輸送帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(二級(jí)圓柱齒輪減速器)說(shuō)明書(shū)

1、山東科技大學(xué)設(shè)計(jì)（論文）用紙1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 二 工作情況：?jiǎn)蜗蜻\(yùn)轉(zhuǎn)，有輕微振動(dòng)，經(jīng)常滿(mǎn)載空載啟動(dòng)，單班制工作，使用年限5年，輸送帶速度允許誤差為5%。三 原始數(shù)據(jù)輸送帶拉力F/N：1800輸送帶速度V（m/s）：1.1滾筒的直徑D（mm）：350四 設(shè)計(jì)內(nèi)容1.電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算；2.直齒輪傳動(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、

2、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) 2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(lèi)型為：展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器。本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是：減速器橫向尺寸較小，兩大吃論浸油深度可以大致相同。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，軸向尺寸小。3電動(dòng)機(jī)的選擇1電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)的選擇按工作要求和條件選取Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。2電動(dòng)機(jī)容量的選擇1） 工作機(jī)所需功率Pw Pw2.02kW其中，平帶傳動(dòng)的效率0.982） 電動(dòng)機(jī)的輸出功率PoPw/由1P134表10-1查得聯(lián)

3、軸器效率0.99，一對(duì)齒輪傳動(dòng)效率0.97，一對(duì)滾動(dòng)軸承效率0.99，因此0.9Po2.24kW3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇Pm=(11.3)Po=2.242.912 kWNw=60Vw/ d=60.05 r/min根據(jù)1P13表3-2確定單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比i= 35則總傳動(dòng)比的范圍 i=925電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍應(yīng)為 n=540.451501.25 r/min初選為同步轉(zhuǎn)速為1000 r/min的電動(dòng)機(jī)4電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的情況后，根據(jù)1P223表10-110確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y132S-6。額定功率為3kW，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速960r/min?；痉项}目所需的要求。計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力

4、參數(shù)傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配1計(jì)算總傳動(dòng)比由電動(dòng)機(jī)的滿(mǎn)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：inm/nw=960/60.57=15.992合理分配各級(jí)傳動(dòng)比I1=4.559I2=3.507各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩參 數(shù)軸 名電動(dòng)機(jī)軸I軸II軸III軸滾筒軸轉(zhuǎn)速（r/min）960960210.5760.0460.04功率（kW）32.972.852.742.69轉(zhuǎn)矩（N/m）29.8429.55129.26435.83427.87傳動(dòng)比i14.5593.5071效率0.990.960.960.984傳動(dòng)件設(shè)計(jì)計(jì)算1 選定齒輪傳動(dòng)類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)熱處理方

5、式、確定許用應(yīng)力。1）直齒圓柱齒輪傳動(dòng)2） 材料及熱處理；選擇小齒輪材料為45（正火），硬度為210HBS，大齒輪材料為45（正火），硬度為200HBS，二者材料硬度差為10HBS。2） 精度等級(jí)選用8級(jí)精度；3） 試選小齒輪齒數(shù)z124，大齒輪齒數(shù)z285的；2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)算按2P130式（737）試算，即 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（2） 由圖7-31選取區(qū)域系數(shù)ZH2.5（3） 由表7-13選取尺寬系數(shù)d0.7（5） 由表7-11查得材料的彈性影響系數(shù)ZE189.8Mpa（4） 計(jì)算重合度=1.883.2（1/z1+1/

6、z2）=1.7234（6） 由圖1021d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim1600MPa；大齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限Hlim2550MPa；（9） 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 H1600MPa H2550MPa2） 計(jì)算（1） 試算小齒輪分度圓直徑do 79.637=80mm（2） 計(jì)算圓周速度V =0 .88m/s（3） 計(jì)算齒寬b及模數(shù)mb=ddo=0.780mm=56mm 經(jīng)圓整b=55 mmm = 3.32 經(jīng)圓整m = 3.5h=2.25m=2.253 mm=6.75 mm（5） 計(jì)算載荷系數(shù)K 已知載荷有輕微振動(dòng)，所以取KA=

7、1.25 2P129表7-10根據(jù)v=0.88 m/s,8級(jí)精度，由2P128 圖7-28查得動(dòng)載系數(shù)KV=1.2；由表104查的KH的計(jì)算公式和直齒輪的相同，故 K=1.19由2圖7-30查得K=1.19由2圖7-29查得K=1.25。故載荷系數(shù) K=KAKVKK=1.251.21.251.19=2.23（6） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 d1= 84 mm 3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 2P131式7-39 F1=108.85 210F2=103 210滿(mǎn)足強(qiáng)度要求4幾何尺寸計(jì)算1） 計(jì)算中心距z1 =24， z2=85a =190.75 mmB1=60mm，B2=55mm同理可得，高速

8、齒輪的幾何尺寸z1 =24， z2=110m= 2a =134 mmB1=40 mm，B2=35 mm5） 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。5軸的設(shè)計(jì)計(jì)算II軸：1初步確定軸的最小直徑d 26.2mm2求作用在齒輪上的受力Ft1= 1174.9NFr1=427.6NFt2=3077NFr2=1120N3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1） 徑向尺寸d1、d7處與軸承內(nèi)徑相配合，為便于軸承安裝，故取d1=d7=30 mm，選定軸承型號(hào)為6306 1P167表10-35。d3、d5處與齒輪孔徑相結(jié)合，為了便裝配，按標(biāo)準(zhǔn)直徑系列

9、（2P280表14-6）取d3=33.5mm,d5=40mm。d4處為軸環(huán)，起定位作用，取d4=46mm。d2、d6處安裝套筒，以固定齒輪和軸承。2） 軸向尺寸 與齒輪相配合的軸段長(zhǎng)度，略小于其輪轂寬度。大、小齒輪的輪轂寬度均為B=（1.21.5）30，取B=40 mm，取軸段為L(zhǎng)3=48,L5=43 mm。與軸承相配合的軸段L1、L7，軸承寬度為19 mm，取擋油板為5 mm，則L1=L7=19 mm。其他軸段長(zhǎng)度與軸間配合有關(guān)，取L2=30 mm，L6=10 mm4 求軸上的載荷FH= 503 NFV=2244 N5.求彎矩大齒輪所在截面所受的水平彎矩等于：MH=112.5x503=565

10、87.5N*mm大齒輪所在截面所受的垂直彎矩等于：MV=112.5x2244=252450 N*mm合成彎矩：=258714 N*mm 2P283因?yàn)閱蜗噙\(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，=0.6。 *T=0.6x129243=77545.8 N*mm當(dāng)量彎矩：=270085.7 N*mm由2P280式14-4可知da=31.42 mmdm=36.62 mm考慮鍵槽da=105%x31.42=32.9933.5 mm dm=105%x36.62=38.45140 mm強(qiáng)度滿(mǎn)足軸承的校核：P1=2087.7 N，P2=2251.98 N因?yàn)镻1P2，取較大值P2。查2P252表13-15fp=1.1 表13

11、-14ft=1fp*P2/ft=1.1x2251.8/1=2477 根據(jù)P252式13-2 計(jì)算C=14101.2 N20800N，滿(mǎn)足強(qiáng)度要求I軸：1初步確定軸的最小直徑d 16.03 mm2求作用在齒輪上的受力Ft1=1230,9 NFr1=448 N3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1） 徑向尺寸從軸段d1=18 mm開(kāi)始d2起固定作用，定位軸肩高度可在（0.070.1）d的范圍內(nèi)按經(jīng)驗(yàn)選取，故d2=20.5221.6,該直徑處將安裝密封氈圈，標(biāo)準(zhǔn)直徑應(yīng)取d2=20 mm 2P191表10-50，d3處與軸承內(nèi)徑相配合，為便于軸承安裝，故取d3= d7 =25 mm，選定軸承型號(hào)為6005 1P167表10

12、-35。d4處與齒輪孔徑相結(jié)合，為了便裝配，按標(biāo)準(zhǔn)直徑系列（2P280表14-6）取d4=28mm。d5起固定作用，由h=（0.070.1）d =1.962.8 mm，取h=2 mm，d5=35 mm。d7與軸承配合，取d7=d3 =25 mm。d6為軸承軸肩，取d6=30 mm2） 軸向尺寸與齒輪相配合的軸段長(zhǎng)度，略小于其輪轂寬度B=(1.21.5)=33.642 mm,取B=40 mm，取軸段L4=38 mm.聯(lián)軸器HL1的Y型軸孔B=30 mm,取軸段長(zhǎng)L1=28 mm。與軸承相配合的軸段L7，查軸承寬度為15 mm，取擋油板為8 mm，于是L7=15mm,L3 =113mm軸承端面與箱

13、體內(nèi)壁的距離1與軸承潤(rùn)滑有關(guān)，取1=5 mm。齒輪端面與箱體壁的距離2=1015 mm。分箱面寬與螺栓裝拆空間有關(guān)，軸承蓋螺釘至聯(lián)軸器距離3=1015 mm。綜合考慮取L2=55 mm。4 求軸上的載荷FH= 116.7 NFV=320.6 N5.求彎矩小齒輪截面所受的水平彎矩等于：MH=123.5x116.7=14412.5 N*mm小齒輪截面所受的垂直彎矩等于：MV=123.5x320.6=39594.1 N*mm合成彎矩：=42135.9N*mm因?yàn)閱蜗噙\(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，=0.6。 *T=0.6X29542=17725.2N*mm當(dāng)量彎矩：=45712N*mm由2P280式14-4可

14、知da=14.77mmdm=20.26 mm考慮鍵槽da=105%x14.77=15.518 mm dm=105%x20.5=21.2728 mm強(qiáng)度滿(mǎn)足軸承的校核：P1=331.3N,P2=968.8 N查2P252表13-15fp=1.1 表13-14ft=1fp*P2/ft=1.1x968.8/1=945 根據(jù)P252式13-2 計(jì)算C=10058 N10800N，滿(mǎn)足強(qiáng)度要求III軸：1初步確定軸的最小直徑d 39.31 mm2求作用在齒輪上的受力Ft1= 2929.6 NFr1=1066.4 N3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1） 徑向尺寸從軸段d1= 40 mm開(kāi)始d2起固定作用，定位軸肩高度可在（

15、0.070.1）d1的范圍內(nèi)按經(jīng)驗(yàn)選取，故d2=45.648 mm,該直徑處將安裝密封氈圈，標(biāo)準(zhǔn)直徑應(yīng)取d2=55 mm 2P191表10-50，d3處與軸承內(nèi)徑相配合，為便于軸承安裝，故取d3=60 mm，選定軸承型號(hào)為6012 1P167表10-35。d6處與齒輪孔徑相結(jié)合，為了便裝配，按標(biāo)準(zhǔn)直徑系列（2P280表14-6）取d4=71mm。d5處為軸環(huán)，起定位作用，取d4=70 mm。d7與軸承配合，取d7=d3=60 mm。d6為軸承軸肩，取d5=80 mm。2） 軸向尺寸與齒輪相配合的軸段長(zhǎng)度，略小于其輪轂寬度B=(1.21.5)d=63.679.5 mm,取B=86 mm，取軸段L

16、4=84 mm.聯(lián)軸器HL3的J型軸孔B=84 mm,取軸段長(zhǎng)L1=82 mm。與軸承相配合的軸段L7，查軸承寬度為19mm，取擋油板為20 mm，于是L7=33 mm軸承端面與箱體內(nèi)壁的距離1與軸承潤(rùn)滑有關(guān)，取1=5 mm。齒輪端面與箱體壁的距離2=1015 mm。分箱面寬與螺栓裝拆空間有關(guān)，軸承蓋螺釘至聯(lián)軸器距離3=1015 mm，綜合考慮取L2=55 mm。L3、L6的長(zhǎng)度與其他軸的配合有關(guān)，分別取L3=38 mm、L6=11.5mm。軸環(huán)寬度L5=15.5 mm。4 求軸上的載荷FH= 572 NFV=357.8 N5.求彎矩大齒輪截面所受的水平彎矩等于：MH=88x572=50336

17、N*mm大齒輪截面所受的垂直彎矩等于：MV=88x1357.8=119486.4 N*mm合成彎矩：。=129656.13 N*mm因?yàn)閱蜗噙\(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，=0.6。 *T=0.6x435781=261469 N*mm當(dāng)量彎矩：=291850.56N*mm由2P280式14-4可知da=36.23 mmdm=58 mm考慮鍵槽da=105%X36.23=37.5840 mm dm=105%x58=60.971 mm強(qiáng)度滿(mǎn)足軸承的校核：P1=1572.2 N，P2=1647.98N查2P252表13-15fp=1.1 表13-14ft=1fp*P2/ft=1.1x1647.98/1=181

18、2.8 根據(jù)P252式13-2 計(jì)算C=6791.9 N24500N，滿(mǎn)足強(qiáng)度要求6鍵連接的選擇及校核計(jì)算 鍵的位置bh所在軸直徑工作長(zhǎng)度工作高度轉(zhuǎn) 矩極限應(yīng)力高速軸齒 輪8X728303.32955117聯(lián)軸器6618232.8295556中間軸大齒輪10840303.312926117小齒輪10833.5403.312926117低速軸齒 輪20X1253444.943583100聯(lián)軸器14960723.84358395所選鍵槽為A和C型鍵槽，由于鍵采用靜聯(lián)接，沖擊輕微，所以許用擠壓應(yīng)力為100 120MPa ，所以上述鍵皆安全。7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。二、

19、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 K=1.3，計(jì)算名義轉(zhuǎn)矩為T(mén)c=K*T=28.47 N/m考慮電動(dòng)機(jī)外伸軸徑，選用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器HL1（GB501485）其主要參數(shù)如下：公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩 160 N/m軸孔直徑 ， 18軸孔長(zhǎng) ， 30（2P184表10-43）（GB501485）三、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K=1.3 ，計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 Tc=K*T=430.82 N/m所以選用凸緣聯(lián)軸器YL10（GB584386）其主要參數(shù)如下：材料HT200公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩630 N/m軸孔直徑 405mm軸孔長(zhǎng) ，84 mm

20、 （2P184表10-41）（GB501485）8減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、 減速器箱體的結(jié)構(gòu)：鑄造的臥式剖分箱體 2、 軸承類(lèi)型及潤(rùn)滑方式：齒輪油潤(rùn)滑，軸承采用深溝球軸承，由于第二級(jí)級(jí)齒輪的圓周速度v2m/s時(shí)，軸承采用脂潤(rùn)滑。 3、 軸承蓋的結(jié)構(gòu)形式：凸緣式軸承蓋 4、 軸承組合結(jié)構(gòu)方案：兩端固定式 5、 鑄造減速器機(jī)體主要結(jié)構(gòu)尺寸： 1P23表5-1機(jī)座壁厚： = 8mm， 機(jī)蓋壁厚：1 = 8 mm， 機(jī)座凸緣厚度：b=12 mm， 機(jī)蓋凸緣厚度b1= 12 mm， 機(jī)座底凸緣厚度：b2=20 mm， 地腳螺釘直徑：df=16mm， 地腳螺釘數(shù)目：n= 6軸承旁連接螺栓直徑：d1=12m

21、m， 蓋與座連接螺栓直徑：d2=8mm， 連接螺栓間距：l150 200mm, 軸承端蓋螺釘直徑：d3= 8 mm（6005），10 mm（6005），10 mm（6010） df，d1，d2至外和內(nèi)機(jī)壁距離：Do =34 mm，Ro= 8 mm，r=3 mm， d1、d2 至凸緣邊緣距離： c1=22 mm， c2=12 mm， 軸承旁凸臺(tái)半徑 R1=20 mm，h待定， 大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離：1=9 mm， 齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離：2=9 mm， 機(jī)座肋厚：m1=8 mm， 機(jī)蓋肋厚m=8 mm， 9減速器附件的選擇窺視孔蓋螺釘直徑：d4=8mm, 定位銷(xiāo)直徑：d=6mm， 通氣器由于在室

22、內(nèi)使用，選通氣器（一次過(guò)濾），采用M141.5 1P49表5-18油面指示器選用游標(biāo)尺M(jìn)12 1P51表5-19起吊裝置采用箱蓋吊耳、箱座吊耳 1P52表5-20放油螺塞選用外六角油塞及墊片M161.5 1P48表5-1710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，所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為40mm。二、滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑由于軸承周向速度太低（v1.51.2 m/s），所以采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。四、密封方法的選取選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用氈圈式密封。密封圈型號(hào)按所裝配軸的直徑確定。1P191表10-50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

23、以這次的設(shè)計(jì)存在許多缺點(diǎn)，比如說(shuō)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。11參考資料目錄1 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，張建中主編，2006年9月第2版；2 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，張建中主編，2006年1月第3版；結(jié) 果： Pw2.02kWPm=3 kWY132S-6nm960r/min結(jié) 果：I =15.99I1=4.559I2=3.507結(jié) 果：H1600MPa H2550MPa V=0 .88m/s合 適b =55 mmm = 3.5h =6.75 mm結(jié) 果：F

24、1=108.85 210F2=103 210滿(mǎn)足強(qiáng)度要求z1 =24， z2=85a =190.75 mmB1=60mm，B2=55mm高速齒輪的幾何尺寸z1=24， z2=110m= 2a=134mm B1=40mm，B2=35 mm結(jié) 果：Ft1= 1174.9NFr1=427.6NFt2=3077NFr2=1120Nd1=d7=30 mmd3=35.5mmd5=40mmd4=46 mmL3=48mm,L5=43 mmL1=L7=19 mmL2=30 mm，L6=10 mmFH= 503 NFV=2244 N結(jié) 果：MH=56587.5 N*mmMV=252450N*mmM=258714 N*mmM=270085.7 N*mmda=105%x31.42=32.9933.5 mm dm=105%x36.62=38.45140 mm強(qiáng)強(qiáng)度滿(mǎn)足C=