同軸二級減速器課程設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱： 機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)年級： 機(jī)電09-1班 姓 名： 宋開勇 班級學(xué)號： 09-1-16 指導(dǎo)教師： 呂相艷 二一一年十一月十六日目 錄一、 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書-1二、 傳動方案的擬定與分析-2三、 電動機(jī)的選擇-3四、 計(jì)算總傳動比及分配各級傳動比-4五、 動力學(xué)參數(shù)計(jì)算- 5六、 傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算-6七、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算-17八、 滾動軸承的選擇及校核計(jì)算-26九、 鍵連接的選擇及校核計(jì)算-28十、 聯(lián)軸器的選擇及校核計(jì)算-29十一、減速器的潤滑與密封-30十二、箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-32設(shè)計(jì)小結(jié)-33參

2、考文獻(xiàn)- 34一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置設(shè)計(jì)1. 工作條件連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微振動，空載起動；使用期10年，每年300個(gè)工作日，小批量生產(chǎn)，單班制工作，運(yùn)輸帶速度允許誤差為±5%。1-電動機(jī)；2-v帶傳動；3-同軸式二級圓柱齒輪減速器；4-聯(lián)軸器；5-運(yùn)輸帶題目c圖 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動示意圖2. 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)學(xué)號數(shù)據(jù)編號15-116-217-318-419-520-621-722-823-924-10運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)矩（）1200125013001350140014501500125013001350運(yùn)輸帶工作速度（）1.41.451.51.551.61.41.451.5

3、1.551.6卷筒直徑（）4304204504804904204504404204703. 設(shè)計(jì)任務(wù)1）選擇電動機(jī)，進(jìn)行傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算。2）進(jìn)行傳動裝置中的傳動零件設(shè)計(jì)計(jì)算。3）繪制傳動裝置中減速器裝配圖和箱體、齒輪及軸的零件工作圖。4）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。二、傳動方案的擬定與分析方案一：高速齒輪和低速齒輪都采用圓柱斜齒輪優(yōu)點(diǎn)：傳動平穩(wěn)。缺點(diǎn)：斜齒輪成本高。方案二：高速齒輪和低速齒輪都采用圓柱直齒輪優(yōu)點(diǎn)：成本低。缺點(diǎn)：高速此輪采用圓柱直齒輪傳動不平穩(wěn)，噪聲大。方案三：高速齒輪采用圓柱斜齒輪，低速齒輪采用圓柱直齒輪優(yōu)點(diǎn)：成本相對低，傳動平穩(wěn)。缺點(diǎn)：中間軸軸向力不能抵消。三、電動機(jī)的

4、選擇1、電動機(jī)類型的選擇選擇y系列三相異步電動機(jī)。2、電動機(jī)功率選擇（1）傳動裝置的總效率： =0.96×0.994×0.972×0.99×0.96=0.8246（2）電機(jī)所需的功率：3、確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速：按機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書p7表1推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動二級減速器傳動比范圍，取v帶傳動比，則總傳動比合理范圍為i總=840。故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：。符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1500和3000r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊查出有三種適用的電動機(jī)型號，因此有三種傳動比方案，綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶

5、傳動、減速器的傳動比，可見第1方案比較適合，則選n=1500r/min。4、確定電動機(jī)型號根據(jù)以上選用的電動機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動機(jī)型號為y160m-4。其主要性能：額定功率11kw；滿載轉(zhuǎn)速1460r/min；額定轉(zhuǎn)矩2.3；質(zhì)量123kg。四、計(jì)算總傳動比及分配各級的傳動比1、總傳動比2、分配各級傳動比（1） 取減速器的傳動比，則v帶傳動的傳動比（二級減速器，合理）（2） 取兩級圓柱齒輪減速器高速級的傳動比 則低速級的傳動比五、動力學(xué)參數(shù)計(jì)算設(shè)：從電動機(jī)到輸送機(jī)滾筒軸分別為0軸、1軸、2軸、3軸、4軸；對應(yīng)于各軸的轉(zhuǎn)速分別為 、 、 、 、 ；對應(yīng)于0軸的輸出功率和其余

6、各軸的輸入功率分別為 、 、 、 、 ；對應(yīng)于0軸的輸出轉(zhuǎn)矩和其余名軸的輸入轉(zhuǎn)矩分別為 、 、 、 、 。 六、傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算Ø v帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算1、選擇普通v帶截型由教材p156表8-7取ka=1.0pc=kap=1.0×10.467=10.467kw由教材p157圖8-11選用b型v帶2、確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速由教材教材p157圖8-11推薦的小帶輪基準(zhǔn)直徑為：125140mm，則取dd1=140mm>dmin=75 mm dd2=n1/n2·dd1=1.71×140=239.4mm由教材p157表8-8，取dd2=250mm帶速v

7、：v=在525m/s范圍內(nèi)，帶速合適3、確定帶長和中心矩根據(jù)教材p152式（8-20）0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)得：0.7(140+250)a02×(140+250) 所以有：273mma0780mm，取a0=550 由教材p158式（8-22）l d0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a0得：l d0=2×550+1.57(140+250)+(250-140)2/4×550=1718.19mm根據(jù)教材p146表（8-2）取ld=1800mm根據(jù)教材p158式（8-23）得：aa0+（ld-l0）/2=550+（1

8、800-1718.19）/2=591mm4、驗(yàn)算小帶輪包角1=1800-（dd2-dd1）/a×57.30 =1800-（250-140）/591×57.30=1690>1200（適用）5、確定帶的根數(shù)根據(jù)教材p152表（8-4a）查得：p0=2.82kw根據(jù)教材p153表（8-4b）查得：p0=0.40kw根據(jù)教材p155表（8-5）查得：k=0.98根據(jù)教材p146表（8-2）查得：kl=0.95由教材p158式（8-26）得：z=pc/pr=pc/(p0+p0) kkl=10.467/(2.82+0.40) ×0.98×0.95=3.49取z

9、=4Ø 高速齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算1、選擇齒輪材料及精度等級1）選用斜齒圓柱齒輪傳2）選用級精度3）材料選擇。小齒輪材料為（調(diào)質(zhì)），硬度為，大齒輪材料為鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為hbs，二者材料硬度差為hbs。4）選小齒輪齒數(shù)124，大齒輪齒數(shù)21·14.2×24=100.8,取z2=100。選取螺旋角。初選螺旋角2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)按式（1021）試算，即 1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（1）試選 （2）由圖10-30，選取區(qū)域系數(shù)（3）由圖10-26差得（4）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 （5）由表10-7選取齒寬系數(shù)（6）由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)（7）由圖10-21

10、d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（8）由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（9）由圖10-19查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)（10）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力取失效概率為，安全系數(shù)為s=1，由式10-12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（3）計(jì)算齒寬及模數(shù)（4）計(jì)算縱向重合度（5）計(jì)算載荷系數(shù)k已知使用系數(shù)根據(jù)，級精度，由圖10-8查得動載荷系數(shù)由表10-4查得由圖10-13查得假定，由表10-3查得故載荷系數(shù)（6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式10-10a得（7）計(jì)算模數(shù)3、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由式10-17確定計(jì)算參數(shù)

11、（1）計(jì)算載荷系數(shù) （2）根據(jù)縱向重合度，從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù) （3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) （4）查取齒形系數(shù)由表10-5查得 （5）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表10-5查得 （6）由圖10-20c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（7）由圖10-18查得彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)（8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)s1.4，由式10-12得 （9）計(jì)算大小齒輪的 大齒輪的數(shù)據(jù)大設(shè)計(jì)計(jì)算對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取2.0mm，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來計(jì)算應(yīng)有的

12、齒數(shù)。于是由取，則1）計(jì)算中心距將中心距圓整為161mm由于低速齒輪中心距252mm為了保證同軸，所以該中心距也應(yīng)該為2522）調(diào)整一下參數(shù)： m=3mm z1=33 z2=130 按調(diào)整之后計(jì)算因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正1）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑2）計(jì)算大、小齒輪的齒根圓直徑3）計(jì)算齒輪寬度圓整后取； 驗(yàn)算： 合適Ø 低速齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算1、選擇齒輪材料及精度等級1）選用7級精度2）由表10-1選擇小齒輪材料為40cr（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)，大齒輪齒數(shù) 取2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式10

13、-9a進(jìn)行試算，即確定公式各計(jì)算數(shù)值（1）試選載荷系數(shù)（2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩（3）由表10-7選取齒寬系數(shù)（4）由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)（5）由圖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（6）由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（7）由圖10-19查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)（8）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力取失效概率為，安全系數(shù)為s=1，由式10-12得 1）計(jì)算（1）試算小齒輪分度圓直徑，代入中的較小值（2）計(jì)算圓周速度v （3）計(jì)算齒寬（4）計(jì)算齒寬與齒高之比b/h模數(shù)齒高（5）計(jì)算載荷系數(shù)k 根據(jù)，7級精度，由圖10-8查得動載荷系數(shù) 假設(shè)，由表10-

14、3查得 由表10-2查得使用系數(shù)由表10-4查得 由圖10-23查得故載荷系數(shù)（6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式10-10a得（7）計(jì)算模數(shù)3、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為1）確定公式內(nèi)的計(jì)算數(shù)值（1）由圖10-20c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（2）由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù) （3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為，安全系數(shù)為s=1.4，由式10-12得 （4）計(jì)算載荷系數(shù)（5）查取齒形系數(shù)由表10-5查得（6）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表10-5查得（7）計(jì)算大小齒輪的，并比較 大齒輪的數(shù)據(jù)大2）設(shè)計(jì)計(jì)算對比計(jì)算結(jié)果，由

15、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，可取有彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)3.685，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=4mm按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑算出小齒輪齒數(shù)取大齒輪齒數(shù)取驗(yàn)算帶速：實(shí)際的傳動比為：（1）計(jì)算分度圓直徑（2）計(jì)算齒根圓直徑（3）計(jì)算中心距（4）計(jì)算齒寬取驗(yàn)算：合適七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算Ø 輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算輸入軸上的功率2.求作用在車輪上的力3.初定軸的最小直徑選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3取于是由式15-2初步估算軸的最小直徑這是安裝帶輪處軸的最小直徑，由于此處開鍵槽，校正值 4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.軸的受力分析在水平面上在垂直面上 故 總支承反力1） 畫彎

16、矩圖 故 2）畫轉(zhuǎn)矩圖 6 校核軸的強(qiáng)度 c剖面左側(cè)，因彎矩大，有轉(zhuǎn)矩，還有鍵槽引起的應(yīng)力集中，故c剖面左側(cè)為危險(xiǎn)剖面 軸的材料為45剛 , 調(diào)質(zhì)處理. 由 表 15-1 查得 故強(qiáng)度足夠Ø 中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1.中間軸上的功率轉(zhuǎn)矩2.求作用在車輪上的力高速大齒輪:低速小齒輪: 3.初定軸的最小直徑選軸的材料為鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取于是由式1-2初步估算軸的最小直徑 4軸的受力分析1)畫軸的受力簡圖2）計(jì)算支承反力在水平面上 在垂直面上 故 總支承反力3 ) 畫彎矩圖 故 查表15-1得=60mpa,因此,故安全.Ø 輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1.輸出軸上的功率轉(zhuǎn)矩2.求作用

17、在車輪上的力選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取于是由式5-2初步估算軸的最小直徑，由于此處開鍵槽，取 1 )畫軸的受力簡圖2）計(jì)算支承反力在水平面上 在垂直面上 總支承反力 3）畫彎矩圖 故 4）畫轉(zhuǎn)矩圖 6 校核軸的強(qiáng)度mpa查表15-1得=60mpa,因此,故安全.八、滾動軸承的選擇及校核計(jì)算1.高速軸軸承-圓錐滾子軸承30207軸承載荷 徑向: 軸向: 故 2.中間軸軸承-圓錐滾子軸承30209軸承載荷 徑向: 軸向: 故 3.輸出軸軸承圓-深溝球軸承6014軸承載荷 徑向: 故 九、鍵連接的選擇及校核計(jì)算1. 校核輸入軸鍵連接強(qiáng)度皮帶輪：普通平鍵 查表得.故強(qiáng)度足夠.齒輪

18、: 圓頭平鍵 查表得.故強(qiáng)度足夠.2. 校核中間軸軸鍵連接強(qiáng)度高速齒輪:圓頭平鍵（與低速齒輪相同） 查表得.故強(qiáng)度足夠.3. 校核輸出軸軸鍵連接強(qiáng)度齒輪:圓頭平鍵 查表得.故強(qiáng)度足夠.聯(lián)軸器: 圓頭平鍵查表得.故強(qiáng)度足夠.十、聯(lián)軸器的選擇及校核計(jì)算查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（軟件版），選用gb5014-1985中的hx4型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為2500n·。許用轉(zhuǎn)數(shù)3870.運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)矩1250，轉(zhuǎn)數(shù)66r/min，強(qiáng)度足夠十一、減速器的潤滑與密封1潤滑方式的選擇 因?yàn)闈櫥惺艿呢?fù)荷能力較大、粘附性較好、不易流失，齒輪靠機(jī)體油的飛濺潤滑。i，ii，iii軸的速度因子，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可

19、選用鈉基潤滑劑2號 2密封方式的選擇由于i，ii，iii軸與軸承接觸處的線速度，所以采用氈圈密封3潤滑油的選擇因?yàn)樵摐p速器屬于一般減速器，查機(jī)械手冊可選用中負(fù)載工業(yè)齒輪油n200號潤滑，軸承選用zgn2潤滑脂十二、箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)12.1、箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)箱體采用剖分式結(jié)構(gòu)，剖分面通過軸心。下面對箱體進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。12.1.1、確定箱體的尺寸與形狀箱體的尺寸直接影響它的剛度，首先確定合理的箱體壁厚。為了保證結(jié)合面連接處的局部剛度與接觸剛度，箱蓋與箱座連接部分都有較厚的連接壁緣，箱座底面凸緣厚度設(shè)計(jì)得更厚些。12.1.2、合理設(shè)計(jì)肋板；在軸承座孔與箱底接合面處設(shè)置加強(qiáng)肋，減少了側(cè)壁的彎曲變形。

20、12.1.3、合理選擇材料；因?yàn)殍T鐵易切削，抗壓性能好，并具有一定的吸振性，且減速器的受載不大，所以箱體可用灰鑄鐵制成。12.1.4、由2表6-5設(shè)計(jì)減速器的具體結(jié)構(gòu)尺寸見下頁表格。12.2附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)12.2.1、檢查孔和視孔蓋檢查孔用于檢查傳動件的嚙合情況、潤滑情況、接觸斑點(diǎn)及齒側(cè)間隙，還可用來注入潤滑油，檢查要開在便于觀察傳動件嚙合區(qū)的位置，其尺寸大小應(yīng)便于檢查操作。視孔蓋用鑄鐵制成，它和箱體之間加密封墊。12.2.2、放油螺塞放油孔設(shè)在箱座底面最低處，其附近留有足夠的空間，以便于放容器，箱體底面向放油孔方向傾斜一點(diǎn)，并在其附近形成凹坑，以便于油污的匯集和排放。放油螺塞為六角頭細(xì)牙螺紋

21、，在六角頭與放油孔的接觸面處加封油圈密封。12.2.3、油標(biāo)油標(biāo)用來指示油面高度，將它設(shè)置在便于檢查及油面較穩(wěn)定之處。12.2.4、通氣器通氣器用于通氣，使箱內(nèi)外氣壓一致，以避免由于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)箱內(nèi)溫度升高，內(nèi)壓增大，而引起減速器潤滑油的滲漏。將通氣器設(shè)置在檢查孔上，其里面還有過濾網(wǎng)可減少灰塵進(jìn)入。12.2.5、起吊裝置起吊裝置用于拆卸及搬運(yùn)減速器。減速器箱蓋上設(shè)有吊孔，箱座凸緣下面設(shè)有吊耳，它們就組成了起吊裝置。12.2.6、起蓋螺釘為便于起蓋，在箱蓋凸緣上裝設(shè)2個(gè)起蓋螺釘。拆卸箱蓋時(shí)，可先擰動此螺釘頂起箱蓋。12.2.7、定位銷在箱體連接凸緣上相距較遠(yuǎn)處安置兩個(gè)圓錐銷，保證箱體軸承孔的加工度與裝

22、配精度。表12.1減速器鑄造箱體的結(jié)構(gòu)尺寸名稱公式數(shù)值(mm)箱座壁厚=0.025a+3813箱蓋壁厚1=0.025a+3811箱體凸緣厚度箱座b=1.520箱蓋b1=1.5117箱座底b2=2.533加強(qiáng)肋厚箱座m0.8512箱蓋m10.8512地腳螺栓直徑和數(shù)目df=0.036a+12m24n=6軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d1=0.75dfm16箱蓋和箱座聯(lián)接螺栓直徑d2=0.5dfm12聯(lián)接螺栓的間距l(xiāng)175軸承蓋螺釘直徑和數(shù)目高速軸d3 =0.40.5dfm8n=6中間軸m8低速軸m8軸承蓋外徑d2高速軸d2=d+5d3160中間軸140低速軸180觀察孔蓋螺釘直徑d4=0.4dfm8df、d1、d2至箱外壁距離dfc134d122d218df、d1、d2至凸緣邊緣的距離dfc228d120d216大齒輪齒頂圓與內(nèi)壁距離1>1.216齒輪端面與內(nèi)壁距離2>14外壁至軸承座端面的距離高速軸l1=c2+c1+(58)67中間軸47低速軸390.8246z=4124z2=1002.0mmz1=33z2=130合適m=4mm合適強(qiáng)度足夠故安全故安全普通平鍵強(qiáng)度足夠圓頭平鍵強(qiáng)度足夠圓頭平鍵強(qiáng)度足夠圓