機械課程設計-膠帶輸送機傳送裝置減速器

1、機械設計課程設計設計題目：膠帶輸送機傳送裝置減速器分 院： xxxxxxxxx專業(yè)班級： xxxxxxxx姓 名： xxx學 號： xxxxxx指導老師： xxxxxx日 期： 2011年6月目 錄一、設計任務書2二、前言3三、設計內容31、電動機的選擇42、齒輪的設計73、軸的設計164、軸承的校核275、鍵的連接選擇校核286、箱體結構的設計29四、設計小結307、參考文獻30一設計任務書設計一用于膠帶輸送機卷筒（如圖）的傳動裝置。原始條件和數(shù)據(jù)：膠帶輸送機兩班制連續(xù)單向運轉，載荷平穩(wěn)，空載起動,室內工作，有粉塵；使用期限10 年，大修期3 年。該機動力源為三相交流電，在中等規(guī)模機械廠批生

2、產(chǎn)。輸送帶速度允許誤差為5%。選擇I04組數(shù)據(jù)：輸送帶工作拉力：F=1800(N)輸送帶速度: v=1.1(m/s)卷筒直徑： D=350(mm) 二前言1.題目分析根據(jù)題目，此膠帶輸送機每日工作16 小時，載荷平穩(wěn)，空載起動，無需考慮起動力矩。在室內工作，因此，結構不能太大。有粉塵，采用閉式結構，密封要求較高。使用期限十年，大修期限三年，在大修期時更換滾動軸承等零部件。使用期限較長。在中等規(guī)模機械廠小批生產(chǎn)。2.傳動方案的擬定根據(jù)以上的條件，決定采用普通齒輪傳動。因為齒輪傳動具有外廓尺寸小，傳動精度高，工作壽命長等優(yōu)點。因為有較大的傳動比，采用兩級閉式齒輪傳動?？紤]工況，要求箱體的長度較小，

3、因此采用二級展開式圓柱齒輪傳動。3.傳動裝置運動簡圖如下圖: 三、設計內容一、傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算選擇電動機(1) 選擇電動機類型 (2)確定電動機功率 按已知條件和工作要求選用系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機工作裝置所需功率按中式（2-2）計算式中， 電動機的輸出功率按中式計算 式中，為電動機軸至卷筒軸的傳動裝置總效率。由中式計算式中，為電動機和軸之間聯(lián)軸器的效率；為一對滾動軸承的效率；為一對齒輪的效率；由中表得，。則 故 因載荷平穩(wěn)，電動機額定功率只需略大于即可。按中表系列電動機技術數(shù)據(jù)，選電動機的額定功率為（3）確定電動機轉速計算傳動裝置的總傳動比和分配各級傳動比（

4、1）傳動裝置總傳動比（2）分配傳動裝置各傳動比計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)（1）各軸轉速計算（2）各軸輸入功率計算（3）各軸輸入轉矩計算二、帶式輸送機減速器的高速級齒輪傳動設計選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)按齒面接觸強度計算（1）確定公式內的各計算數(shù)值（2）計算按齒根彎曲強度計算(1)確定公式內的各計算數(shù)值(2）設計計算 幾何尺寸計算 （1）計算中心距 （2)計算大小齒輪的分度圓直徑 (3)計算齒輪寬度三、帶式輸送機 減速器的低速級齒輪傳動設計1、選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)按齒面接觸強度計算（1）確定公式內的各計算數(shù)值（2）計算按齒根彎曲強度設計（1）確定公式內的各計算數(shù)值（2）設

5、計計算幾何尺寸計算（1）計算中心距（2）按圓整后的中心距修正螺旋角（3)計算大小齒輪的分度圓直徑（4）計算齒輪寬度四、高速軸（軸）的設計1、確定軸上的功率、轉速和轉矩2、確定作用在齒輪上的力3、初步確定軸的最小直徑4、軸的結構設計(1)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度(2)軸上零件的周向定位(3)確定軸上圓角與倒角尺寸5、求軸上的載荷6、按彎扭合成應力校核軸的強度五、軸的設計（中間軸）1、確定軸上的功率、轉速和轉矩2、確定作用在齒輪上的力3、初步確定軸的最小直徑4、軸的結構設計(1)根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度(2)軸上零件的周向定位(3)確定軸上圓角和倒角尺寸5、求軸上的載

6、荷6、按彎扭合成應力校核軸的強度六、軸的設計及計算（低速軸）1、確定軸上的功率、轉速和轉矩2、確定作用在齒輪上的力3、初步確定軸的最小直徑4、軸的結構設計(1)根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度(2)軸上零件的周向定位(3)確定軸上圓角和倒角尺寸5、求軸上的載荷6、按彎扭合成應力校核軸的強度七、軸承的校核1、高速軸的軸承壽命校核2、中速軸的軸承壽命校核3、低速軸的軸承壽命校核八、鍵連接強度校核九、箱體結構的設計1. 機體有足夠的剛度2. 考慮到機體內零件的潤滑，密封散熱3. 機體結構有良好的工藝性.4.對附件設計 卷筒軸作為工作軸，其轉速為： 按表推薦的各傳動機構傳動比的范圍：單級圓柱齒輪

7、傳動比范圍為，則總傳動比范圍為，可見電動機轉速的可選范圍為符合這一范圍的同步轉速為、，為減少電動機的重量和價格，由中表選常用的同步轉速為的系列電動機，其滿載轉速為。 分配傳動裝置各級傳動比： 由中式 已知， 由中式 由中式 軸名參數(shù)電動機軸軸軸軸工作軸轉速359.5859.58功率 2.482.312.202.162.12轉 矩 16.5615.488.17346.22339.81傳動比64效率0.90.90.961）選用直齒圓柱齒輪傳動。2）輸送機為一般工作機器，速度不高，故選用八級精度。3）材料選擇。由中表選擇小齒輪材料為Cr（調質），硬度為，大齒輪材料為45鋼（

8、調質），硬度為，二者材料硬度差為。4）選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取。 由中設計計算公式進行試算，即 1) 試選載荷系數(shù)。2) 計算小齒輪傳遞的轉矩 3) 由中表選取齒寬系數(shù)。4) 由中表查得材料的彈性影響系數(shù)。5) 由中圖選取區(qū)域系數(shù)6) 由中圖查得，則。7) 由中圖按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限。8) 由中式計算應力循環(huán)次數(shù) 式中，為齒輪每轉一圈時，同一齒面嚙合的次數(shù)；為齒輪的工作 壽命（單位為，一年工作天）。9) 由中圖取接觸疲勞壽命系數(shù)；。10) 計算接觸疲勞許用應力取失效概率為，安全系數(shù)，由中式得1) 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值2) 計算圓周

9、速度3) 計算齒寬及模數(shù)4) 齒高之比齒高 5) 計算載荷系數(shù)K已知使用系數(shù),根據(jù)，8級精度，由中圖查得動載荷系數(shù)。由表查得的值與直齒輪的相同，故。由圖查得由表查得故載荷系數(shù) 。6) 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,由中式得 7) 計算模數(shù) 由中式得彎曲強度的設計式為 1) 計算載荷系數(shù)。2) 查取齒形系數(shù)。由表查得；3) 查取應力校正系數(shù)。由表查得；4) 由中圖查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲疲勞強度極限。5) 由中圖取彎曲疲勞壽命系數(shù)，6) 計算彎曲疲勞許用應力。取彎曲疲勞安全系數(shù),由中式得 7) 計算大、小齒輪的并加以比較。大小齒輪的數(shù)值大，取大齒輪數(shù)據(jù)； 對比計算結果

10、，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，取，按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)，?。淮簖X輪齒數(shù) 。將中心距圓整為114mm 圓整后取，齒輪齒輪模數(shù)中心距齒數(shù)114分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑齒寬1）選用直齒圓柱齒輪傳動。2）輸送機為一般工作機器，速度不高，故選用八級精度。3）材料選擇。由中表選擇小齒輪材料為Cr（調質），硬度為，大齒輪材料為45鋼（調質），硬度為，二者材料硬度差為。4）選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取。由中設計計算公式進行試算，即 1) 試選載荷系數(shù)。2) 計算小齒輪傳遞的轉矩3) 4) 由中表選取齒寬系數(shù)。5) 由中表查得材料的彈性影

11、響系數(shù)。6) 由中圖選取區(qū)域系數(shù)7) 由中圖查得，則。8) 由中圖按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限。9) 由中式計算應力循環(huán)次數(shù) 式中，為齒輪每轉一圈時，同一齒面嚙合的次數(shù)；為齒輪的工作壽命（單位為，一年工作天）。10) 由中圖取接觸疲勞壽命系數(shù)；。11) 計算接觸疲勞許用應力12) 取失效概率為，安全系數(shù)，由中式得1) 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值 2) 計算圓周速度3) 計算齒寬及模數(shù)4) 齒高之比齒高 5) 計算載荷系數(shù)K已知使用系數(shù),根據(jù)，8級精度，由中圖查得動載荷系數(shù)。由表查得的值與直齒輪的相同， 故。由圖查得由表查得故載荷系數(shù) 。6) 按實際

12、的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,由中式得7) 計算模數(shù) 由中式得彎曲強度的設計式為 1) 計算載荷系數(shù)。2) 查取齒形系數(shù)。由表查得；3) 查取應力校正系數(shù)。由表查得；4) 由中圖查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲疲勞強度極限。5) 由中圖取彎曲疲勞壽命系數(shù)，6) 計算彎曲疲勞許用應力。取彎曲疲勞安全系數(shù),由中式得 7) 計算大、小齒輪的并加以比較。小齒輪的數(shù)值大，取小齒輪數(shù)據(jù)； 對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，取，已可滿足彎曲強度。按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)，??；大齒輪齒數(shù)，取。將中心距圓整為133mm 圓整后

13、取，齒輪齒輪模數(shù)中心距齒數(shù)分度圓直徑齒頂圓直徑齒寬已知， 先按中式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為鋼，調質處理。根據(jù)中表，取，于是得高速軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。為了使所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應，故需同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計算轉矩，查中表，考慮到轉矩變化很小，故取，則： 按照計算轉矩應小于聯(lián)軸器公稱轉矩的條件，查中表，選用型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉矩為。半聯(lián)軸器的孔徑故取，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。1) 為滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，軸段右端需制出一軸肩，故取段的直徑，為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上面而不壓在軸的端面上，故段的長度應比略短一些，現(xiàn)取。2) 初

14、選角接觸球軸承。參照工作要求，并根據(jù)，查中表初步選取滾動軸承6206，其尺寸為，故。3) 軸承端蓋的總寬度為。根據(jù)軸承端蓋的裝拆的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離為，故取。4) 取齒輪距箱體內壁的距離，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸位置時，應距箱體內壁一段距離，取，取。半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵連接。按由中表查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為，半聯(lián)軸器與軸配合為。角接觸球軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，選軸的直徑尺寸公差為。軸段直徑長度 參考中表，取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑。垂直面：得： 水平面：得：總彎距選用45號鋼的 安全，軸合格，危險截面為高速級大齒

15、輪面。 已知，。 先按中式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為鋼，調質處理。根據(jù)中表，取，于是得 中間軸的最小直徑下顯然是安裝軸承處軸的直徑和。為使所選的軸直徑和與滾動軸承的孔徑相適應，故需同時選取角接觸球軸承的型號。參照工作要求并根據(jù)，由中表選擇滾動軸承6206，其尺寸為，故，。因安裝齒輪的段其直徑，齒輪3的齒根圓直徑，取安裝齒輪處的軸段的直徑；齒輪的右端與右軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為，為了使套筒可靠地壓緊齒輪，此軸段應略短于輪轂寬度，故取。齒輪2的左端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取。取齒輪和齒輪距箱體內壁的距離為和，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾

16、動軸承位置時，應距箱體內壁一段距離，取，則 齒輪的周向定位采用平鍵連接。按，由中表查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長分別為，同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合均為；滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。 參考中表，取軸端倒角，。軸端軸徑30長度垂直面：得： 水平面： 得： 總彎距選用45號鋼的安全，危險截面在低速級大齒輪上。已知， 先按中式初步估算軸的最小直徑。選軸的材料為鋼，調質處理。根據(jù)中表，取，于是得 低速軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的軸的直徑。為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應，故需同時選取聯(lián)軸器的型號。聯(lián)軸器的計算

17、轉矩，查中表，取，則： 按照計算轉矩應小于聯(lián)軸器公稱轉矩的條件，查中表，選用型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉矩為。半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為。為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，段左端需制出一軸肩，故取段的直徑；半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故段的長度應比略短一些，現(xiàn)取。初步選擇角接觸軸承。因軸承不僅承受徑向力還承受軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。參照工作要求并根據(jù)，由中表選擇尺寸系列滾動軸承，其尺寸為。故，。取安裝齒輪的軸段的直徑；齒輪的左端與左邊的軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為，為了使套筒可靠地壓緊齒輪，此軸段

18、應略短于輪轂寬度，故取。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取。軸承端蓋的總寬度為，根據(jù)軸承端蓋的裝拆，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面間的距離，故取。取齒輪距箱體內壁的距離，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應距箱體一段距離，取，則，。齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按，由中表查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為，同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為，配合為。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。參考中表，取軸端倒角為，。軸段軸徑長度 垂直面

19、： 得： 水平面： 得： 總彎距選用45號鋼的安全，危險截面為低速級小齒輪面。第一根軸的軸承：取 基本額定動載荷選擇一對6206軸承合適。第二根軸的軸承：取選擇一對6206軸承合適。第三根軸的軸承： 取選擇一對6209軸承合適。鍵1： 鍵2： 鍵3： 鍵4： 鍵5： 根據(jù)106頁表6-2，取100120MPa所以四個鍵均滿足要求。減速器的箱體采用鑄造（HT150）制成，采用剖分式結構為了保證齒輪佳合質量，在機體為加肋，外輪廓為長方形，增強了軸承座剛度。因其傳動件速度小于12m/s，故采用侵油潤油，同時為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH為30mm。為保證機蓋與機座連接處密封，聯(lián)接凸緣

20、應有足夠的寬度，聯(lián)接表面應精創(chuàng)，其表面粗糙度為6.3。鑄件壁厚為8，圓角半徑為R=4。機體外型簡單，拔模方便。.A 視孔蓋和窺視孔在機蓋頂部開有窺視孔，能看到 傳動零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進行操作，窺視孔有蓋板，機體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強密封，蓋板用鑄鐵制成，用M4緊固。B 油螺塞：放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機體外壁應凸起一塊，由機械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。C 油標：油標位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防油

21、進入油尺座孔而溢出。D 通氣孔：由于減速器運轉時，機體內溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達到體內為壓力平衡。E 啟蓋螺釘：啟蓋螺釘上的螺紋長度要大于機蓋聯(lián)結凸緣的厚度。釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋。F 圓錐定位銷：為保證剖分式機體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機體聯(lián)結凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度。G 吊鉤：在機蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運較重的物體。 斜齒圓柱齒輪八級精度小齒輪Cr大齒輪45鋼斜齒圓柱齒輪八級精度小齒輪Cr大齒輪鋼型彈性套柱銷聯(lián)軸器滾動軸承6206平鍵軸端倒角角接觸球軸承7205AC軸端倒角型彈性套柱銷聯(lián)軸器平鍵平鍵軸端倒角四、設計小結機械設計課程設計是機制專業(yè)的主要課程之一，它要求學生能結合課本的學習，綜合運用所學的基礎和技術知識，聯(lián)系生產(chǎn)實際和機器的具體工作條件，去設計合用的零部件及簡單的機械，起到從基礎課程到專業(yè)課程承先啟后的橋梁作用，有對機械設計工作者進行基礎素質培養(yǎng)的啟蒙作用。 機械設計課程設計的過程是艱辛而又充滿樂趣