機械設(shè)計課程設(shè)計設(shè)計一個帶式輸送機使用的V帶傳動或鏈傳動及直齒圓柱齒輪減速器

1、目錄1. 題目及總體分析22. 各主要部件選擇23. 選擇電動機34. 分配傳動比35. 傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)計算46. 設(shè)計高速級齒輪57. 設(shè)計低速級齒輪108. 減速器軸及軸承裝置、鍵的設(shè)計14軸（輸入軸）及其軸承裝置、鍵的設(shè)計15軸（中間軸）及其軸承裝置、鍵的設(shè)計21軸（輸出軸）及其軸承裝置、鍵的設(shè)計279. 潤滑與密封3210. 箱體結(jié)構(gòu)尺寸3211. 設(shè)計總結(jié)3312. 參考文獻33一.題目及總體分析（1）題目：設(shè)計一個帶式輸送機使用的v帶傳動或鏈傳動及直齒圓柱齒輪減速器。設(shè)計參數(shù)如下所示：1、基本數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)編號qb-4運輸帶工作拉力f/n2200運輸帶工作速度v/(m/s)1.

2、5卷筒直徑d/mm340滾筒效率0.962.工作情況 兩班制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)；3.工作環(huán)境 室內(nèi) ，灰塵較大 ，環(huán)境最高溫度35度左右。4.工作壽命15年，每年300個工作日，每日工作16小時5.制作條件及生產(chǎn)批量: 一般機械廠制造，可加工78級齒輪；加工條件：小批量生產(chǎn)。生產(chǎn)30臺6.部件：1.電動機，2.v帶傳動或鏈傳動,3.減速器,4.聯(lián)軸器,5.輸送帶6.輸送帶鼓輪7.工作條件：連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時有輕微振動，室內(nèi)工作； 運輸帶速度允許誤差±5%； 兩班制工作，3年大修，使用期限15年。(卷筒支承及卷筒與運輸帶間的摩擦影響在運輸帶工作拉力f中已考慮。)8.設(shè)計工作量：

3、1、減速器裝配圖1張(a0或sa1)；  2、零件圖13張；  3、設(shè)計說明書一份。 （2）用于帶式運輸機上的兩級圓柱齒輪減速器，整體布置如下： 圖示：為電動機 及為聯(lián)軸器 為減速器 為高速級齒輪傳動 為低速級齒輪傳動 為輸送機滾筒。輔助件有:觀察孔蓋,油標和油尺,放油螺塞,通氣孔,吊環(huán)螺釘,吊耳和吊鉤,定位銷,啟蓋螺釘,軸承套,密封圈等.。（3）方案分析：兩級展開式圓柱齒輪減速器方案分析  傳動比范圍：一般840，最大值為60。  特點及應用：結(jié)構(gòu)簡單，但齒輪相對于軸承的位置不對稱，因此要求軸有較大的剛度。高速級齒輪布置在遠離轉(zhuǎn)矩輸入端，這樣

4、，軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎曲變形可部分地互相抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象。高速級一般做成斜齒，低速級可做成直齒。兩級同軸線式圓柱齒輪減速器   傳動比范圍：一般840，最大值為80。 特點及應用：減速器橫向尺寸較小，兩對齒輪浸入油中深度大致相同。但軸向尺寸大和重量較大，且中間軸較長、剛度差，使載荷沿齒寬分布不均勻，高速級齒輪的承載能力難于充分利用。二.各主要部件選擇目的過程分析結(jié)論動力源電動機齒輪斜齒傳動平穩(wěn)高速級做成斜齒，低速級做成直齒軸承此減速器軸承所受軸向力不大球軸承聯(lián)軸器彈性聯(lián)軸器三.選擇電動機目的過程分析結(jié)論類型根據(jù)

5、一般帶式輸送機選用的電動機選擇選用y系列（ip44）封閉式三相異步電動機功率工作機所需有效功率為pwf×v2200n×1.5m/s圓柱齒輪傳動(7級精度)效率(兩對)為10.972球軸承傳動效率(三對)為20.99 3彈性聯(lián)軸器傳動效率(兩個)取30.992輸送機滾筒效率為40.96電動機輸出有效功率為要求電動機輸出功率為型號查得型號y132m1-6封閉式三相異步電動機參數(shù)如下額定功率kw=4.0滿載轉(zhuǎn)速r/min=960滿載時效率%=84滿載時輸出功率為 略小于在允許范圍內(nèi)預選型號y132m1-6封閉式三相異步電動機四.分配傳動比目的過程分析結(jié)論分配傳動比傳動系統(tǒng)的總傳動

6、比其中i是傳動系統(tǒng)的總傳動比，多級串聯(lián)傳動系統(tǒng)的總傳動等于各級傳動比的連乘積；nm是電動機的滿載轉(zhuǎn)速，r/min；nw 為工作機輸入軸的轉(zhuǎn)速，r/min。計算如下， (兩級圓柱齒輪) 故選用同步轉(zhuǎn)速為1500 r/min，型號為y132m1-6的封閉式三相異步電動機。五.傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)計算目的 過程分析結(jié)論傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)計算設(shè)：從電動機到輸送機滾筒軸分別為0軸、1軸、2軸、3軸、4軸；對應于各軸的轉(zhuǎn)速分別為 、 、 、 、 ；對應于0軸的輸出功率和其余各軸的輸入功率分別為 、 、 、 、 ；對應于0軸的輸出轉(zhuǎn)矩和其余名軸的輸入轉(zhuǎn)矩分別為 、 、 、 、 ；相鄰兩軸間的傳動比

7、分別為 、 、 、 ；相鄰兩軸間的傳動效率分別為 、 、 、 。軸號電動機兩級圓柱減速器工作機o軸1軸2軸3軸4軸轉(zhuǎn)速n(r/min)n0=960n1=960n2=252.63n3=84.21n4=84.21功率p(kw)p0=3.36p1=3.35p2=3.23p3=3.13p4=3.10轉(zhuǎn)矩t(n·m)t0=33.43t1=33.33t2=122.10t3=354.96t4=351.56兩軸聯(lián)接聯(lián)軸器齒輪齒輪聯(lián)軸器傳動比 ii01=1i12=3.8i23=3.0i34=1傳動效率01=0.9912=0.9723=0.9734=0.99六.設(shè)計高速級齒輪目的過程分析結(jié)論選精度等級、

8、材料和齒數(shù)） 選用斜齒圓柱齒輪傳） 選用級精度） 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。） 選小齒輪齒數(shù)1，大齒輪齒數(shù)21·3.83.8×24=91.2,取z2=92。選取螺旋角。初選螺旋角目的過程分析按齒面接觸強度設(shè)計按式（1021）試算，即 ）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值（）試選 （）由圖，選取區(qū)域系數(shù)（）由圖查得（）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 （）由表選取齒寬系數(shù)（）由表查得材料的彈性影響系數(shù)（）由圖按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限，大齒輪的接觸疲勞強度極限（）由式計算應力循環(huán)次數(shù)（）由圖查得接觸疲勞強度壽命系

9、數(shù)（）計算接觸疲勞強度許用應力取失效概率為，安全系數(shù)為s=1，由式得目的 過程分析結(jié)論按齒面接觸強度設(shè)計）計算（）試算小齒輪分度圓直徑，由計算公式得（）計算圓周速度（）計算齒寬及模數(shù)（）計算縱向重合度（）計算載荷系數(shù)k已知使用系數(shù)根據(jù)，級精度，由圖查得動載荷系數(shù)由表查得由圖查得假定，由表查得故載荷系數(shù)（）按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式得目的過程分析結(jié)論按齒面接觸強度設(shè)計（）計算模數(shù)按齒根彎曲強度設(shè)計由式） 確定計算參數(shù)（）計算載荷系數(shù)（）根據(jù)縱向重合度，從圖查得螺旋角影響系數(shù)（）計算當量齒數(shù)（）查取齒形系數(shù)由表查得（）查取應力校正系數(shù)由表查得（）由圖查得，小齒輪的彎曲疲勞強度極限

10、大齒輪的彎曲疲勞強度極限（）由圖查得彎曲疲勞強度壽命系數(shù)過程分析目的結(jié)論（）計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數(shù)s1.4，由式得（）計算大小齒輪的大齒輪的數(shù)據(jù)大） 設(shè)計計算對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，取2.0mm，已可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度，須按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑來計算應有的齒數(shù)。于是由取，則按齒根彎曲強度設(shè)計齒數(shù)） 計算中心距將中心距圓整為115mm）按圓整后的中心距修正螺旋角因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。幾何尺寸計算中心距a=115 mm螺旋角目的分析過程結(jié)論幾何尺寸計算） 計算大、小齒輪的分度圓直徑

11、） 計算大、小齒輪的齒根圓直徑） 計算齒輪寬度圓整后取；分度圓直徑齒根圓直徑齒輪寬度驗算合適合適七.設(shè)計低速級圓柱直齒傳動目的設(shè)計過程結(jié)論選定齒輪精度等級、材料及齒數(shù)） 選用級精度） 由表選擇小齒輪材料為（調(diào)質(zhì)），硬度為，大齒輪材料為鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為hbs。） 選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)取目的過程分析結(jié)論按齒面接觸疲勞強度設(shè)計由設(shè)計計算公式進行試算，即） 確定公式各計算數(shù)值（） 試選載荷系數(shù)（） 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩（） 由表選取齒寬系數(shù)（） 由表查得材料的彈性影響系數(shù)（） 由圖按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限大齒輪的接觸疲勞強度極限（）由式計算應力循環(huán)次數(shù)（）由圖查得接觸疲勞強度壽命系

12、數(shù)（）計算接觸疲勞強度許用應力取失效概率為，安全系數(shù)為s=1，由式得） 計算（） 試算小齒輪分度圓直徑，代入中的較小值目的過程分析結(jié)論按齒面接觸疲勞強度設(shè)計（） 計算圓周速度v （） 計算齒寬（） 計算齒寬與齒高之比模數(shù)齒高（） 計算載荷系數(shù)k根據(jù)，級精度，由圖查得動載荷系數(shù)假設(shè)，由表查得由表查得使用系數(shù)由表查得由圖1查得故載荷系數(shù)（）按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式得（）計算模數(shù)分度圓直徑模數(shù)按齒根彎曲強度設(shè)計由式得彎曲強度的設(shè)計公式為目的分析過程結(jié)論按齒根彎曲強度設(shè)計） 確定公式內(nèi)的計算數(shù)值（） 由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限大齒輪的彎曲疲勞強度極限（） 由圖查得彎曲疲勞壽命

13、系數(shù) （） 計算彎曲疲勞許用應力取失效概率為，安全系數(shù)為s=1.3，由式得（） 計算載荷系數(shù)（）查取齒形系數(shù)由表查得（）查取應力校正系數(shù)由表查得（）計算大小齒輪的，并比較大齒輪的數(shù)據(jù)大） 設(shè)計計算對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，可取有彎曲強度算得的模數(shù)2.28，并就近圓整為標準值3.0。目的分析過程結(jié)論按齒根彎曲強度設(shè)計按接觸強度算得的分度圓直徑算出小齒輪齒數(shù)取大齒輪齒數(shù)取齒數(shù)幾何尺寸計算） 計算分度圓直徑） 計算齒根圓直徑） 計算中心距） 計算齒寬取分度圓直徑齒根圓直徑中心距齒寬驗算合適驗算合適八.減速器軸及軸承裝置、鍵的設(shè)計 （中間軸）1軸（輸入

14、軸）及其軸承裝置、鍵的設(shè)計目的過程分析結(jié)論輸入軸的設(shè)計及其軸承裝置、鍵的設(shè)計輸入軸上的功率求作用在車輪上的力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，取于是由式初步估算軸的最小直徑這是安裝聯(lián)軸器處軸的最小直徑，由于此處開鍵槽，校正值，聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 查表14-1取，則查機械設(shè)計手冊（軟件版），選用gb5014-1985中的hl2型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為31500n·。半聯(lián)軸器的孔徑為，故??；半連軸器的長度l=62mm，半連軸器與軸配合的轂孔長度62。目的過程分析結(jié) 論輸入軸的設(shè)計及其軸承裝置、鍵的設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計）擬定軸上零件的裝配方案（見前圖）根據(jù)軸向定位的要求確定

15、軸的各段直徑和長度（）為滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，軸段右端需制處一軸肩，軸肩高度,故取2-3段的直徑；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑d=35mm。半連軸器與軸配合的轂孔長度62，為了保證軸端擋圈只壓在半連軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長度應比略短些，現(xiàn)?。?）根據(jù)，初選型號為7的深溝球軸承，參數(shù)如下，故；而。 ( 3 )軸段4上安裝齒輪,為便于齒輪的安裝,應略大與,可取.齒輪左端用套筒固定,為使套筒端面頂在齒輪左端面上,即靠緊,軸段4的長度應比齒輪轂長略短,若轂長與齒寬相同,已知齒寬,故取 ( 4 )齒輪右端用肩固定,由此可確定軸段5的直徑, 軸肩高度,取,故取 為減小應力

16、集中,并考慮右軸承的拆卸,軸段6的直徑應根據(jù)6006深溝球軸承的定位軸肩直徑確定,即 ( 5 )取齒輪端面與機體內(nèi)壁間留有足夠間距h,取 ,取軸承上靠近機體內(nèi)壁的端面與機體內(nèi)壁見的距離s=8mm,取軸承寬度c=50mm.由機械設(shè)計手冊可查得軸承蓋凸緣厚度e=10mm,取聯(lián)軸器輪轂端離k=20mm.故取齒輪齒寬中間為力作用點,則可得,選用hl2型彈性柱銷聯(lián)軸器軸的尺寸（）：目的過程分析結(jié) 論輸入軸的設(shè)計及其軸承裝置、鍵的設(shè)計（6）鍵連接。聯(lián)軸器：選單圓頭平鍵 鍵c 8*28 gb1095-1979 t=4mm h=7mm 齒輪：選普通平鍵 鍵 10*56gb1095-1979 t=5mm h=8

17、mm5.軸的受力分析 1)畫軸的受力簡圖目的過程分析結(jié) 論輸入軸的設(shè)計及其軸承裝置、鍵的設(shè)計）計算支承反力在水平面上在垂直面上 故 總支承反力） 畫彎矩圖 故 4）畫轉(zhuǎn)矩圖 6 校核軸的強度 c剖面左側(cè)，因彎矩大，有轉(zhuǎn)矩，還有鍵槽引起的應力集中，故c剖面左側(cè)為危險剖面 目的過程分析結(jié)論輸入軸的設(shè)計及其軸承裝置、鍵的設(shè)計 軸的材料為45剛 , 調(diào)質(zhì)處理. 由 表 15-1 查得 ,. 截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù)及按附表3-2查取.因 , ,經(jīng)插值后可查得 又由附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為 故有應力集中系數(shù)按式(附3-4)為 由附圖3-2得尺寸系數(shù)由附圖3-3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)由附圖3-4得 軸未經(jīng)表面強化處理,即,則按式3-12及3-12a得綜合系數(shù)值為 由3-1及3-2得碳鋼的特性系數(shù) , 取 , 取目的過程分析結(jié)論輸入軸的設(shè)計及其軸承裝置、鍵的設(shè)計輸入軸的設(shè)計及其軸承裝置、鍵的設(shè)計于是,計算安全系數(shù)值,按式(15-6)(15-8)則得 故安全7 按彎矩合成應力校核軸的強度對于單向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸,