帶式運輸機傳動裝置中同軸式二級圓柱齒輪減速器

1、設(shè)計說明書題目：帶式運輸機傳動裝置中的同軸式二級圓柱齒輪減速器。工作情況：載荷平穩(wěn)，單向旋轉(zhuǎn)。原始數(shù)據(jù)：鼓輪的扭矩 鼓輪的直徑 運輸帶速度 帶速允許偏差 使用年限 工作制度 一.確定選擇電動機1） 選擇電動機的類型：按已知的工作要求和條件，選用Y型全封閉籠型三相異步電動機2） 確定電動機的轉(zhuǎn)速： 雙級傳動比的范圍 3） 選擇電動機功率 由電動機至工作機之間的總功率為： 式中 分別為帶傳動、齒輪傳動的軸承、齒輪傳動、聯(lián)軸器、卷筒軸的軸承及卷筒的效率。取、，則= 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 再根據(jù)計算出的容量，由附表8.1查出有二種適用的電動機型號,其技術(shù)參數(shù)及傳動比較情況見下表.方案電動機型號額定

2、功率電動機轉(zhuǎn)速 ()傳動裝置的傳動比同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動比1Y160M1-8475072018.842Y132M1-64100096025.133Y112M-441500144037.7綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量以及帶傳動和減速器的傳動選擇第2種方案,因此選用電動機型號為Y132M1-6. 二 計算總傳動比和分配比1） 總傳動比是由電動機的滿載轉(zhuǎn)速和工作機主動軸的轉(zhuǎn)速決定 總傳動比 分配傳動比取V帶傳動比,高級齒輪傳動比，低速傳動比。三、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)1）各軸轉(zhuǎn)速 2)各軸的輸入功率 I軸 II軸 III軸 卷筒軸 3)各軸輸入轉(zhuǎn)矩 電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩 由此可得 I軸

3、 II軸 III軸 卷筒軸 動力和動力參數(shù)的計算結(jié)果如表軸名參數(shù)電動機軸軸軸軸卷筒軸轉(zhuǎn)速9603841213838輸入功率3.363.092.832.632.55輸入轉(zhuǎn)矩33.42580.22268815790傳動比2.53.173.171效率0.960.990.970.97四、 V帶傳動的設(shè)計原始數(shù)據(jù)： 1）確定計算功率 查表得得2）選擇普通V帶型號 根據(jù) 查圖選用SPZ型普通V帶。3) 確定帶輪基準(zhǔn)直徑為 根據(jù)表,選且大輪直徑基準(zhǔn)直徑為查表，選取標(biāo)準(zhǔn)值，則實際傳動比,從動輪的實際轉(zhuǎn)速分別為 從動輪的轉(zhuǎn)速誤差率為 在以內(nèi)為允許值。2） 驗算帶速 帶速在范圍內(nèi)。5）確定帶的基準(zhǔn)長度和實際中心距

4、按結(jié)構(gòu)設(shè)計要求初定中心距。由表8.4選取基準(zhǔn)長度 由式得實際中心距為 中心距的變動范圍 6）校驗小帶輪包角 7）確定V帶根數(shù) 根據(jù) 用內(nèi)插法查表8.14 功率增量為 查表 查表8.4帶輪長度修正系數(shù),看圖8.11查包角系數(shù) 算普通V帶根數(shù) 圓整得8)求初拉力和帶輪軸上的壓力 查表SPZ型普通V帶的每米長度質(zhì)量，根據(jù)公式得單根V帶的初拉力 在軸上的壓力為 五、齒輪的設(shè)計（一）低速齒輪設(shè)計原始數(shù)據(jù)： ！、選擇齒輪材料和精度等級小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為;大齒輪選用45鋼正火，硬度為。為普通減速器、由表10.21選8級精度，要求齒面粗糙度。2、按齒面接觸疲勞強度設(shè)計因兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪，可應(yīng)用10

5、.22，求出確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù):1) 轉(zhuǎn)矩 根據(jù)前面的計算可得2) 載荷系數(shù) 取3） 齒數(shù)和齒寬系數(shù)小齒輪的齒數(shù)取為22，則大齒輪齒數(shù)為。因為二級齒輪傳動為不對稱布置 ，所以齒輪面為軟齒面，由表10.20選取。4） 許用接觸應(yīng)力查圖得 由表10.10查得 查圖得抗疲勞系數(shù).由式可得故 由表10.3取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)3、主要尺寸計算 經(jīng)圓正后取， 4、按齒根彎曲疲勞強度校核 由式得出如則校核合格。確定有關(guān)系數(shù)和參數(shù)；1) 齒形系數(shù) 查表10.13得.2) 應(yīng)力修正系數(shù) 查表10.14得.3)許用彎曲應(yīng)力 由圖10.25查得 .由表10.10查得 .由圖10.26查得 . 由式10.14可得 . .故.

6、.齒根彎曲強度校核合格。5、驗算齒輪的圓周速度.由表10.22可知，選8級精度是合適的. （二）高速齒輪設(shè)計原始數(shù)據(jù)： ！、選擇齒輪材料和精度等級.小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為;大齒輪選用45鋼正火，硬度為。為普通減速器、由表10.21選8級精度，要求齒面粗糙度。2、按齒面接觸疲勞強度設(shè)計.因兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪，可應(yīng)用10.22，求出確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù):1)轉(zhuǎn)矩 根據(jù)前面計算的結(jié)果.2)載荷系數(shù) 查表10.11取3)齒數(shù)和齒寬系數(shù)小齒輪的齒數(shù)取為25，則大齒輪齒數(shù)為,取。因為二級齒輪傳動為不對稱布置 ，所以齒輪面為軟齒面，由表10.20選取。4)許用接觸應(yīng)力查圖10.24得 由表10.10查得

7、 查圖10.27得抗疲勞系數(shù).由式可得 故 . 由表10.3取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)3、主要尺寸計算 經(jīng)圓正后取。 4、按齒根彎曲疲勞強度校核 由式得出如則校核合格。確定有關(guān)系數(shù)和參數(shù)；1)齒形系數(shù) 查表10.13得.2)應(yīng)力修正系數(shù) 查表10.14得.3)許用彎曲應(yīng)力 由圖10.25查得 .由表10.10查得 .由圖10.26查得 . 由式10.14可得 故 齒根彎曲強度校核合格。5、驗算齒輪的圓周速度由表10.22可知，選8級精度是合適的. 齒數(shù) Z模數(shù) m分度圓直徑齒輪122226.6齒輪2553240齒輪325226.6齒輪4803240六、減速器的箱體設(shè)計減速器箱體起著支承和固定軸組件零件，保證傳

8、動件的嚙合精度和良好潤滑以及軸組件的可靠。為了安裝方便因此采用剖分式結(jié)構(gòu)。1、 確定箱體的尺寸與形狀。名 稱符號公 式尺 寸箱座的壁厚箱蓋壁厚箱蓋凸圓厚度箱座凸圓厚度箱體底凸圓厚度地腳螺釘直徑地腳螺釘數(shù)目軸承旁連接螺栓直徑蓋與座連接螺栓直徑連接螺栓的間距軸承端蓋螺釘直徑至外箱壁距離至凸圓邊緣距離軸承旁凸臺半徑見表4.2凸臺高度外箱壁至軸承座端面的距離凸臺高度手板操作外箱壁至軸承座端面的距離齒輪頂圓與內(nèi)箱壁間的距離齒輪端面與內(nèi)箱壁間的距離箱蓋、箱座肋厚軸承端蓋外徑齒輪端面與內(nèi)箱壁間的距離箱蓋、箱座肋軸承旁連接螺栓距離2減數(shù)器附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）窺見孔和窺視孔蓋窺視孔用于檢查傳動件的嚙合情況、潤滑

9、狀態(tài)、接觸斑點及齒側(cè)間隙等，還可用于注入潤滑油。窺視孔應(yīng)開在便于觀察傳動件嚙合區(qū)的位置，尺寸大小便于觀察為宜。 窺視孔蓋可用鑄鐵、鋼板或有機玻璃制成，它和箱體之間應(yīng)加密封墊片密封。箱體上開窺視孔處應(yīng)凸出一塊，以便加工出與孔蓋的接觸面，如圖5.53b所示，圖5.53a為錯誤結(jié)構(gòu)?？咨w用M6M8的螺釘固，其結(jié)構(gòu)如圖5.54所示。（2）放游螺塞 放游孔應(yīng)設(shè)在箱座底面的最低處，常將箱體的內(nèi)底面設(shè)計成向孔方向傾斜，并在其附近做出一小凹坑，以便攻絲及油污的匯集和排放。圖5.55a的工藝性較好，圖5.55b未開凹坑，加工工藝性差。（3）游標(biāo) 游標(biāo)用來指示油面高度，應(yīng)設(shè)置在便于檢查及油面較穩(wěn)定之處（如低速級傳

10、動件附件）。 常用的游標(biāo)有圓形游標(biāo)、長型游標(biāo)、管狀游標(biāo)和桿式游標(biāo)等。一般多用帶螺紋的桿式游標(biāo)（5.56）。采用桿試游標(biāo)時，應(yīng)使箱座游標(biāo)座孔的傾斜位置便于加工和使用，如圖5.57所示。游標(biāo)安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入游標(biāo)座控而溢出。游標(biāo)上的油面刻度線應(yīng)按傳動件的浸油深度確定。為避免因油的攪動而影響檢查效果，可在標(biāo)尺外裝隔套，如圖5.58所示。（4）通氣器 減數(shù)器運動時，箱體內(nèi)門溫度升高、氣壓增大，對減速器的密封極為不利。因此多在箱蓋頂部或窺視孔蓋上安裝通氣器，使箱體內(nèi)的熱脹氣體自由逸出，以保證箱體內(nèi)外壓力均衡，提高箱體有縫隙處的密封性能。 簡易的通氣器常用帶孔螺釘制成，但通氣孔不能直通頂端，以

11、免灰塵進(jìn)入，如圖5.59a所示。這種通氣器用于比較清潔的場合。較完善的通氣器內(nèi)部做成各種曲路，并用金屬網(wǎng)，以減少灰塵隨空氣吸入箱體，如圖5.59b所示。 通氣器的結(jié)構(gòu)型式和尺寸如表4.4所列。（5）起蓋螺釘 起蓋螺釘（圖5.61）上的螺紋長度要大于箱蓋連接凸緣的厚度，釘桿端部要做成圓柱形 ，工成大角或半圓形，以免頂壞螺紋。（6）定位銷 為了保證部分式箱體軸承孔的加工與裝配精度，在箱體的連接凸緣的長度方向兩端各設(shè)一個圓錐定位銷（5361）。兩銷間的距離盡量遠(yuǎn)些，一提高定位精度。 定位銷的直徑一般取為箱體連接螺栓的直徑，其長度應(yīng)大雨箱蓋和箱座連接凸緣的總厚度，以利于裝拆。（7）吊環(huán)螺釘、吊耳和吊鉤

12、 為了拆卸及搬運減數(shù)器，應(yīng)在箱蓋上裝有吊環(huán)螺釘或鑄出吊耳，并在箱座上鑄出吊鉤。 吊環(huán)螺釘為標(biāo)準(zhǔn)件，可按起重量選取。由于吊環(huán)螺釘承載較大，故在裝配時必須把螺釘完全擰入，使其抬肩抵緊箱蓋上的支撐面。為此，箱蓋上的螺釘孔必須局部扈忽大，如圖5.62所示（其中圖B所示螺釘孔的工藝性更好）。吊環(huán)螺釘用于拆卸箱蓋，也允許用來吊運輕型見速器。 比較簡便的加工方法是在箱蓋上直接鑄出吊耳或吊耳環(huán)，箱座兩端也鑄出吊鉤，用以起吊或搬運整個箱體。吊鉤和吊耳的尺寸可查表4.3，也可根據(jù)具體情況加以修改。 箱體及其附件的設(shè)計完成后，減速器的裝配草圖就已畫好。圖5.63、圖5.64分別為這一階段設(shè)計的一級圓柱齒輪減速器及蝸

13、桿減速器的裝配草圖。 七、軸的設(shè)計（一）軸的設(shè)計 原始數(shù)據(jù) = 1 選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力由已知條件知減速器傳遞的功率屬中小功率，對材料無特殊要求，故選用45號鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。由表14。4查得強度極限，再由表14。2得許用彎曲應(yīng)力2 按扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑根據(jù)表14.1得。又由式得考慮到軸的最小直徑處要安裝連軸器，會有鍵槽存在，故將估算直徑加大，取為由設(shè)計手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑3 畫出草圖 ，裝配軸承，L1=20mm，裝配齒輪，L2=60mm, 裝配軸承，L3=40mm求作用在齒輪上的力 = 按彎矩合成強度校核軸徑（1） 畫出軸的受力圖（2） 作水平面內(nèi)的彎矩圖，支點反力為 A處截面的彎矩為： B處截

14、面的彎矩為： （3） 作垂直面內(nèi)的彎矩圖，支點反力為： A處的截面彎矩為： B處的截面彎矩為： (4) 作合成彎矩圖： （5） 做轉(zhuǎn)矩圖 （6） 求當(dāng)量彎矩：因減速器單向運轉(zhuǎn)，故可以認(rèn)為轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)變化，修正系數(shù)為0.6（7） 確定危險截面及校核強度 查表14。2得，滿足的條件，故設(shè)計的軸有足夠強度。I軸 （二）II軸的設(shè)計原始數(shù)據(jù)： 1.選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力由已知條件知減速器傳遞的功率屬中小功率，對材料無特殊要求，故選用45號鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。由表14.4查得強度極限，再由表14.2得許用彎曲應(yīng)力2.按扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑根據(jù)表14。1得。又由式得考慮到軸的最小直徑處要安裝連軸器，會有鍵槽

15、存在，故將估算直徑加大，取為由設(shè)計手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑3.設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)草圖由于設(shè)計的是雙級減速器，兩齒輪均分布在箱體的內(nèi)部中央，而軸承將對稱安裝在齒輪的兩側(cè)。4、確定軸上零件的位置和固定方式如圖所示，可以確定齒輪可從軸的兩端裝入，中間可以用肩軸固定，兩端套筒固定，這樣齒輪在軸上的軸向位置就完全被確定。軸上的軸向固定采用平鍵連接。軸承對稱安裝在軸的兩端，軸向采用過盈配合。 5、確定各軸段的直徑兩軸端的直徑最小，。上有肩軸，所以必須滿足兩齒輪內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)6、確定各軸段的長度 裝配軸承 ， 裝配低速齒輪 裝配高速齒輪 7、軸的校核 作用在齒輪上的圓周力為： 徑向力為: 求垂直面的支承反力： 求水平面

16、的支承反力： 繪制垂直面彎矩圖 繪制水平面彎矩圖 求合成彎矩圖： 求危險截面當(dāng)量彎矩：從圖可見，處截面最危險，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù)）計算危險截面處軸的直徑因為材料選擇調(diào)質(zhì)，查表得，查表得許用彎曲應(yīng)力，則：因為，所以該軸是安全的。II軸（三）III軸設(shè)計原始數(shù)據(jù)： 1.選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力由已知條件知減速器傳遞的功率屬中小功率，對材料無特殊要求，故選用45號鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。由表14.4查得強度極限，再由表14.2得許用彎曲應(yīng)力2.按扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑1.根據(jù)表14.1得又由式得考慮到軸的最小直徑處要安裝連軸器，會有鍵槽存在，故將估算直徑加大，取為由設(shè)計手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑3.設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)并繪

17、制結(jié)構(gòu)草圖4、確定各軸的直徑（1）確定軸上的零件的位置和固定方式如上圖右齒輪從軸的右端安裝，用套筒固定。齒輪的左端用I軸和左端軸承來定位。齒輪的軸向固定采用平鍵連接且采用過盈配合。（2）各軸的直徑確定 裝配軸承 裝配低速齒輪 聯(lián)軸器 5.軸的校核作用在齒輪上的圓周力為：徑向力為求垂直面的支承反力：求水平面的支承反力： 求在支點產(chǎn)生的反力： 制垂直面彎矩 繪制水平面彎矩圖 繪制力產(chǎn)生的彎矩圖求合成彎矩圖：考慮最不利的情況，把與直接相加求危險截面當(dāng)量彎矩：從圖可見，處截面最危險，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù)）計算危險截面處軸的直徑因為材料選擇調(diào)質(zhì)，查表得，查表得許用彎曲應(yīng)力，則：因為，所以該軸是安全

18、的。III軸八、滾動軸承的計算根據(jù)要求對所選的在低速軸I上的兩滾動軸承進(jìn)行校核在前面進(jìn)行軸的計算時所選軸I上的兩滾動軸承型號均為6309，其基本額定動載荷，基本額定靜載荷。現(xiàn)對它們進(jìn)行校核。由前面求得的兩個軸承所受的載荷分別為由上可知軸承1所受的載荷遠(yuǎn)大于軸承2，所以只需對軸承1進(jìn)行校核，如果軸承1滿足要求，軸承2必滿足要求。1）求比值軸承所受徑向力 所受的軸向力 它們的比值為 查表得，深溝球軸承的最小e值為0.19，故此時。2）計算當(dāng)量動載荷P，按表15.13，X=1，Y=0按表15.12，取。則3) 計算所須的徑向額定動載荷值 4）驗算軸承的壽命按要求軸承的最短壽命為 由公式得所以所選的軸

19、承6309滿足要求。九、連接件的選擇和計算按要求對低速軸I上的兩個鍵進(jìn)行選擇及校核。1）對連接齒輪1與軸2的鍵的計算（1）選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸一般8級以上的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵聯(lián)接。由于齒輪不在軸端，故可選用圓頭普通平鍵（A型）。根據(jù)d=35mm從表中查得鍵的截面尺寸為：寬度b=10mm，高度h=10mm。由輪轂寬度并參照鍵的長度系列，取鍵長L=63mm。（2）校核鍵聯(lián)接的強度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由表查得許用擠壓應(yīng)力，取平均值，。鍵的工作長度l=L-b=63mm-10mm=53mm。，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.510=5mm。根據(jù)公式可得所以所選的鍵滿足強度要求。鍵的標(biāo)記為：鍵161063 G