機械設(shè)計課程設(shè)計帶式輸送機二級斜齒輪圓柱齒輪減速器

1、機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目 帶式輸送機二級斜齒輪圓柱齒輪減速器 機電工程學(xué)院 院(系) 過程裝備與控制工程 專業(yè)班級 學(xué)號 設(shè) 計 人 指導(dǎo)教師 完成日期 2016 年 06 月 24 日廣東石油化工學(xué)院目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc454485388 1、緒論 PAGEREF _Toc454485388 h 3 HYPERLINK l _Toc454485389 2、設(shè)計任務(wù)書 PAGEREF _Toc454485389 h 4 HYPERLINK l _Toc454485390 3、傳動方案的分析和擬定： PAGEREF _Toc454485

2、390 h 5 HYPERLINK l _Toc454485391 4、電動機的選擇： PAGEREF _Toc454485391 h 6 HYPERLINK l _Toc454485392 5、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) PAGEREF _Toc454485392 h 8 HYPERLINK l _Toc454485393 6、傳動零件設(shè)計 PAGEREF _Toc454485393 h 10 HYPERLINK l _Toc454485394 7、軸的設(shè)計計算及校核 PAGEREF _Toc454485394 h 18 HYPERLINK l _Toc454485395 8、軸承的選擇和

3、壽命驗算 PAGEREF _Toc454485395 h 21 HYPERLINK l _Toc454485396 9、鍵的設(shè)計與校核: PAGEREF _Toc454485396 h 23 HYPERLINK l _Toc454485397 10、聯(lián)軸器的選擇與校核 PAGEREF _Toc454485397 h 25 HYPERLINK l _Toc454485398 11、箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc454485398 h 26 HYPERLINK l _Toc454485399 12、潤滑和密封的選擇 PAGEREF _Toc454485399 h 28 HYPERLINK

4、 l _Toc454485400 13、減速器附件的選擇及簡要說明 PAGEREF _Toc454485400 h 29 HYPERLINK l _Toc454485401 14、課程設(shè)計總結(jié) PAGEREF _Toc454485401 h 30 HYPERLINK l _Toc454485402 15、參考文獻 PAGEREF _Toc454485402 h 311、緒論1.1選題的目的和意義減速器的類別、品種、型式很多，目前已制定為行（國）標的減速器有40余種。減速器的類別是根據(jù)所采用的齒輪齒形、齒廓曲線劃分；減速器的品種是根據(jù)使用的需要而設(shè)計的不同結(jié)構(gòu)的減速器；減速器的型式是在基本結(jié)構(gòu)的

5、基礎(chǔ)上根據(jù)齒面硬度、傳動級數(shù)、出軸型式、裝配型式、安裝型式、聯(lián)接型式等因素而設(shè)計的不同特性的減速器。與減速器聯(lián)接的工作機載荷狀態(tài)比較復(fù)雜，對減速器的影響很大，是減速器選用及計算的重要因素，減速器的載荷狀態(tài)即工作機（從動機）的載荷狀態(tài)，通常分為三類：均勻載荷;中等沖擊載荷;強沖擊載荷。減速器是指原動機與工作機之間獨立封閉式傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速并相應(yīng)地增大轉(zhuǎn)矩。此外，在某些場合，也有用作增速的裝置，并稱為增速器。我們通過對減速器的研究與設(shè)計，我們能在另一個角度了解減速器的結(jié)構(gòu)、功能、用途和使用原理等，同時，我們也能將我們所學(xué)的知識應(yīng)用于實踐中。在設(shè)計的過程中，我們能正確的理解所學(xué)的知識，而我們選

6、擇減速器，也是因為對我們機械類專業(yè)的學(xué)生來說，這是一個很典型的例子，能從中學(xué)到很多知識。2、設(shè)計任務(wù)書機械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書班級 裝控14-4 姓名 洪秋建 學(xué)號 設(shè)計題目： 帶式輸送機二級斜齒圓柱齒輪減速器運動簡圖： 工作條件及原始數(shù)據(jù)： 每日兩班制工作，傳動不逆轉(zhuǎn)，有輕微沖擊，輸送帶速度允許誤差5%。輸送帶從動軸轉(zhuǎn)矩 T 1300 N.m；輸送帶帶速 v 0.75 m/s；滾筒直徑 D 450 mm。 設(shè)計工作量：速器A0裝配圖1張2.主要零件圖12張（中間軸、中間軸大齒輪，均為A3圖）3.設(shè)計說明書1份（手寫、打印均可）完成時間： 年 月 日 年 月 日3、傳動方案的分析和擬定：題目要求

7、設(shè)計帶式輸送機傳送裝置，二級斜齒圓柱齒輪減速器，為了提高高速軸的剛度，因是齒輪遠離輸入端，為了便于浸油潤滑，軸需水平排放，任務(wù)書中給出的方案可以采用。4、電動機的選擇：計算及說明結(jié)果（1）、選擇電動機的類型電動機是標準部件。因為工作環(huán)境清潔，運動載荷平穩(wěn)，所以選擇Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機。（2）選擇電動機的容量工作機所需功率Pw：Pw=Tw.nw9550.w其中Tw=1300N.m，Vw=0.75 m/s，nw=60.Vw/.D=600.450=31.85 r/min，帶式輸送機的效率 w=0.94（查機械設(shè)計課程設(shè)計表10-1）所以：Pw=13000.94=4.61

8、kw電動機的輸出功率P0：P0= Pw/其中為電動機至滾筒主動軸傳動裝置的總效率，包括兩對齒輪傳動、三對滾動球軸承及兩個聯(lián)軸器等的效率，值計算如下：=1.1.2.2.2.3.3由機械設(shè)計課程設(shè)計表10-1查得一對齒輪的效率1=0.97，一對滾動球軸的效率2=0.99，一個承聯(lián)軸器的效率3=0.98，因此：所以：P0= Pw/因載荷平穩(wěn)，電動機額定功率Pm只需略大于P0即可，使Pm=（11.3）P0=5.186.734 kw，查機械設(shè)計課程設(shè)計表10-78選電動機額定功率為Pm=5.5 kw。（3）選擇電動機的轉(zhuǎn)速先計算工作裝置主軸的轉(zhuǎn)速，也就是滾筒的轉(zhuǎn)速，即nww/.D=600.75/3.14

9、0.450=31.85 r/min根據(jù)機械設(shè)計課程設(shè)計表3-1確定傳動比的范圍，單級圓柱齒輪的傳動比i1=3-6, 二級圓柱齒輪的傳動比也為i2=3-6，則總傳動比的范圍為：i總=(36)(36)=936電動機的轉(zhuǎn)速范圍為:nw=(936)符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為750r/min 、1000r/min。綜合考慮電動機和傳動裝置的情況再確定最后的轉(zhuǎn)速，為降低電動機的重力和成本，可選用同步轉(zhuǎn)速1000r/min的電機。根據(jù)同步轉(zhuǎn)速查機械設(shè)計課程設(shè)計表10-78確定電動機轉(zhuǎn)速型號為Y132M2-6，其滿載轉(zhuǎn)速nm=960 r/min kw。此外，電動機的中心高、外形尺寸、軸伸尺寸等均可查表得出。（1

10、）計算總傳動比i=nm/nw(2)分配各級傳動比考慮兩級齒輪潤滑問題，兩級大齒輪應(yīng)該有相近的浸油深度。則二級齒輪的高速級與低速級傳動比的值取為，取i12。則高速級齒輪傳動比i1=6.01，取為6；低速級齒輪傳動比i2=i/i1=5.01，取為5.1。Y系列全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機。Pw =4.61 kwP0=Pm=5.5 kwnw=31.85 r/mini總=936型號Y132M2-6nm=960 r/mini1=6i25、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算及說明結(jié)果5.1各軸的轉(zhuǎn)速 1軸 n1=nm=960r/min 2軸 n2=n1/i1 3軸 n3=n2/i2滾筒軸 n4=n3=n

11、w1軸 P=P0. 2軸 P=P.kw 3軸 P=P.=0.970.99=4.68kw滾筒軸 P4=P=電動機 1軸 2軸 3軸 滾筒軸 T4=T3最后，將所計算的結(jié)果填入下表中:軸名功率P/kw轉(zhuǎn)矩T/Nm轉(zhuǎn)速n/(r.min)電機軸9601軸9602軸3軸滾筒軸n1=960r/minn2n3n4PPPP4T0T1T2T3T4 6、傳動零件設(shè)計計算及說明結(jié)果1、選材 1確定齒輪材料，熱處理方式，精度、齒數(shù)和螺旋角。選小齒輪：40Gr號鋼調(diào)質(zhì),齒面硬度為（241-286HBW）取260HBW。選大齒輪：45號鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為(291-255HBW )取230HBW。精度7級取小齒輪齒數(shù)為Z

12、= 1 * Arabic 1=20，則大齒輪齒數(shù)為Z2=Z1i1=206=120；螺旋角：820,初選=152、確定許用應(yīng)力 ，大齒輪接觸疲勞強度極限。查課本圖4.21-3得：小齒輪彎曲疲勞強度極限 ，齒輪彎曲疲勞強度極限。查課本表4-10得：接觸疲勞強度最小安全系數(shù)為，彎曲疲勞強度最小安全系數(shù)為N=6096083652N=查圖4.20，得 查圖4.22，得 3.齒面接觸疲勞強度計算 （1）計算工作轉(zhuǎn)矩：（2）初步計算小齒輪直徑查表4-8，取Ad=96，查表4-7齒寬系數(shù)=1 = 取小齒輪直徑=54 mm，則齒寬b=54 mm（3）按齒面接觸疲勞強度設(shè)計由公式： 因為工作機有輕微沖擊，查表4-

13、4得；齒輪精度為7級 , 齒輪圓周速度v=d1n1/601000=1.84m/s。查圖4.9，取Kv=1.1；齒輪對稱布置，查表4-5，則：(4)計算齒面接觸應(yīng)力cos()=則有： m=d cos()/z=49cos 15/20=2.37mm,則d=mz20=50mm 齒輪寬度b= d=50mm。齒形系數(shù)Zv=z/ cos 15=22.19， Zv=z/ cos 15=由課本圖4.18和圖4.16查得,YFa1=2.78,YSa15,YFa2=2.25,YSa2=1.70因為=1.671， 所以得=0.25+ =409MPa故大小齒輪彎曲疲勞強度滿足要求。 分度圓直徑d=50mm，d=di=5

14、06=300mm 中心距a=（dd）/2=(50+300)/2mm=175mm螺旋角=arccos02321、選材 1確定齒輪材料，熱處理方式，精度和齒數(shù)選小齒輪：40Gr號鋼調(diào)質(zhì),齒面硬度為（241-286HBW）取260HBW。選大齒輪：45號鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為(291-255HBW )取230HBW。精度7級取小齒輪齒數(shù)為Z = 1 * Arabic 1=20，則大齒輪齒數(shù)為Z2=Z1i1=205.1=102；螺旋角：820,初選=152、確定許用應(yīng)力 ，大齒輪接觸疲勞強度極限。查課本圖4.21-3得：小齒輪彎曲疲勞強度極限 ，齒輪彎曲疲勞強度極限。查課本表4-10得：接觸疲勞強度最小安

15、全系數(shù)為，彎曲疲勞強度最小安全系數(shù)為N=6096083652N=查圖4.20，得 查圖4.22，得 3.齒面接觸疲勞強度計算 （1）計算工作轉(zhuǎn)矩：（2）初步計算小齒輪直徑查表4-8，取Ad=96，查表4-7齒寬系數(shù)=1 = 取小齒輪直徑=74 mm，則齒寬b=74 mm（3）按齒面接觸疲勞強度設(shè)計由公式： 因為工作機有輕微沖擊，查表4-4得；齒輪精度為7級 , 齒輪圓周速度v=d1n1/601000=1.84m/s。查圖4.9，取Kv=1.1；齒輪對稱布置，查表4-5，(4)計算齒面接觸應(yīng)力cos()=則有： m=d cos()/zcos 15/20=2.65mm,取m=4則d=mz =420

16、=80mm 齒輪寬度b= d=80mm。齒形系數(shù)Zv=z/ cos 15=22.19， Zv=z/ cos 15=由課本圖4.18和圖4.16查得,YFa1=2.78,YSa15,YFa2=2.25,YSa2=1.70因為=1.671， 所以得=0.25+ =409MPa故大小齒輪彎曲疲勞強度滿足要求。 分度圓直徑d=80mm，d=di=505.1=255mm 中心距a=（dd）/螺旋角=arccos2132Z = 1 * Arabic 1=20Z2=120=15 u = 6NNT1=1d1=50mmb=50mmZvZvYFa1=2.78,YSa1=1.55,YFa2=2.25,YSa2d=5

17、0mmd=300mma=175mm0232Z = 1 * Arabic 1=20Z2=102=15NNT1m=4d=80mmb=80mmZvZvYFa1=2.78,YSa1=1.55,YFa2=2.25,YSa2d=80mmd=255mm=1521327、軸的設(shè)計計算及校核計算及說明結(jié)果此減速器的功率屬于中小功率，對材料無特殊要求，故選用45鋼并調(diào)質(zhì)處理，按扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑（最小軸徑），取C=110，則：聯(lián)軸器有鍵槽加大3%5%，區(qū)最小軸徑為20mm。聯(lián)軸器有鍵槽加大3%5%，區(qū)最小軸徑為35mm。（1）畫軸的受力圖（2）計算軸上受力圓周力：徑向力：軸向力：（3）計算軸承處支反力(4)計算危險

18、截面彎矩查表，滿足的條件，故設(shè)計的軸有足夠的強度。7.3.低速軸的設(shè)計聯(lián)軸器有鍵槽加大3%5%，取最小軸徑為60mm。=20mm=35mm軸有足夠的強度.=60mm8、軸承的選擇和壽命驗算計算及說明結(jié)果因為是斜齒輪所以選角接觸球軸承，高速軸軸徑直徑20mm，低速軸軸徑直徑60mm，可分別選用7205C，7211C軸承。因為是斜齒輪所以選角接觸球軸承，中間軸軸徑直徑35mm，可選用7206C軸承。查表得，所以A端壓緊，B端放松。,對A 端，；對B端，查表，可知,，,查表，查手則得7211軸承Cr=52800N，取，軸承要求壽命為2501015=37500h，所以軸承滿足要求。7205C軸承721

19、1C軸承7206C軸承Lh=290531.4h,滿足要求。9、鍵的設(shè)計與校核:計算及說明結(jié)果選擇45號鋼，其許用擠壓應(yīng)力=135MPa（1）輸入軸聯(lián)軸器處的鍵左端連接彈性聯(lián)軸器，鍵槽部分的軸徑為32mm，軸段長90mm，選擇圓頭普通平鍵（A型）鍵b=10mm,h=8mm,L=80mm。軸有材料力學(xué)公式：T1=51.54N.m ，(2101010)/(41830)=47.72MPa=135MPa則強度足夠，合格。（2）輸出軸聯(lián)軸器處的鍵:右端連接凸緣聯(lián)軸器，鍵槽部分的軸徑為50mm，軸段長112mm，選擇單圓頭普通平鍵(A型)鍵b=14mm,h=9mm,L=100mm。T3=1403.26N.m

20、 (2101010)/(43060) =89.79MPa=135MPa則強度足夠，合格。（3）軸齒輪處的鍵：齒輪處軸段長為70mm，軸徑為50mm，選擇圓頭普通平鍵（A型），鍵b=16mm,h=10mm,L=56mmT2=291.17N.m，(2101010)/(48045) =40.44MPa=135MPa則強度足夠，合格（4）齒輪處的鍵：齒輪處軸段長為93m，軸徑為50mm，也選擇圓頭普通平鍵（A型）,鍵b=16mm,h=8mm,L=70mm。T2=N.m , (2101010)/(44830)=101.10MPa=135MPa則強度足夠，合格。=135MPa圓頭普通平鍵（A型）鍵b=10

21、mm,h=8mm,L=80mm強度足夠，合格。單圓頭普通平鍵(A型)鍵b=14mm,h=9mm,L=100mm。強度足夠，合格。圓頭普通平鍵（A型），鍵b=16mm,h=10mm,L=56mm強度足夠，合格。圓頭普通平鍵（A型）,鍵b=16mm,h=10mm,L=70mm。強度足夠，合格。10、聯(lián)軸器的選擇與校核由于減速器相對平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮裝拆方便及經(jīng)濟問題，選用TL型的彈性套柱銷聯(lián)軸器（GB/T 4323 -2002）1.輸入軸聯(lián)軸器 選用TL6型（GB/T 4323-2002）彈性套柱銷聯(lián)軸器，采用Z型軸孔，A型鍵，軸孔直徑d=32-42mm,選d=32mm,軸孔長度為L

22、=30mm。選用TL6型（GB/T 4323-2002）彈性套柱銷聯(lián)軸器，采用Z型軸孔，A型鍵，軸孔直徑d=32-42mm,選d=32mm,軸孔長度為L=60mm。11、箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計在本次設(shè)計中箱體材料選擇鑄鐵HT200即可滿足設(shè)計要求代號名稱設(shè)計計算結(jié)果箱座壁厚=0.025a+3=8mm箱蓋壁厚=0.02a+3=8mm箱座加強肋厚=7mm箱蓋加強肋厚=7mm箱座分箱面凸緣厚=12mm箱蓋分箱面凸緣厚地腳螺栓=0.036a+12=20mm軸承旁螺栓=14mm聯(lián)結(jié)分箱面的螺栓=（0.50.6）=12mm軸承蓋螺釘=（0.40.5）=10mm檢查孔螺釘=0.30.4）=8mm定位銷直徑=（0.7

23、0.8）=10mm地腳螺栓時，n=4=4、至箱外壁距離由推薦用值確定=18mm、至凸緣壁距離由推薦用值確定=14mm軸承旁凸臺半徑由推薦用值確定=18mm軸承座外端面至箱外壁距離=+（510）=40mm軸承座孔外的直徑軸承孔直徑+（55.5）軸承螺栓的凸臺高=（0.350.45）箱座的深度為浸入油池內(nèi)的最大旋轉(zhuǎn)零件的外圓半徑，=170mm12、潤滑和密封的選擇（1）齒輪潤滑方式、油牌號及用量齒輪速度v=1.84m/s,應(yīng)采用噴油潤滑，但考慮成本及需要選用浸油潤滑。齒輪潤滑選用150號機械油（GB4431989），最低最高油面距(大齒輪)1020mm，需油量為1.5L左右。（2）軸承潤滑方式、油

24、牌號及用量軸承采用潤滑脂潤滑。軸承潤滑選用ZL3型潤滑脂（GB73241987）用油量為軸承間隙的1/31/2為宜。1.箱座與箱蓋凸緣接合面的密封：選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法。2.觀察孔和油孔等出接合面的密封：在觀察孔或螺塞與機體之間加石棉橡膠紙、墊片進行密封3.軸承孔的密封：悶蓋和透蓋用作密封與之對應(yīng)的軸承外部，軸的外延端與透端蓋的間隙，由于v3/ms，故選用半粗羊毛氈加以密封。4.軸承靠近機體內(nèi)壁處用擋油環(huán)加以密封，防止?jié)櫥瓦M入軸承內(nèi)部。13、減速器附件的選擇及簡要說明13.1.檢查孔與檢查孔蓋：二級減速器總的中心距=175+167.5=342.5mm，則檢查孔寬b=80mm,長L=140mm，檢查孔蓋寬=110mm，長L1=170mm，螺栓孔定位尺寸：寬=(80+110)/295mm,L2=(140+170)/2=155mm，圓角R=5mm,孔徑=8mm，孔數(shù)n=6，孔蓋厚度為6mm,材料為Q235。13.2.通氣器：可選為13.3.油塞：為了換油及清洗箱體時排出油污，在箱體底部最低位置設(shè)置一個排油孔，排油孔用油塞及封油圈堵住在本次設(shè)計中，可選為M161.5，封油圈材料為耐油橡膠，油塞材料為