斜齒輪減速箱設計

1、 機械設計任務說明書 題 目： 帶式運輸機傳動裝置設計 系 別： 機電工程系 專 業(yè)： 機電一體化 學生姓名： 學 號： 指導教師： 柏子剛 目 錄引言 21 帶式運輸機的傳動裝置的設計31.1 帶式運輸機的傳動示意圖31.2 工作情況31.3 原始數(shù)據(jù)32 傳動裝置總體設計方案32.1 電動機的選擇3 2.2 V帶的設計43 齒輪的設計8 4 軸的設計計算114.1 高速軸的設計114.2 低速軸設計145 鍵的設計與計算185.1 高速軸齒輪傳動鍵175.2 帶輪鍵設計與計算175.3 低速軸齒輪鍵設計與計算195.4 軸器與軸連接鍵設計與計算196 軸承的校核206.1 深溝球軸承620

2、7的校核206.2 角接觸球軸承7210c校核20謝辭22參考文獻23引言在人類的生產(chǎn)和生活中，大量使用各種機械設備，以減輕或代替人的勞動，提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和生活水平。本次課設就以實際應用為出發(fā)點，運用本學期所學的機械設計基礎知識設計一帶式運輸機的傳動裝置，實現(xiàn)在電機的帶動下，運輸帶能按預定的速度運送貨物。設計中的傳動裝置即為減速器。設計過程中，首先應根據(jù)有效功率等參數(shù)選擇合適的電動機，然后按選擇V帶型號及輪轂，計算校核各軸的尺寸并設計計算齒輪，齒輪是在各種機構中應用最廣泛的一種傳動機構。它可以用來傳遞空間任意兩軸件的運動和動力，并具有功率范圍大，傳動效率高，傳動比準確，使用壽命長，工作

3、安全可靠等特點。而作為齒機構的最基本組成部分齒輪所起的作用是無可代替的，所以齒輪的設計尤為重要。1 帶式運輸機的傳動裝置的設計1.1帶式運輸機的傳動示意圖如圖（1、電動機2、帶傳動3、齒輪減速4、軸承5、聯(lián)軸器、6、鼓輪7、運輸帶）1.2 工作情況：已知條件 工作條件：兩班制，連續(xù)單向運轉，載荷較平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有灰塵，環(huán)境最高溫度35； 使用折舊期；8年；檢修間隔期：四年一次大修，兩年一次中修，半年一次小修；動力來源：電力，三相交流電，電壓380/220V； 運輸帶速度容許誤差：±5%；制造條件及生產(chǎn)批量：一般機械廠制造，小批量生產(chǎn)。1.3 原始數(shù)據(jù)運輸帶工作拉力：230

4、0N運輸帶工作速度：1.4m/s卷筒 直徑：350mm傳動 方案：帶單級斜齒輪圓柱齒輪減速器2 傳動裝置總體設計方案2.1電動機的選擇按工作要求和工作條件選用Y系列三相籠型異步電動機，全封閉自扇冷式結構，電壓380V.工作機的有效功率為Pw=FV/1000=(2300N×1.4m/s)/1000=3.22kw.從電動機到工作機輸送帶間的總效率：聯(lián)軸器的傳動效率=0.99軸承的效率=0.97閉式直齒圓錐斜齒傳動效率= 0.97卷筒=0.95V帶:0.96總效率： 所以電機輸出功率： 所以選擇的電機額定功率應大于3.95kw。卷筒軸轉速： V帶傳動比常用范圍為：i1=24，單級圓柱斜齒輪

5、傳動比i2=36。所以電動機轉速為： 由以上數(shù)據(jù)查表得電機應選Y132M1-6,同步轉速1000r/min。電機型號額定功率滿載轉速啟動轉矩 額定轉矩最大轉矩額定轉矩Y132M1-64kw960r/min2.02.02.2 V帶的設計總傳動比和各級傳動比： 查表得V帶傳動比，則單級圓柱斜齒輪減速器的傳動比為： 計算傳動裝置的運動參數(shù)和動力參數(shù)：電動機軸： 高速軸： 低速軸： 滾筒軸： 將計算的運動參數(shù)和動力參數(shù)列表：軸名功率P(kw)轉矩T(N.m)轉速n（r/m）傳動比i效率電機軸3.9539.2996030.96高速軸3.79113.1132030.97低速軸3.57446.2576.44

6、.18830.97滾筒軸3.3642076.44.18830.95由以上設計可得到如下要求：電動機功率4kw，轉速、傳動比。兩班制，使用折舊期8年，運輸帶速度容許誤差：5%。由上述條件進行V帶設計：(參數(shù)參考機械設計基礎)確定設計功率：取工作情況系數(shù)： 選V帶型號：由P=5.2kw，n=960r/min,查圖9-8，選A型普通V帶。確定帶輪直徑，查表9-7取小帶輪基準直徑（V帶帶輪最小計算直徑：型號A，），傳動比： 大帶輪基準直徑： 取。實際傳動比： 從動輪轉速： 轉速誤差： 驗算帶速： 滿足 確定帶的基準長度和傳動中心距：由初定中心距，取。計算帶的基準長度： 由圖9-3，取由式（9-20）得

7、實際中心距： 驗算小帶輪包角：由式（9-6）得 計算帶的根數(shù)：由式（9-22）得 式中，由，查表9-9得， 由查表9-10得， 由，查表9-14得 查表9-15，由得則 計算初拉力：由式（9-23）得 查表（9-4）A帶型得q=0.06kg/mm，則 計算對軸的壓力：由式（9-24）得 小帶輪直徑大帶輪直徑中心距基準長度V帶型號根數(shù)100mm315mm565mm1800mmA53 齒輪的設計 因齒輪轉速不高，所以可以選用閉式軟齒面7級精度齒輪（表11-11）。 材料初選：小齒輪：45鋼，調(diào)質(zhì)熱處理，齒面硬度229286HBS，取260HBS大齒輪：45鋼，正火熱處理，齒面硬度169217HBS

8、，取210HBS因閉式軟齒面齒輪常因點蝕而失效，所以應先按接觸疲勞強度計算，再用彎曲疲勞強度校核。許用應力： 大齒輪： 大齒輪： 小齒輪取最小齒數(shù)，則大齒輪齒數(shù),取。 按接觸疲勞強度計算： 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值：由表（11-13）得，載荷系數(shù)K取1.3,材料彈性系數(shù),節(jié)點區(qū)域系數(shù),螺旋角初選。計算小齒輪的名義轉矩： 齒數(shù)比： 許用接觸應力： 端面重合度： 重合度系數(shù)： 則 計算圓周速度： 齒寬： 模數(shù)： 中心距： 修正螺旋角： 因值與初選值相比改變不多，故參數(shù)不必修正。大小齒輪分度圓直徑、及齒寬、： 按彎曲疲勞強度校核： 式中：K=1.3,，b=50,d1=49.78,m=2,則 故彎曲疲勞

9、強度足夠。齒輪實際圓周速度： 對照表（11-9）可知齒輪選7級精度是合適的。4 軸的設計計算4.1 高速軸的設計軸上的功率P=3.79kw，轉速n=320r/min，轉矩，材料選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度217255HBS，。確定軸的最小徑： 查表（15-5），A取100，則 考慮到有鍵槽，將直徑增大5%，則 參考表（9-6），V帶輪的結構形式和輻板厚度，軸d取28mm。確定齒輪和槽的潤滑：齒輪的圓周速度： 齒輪采用油浴潤滑，軸承采用脂潤滑。軸的結構設計：徑向尺寸的確定：從軸段d=25mm開始，逐段選取相鄰軸段直徑，d2取定位作用，定位軸肩高度可在（0.070.1）d 范圍內(nèi)按經(jīng)驗選取，故 該直徑

10、外將安裝密封氈圈，標準直徑應取d2=31.5，多與軸承內(nèi)經(jīng)配合，為便于軸安裝，取d3=35，選定軸承型號6207，對與齒輪孔徑配合，按標準直徑系列取d4=35.5mm,d5起定位作用，由h=(0.070.1)d=2.4853.55mm,取h=3mm,d5=42.5mm,d7與軸承配合，取d7=d3=35mm，d6為軸承軸肩，取8mm。軸向尺寸的確定：與傳動零件配合的軸段長度一般略小于傳動零件的輪轂寬度，本設計齒輪輪轂寬度B2=(1.21.5)d4=42.653.25mm,取B2=50mm，取軸段長度L4=48mm，帶輪軸孔B1=L=(1.52)d=37.550mm，取B1=40mm，取軸段長L

11、1=48mm，與軸承配合的軸段長度如L7，查軸承寬度為17mm，取擋油板厚為1mm，于是L7=18mm。其余尺寸：其他軸段的長度與箱體有關，可由齒輪開始向兩側逐步確定，一般情況下，齒輪端面與箱壁的距離2取1015mm,軸承端面與箱體內(nèi)壁的距離3與軸承的潤滑有關，可取3=5mm，分箱面寬與分箱面連接螺栓的裝拆空間有關，對于常用的M16普通螺栓，分箱面寬l=5565mm，考慮軸承蓋螺釘至聯(lián)軸器距離1=1015mm，初步取l2=55mm，則l3=2+2+3+20=42mm，軸環(huán)寬度l5=8mm，兩軸承中心距L=130mm。軸的強度校核：計算齒輪受力分度圓直徑d1=49.78mm，轉矩T0=113.1

12、1齒輪切向力： 齒輪徑向力： 齒輪軸向力： 繪制軸的受力簡下圖三（a）計算支撐反力（b）（d） 水平面： 垂直平面： 繪制彎矩圖（c）b截面 垂直平面彎矩圖（e） 合成彎矩圖（f） 繪制轉矩圖（f）轉矩T=113110繪制當量彎矩圖（h） 圖（一）單向運轉，轉矩為脈動循環(huán)， B截面 A截面和I截面 分別校核a和b截面 考慮鍵槽 實際直徑分別為25mm，35.5mm，強度足夠。如下圖（二）高速軸圖（二）4.2 低速軸設計軸上的功率P=3.57kw，轉速n=76.4r/min，轉矩，材料選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度217255HBS，確定軸的最小徑： 查表（15-5），A取100，則 考慮到有軸伸安裝

13、聯(lián)軸器，為補償軸的可能位移，選用彈性柱銷聯(lián)軸器，由轉速和轉矩，查機械設計手冊選用LH3型彈性柱銷聯(lián)軸器，標準孔徑d1=40mm，即軸伸直徑d1=40mm。確定齒輪和槽的潤滑：齒輪的圓周速度： 齒輪采用油浴潤滑，軸承采用脂潤滑。軸的結構設計：徑向尺寸的確定：從軸段d=40mm開始，逐段選取相鄰軸段直徑，d2取定位作用，定位軸肩高度可在（0.070.1）d 范圍內(nèi)按經(jīng)驗選取，故 該直徑外將安裝密封氈圈，標準直徑應取d2=47.5，d3與軸承內(nèi)經(jīng)配合，為便于軸安裝，取d3=50，選定軸承型號7210c，d4與齒輪孔徑配合，按標準直徑系列取d4=53mm,d5起定位作用，由h=(0.070.1)d=3

14、.715.3mm,取h=4mm,d5=60mm,d7與軸承配合，取d7=d3=50mm，d6為軸承軸肩，取57mm。軸向尺寸的確定：與傳動零件配合的軸段長度一般略小于傳動零件的輪轂寬度，本設計齒輪輪轂寬度B2=(1.21.5)d4=63.679.5mm,取B2=68mm，聯(lián)軸器LH3的J型軸孔B1=112mm，取軸段長L1=110mm，與軸承配合的軸段長度如L7，查軸承寬度為20mm，取擋油板厚為1mm，于是L7=21mm。其余尺寸：其他軸段的長度與箱體有關，可由齒輪開始向兩側逐步確定，一般情況下，齒輪端面與箱壁的距離2取1015mm,軸承端面與箱體內(nèi)壁的距離3與軸承的潤滑有關，可取3=5mm

15、，分箱面寬與分箱面連接螺栓的裝拆空間有關，對于常用的M16普通螺栓，分箱面寬L=5565mm，考慮軸承蓋螺釘至聯(lián)軸器距離1=1015mm，初步取L2=55mm，則L3=2+2+3+20=42mm，軸環(huán)寬度L5=8mm，兩軸承中心距L=130mm。軸的強度校核：計算齒輪受力分度圓直徑d=207.6mm，轉矩T=446250齒輪切向力： 齒輪徑向力： 齒輪軸向力： 繪制軸的受力簡下圖三（a）計算支撐反力（b）（d） 水平面： 垂直平面： 繪制彎矩圖（c）b截面 垂直平面彎矩圖（e） 合成彎矩圖（f） 繪制轉矩圖（g）轉矩T=446250繪制當量彎矩圖（h）圖（三） 單向運轉，轉矩為脈動循環(huán)， b截

16、面 A截面和I截面 分別校核a和b截面 考慮鍵槽 實際直徑分別為40mm，強度足夠，如下圖（四）低速軸（四）5 鍵的設計與計算5.1 高速軸齒輪傳動鍵計算項目計算內(nèi)容計算結果鍵的類型及尺寸選擇齒輪傳動要求齒輪與軸的對中性好，故選A型平鍵連接，根據(jù)軸徑d=35.5mm查表（4-1）得鍵寬b=10mm，鍵高h=8mm，因輪轂長度為50mm，故取標準鍵長L=40mm。鍵寬、長： GB/T 1564-2003驗算擠壓強度將l=L-b=30mm，k=0.4h=3.2mm代入（4-1）得擠壓應力為：查表（4-2）得所以擠壓強度足夠。強度足夠確定鍵槽尺寸由普通平鍵標準查得軸槽深t=5.0mm，輪轂槽深t1=

17、3.3mm。t=5.0mmt1=3.3mm5.2 帶輪鍵設計與計算計算項目計算內(nèi)容計算結果鍵的類型及尺寸選擇帶輪輪轂要求與軸的對中性好，故選A型平鍵連接，根據(jù)軸徑d=28mm查表（4-1）得鍵寬b=8mm，鍵高h=7mm，因輪轂長度為56mm，故取標準鍵長L=50mm。鍵寬、長： GB/T 1564-2003驗算擠壓強度將l=L-b=42mm，k=0.4h=2.8mm代入（4-1）得擠壓應力為：查表（4-2）得所以擠壓強度足夠。強度足夠確定鍵槽尺寸由普通平鍵標準查得軸槽深t=4.0mm，輪轂槽深t1=3.3mm。t=4.0mmt1=3.3mm5.3 低速軸齒輪鍵設計與計算計算項目計算內(nèi)容計算結

18、果鍵的類型及尺寸選擇齒輪傳動要求齒輪與軸的對中性好，故選A型平鍵連接，根據(jù)軸徑d=53mm查表（4-1）得鍵寬b=16mm，鍵高h=10mm，因輪轂長度為68mm，故取標準鍵長L=63mm。鍵寬、長： GB/T 1564-2003驗算擠壓強度將l=L-b=47mm，k=0.4h=4mm代入（4-1）得擠壓應力為：查表（4-2）得所以擠壓強度足夠。強度足夠確定鍵槽尺寸由普通平鍵標準查得軸槽深t=5.0mm，輪轂槽深t1=3.3mm。t=6.0mmt1=4.3mm5.4 聯(lián)軸器與軸連接鍵設計與計算計算項目計算內(nèi)容計算結果鍵的類型及尺寸選擇聯(lián)軸器要求與軸的對中性好，故選A型平鍵連接，根據(jù)軸徑d=40mm查表（4-1）得鍵寬b=12mm，鍵高h=8mm，因聯(lián)軸器長度為112mm，故取標準鍵長L=110mm。鍵寬、長： GB/T 1564-2003驗算擠壓強度將l=L-b=98mm，k=0.4h=3.2mm代入（4-1）得擠壓應力為：查表（4-2）得所以擠壓強度足夠。強度足夠確定鍵槽尺寸由普通平鍵標準查得軸槽深t=5.0mm，輪轂槽深t1=3.3mm。t=5.0mmt1=3.3mm6 軸承的校核6.1深溝球軸承6207的校核查機械課程設計指導書表（12.1）得Cr=25.7KN、Cor=15.3KN。查機械設計基礎表（