皮帶運(yùn)輸機(jī)的單級(jí)圓柱直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(共20頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目 錄 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1 一 擬定傳動(dòng)方案及說(shuō)明3 二 電動(dòng)機(jī)的選擇 3 三 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配 4 四 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)： 5五 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 5六 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算7 七 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算10 八 鍵的選擇與驗(yàn)算 15 九 軸承的選擇與驗(yàn)算16十 聯(lián)軸器的選擇結(jié) 16十一 箱體設(shè)計(jì) 16十二 齒輪和滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑與密封方式的選擇16十三 設(shè)計(jì)參考資料目錄17十四 結(jié)束語(yǔ)17十五 附錄 18題目：皮帶運(yùn)輸機(jī)的單級(jí)圓柱直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)一、傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 滾筒輸送帶 聯(lián)軸器一級(jí)圓柱齒輪減速器電動(dòng)機(jī)帶傳動(dòng)二、原始數(shù)據(jù)：輸送帶工作拉力F5。

2、8 kN，滾筒直徑D450mm，輸送帶速度V1.6m/s。三、工作條件：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，有輕度沖擊，環(huán)境溫度20C。 四、使用年限：每年工作350天，使用期限4年五、輸送帶速度：允許誤差5%。六、設(shè)計(jì)工作量1、減速器裝配圖1張（A1）。2、零件圖13張（A3）。3、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份。計(jì)算過(guò)程計(jì)算結(jié)果一 擬定傳動(dòng)方案 本設(shè)計(jì)中原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動(dòng)方案采用了兩級(jí)傳動(dòng)，第一級(jí)傳動(dòng)為帶傳動(dòng)，第二級(jí)傳動(dòng)為一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。帶傳動(dòng)承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過(guò)載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，還可緩和沖擊和振動(dòng)，故布置在傳動(dòng)的高速級(jí)，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動(dòng)的結(jié)

3、構(gòu)尺寸。采用一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器，特點(diǎn)是傳動(dòng)效率高，使用和維護(hù)簡(jiǎn)單，適用于輕載荷下低速運(yùn)轉(zhuǎn)長(zhǎng)期工作，連續(xù)工作能力較強(qiáng)，成本較低廉，外觀上橫向尺寸較小，在空間有限制的場(chǎng)合該傳動(dòng)較為合理，缺點(diǎn)是兩齒輪強(qiáng)度要求較高，兩齒輪浸油深度相差較大，滿足兩齒輪浸油潤(rùn)滑較困難。二 選擇電動(dòng)機(jī)1 電動(dòng)機(jī)類(lèi)型及結(jié)構(gòu)的選擇 因無(wú)特殊要求，故選用最常用的Y系列籠型三相異步交流電動(dòng)機(jī)。其效率高、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便、價(jià)格低、使用與不易燃、不易爆、無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的場(chǎng)合。 2 選擇電動(dòng)機(jī)容量 選擇電動(dòng)機(jī)容量就是合理地選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率，主要考慮電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱、過(guò)載能力和啟動(dòng)能力三方面的因素，但一般情況下主

4、要由運(yùn)行發(fā)熱條件而定。電動(dòng)機(jī)的確定步驟為：1)工作機(jī)所需功率因已知帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒的圓周力（即卷筒牽引）F（N）和輸送帶速度v（m/s），則卷筒軸所需要的功率： 2)電動(dòng)機(jī)輸出功率 考慮傳動(dòng)裝置的功率損耗，電動(dòng)機(jī)輸出功率為： 其中 而、分別為電動(dòng)機(jī)帶傳動(dòng)、圓柱齒輪、軸承、輸送帶傳動(dòng)的傳動(dòng)效率，如傳動(dòng)簡(jiǎn)圖所示，初選聯(lián)軸器為彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，滾動(dòng)軸承為滾子軸承，傳動(dòng)齒輪為閉式軟齒面圓柱齒輪，因其速度不高，選用7級(jí)精度(GB10095-88)，則機(jī)械傳動(dòng)和摩擦副的效率分別如下：（由參考書(shū)目1查得） ， 將數(shù)據(jù)代入式上式得： 3)確定電動(dòng)機(jī)的額定功率，應(yīng)使得等于或稍大于.這里=3 選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 為

5、了便于選擇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，先推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍。因?yàn)橛蓞⒖紩?shū)目1中表2-1查得v帶傳動(dòng)常用傳動(dòng)比范圍4，單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍6，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為： 其中由式計(jì)算得.則由上式的得=407.41629.6.可見(jiàn)同步轉(zhuǎn)速為750、1000、1500的電動(dòng)機(jī)均符合。這里初選同步轉(zhuǎn)速分別為1000和1500的兩種電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較，如下表：表一方案電 動(dòng) 機(jī)型號(hào)額定功率（）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)質(zhì)量（kg）傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比同步滿載總傳動(dòng)V帶傳動(dòng)單級(jí)減速器1Y10OL2-431500142038161435.382Y132S-6310009606310.912.74.044 確定電機(jī)的型號(hào) 由于表一中數(shù)據(jù)

6、可知兩個(gè)方案均可行，但方案2 的傳動(dòng)比較小些，傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小，因此可采用方案2，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S-6.三 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配1） 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比： 2）分配各級(jí)傳動(dòng)比： 取v帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，則單級(jí)齒輪圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比為： 值符合一般圓柱齒輪傳動(dòng)和單級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比常用范 圍。 四 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)：1） 各軸計(jì)算電動(dòng)機(jī)為0軸，減速器高速軸為1軸，低速軸和滾筒軸為2軸，各軸轉(zhuǎn)速為 ： 2） 各軸輸入功率按電動(dòng)機(jī)額定功率計(jì)算各軸得輸入功率，即 3） 各軸轉(zhuǎn)矩 參數(shù)軸名電機(jī)軸I軸II軸滾筒軸轉(zhuǎn)速n(r/min)9604175858功率P(kW)111

7、0.5610.149.94轉(zhuǎn)矩T(Nm)109.43241.91669.61636.6傳動(dòng)比i2.36.152.3效率0.960.99x0.970.98五 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算已知帶傳動(dòng)選用系列異步電動(dòng)機(jī)，其額定功率=，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速，從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速，。單班制工作。有輕度沖擊。因?yàn)闊o(wú)特殊要求，我們選用最常用的普通v帶。要確定的數(shù)據(jù)是：帶的型號(hào)，帶輪的直徑，帶的長(zhǎng)度，帶的傳動(dòng)中心矩，帶的根數(shù)，作用在軸上的載荷，帶輪的結(jié)構(gòu)。計(jì)算及簡(jiǎn)要分析如下： 1） 選擇v帶的型號(hào) 利用公式： 式中：傳遞的名義功率。 計(jì)算功率， 為工作情況系數(shù)， 由參考書(shū)目2122頁(yè)表7-5查得，=1.1，= 數(shù)故得計(jì)算功率為： 由的值和

8、的值并查參考書(shū)目2122頁(yè)圖7-17得選用B型v帶較 為 適宜。考慮代數(shù)應(yīng)過(guò)低，否則帶的根數(shù)增多，對(duì)傳動(dòng)不利。因此確定小帶輪直徑2）確定帶輪直徑、： 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足 ： 通常?。?， 計(jì)算得：， 圓成標(biāo)準(zhǔn)值3）驗(yàn)算帶速：4) 確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：由經(jīng)驗(yàn)公式 初定中心距為 按參考書(shū)目2118頁(yè)式（7-12）計(jì)算v帶長(zhǎng)度： 由參考書(shū)目2116頁(yè)表7-3選擇v帶長(zhǎng)度5）確定中心矩：6）驗(yàn)算小輪包角 7）計(jì)算v帶根數(shù)：由表7-8查得，由表7-9查得，由表7-3查得，由表7-10查得則v帶的根數(shù) 取六 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算1)選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)， A選用直齒圓柱漸開(kāi)線齒輪，有利于保障傳動(dòng)的平穩(wěn)性；B

9、減速器為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度（GB1009588）； C 材料選擇。考慮減速器外觀尺寸不宜過(guò)大，大小齒輪都選用40Cr，小齒輪表面淬火4050HRC，大齒輪調(diào)質(zhì)處理，硬度300HBS。 2）確定需用應(yīng)力 許用接觸應(yīng)力：由參考書(shū)目2170頁(yè)式（8-39） 對(duì)應(yīng)于循環(huán)基數(shù)的齒面接觸極限應(yīng)力其值決定于齒輪材料, 熱處理?xiàng)l件，見(jiàn)參考書(shū)目2171頁(yè)表（8-10）安全系數(shù)。壽命系數(shù) 由表（8-10）查得 故應(yīng)按接觸極限應(yīng)力較低的計(jì)算，即只需計(jì)算求出。對(duì)于調(diào)質(zhì)處理的齒輪。由于載荷穩(wěn)定，故按式（8-41）由齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 其中，。.循環(huán)基數(shù)由參考資料2中圖8-41中查得，當(dāng)HBS為300

10、時(shí)，因，所以許用彎曲應(yīng)力 由式（8-46）知 齒根彎曲極限應(yīng)力。 安全系數(shù)通常取1.72.2 齒輪雙面受載時(shí)的影響系數(shù)。 壽命系數(shù)由表（8-11）知 取，單向傳動(dòng)取，因，所以。得 3）計(jì)算齒輪的工作轉(zhuǎn)矩 4）根據(jù)接觸強(qiáng)度，求小齒輪分度圓直徑由式（8-38）知 初步計(jì)算時(shí)，取，（表8-9），（圖8-38）選定5）計(jì)算接觸應(yīng)力由式（8-37）知 取鋼制齒輪。有齒輪的圓周速度 由圖8-39查得（7級(jí)精度） 故接觸強(qiáng)度滿足要求6）驗(yàn)算彎曲應(yīng)力由式（8-43）知 由圖8-44查得 ，故因該驗(yàn)算廣大齒輪的彎曲應(yīng)力 （ 彎曲強(qiáng)度足夠）故所選齒輪滿足強(qiáng)度和鋼度的要求。七 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算主動(dòng)

11、軸示意圖1）已知傳遞的功率為，主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為，小齒輪分度圓直徑，工作時(shí)為單項(xiàng)轉(zhuǎn)動(dòng)。2）選擇軸的材料、熱處理方式，確定許用應(yīng)力，軸名材料牌號(hào)熱處理硬度抗拉強(qiáng)度許用彎曲應(yīng)力45調(diào)質(zhì)21255HBS651103）估算軸的直徑，即 式中軸所傳動(dòng)的功率，； 軸的轉(zhuǎn)速，； 由材料的許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力所確定的系數(shù)， 將已求得數(shù)據(jù)代入上式，并根據(jù)上表軸的材料查表10-1，A取118求得4）計(jì)算：因?yàn)檩S上有一個(gè)鍵槽，故軸徑增大5%， 圓整得 計(jì)算：計(jì)算：， 所選軸承型號(hào)為深溝球軸承6408 計(jì)算：， 計(jì)算： 5）計(jì)算各軸的長(zhǎng)度， 確定選用的v帶為A型，Z=5，由公式，并查表7-4得， 所以：，,故選取確定： 由公式,

12、其中、的意義見(jiàn)參考書(shū)目1表3-1并由表3-1查得數(shù)據(jù)得， ， 取 于是，故取 確定： 因?yàn)槭桥c軸承配合，故 確定：，B為小齒輪的厚度，由于小齒輪分度圓接近，段 做成齒輪軸 較為適宜。 取 確定： 6）按彎曲和扭轉(zhuǎn)復(fù)合強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度 由工程力學(xué)有關(guān)彎矩圖和扭矩圖的有關(guān)知識(shí)求得各力大小為 1.齒輪的切向力和徑向力為 2.軸承1： 軸承2. 合成彎矩 求當(dāng)量彎矩：一般認(rèn)為軸I傳遞的轉(zhuǎn)矩是按脈動(dòng)循環(huán)變化的，現(xiàn)選用軸的材料為45鋼，并經(jīng)正火處理。由表10-1查出其強(qiáng)度極限，并由表10-3中查出與其對(duì)應(yīng)的 故可求出： 此時(shí)： 有彎矩圖（見(jiàn)附錄）得C處為危險(xiǎn)截面，故用當(dāng)量彎矩求C處的直徑故滿足鋼度要求，軸

13、可以安全工作。 （二）從動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算從動(dòng)軸示意圖 1）已知傳遞的功率為，從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為，大齒輪分度圓直徑，工作時(shí)為單項(xiàng)轉(zhuǎn)動(dòng)。 2）選擇軸的材料、熱處理方式，確定許用應(yīng)力，軸名材料牌號(hào)熱處理硬度抗拉強(qiáng)度許用彎曲應(yīng)力45調(diào)質(zhì)21255HBS651103）估算軸的直徑，即 將已求得數(shù)據(jù)代入上式，并根據(jù)上表軸的材料查表10-1，A取118求得 4）計(jì)算： 因?yàn)檩S上有一個(gè)鍵槽，故軸徑增大5%， 圓整得 計(jì)算：圓整得 計(jì)算：， 所選軸承型號(hào)為深溝球軸承6214 計(jì)算：， 計(jì)算： 計(jì)算：5）計(jì)算各軸的長(zhǎng)度， 確定： 由于軸徑是65mm，為了傳遞載荷平穩(wěn)，故選用HL6彈性柱銷(xiāo)連軸 器, 故選取 確定： 由公

14、式， 其中、的意義見(jiàn)參考書(shū)目1表3-1并由表3-1查得數(shù) 據(jù)得， ， ，于是得：，故取 確定： 因?yàn)槭桥c軸承配合，故 確定：取 確定：取 確定：6）按彎曲和扭轉(zhuǎn)復(fù)合強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度 由工程力學(xué)有關(guān)彎矩圖和扭矩圖的有關(guān)知識(shí)求得各力大小為 1.齒輪的切向力和徑向力為 2.軸承1： 軸承2. 合成彎矩求當(dāng)量彎矩：一般認(rèn)為軸I傳遞的轉(zhuǎn)矩是按脈動(dòng)循環(huán)變化的，現(xiàn)選用軸的材料為45鋼，并經(jīng)正火處理。由表10-1查出其強(qiáng)度極限，并由表10-3中查出與其對(duì)應(yīng)的 故可求出： 此時(shí)：有彎矩圖（見(jiàn)附錄）得C處為危險(xiǎn)截面，故用當(dāng)量彎矩求C處的直徑 故滿足鋼度要求，軸可以安全工作。 八 鍵的選擇與驗(yàn)算 （一）主動(dòng)軸外伸端

15、處鍵的校核 已知軸與帶輪采用鍵聯(lián)接，傳遞的轉(zhuǎn)矩為，軸徑為 ，軸長(zhǎng)。帶輪材料為鑄鐵，軸和鍵的材料為45號(hào)鋼，有輕微沖擊帶輪傳動(dòng)要求帶輪與軸的對(duì)中性好，故選擇A型平鍵聯(lián)接。 根據(jù)軸徑，鍵寬b=14，鍵高h(yuǎn)=9，因軸長(zhǎng)L180，故取鍵長(zhǎng) L=70 輕微沖擊時(shí)的許用擠壓應(yīng)力p5060MPa，pp，故擠壓 強(qiáng)度足夠。（二）從動(dòng)軸處鍵的校核已知軸與帶輪采用鍵聯(lián)接，傳遞的轉(zhuǎn)矩為 ， 軸徑為d4，軸長(zhǎng)。帶輪材料為鑄鐵，軸和鍵的材料為45號(hào)鋼，載荷平穩(wěn)帶輪傳動(dòng)要求帶輪與軸的對(duì)中性好，故選擇A型平鍵聯(lián)接。根據(jù)軸徑d4=75，鍵寬b=16，鍵高h(yuǎn)=10，因軸長(zhǎng)L456，故取鍵長(zhǎng)L=50 載荷平穩(wěn)時(shí)的許用擠壓應(yīng)力 故

16、擠壓 強(qiáng)度足夠九 軸承的選擇與驗(yàn)算 由軸承型號(hào)查課程設(shè)計(jì)附表得軸承的基本參數(shù) 1。選擇軸承號(hào)為6408GB276-89 輕微沖擊時(shí)的許用， 強(qiáng)度足夠 2。選擇軸承號(hào)為6214GB276-89 輕微沖擊時(shí)的許用 強(qiáng)度足夠十 聯(lián)軸器的選擇結(jié)果型 號(hào)軸孔直徑軸孔長(zhǎng)度公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)速L6GB5014-856510731502100校核 為了傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩變化中等，稍有沖擊載荷，故K=1.7查得連軸器公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩T=3150kN. 故強(qiáng)度足夠。十一 箱體設(shè)計(jì)箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，采用HT200灰鑄鐵鑄造而成。十二 齒輪和滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑與密封方式的選擇（一）減速器的潤(rùn)滑 齒輪的潤(rùn)滑：根據(jù)齒輪的圓周速度3.17選擇浸

17、油潤(rùn)滑,浸油深度為10mm，（二）減速器的密封1、軸伸出處密封：軸伸出處密封的作用是防止漏油，采用封閉密封方式2、軸承室內(nèi)側(cè)密封：采用半封閉密封方式，其作用是擋油。3、箱蓋與箱座接合面的密封：采用墊片密封方法畫(huà)出封油環(huán)與氈圈示意圖（參看機(jī)械課程設(shè)計(jì)書(shū)）十三 結(jié)束語(yǔ) 這次的課程設(shè)計(jì)，是關(guān)于設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)用的圓柱齒輪減速器的內(nèi)容。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，碰到了與以往完全不同的方法及概念；前一部分可能成立的結(jié)論用到下一部分內(nèi)容卻會(huì)產(chǎn)生致命的錯(cuò)誤；往往在自認(rèn)為已經(jīng)沒(méi)有問(wèn)題的時(shí)候，卻碰到了前面認(rèn)為不是問(wèn)題的問(wèn)題。總結(jié)起來(lái)，最大的欠缺就是缺乏一個(gè)整體的觀念，常常在不經(jīng)意中，以局部代替整體。接著是考試，時(shí)間又倉(cāng)促，最后還是有些不盡如人意之處。比如說(shuō)為畫(huà)圖簡(jiǎn)便，在箱體附件中選用了較多畫(huà)圖表達(dá)比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。另一方面，在這次的設(shè)計(jì)中，用到了大量的經(jīng)驗(yàn)公式以及大量取范圍值的數(shù)據(jù)，這讓我們這些在精確公式及數(shù)值下學(xué)習(xí)成長(zhǎng)的學(xué)生們頓時(shí)產(chǎn)生了無(wú)所適從的感覺(jué)，取值時(shí)往往猶豫不決，瞻前顧后，大大減慢了設(shè)計(jì)速度。與此同時(shí)，我也發(fā)覺(jué)到，對(duì)工具書(shū)使用的不重視是一個(gè)非常嚴(yán)重的問(wèn)題。 在這次的課程設(shè)計(jì)之后，我個(gè)人認(rèn)為，如果可以把課程設(shè)計(jì)