全系數(shù)： 故可知其安全第五部分 校 核一、根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命1630010=48000小時(shí)1、高速軸軸承(1)已知兩軸承徑向反力：，初選兩軸承為圓錐滾子軸承30306c型，查表得基本額定動(dòng)載荷，基本額定靜載荷，(2)求軸承的計(jì)算軸向力派生軸向力

21、a被壓緊，b被放松，所以：(3)求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷因?yàn)?所以對軸承a： 對軸承b：取，則有：(4)驗(yàn)算軸承壽命故取p=4115.25n角接觸球軸承則預(yù)期壽命足夠，該軸承合格2、中間軸軸承(1)已知兩軸承徑向反力：，初選兩軸承為圓錐滾子軸承30309c型，查表得基本額定動(dòng)載荷，基本額定靜載荷，(2)求軸承的計(jì)算軸向力派生軸向力a被壓緊，b被放松，所以：(3)求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷因?yàn)?所以對軸承a： 對軸承b：取，則有：(4)驗(yàn)算軸承壽命故取p=6445.21n角接觸球軸承則預(yù)期壽命足夠，該軸承合格3、低速軸軸承(1)已知兩軸承徑向反力：，初選兩軸承為圓錐滾子軸承30313c型，查表得基本額定動(dòng)載荷，基

22、本額定靜載荷，(2)求軸承的計(jì)算軸向力派生軸向力a被壓緊，b被放松，所以：(3)求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷因?yàn)?所以對軸承a： 對軸承b：取，則有：(4)驗(yàn)算軸承壽命故取p=15937.28n角接觸球軸承則預(yù)期壽命足夠，該軸承合格二、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算1、輸入軸與大帶輪聯(lián)接采用普通a型平鍵聯(lián)接軸徑d=25mm l=54mm t=86.89nm選普通平鍵鍵840 gb/t 1096，h=7mm該鍵校核合格2、中間軸與齒輪2聯(lián)接用普通a型平鍵聯(lián)接軸徑d=51mm l=43mm t=385.1nm選用普通平鍵鍵1432 gb/t 1096，h=9mm該鍵校核合格。4、中間軸與齒輪3聯(lián)接用普通a型平鍵聯(lián)接軸徑d=51mm l=83mm t=385.1nm選用普通平鍵鍵1470 gb/t 1096，h=9mm該鍵校核合格。5、輸出軸與齒輪4聯(lián)接用普通a型平鍵聯(lián)接軸徑d=71mm l=78mm t=1130.8nm選用普通平鍵