機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計減速機(jī)蝸222桿齒輪說明書

1、機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書設(shè)計題目：帶式輸送機(jī)傳動裝置 學(xué) 院 ：】 專 業(yè) ： 年 級 ： 班 級 ： 設(shè) 計 者： 指導(dǎo)教師： 2014 年 1 月 10 日目錄1、 設(shè)計任務(wù)書···································

2、;···（3）2、 傳動方案的擬定··································（4）3、 電動機(jī)的選擇及傳動裝置的參數(shù)計算·······

3、·········（4）4、 傳動零件的設(shè)計計算······························（8）5、 軸的設(shè)計與計算 ······&

4、#183;·························（18）6、 軸承的設(shè)計及計算 ·····················

5、83;····· （29）7、 鍵的選擇·······································（32）8、 聯(lián)軸器的選擇·&#

6、183;·································（33）9、 潤滑與密封的選擇··············

7、;·················（33）10、 減速器的附件及說明·····························（34）11

8、、 其他技術(shù)說明·································（35）12、 設(shè)計小結(jié)·············

9、3;·······················（36)十三、參考資料·························

10、;·············(37）39一、設(shè)計任務(wù)書1、設(shè)計題目：帶式輸送機(jī)傳動裝置。2、傳動裝置簡圖：3、原始數(shù)據(jù)及要求：； ； 3、 其他條件： 使用地點(diǎn)：煤廠； 生產(chǎn)批量：中批；載荷性質(zhì)：中等沖擊； 使用年限：五年一班；5、工作計劃及工作量： （1）傳動方案及總體設(shè)計計算 2天 （2）裝配草圖 8天（3）裝配圖抄正 5天（4）零件圖 2天（5）編寫說明書 2天（6）答辯 1天二、傳動方案的擬定蝸桿傳動蝸桿傳動可以實(shí)現(xiàn)較大的傳動比，傳動平穩(wěn)，噪聲較小，結(jié)構(gòu)緊湊

11、，適用于中小功率的場合。采用錫青銅為渦輪材料的蝸桿傳動，由于允許齒面有較高的相對滑動速度，蝸桿傳動在高速級時傳動效率較高，可將蝸桿傳動布置在高速級，以利于形成潤滑油膜，可提高承載能力和傳動效率。因此，將蝸桿傳動布置在第一級。齒輪傳動 齒輪傳動的平穩(wěn)性較好，傳動的速度和功率范圍很大，效率高（一對齒輪可達(dá)），對中心距的敏感性小，維修和裝配簡單，應(yīng)用非常廣泛，常在高速級或傳動平穩(wěn)的場合。因此，將齒輪傳動布置在第二級。帶傳動 傳動平穩(wěn)，噪音小，能緩沖吸震，結(jié)構(gòu)簡單，軸間距大，成本低，外廓尺寸大，由于傳動比不穩(wěn)定，應(yīng)布置在低速級防止打滑。三，電動機(jī)的選擇及參數(shù)計算電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇 電動機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)

12、部件，因?yàn)槭褂玫攸c(diǎn)為煤廠，載荷性質(zhì)為中等沖擊，所以選擇Y系列（IP44）封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機(jī)。電動機(jī)容量的選擇工作所需要的功率為：其中：，所以：電動機(jī)的輸出功率為: 為電動機(jī)至滾筒軸的傳動總效率，查指導(dǎo)手冊88頁表12-10，其中，聯(lián)軸的傳動效率，蝸桿的傳動效率為 ，齒輪的傳動效率，滾動軸承的傳動效率，則： 電動機(jī)所需要的功率為： 因載荷性質(zhì)為中等沖擊，電動機(jī)額定功率需大于，查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊119頁表14-4和120頁續(xù)表14-4，選取電動機(jī)額定功率為。電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇滾筒軸工作轉(zhuǎn)速：蝸桿傳動比范圍：所以電動機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速的推薦值為：符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有和綜合考慮電動機(jī)和

13、傳動裝置的尺寸、重量和價格等因素，為使傳動裝置機(jī)構(gòu)緊湊，選用同步轉(zhuǎn)速的電動機(jī)。綜上，所選電動機(jī)為：型號Y90L-6，滿載轉(zhuǎn)速,額定功率?？倐鲃颖鹊拇_定及分配總傳動比為分配傳動比齒輪傳動比的常用值為：取,則計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)各軸的轉(zhuǎn)速：電動機(jī) ;軸1 ;軸2 ;軸3 ;卷筒軸 各軸的輸入功率：電動機(jī) ;軸1 ;軸2 ;軸3 ;卷筒軸 ;各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：電機(jī)軸 ;軸1 軸2 ;軸3 ;滾筒軸 ;整理列表：運(yùn)動和動力參數(shù)計算結(jié)果整理于下表：運(yùn)動和動力參數(shù)表軸功率P/kW轉(zhuǎn)矩T/Nm轉(zhuǎn)速n/rpm電機(jī)軸0.9910.3991010.9810.2991020.67144.4150.8430.6

14、4315.7422.10卷筒軸0.62306.3322.10四，傳動件的設(shè)計計算蝸輪蝸桿的選擇計算1、選擇蝸桿的傳動類型 根據(jù)GB/T10085-1988的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI）。2、 選擇材料 蝸桿傳動傳遞的功率不大，速度中等，故蝸桿用45鋼，表面硬度>45HRC，蝸輪用鑄錫青銅ZCuSn10P1，砂模鑄造。輪芯用灰鑄鐵HT100制造。3、 頭數(shù) 選取蝸桿頭數(shù);則蝸輪齒數(shù),取,（符合要求）4、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計算 根據(jù)閉式蝸桿的傳動設(shè)計準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。確定許用接觸應(yīng)力 根據(jù)蝸桿材料為鑄錫青銅ZCuSn10P1，砂型鑄造模，蝸桿螺

15、旋齒面硬度>45HRC， 可從機(jī)械設(shè)計104頁表7-2中查得，,，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：則： 2、 確定(1)由上面數(shù)據(jù)可知 (2)確荷系數(shù) 因受中等沖擊，機(jī)械設(shè)計109頁查表7-6?。挥捎谥械葲_擊，故取載荷分布不均勻系數(shù)；假設(shè)蝸桿圓周速度，由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，因此可取，則：(3)確定彈性影響系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計110頁表7-7，因選用的是鑄錫青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故；(4)由,查機(jī)械設(shè)計110頁式（7-9）下附表:， 根據(jù),查機(jī)械設(shè)計106頁表7-4得：時，蝸桿導(dǎo)程角：3、 確定傳動尺寸（1） 取 （2） （3）校核4、 彎曲疲勞強(qiáng)度校核(1) 許用彎曲應(yīng)力 查機(jī)械設(shè)計104頁表7-2取(2)

16、彎曲應(yīng)力計算當(dāng)量齒數(shù)：齒形系數(shù)：查機(jī)械設(shè)計110頁表7-8,取螺旋角系數(shù)：彎曲應(yīng)力： 5、熱平衡計算嚙合效率： 攪油效率取為0.99，滾動軸承效率取0.99/對?？傂剩?其中，取,傳熱系數(shù),取所以熱平衡符合要求。 齒輪傳動選擇計算1、 選精度等級、材料及齒數(shù)（1）選精度等級 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)，速度不高，故選擇8級精度。（2） 材料選擇 由機(jī)械設(shè)計77頁表6-3，選擇小齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度240HBS，大齒輪材料為45鋼（正火），硬度為190HBS，二者材料硬度差為50HBS。（3） 選取齒輪齒數(shù) 選小齒輪齒數(shù)；大齒輪齒數(shù)；圓整取 實(shí)際齒數(shù)比： 傳動比誤差為：（4） 選取螺旋角 初

17、選螺旋角，齒寬系數(shù)（查機(jī)械設(shè)計94頁表6-7，軸承相對齒輪不對稱布置。）(5) 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 初定小齒輪分度圓直徑2、 確定載荷系數(shù) : 查機(jī)械設(shè)計82頁表6-4，選取使用系數(shù)；：估計圓周速度，由機(jī)械設(shè)計82頁圖6-11b）得：；：端面重合度： 縱向重合度： 總重合度： 由機(jī)械設(shè)計84頁圖6-13，查得齒間載荷分配系數(shù)；：由機(jī)械設(shè)計85頁圖6-17且,得； 所以：3、 ：由機(jī)械設(shè)計87頁圖6-19查得，節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)； ： 由機(jī)械設(shè)計87頁表6-5查得，彈性系數(shù); ：因?yàn)?，取，重合度系?shù); :螺旋角系數(shù)；（3）計算接觸疲勞許用應(yīng)力 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 由機(jī)械設(shè)計95頁圖6-25查得壽命系數(shù)：,

18、由機(jī)械設(shè)計95頁圖6-27c）查得接觸疲勞極限應(yīng)力：，取安全系數(shù)：所以：, , 取綜上：將以上相關(guān)數(shù)據(jù)帶入設(shè)計公式得： （4）校核并計算圓周速度 （5） 修正載荷系數(shù) ，查機(jī)械設(shè)計82頁表6-11b）得動載荷系數(shù)：；（6）校正試算的分度圓直徑 3、 確定參數(shù)尺寸（1） 計算法向模數(shù) 圓整成標(biāo)準(zhǔn)值，取（2）計算中心距 ,圓整?。?）按圓整后中心距修正螺旋角 修正后，計算分度圓直徑：(2) 齒厚：， 取, 為保證小齒輪比大齒輪寬,所以4、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 （1） 計算當(dāng)量齒數(shù) 查機(jī)械設(shè)計89頁圖6-21得：齒形系數(shù)查機(jī)械設(shè)計89頁圖6-22得：應(yīng)力修正系數(shù)（2） 重合度系數(shù)：（3） 螺旋角系數(shù)

19、：因?yàn)椋从嬎悖?（4） 查取彎曲疲勞極限應(yīng)力及壽命系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計96頁圖6-28c）查得：,由圖6-28b）查得：； 由機(jī)械設(shè)計95頁圖6-26按 分別查得：，安全系數(shù)， 則彎曲疲勞許用應(yīng)力為：, (5) 計算彎曲應(yīng)力： 所以彎曲疲勞強(qiáng)度符合設(shè)計要求。五、 軸的設(shè)計和計算1、初步計算軸徑軸的材料選用常用的45鋼。 當(dāng)軸的支撐距離未定時，無法用剛度確定軸徑，要用初步估算的方法，即按純扭矩并降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力確定周徑，計算公式為：查機(jī)械設(shè)計143頁表10-2，取,1、2、3軸的軸徑計算結(jié)果為：（1）軸1（蝸桿）的初步設(shè)計如下圖： 裝配方案是：套筒、套杯、角接觸軸承、角接觸軸承、止動墊圈、圓螺母

20、、透蓋、密封圈、聯(lián)軸器安裝在左端，右端安裝套筒、深溝球軸承、止動墊圈、圓螺母。 軸的徑向尺寸：當(dāng)直徑變化處的端面用于固定軸上零件或承受軸向力時，直徑變化值要大些，固定軸肩可取，否則非固定軸肩可取。軸的軸向尺寸：軸上安裝傳動零件的軸段長度是由所裝零件的輪轂寬度決定的，而輪轂寬度一般是和軸的直徑有關(guān)，確定了直徑，即可確定輪轂寬度。軸的端面與零件端面應(yīng)留有距離L，以保證零件端面與套筒接觸時起到軸向固定作用，一般可取。軸上的鍵槽應(yīng)靠近軸的端面處。 軸1各軸段的徑向尺寸和軸向尺寸表 軸段 徑向尺寸 軸向尺寸 1 18 42 2 25 32 3 27 13 4 23 2 5 30 48.88 6 38 1

21、0 7 72 127 8 38 10 9 30 31.88 10 23 2 11 27 13（2）軸2的初步設(shè)計如下圖： 裝配方案：左端安裝蝸輪、擋油板和角接觸軸承，右端安裝斜齒輪、擋油板、角接觸軸承。軸2各軸段的徑向尺寸和軸向尺寸表 軸2各軸段 徑向尺寸 軸向尺寸 1 30 40.19 2 32 55.6 3 40 30.7 4 32 83 5 30 39（3） 軸3的初步設(shè)計如下圖： 裝配方案：左端安裝擋油板、深溝球軸承、端蓋、密封圈和聯(lián)軸器，右端安裝大齒輪、擋油板和深溝球軸承。 軸3各軸段的徑向尺寸和軸向尺寸表 軸段 徑向尺寸 軸向尺寸 1 36 60 2 42 45 3 45 33 4

22、 53 98.99 5 47 78 6 45 44.5 2、 三個軸的彎扭合成強(qiáng)度計算 因?yàn)?所以只需要校核3軸的強(qiáng)度即可。求作用在齒輪上的力，軸上的彎矩和扭矩，并作圖。 （1） 計算齒輪上的作用力轉(zhuǎn)矩： ；圓周力：；徑向力：；軸向力：;（2）計算軸承支反力水平面： ；垂直面：; 畫出水平彎矩圖，垂直彎矩圖和合成彎矩圖R1´´=780NR2´´=1734NFt=2514NR2´´=1861NFa=779NFr=957N 軸受力圖R2´=479NR1´=478N 水平受力圖Fr=957NR1´=779NR1

23、´=479NR1´=478N水平面彎矩圖7743634967最大彎矩：彎矩圖突變值：集中力偶處彎矩：豎直面受力圖R2´´=1734NR1´´=780NFt=2514N豎直面彎矩圖126582最大彎矩： 148423 合成彎矩圖133516 彎矩： 轉(zhuǎn)矩圖1186286315740 轉(zhuǎn)矩： 應(yīng)力修正系數(shù) 由軸的材料為45鋼調(diào)質(zhì)，查設(shè)計手冊查得： ， 用插值法查機(jī)械設(shè)計143頁表10-3得： ， ； 則當(dāng)量轉(zhuǎn)矩為： 當(dāng)量彎矩圖238184229192 校核軸徑：則當(dāng)量轉(zhuǎn)矩為：，最大當(dāng)量轉(zhuǎn)矩： 集中力偶作用處當(dāng)量彎矩：危險剖面處彎矩：危險剖

24、面處當(dāng)量彎矩：校核軸徑：（2） 判斷軸的危險截面，分析知大齒輪軸肩處有較大的應(yīng)力和應(yīng)力集中，對此截面進(jìn)行安全系數(shù)校核。軸的材料選用45鋼調(diào)質(zhì)，由機(jī)械設(shè)計查得：； 由機(jī)械設(shè)計147頁表10-5所列公式可求得：； ； ； ；由式，得：，；求危險截面的應(yīng)力和彎矩 彎矩： ； ， ； ； ；求截面的有效應(yīng)力集中系數(shù) 因?yàn)樵诖私孛嫣幱休S直徑的變化，過渡圓角半徑為， ，其應(yīng)力集中系數(shù)可 由機(jī)械設(shè)計154頁表10-9查得：求表面狀態(tài)系數(shù)及尺寸系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計156頁表10-13查得： ； 由機(jī)械設(shè)計156頁表10-14查得： ； 求安全系數(shù)（設(shè)為無限壽命，）； 綜合安全系數(shù)：; 因此，軸的強(qiáng)度滿足要求。Y9

25、0L-6轉(zhuǎn)速功率轉(zhuǎn)矩45鋼ZCuSn10P1HT100 6、 軸承的設(shè)計及計算校核3軸軸承7209C，查手冊138頁續(xù)表16-2，基本額定 動載荷,基本額定靜載荷。潤滑脂。 1、壽命計算 （1）計算內(nèi)部軸向力 由機(jī)械設(shè)計165頁表11-4知，7209C軸承 Fr2Fr1S2FaS1則：,因?yàn)檩S承2被壓緊，軸承1被放松，故：(2) 計算當(dāng)量動載荷由機(jī)械設(shè)計169頁查表11-7，根據(jù)載荷性質(zhì)為中等沖擊、電動機(jī)作動力，選取，由機(jī)械設(shè)計168頁查表11-6，得：;,得：；由：;（3）計算壽命取中較大的值帶入壽命計算公式，5、 靜載校核查機(jī)械設(shè)計172表11-10，;因?yàn)椋嗜。海驗(yàn)?，故?。海?、 極

26、限轉(zhuǎn)速校核由機(jī)械設(shè)計163頁圖11-4查得：；由機(jī)械設(shè)計163頁圖11-5查得：；所以：， ，綜上，軸承的各項(xiàng)指標(biāo)均合格，選用7209C型軸承符合要求。7、 鍵的選擇普通平鍵具有靠側(cè)面?zhèn)鬟f轉(zhuǎn)矩、對中良好、結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便的特點(diǎn)，因此，減速器的鍵選用普通平鍵。1、 輸入軸與聯(lián)軸器聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接 選擇C型平鍵連接。根據(jù)軸徑，查手冊得，選用GB1096-79系列的鍵，鍵高。2、 軸2與蝸輪、小齒輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接蝸輪選擇A型平鍵連接。根據(jù)軸徑，與蝸輪配合的軸長度，查手冊得，選用GB1096-79系列的鍵，鍵高。小齒輪選擇A型平鍵連接。根據(jù)軸徑，與小齒輪配合的軸長度，查手冊得，選用GB1096-7

27、9系列的鍵，鍵高。3、 軸3與大齒輪、聯(lián)軸器聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接 與大齒輪聯(lián)接：選擇A型平鍵連接。根據(jù)軸徑，查手冊得，選用GB1096-97系列的鍵，鍵高。 與聯(lián)軸器聯(lián)接：選擇C型平鍵連接。根據(jù)軸徑，查手冊得，選用GB1096-97系列的鍵，鍵高。 八、聯(lián)軸器的選擇 減速器的載荷性質(zhì)為微振，因此選擇剛性聯(lián)軸器。 軸1的聯(lián)軸器選擇軸孔直徑，軸孔長度的聯(lián)軸器。 軸3的聯(lián)軸器選擇軸孔直徑，軸孔長度的聯(lián)軸器。 九、潤滑與密封的選擇1、潤滑說明因?yàn)槭窍轮檬轿仐U減速器，且其傳動的圓周速度，故蝸桿應(yīng)采用浸油潤滑。大、小斜齒輪采用飛濺潤滑，潤滑油選用50號機(jī)械潤滑油。 蝸桿兩端軸承采用浸油潤滑。中間軸和低速軸軸承

28、采用潤滑脂潤滑，因?yàn)檩S承轉(zhuǎn)速，所以選擇潤滑脂的填入量為軸承空隙體積的。2、密封說明 在試運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，所有聯(lián)接面及軸伸密封處都不允許漏油。剖分面允許涂以密封膠或水玻璃，不允許使用任何碘片。軸伸處密封應(yīng)涂上潤滑脂。 十、減速器的附件及說明1、窺視孔蓋 為了檢查傳動件嚙合情況、潤滑狀態(tài)以及向箱內(nèi)注油，在減速箱蓋頂部開窺視孔，以便于檢查傳動件嚙合情況、潤滑狀態(tài)接觸斑點(diǎn)及齒側(cè)間隙等。窺視孔應(yīng)設(shè)在能看到傳動零件嚙合區(qū)的位置，并且足夠大小，以便手能伸入操作。減速器內(nèi)的潤滑油也由窺視孔注入，為了減少油的雜質(zhì)，可在窺視孔裝一過濾網(wǎng)。平時將檢查孔蓋板蓋上并用螺釘予以固定，蓋板與箱蓋土臺接合面間加裝防滲漏的紙質(zhì)封油

29、墊片。4、 放油螺塞 放油孔的位置設(shè)置在油池的最低處，并安裝在減速器不與其他部位零件靠近的一側(cè)，以便于放油。螺塞材料采用Q235A。5、 油標(biāo) 油標(biāo)尺常放置在便于觀測減速器油面穩(wěn)定處，對于多級傳動油標(biāo)安置在低速級傳動件附近。長期連續(xù)工作的減速器，在桿式油標(biāo)的外面長裝有油標(biāo)尺套，可以減輕油的攪動干擾，以便在不停車的情況下隨時檢測油面。6、 通氣器 減速器在運(yùn)轉(zhuǎn)時，箱體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，對減速器密封極為不利。為溝通箱體內(nèi)外的氣流，是箱體內(nèi)的氣壓不會因減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時的溫升而增大，從而造成減速器密封處滲漏，在箱蓋頂部或檢查孔蓋板上安裝通氣器，通氣器設(shè)有金屬濾網(wǎng)，可減少停車后灰塵隨空氣吸入機(jī)體。7、

30、起蓋螺釘箱蓋、箱座裝配時在剖分面上涂密封膠給拆卸箱蓋帶來不便，為此常在箱蓋的聯(lián)接凸緣上加工出螺孔，拆卸時，擰動裝在其中的擰蓋螺釘便方便地頂起箱蓋。起蓋螺釘材料為Q235A，螺桿頂部做成半圓形，以免頂壞螺紋。8、 定位銷為保證剖分式箱體的軸承座孔的加工及裝配精度，在箱體的聯(lián)接凸緣的長度方向兩端各安置一個圓錐定位銷，并盡量設(shè)置在不對稱位置。定位銷為圓公稱直徑（小端直徑）可取，為箱座、箱蓋凸緣連接螺栓的直徑；取長度應(yīng)稍大于箱體聯(lián)接凸緣的總厚度，以利于裝卸。9、 起吊裝置 吊耳、吊鉤，用來拆卸和吊運(yùn)箱蓋，也可用來吊用輕型減速器。10、 軸承蓋 軸承蓋結(jié)構(gòu)采用螺釘聯(lián)接式，材料為碳鋼。11、 軸承套杯 軸承套杯可用作固定軸承的軸向位置，同一軸線上兩端軸承外徑不相等時使用座孔可一次鏜出，調(diào)整軸承的軸向位置。12、 調(diào)整墊片組調(diào)整墊片組的作用是調(diào)整軸承的軸向位置，墊片組的材料為08F。 十一、其他技術(shù)說明1、 拆裝和調(diào)整的說明（1）在安裝調(diào)整滾動軸承時，必須保證一定的軸向側(cè)隙，因?yàn)橛蜗兜拇笮⒂绊戄S承的正常工作。當(dāng)軸頸為3050mm時，可取端蓋與軸承間游隙為47mm。（2） 在安裝齒輪和蝸輪蝸桿后，必須保證需要的側(cè)隙及齒面接觸斑點(diǎn)，側(cè)隙和齒面接觸斑點(diǎn)是由傳動精度確定的，可查手冊。當(dāng)傳動側(cè)隙及接觸斑點(diǎn)不符合精度要求時，可以對齒面進(jìn)行刮研、