傳送設(shè)備的一級(jí)錐齒輪減速器(包括鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng))

1、 貴州師范大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書學(xué) 院： 職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（職教師資方向） 姓 名： 韋云金 鄭全文 學(xué) 號(hào)： 132121010037 132124010003指導(dǎo)教師： 李榮 設(shè)計(jì)題目12輸送設(shè)備一錐齒輪減速器1） 系統(tǒng)簡(jiǎn)圖2) 工作條件 單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，啟動(dòng)載荷為名義載荷的1.25倍，每天工作16小時(shí)，使用期限10年，輸送鏈速度允許誤差為5%，輸送鏈效率=0.9。3） 原始數(shù)據(jù)輸送鏈拉力F（N）2.4輸送鏈速度v（m|s）0.8輸送鏈鏈輪直徑D（mm）125（4）設(shè)計(jì)工作量（1） 設(shè)計(jì)說明書（2） 減速器轉(zhuǎn)配圖（3） 減速器零件圖計(jì)算過程及計(jì)算說明

2、一、傳動(dòng)方案擬定工作條件 單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，啟動(dòng)載荷為名義載荷的1.25倍，每天工作16小時(shí)，使用期限10年，輸送鏈速度允許誤差為5%，輸送鏈效率=0.9。二、電動(dòng)機(jī)的選擇1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇按工作要求和條件選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V，Y型。2、電動(dòng)機(jī)功率選擇4（1）傳動(dòng)裝置的總效率： a12345式中：1、2、3、4、5分別是帶傳動(dòng)、軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器和輸送鏈的傳動(dòng)效率。取1=0.95，2=0.98，3=0.97，4=0.99，5=0.9，則a=0.95×0.98×0.97×0.99×0.9 =0.76（2）電機(jī)所需的功率：

3、=FV/1000=2400*0.8/(1000*0.9)=2.13kw= =2.803、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算鏈輪工作轉(zhuǎn)速：3確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)根據(jù)JB/T8680.1-2-1998，查得所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y-6。其主要參數(shù)：額定功率KW；滿載轉(zhuǎn)速960r/min；額定轉(zhuǎn)矩2.0。三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比1、總傳動(dòng)比ia=nm/n=960/122.29=7.852、分配各級(jí)傳動(dòng)比（1） 據(jù)指導(dǎo)書，為使V帶傳動(dòng)外廓尺寸不致過大，取ij=3。（2） id=ia/ij=2.62四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速n=nm/i1=960/2.62=366.41r/min

4、n=n/ij=366.41/3=122.14r/minnIII=122.29r/min2、計(jì)算各軸的輸入功率PI=Pd×1=2.80×0.95=2.66KWPII=PI×2×3=2.66×0.98×0.97=2.53KWPIII=PII×2×4=2.53×0.99×0.98=2.45KW3、計(jì)算各軸扭矩電動(dòng)機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)矩:Td=9.55×106Pd/nd=9.55×106×2.80/960=27.85 N·m各軸輸入轉(zhuǎn)矩TI=Td×1=27.85*

5、0.95=26.46 N·mTII= TI2×3=26.460.980.97=25.15 N·mTIII=9550×PIII/nIII=95502.45/122.29=191.33N·m五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算Ø V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1、選擇普通V帶截型通過查表取工作情況系數(shù)kA=1.2計(jì)算功率Pca=KAP=1.2×3=3.6KW根據(jù)Pca n(d)由圖8-11選用A型V帶2、確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1由表8-7和表8-9選dd1=100mm>dmin=75 mm 根據(jù)式（8-15a）大帶輪直

6、徑 dd2=i*dd1=2.62*100=262mm經(jīng)查表8-9，取dd2=280mm帶速V：V=dd1nd/60×1000=×100×960/60×1000=5.024m/s在525m/s范圍內(nèi)，帶速合適3、確定中心距a，并選擇V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld根據(jù)教材公式0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)得：0.7(100+280)a02(100+280) 所以有：489mma0563mm，取a0=500mm由公式Ld0=2a0+(/2)*(dd1+dd2)+ (dd2-dd1)2/4a0得：Ld0=2×500+(/2) *(100+280)

7、+(280-100)2/4×500=1613mm根據(jù)表8-2取Ld=1640mm根據(jù)式（8-24）得：aa0+（Ld-L0）/2=500+（1640-1613）/2=514mm4、驗(yàn)算小帶輪包角1=1800-(dd2-dd1)×57.30/a =1800-（280-100）×57.30/514=1800-160=1600>12005、確定帶的根數(shù)根據(jù)教材表查得：P0=0.95KW根據(jù)教材表查得：P0=0.11KW根據(jù)教材表查得：Ka=0.95根據(jù)教材查得：Kl=0.99由教材公式得：Z=Pca/(P0+P0)KaKl= 3.6/(0.95+0.11)

8、5;0.95×0.99=3.6取Z=4Ø 6、計(jì)算軸上壓力Ø 由教材表查得q=0.105kg/m，由教材公式單根V帶的初拉力：Ø F0=500Pca（2.5-Ka）/ZV Ka+qV2Ø =500×(2.5-0.95)×3.6/45.0240.95+0.105×5.0242=149NØ 則作用在軸承的壓力Fp，由教材公式得：Ø Fp=2ZF0sin1/2=2×4×149×sin1600/2=1174NØ 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1、選擇齒輪材料及精度等級(jí)考慮減速

9、器傳遞功率不大，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為240260HBS。大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度220HBS；根據(jù)教材查表選7級(jí)精度。齒面粗糙度Ra1.63.2m2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)教材公式：進(jìn)行計(jì)算確定有關(guān)參數(shù)如下： 傳動(dòng)比i齒=3取小齒輪齒數(shù)Z1=20。則大齒輪齒數(shù)：Z2=iZ1=3×20=60實(shí)際傳動(dòng)比i0=52/20=2.6傳動(dòng)比誤差：i-i0/I=2.6-2.6/2.6=0%<2.5% 可用齒數(shù)比：u=i0=2.6 取R=0.3 轉(zhuǎn)矩T1T1=69.33N·m 載荷系數(shù)k 取k=1.3 許用接觸應(yīng)力H H=HlimkHN/S

10、由教材查得： HlimZ1=560Mpa HlimZ2=500Mpa由教材公式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NN1=60njLh=60×366.14×0.8×(16×365×10)=1.03×109N2=N1/i=1.03×109/3=3.4×108由教材查得接觸疲勞的壽命系數(shù)：KHN1=0.87 KHN2=0.90通用齒輪和一般工業(yè)齒輪，按一般可靠度要求，選取安全系數(shù)SH=1.0H1=Hlim1 KHN1/SH=560×0.87/1.0Mpa=487.2MpaH2=Hlim2 KHN2/SH=350×0.9

11、0/1.0Mpa=315Mpa彈性影響系數(shù)ZE 由教材查得ZE=189.8MPa1/2故得：=74.4mm計(jì)算平均分度圓處的圓周速度vm分錐角1=arctan(Z1/Z2)=18.43當(dāng)量齒數(shù) Zv1= Z1/cos1=21.08 Zv2= Z2/cos1=63.24平均分度圓處的圓周速度：3.3m/s計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)v=5.024m/s錐齒輪為7級(jí)精度由教材查得：動(dòng)載系數(shù)KV=1.08 由教材查得: 使用系數(shù)KA=1由教材查得: 齒間嚙合系數(shù)Ka=1由教材查得： 軸承系數(shù)KHbe=1.10 故載荷系數(shù)K=KAKVKHaKH=2.475按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑根據(jù)公式100.64

12、mm模數(shù)：m=d1/Z1=100.64/20=5.03mm取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=53、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度根據(jù)教材式10-23：確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù) 分度圓直徑：d1=mZ1=5×20=100mm d2=mZ2=5×52=260mm齒寬： 139mm故得 取b=46 齒形系數(shù)YFa和應(yīng)力修正系數(shù)YSa根據(jù)教材查表得：YFa1=2.72 YSa1=1.57 YFa2=2.14 YSa2=1.83許用彎曲應(yīng)力F 根據(jù)公式：F= FLim2/SF根據(jù)教材FLim1=420Mpa FLim2 =330Mpa按一般可靠度選取安全系數(shù)SF=1.25計(jì)算兩輪的許用彎曲應(yīng)力F1=FLim1 /SF

13、=420/1.25=336MpaF2=FLim2/SF=330/1.25=264Mpa 將求得的各參數(shù)代入式30.4MP336MP43.8MP264MP故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠5計(jì)算齒輪的圓周速度VV=d1n1/60×1000=1.57m/s六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算Ø 輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、按扭矩初算軸徑選用45調(diào)質(zhì)，硬度217255HBS根據(jù)教材公式，并查表取A=115d115 (1.83/401.67)1/3mm=19.06mm考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則：d=19.06×(1+5%)mm=20.01mm選d=20mm2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）軸上零件的定位，固定和裝配

14、單級(jí)減速器中可將輸入軸的圓錐齒輪做成懸臂結(jié)構(gòu)，安排在箱體一側(cè)，兩軸承安排在齒輪的右側(cè)，齒輪左面由套筒定位，右面用擋圈固定，周向用平鍵連接。兩軸承分別以套杯和套筒定位。（2） 確定軸各段直徑和長(zhǎng)度I段：d1=20mm 長(zhǎng)度取L1=60mmh=2c c=1.5mm A型平鍵：鍵長(zhǎng)50mm b=h=6mmII段：d2=d1+2h=20+2×2×1.5=26mmd2=26mm 長(zhǎng)度取L=30mmIII段：參照工作要求并根據(jù)d2=26mm，有軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)的單列圓錐滾子軸承30206其內(nèi)徑為30mm，寬度為18mm。故。L=18mm。段軸承右端有套筒

15、定位，為使套筒端面可靠地壓緊軸承，此軸段應(yīng)略短于軸承寬度，故取l=16mm段：取安裝錐齒輪處的軸段的直徑為26mm取錐齒輪的寬度為43mm，取套筒的長(zhǎng)度為20mm，則l6=43+20+(18-16)=65mm段：取d4=28mm L=42mm 在軸段加一套筒對(duì)軸承進(jìn)行定位。套筒的外徑為d=50mmV段:d=30mm一長(zhǎng)度為L(zhǎng)=26mm用來和軸承進(jìn)行過度配合，初選用30206型圓錐滾子軸承。至此，已初步確定了軸的各段直徑和距離。軸上零件的周向定位錐齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按軸的直徑d5，由表6-1查的平鍵截面。鍵槽用銑刀加工，長(zhǎng)45mm，同樣半聯(lián)軸器與軸的連接選用平鍵，滾動(dòng)軸

16、承與軸的周向定位是有過渡配合來保證的。求軸上載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)兌取33210型，查的a=23.2mm。按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 綜上，安全。(3)軸強(qiáng)度校核 齒輪之間的力: 對(duì)小錐齒輪受力分析: F=2T/d=2*18.24/=2.145KN(外) F=Ftan20sin18.43=0.2468KN(左)F=Ftan20cos18.43=0.7406KN(下)帶輪處:F=2zFsin=2*5*125.77*0.174=218.8N(下)對(duì)輸入軸進(jìn)行受力分析得軸1段:F=1.342KN(上)F=1.465KN(外)軸2段:F=0.206KN(下)F=2.3

17、05KN(里)軸3段位置為危險(xiǎn)截面這里只校核危險(xiǎn)截面3的強(qiáng)度。軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取折合系數(shù)=0.59首先計(jì)算截面3的抗彎截面系數(shù)WM=13.286Nm M=49.41NmM=51.165Nmmm軸的計(jì)算應(yīng)力20.755MPa該軸材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得其許用應(yīng)力60MPa因此，故滿足要求。輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初定直徑 選用45號(hào)鋼最為軸的材料d=20.577m考慮聯(lián)軸器的尺寸，選人軸最小徑d=23mm2、輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1)軸上零件的定位，固定和裝配(2)確定軸各段直徑和長(zhǎng)度I段:d=15mm、長(zhǎng)度取L=30mm，與聯(lián)軸器相連。 A型平鍵:鍵長(zhǎng)23m

18、m b'*h=5*'5I I段:d=17mm 長(zhǎng)度取L=32mm。段:d=21rnm長(zhǎng)度取L=22mm用來和軸承進(jìn)行過度配合，初選用30206型圓錐滾子軸承。 IV段:d=18mm一長(zhǎng)度為L(zhǎng)=72mm。 V段:d=20mm長(zhǎng)度為L(zhǎng)=28mm，與大齒輪配合。 A型平鍵:鍵長(zhǎng)23mm b*h=5'*5 VI段:d=18mm一長(zhǎng)度為L(zhǎng)=36 mm，和軸承進(jìn)行過度配合，初選用30207型圓錐滾子軸承。(3)軸強(qiáng)度校核齒輪之間的力:F=0.379KN ; F=0.126KNF=F=1 .098KN大齒輪上的動(dòng)力參數(shù):轉(zhuǎn)速n=133.89r/minP=1 .74kwT=17.34N

19、m危險(xiǎn)面2處的彎矩:M=17.112Nm M=43.958NmM=47.171Nm T=17.34Nmmm由于軸單向轉(zhuǎn)動(dòng)，扭矩可以認(rèn)為按脈動(dòng)循習(xí)變化，故取折合系數(shù)= 0.5915.63262MPa前已選定軸的材料為45號(hào)鋼，正火處理，查得60MPa，因此，故滿足要求。七、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命：16×365×10=58400小時(shí)1、計(jì)算輸入軸軸承（1）兩軸承徑向反力：初選兩軸承為圓錐滾子軸承30206型根據(jù)教材得軸承內(nèi)部軸向力查機(jī)械手冊(cè)知Y=1.6,e=0.37。得 （2）求系數(shù)x、yFaA/Fra=0.36Fab/Frb=0.53根據(jù)教材得e=

20、0.37 XA=1 XB=0.4 YA=0 YB=1.6（3）計(jì)算當(dāng)量載荷P1、P2根據(jù)教材取fP=1.2根據(jù)教材得P1=fP(xAFrA+yAFaA)=4443.4NP2=fp(xBFrB+yBFaA)= 2560N（4）軸承壽命計(jì)算故取P=4443.4N=10/3根據(jù)手冊(cè)得30206型的Cr=63000N由教材得Lh=106/60n(Cr/P)=16670/458.2×(1×63000/4443.4)10/3=347322h>58400h預(yù)期壽命足夠2、計(jì)算輸出軸軸承1）兩軸承徑向反力：初選兩軸承為圓錐滾子軸承33210型根據(jù)教材得軸承內(nèi)部軸向力查機(jī)械手冊(cè)知Y=1

21、.5,e=0.41。得 （2）求系數(shù)x、yFaA/Fra=1.67>eFab/Frb=0.33>e XA=0.4 XB=1 YA=1.5 YB=0（3）計(jì)算當(dāng)量載荷P1、P2根據(jù)教材取fP=1.2根據(jù)教材得P1=fP(xAFrA+yAFaA)=3215.8NP2=fp(xBFrB+yBFaA)= 3210N（4）軸承壽命計(jì)算故取P=3215.8N=10/3根據(jù)手冊(cè)得33210型的Cr=112000N由教材得Lh=106/60n(Cr/P)=16670/458.2×(1×112000/3215.8)10/3=18059903h>58400h八、鍵連接的選擇及

22、校核計(jì)算1、大帶輪與軸連接采用平鍵連接軸徑d1=28mm，L1=60mm查手冊(cè) 選用C型平鍵，得：b=8 h=7 L=50即：鍵C8×40GB/T1096-2003 l=L1-b=50-8=42mm T2=173.4N·m 根據(jù)教材式6-1得p=4T2/dhl=4×173400/28×7×42=84.26Mpa<p(110Mpa)2、輸入軸與齒輪連接采用平鍵連接軸徑d3=35mm L3=38mm T=260.82N·m查手冊(cè)選A型平鍵，得：b=10 h=8 L=50即：鍵A10×50 GB/T1096-2003l=L3

23、-b=38-10=28mm h=8mmp=4T/dhl=4×260820/35×8×40=93.15Mpa<p(110Mpa)3、輸出軸與齒輪2連接用平鍵連接軸徑d2=32mm L2=33mm T=116.3N.m查手冊(cè)選用A型平鍵，得：b=16 h=7 L=23即：鍵A16×36GB/T1096-2003l=L2-b=33-16=17mm h=7mm根據(jù)教材6-1式得p=4T/dhl=4×116300/32×7×20=103.84Mpa<p (110Mpa)九、聯(lián)軸器的選擇 減速器的輸出軸與工作機(jī)之間用聯(lián)軸器連接，由于軸的轉(zhuǎn)速較低，傳遞轉(zhuǎn)矩較大，綜合考慮選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，聯(lián)軸器_L的扭矩為93.901 Nm，選.用型號(hào)為L(zhǎng)T5 十、潤(rùn)滑及密封齒輪的潤(rùn)滑 采用浸油潤(rùn)滑，由于低速級(jí)周向速度為1.57m/s,為錐齒輪傳動(dòng)，浸油高度應(yīng)沒過人錐齒輪齒寬，至少應(yīng)沒過1/2齒寬，齒頂距箱底至少30mm，這.里為設(shè)計(jì)為45mm。選用CKC150潤(rùn)滑油。軸承的潤(rùn)滑 由于浸油齒輪的圓周速度v<2m/s，齒輪不能有效的把油飛濺到箱壁上，因此選用脂潤(rùn)滑方式。脂潤(rùn)滑具有形成潤(rùn)滑膜強(qiáng)度高，不容易流失，容易密封，一次加脂