畢業(yè)論文)帶式輸送機傳動系統(tǒng)中單級圓柱齒輪減速器.doc

1、成績：機械產(chǎn)品設計項目設計說明設計題目：帶式輸送機傳動系統(tǒng)中單級圓柱齒輪減速專業(yè)班級： 學生姓名： 學 號： 指導教師：河北工程大學機電學院目錄 1*3 1.2 傳動方案的分析與擬定3第二章 減速器結構選擇及相關性能參數(shù)計算2.1 電動機類型及結構的選擇2.2 電動機選擇42.3 確定電動機轉速 3 2.4 確定傳動裝置的總傳動比和分配級傳動比52.5 動力運動參數(shù)計算5 設計任務書第一章 緒論1.1 設計目的第三章 傳動零件的設計計算7減速器外部零件的設計計算 -普通 V 形帶傳動8第四章 齒輪的設計計算4.1 直齒圓柱齒輪4.2 齒輪幾何尺寸的設計計算421按照接觸疲勞強度計算8* 4.2

2、.2 按齒根彎曲接觸強度校核計算*4.2.3 齒輪幾何尺寸的確定* 9*4.3 齒輪的結構設計* 9*第五章 軸的設計計算5.1 輸入軸的設計* 1*1 *5.2 輸出軸的設計* 1*3 *5.3 軸強度的校核* 1*6 *第六章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1 軸承的選擇及校核*17*6.2 鍵的選擇計算及校核*18*6.3 聯(lián)軸器的選擇* 1*8 *第七章 減速器潤滑、密封7.1 潤滑的選擇確定* 1*9*7.1.1 潤滑方式* 1*9 *7.1.2 潤滑油牌號及用量*1 *9* 1* 9*7.2 密封的選擇確定*第八章 減速器附件的選擇確定*19*第九章 箱體的主要結構尺寸計算20第十章

3、減速器的繪制與結構分析10.1拆卸減速器21 10.2分析裝配方案10.3分析各零件作用、結構及類型2110.4減速器裝配草圖設計210.5完成減速器裝配草圖 10.6減速器裝配圖繪制過程 10.7完成裝配圖23 10.8零件圖設計23 測控儀器設計課程設計任務書一、課程設計的目的：進一步鞏固和加深所學基本知識， 使學生能綜合運用已學的有關課程的基本知識。 通過 簡單的機械傳動設計，培養(yǎng)學生獨立設計能力，掌握基本的設計方法，學會查閱技術資料，樹立正確的設計思想和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L。二、課程設計的題目:設計帶式輸送機傳動系統(tǒng)中單級圓柱齒輪減速器。電動機；確定總傳動比和分配各級傳動比；計算各軸的轉速、

4、轉矩和功率;畫傳動裝置方案帶式輸送機傳動系統(tǒng)簡圖設計要求：帶式運輸機連續(xù)單向運轉，載荷較平穩(wěn)，空載啟動，兩班制（每班工作小時），室內(nèi)環(huán)境。減速器設計壽命為8年，大修期為3年，小批量生產(chǎn)；生產(chǎn)條件為中等380/220V規(guī)模機械廠，可加工 78級精度的齒輪；動力來源為三相交流電源的電壓為運輸帶速度允許誤差：5%。原始數(shù)據(jù)：見表1三、課程設計的內(nèi)容課程設計的內(nèi)容應包括傳動裝置的全部設計計算和結構設計，具體要求如下:1. 閱讀設計任務書，明確設計要求、工作條件、內(nèi)容和步驟；通過對減速器的裝拆了解設計對象；閱讀有關資料，明確課程設計的方法和步驟，初步擬定設計計劃。2. 傳動裝置的總體設計計算功率并選擇根

5、據(jù)任務書中所給參數(shù)和工作要求，分析和選定傳動裝置的總體方案;簡圖。3. 各級傳動零件的設計計算聯(lián)軸器、齒輪傳通過設計計算，確定各傳動零件的主要參數(shù)和尺寸，一般包括帶傳動、動（或蝸桿蝸輪傳動）等。一般應先計算箱外傳動件（如帶、聯(lián)軸器），后計算箱內(nèi)傳動件。4. 減速器裝配工作圖的結構設計及繪制分析和選定減速器的結構方案， 以輕線給軸系結構及箱內(nèi)、 外與其有關部分； 選擇減速 器中受力較復雜的一軸及其軸上零件， 校核軸的強度及滾動軸承壽命 （軸的校核按彎扭合成 強度計算）；進行軸系、箱體及其附件的結構設計，箱體附件一般應包括窺視窗、油標、排 油孔及其螺塞、 起吊裝置等。 底圖完成后， 應進行檢查并修

6、改。 標注必要的尺寸和公差配合， 寫出減速器特性、技術要求和零件序號，編寫零件明細表及標題欄。5. 零件工作圖的設計和繪制零件工作圖一般選軸或齒輪， 尺寸和公差標注及技術要求應完整， 繪制齒輪零件工作圖 應有齒輪公差表。6. 加深和完成減速器裝配圖7. 整理、編寫設計說明書說明書應包括文字敘述、設計計算和必要的簡圖，在說明書每頁的右側應單獨寫明有關計算結果和簡短結論（如：m = 3 ”、“滿足強度要求”等等）8. 設計總結和答辯課程設計集中在兩周內(nèi)完成。 設計完成后進行總結、驗收， 必要時應單獨考核并評定成2龔桂義，機械設計課程設計圖冊（第三版 ）， 高等教育出版社， 2004績。四、學生設計

7、工作量每個學生應完成減速器裝配圖一張 （ A1 ），零件工作圖 2張（ A3 ），設計說明書一份 （宋 體小四字體，不少于 20 頁）。參考書：1龔桂義，機械設計課程設計指導書（第三版） ，高等教育出版社， 200434周開勤，機械零件手冊，第四版，高等教育出版社，1994機械工程手冊編委會編 . 機械工程手冊 ，機械工業(yè)出版社， 19955徐灝 . 機械設計手冊， 北京，機械工業(yè)出版社， 1991第一章 緒論1.1 設計目地1）培養(yǎng)學生綜合運用機械設計課程和其他先修課程的只是，結合生產(chǎn)實踐分析和解決機械設計問題的能力，使所學理論只是進一步得到鞏固和提高。2）學習機械設計的一般程序，使學生熟悉

8、和掌握機械設計的方法和步驟，培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維能力和獨立的工程設計能力。3）通過課程設計，使學生學會使用標準、規(guī)范、手冊、圖冊和相關技術資料，完成機械設計基本技能的訓練。1.2 傳動方案擬定1、傳動系統(tǒng)的作用及傳動方案的特點：機器一般是由原動機、 傳動裝置和工作裝置組成。 傳動裝置是用來傳遞原動 機的運動和動力、 變換其運動形式以滿足工作裝置的需要， 是機器的重要組成部 分。傳動裝置是否合理將直接影響機器的工作性能、 重量和成本。 合理的傳動方 案除滿足工作裝置的功能外，還要求結構簡單、制造方便、成本低廉、傳動效率 高和使用維護方便。本設計中原動機為電動機， 工作機為皮帶輸送機。 傳動方案采用

9、了兩級傳動， 第一級傳動為帶傳動，第二級傳動為單級直齒圓柱齒輪減速器。帶傳動承載能力較低， 在傳遞相同轉矩時， 結構尺寸較其他形式大， 但有過 載保護的優(yōu)點， 還可緩和沖擊和振動， 故布置在傳動的高速級， 以降低傳遞的轉 矩，減小帶傳動的結構尺寸。齒輪傳動的傳動效率高， 適用的功率和速度范圍廣， 使用壽命較長， 是現(xiàn)代 機器中應用最為廣泛的機構之一。本設計采用的是單級直齒輪傳動。減速器的箱體采用水平剖分式結構，用HT200灰鑄鐵鑄造而成。2、傳動方案的分析與擬定 I X1、工作條件：，兩班制（每班工作8舌ShL小時），室內(nèi)環(huán)境。2、原始數(shù)據(jù)：運輸帶卷筒所需功率P=2.1KW ;帶速 V=1.6

10、m/s ;滾筒直徑D=240mm3、方案擬定：采用V帶傳動與齒輪傳動的組合，即可滿足傳動比要求,同時由于帶傳動具有良好的緩沖，吸振性能，適應大起動轉矩工況要求，結構簡 單，成本低，使用維護方便。第二章減速器結構選擇及相關性能參數(shù)計算2.1電動機類型及結構的選擇本減速器設計為水平剖分，選用 丫系列三相異步電動機,封閉臥式結構。2.2電動機選擇（一）工作機的功率PwFW=2.1 kw（二）總效率 總_ 2總一帶齒輪 聯(lián)軸器 軸承帶=0.95 齒輪=0.97 聯(lián)軸器=0.99軸承=0.99總=0.867（三）所需電動機功率PdPd =P w/總=2.422kw查機械零件設計手冊得 Ped = 3kW

11、2.3確定電動機轉速卷筒工作轉速為:n 卷筒=60 X1000 V/ ( nD)= (60 X1000 X1.6)十240 n=127.32r/min取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比i齒=35范圍。取V帶傳動比i帶2 4。則總傳動比理論范圍為：i總=620。故電動機轉速的可選范為nd = 1總 Xnw =763.92 2546.4r/min則符合這一范圍的同步轉速有：1000和1500r/min ，由標準查出兩種適用的電動機型號:方案電動機額定電動機轉速(r/min)型號功率同步滿 載1Y112M-4kw1500144042Y100L23kw15001420綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、結構和

12、帶傳動、減速器傳動比，可見第2方案比較適合。因此選定電動機型號為 Y100L2，n滿=1420r/min2.4確定傳動裝置的總傳動比和分配級傳動比1、確定傳動裝置的總傳動比由選定的電動機滿載轉速n滿和工作機主動軸轉速n I可得傳動裝置總傳動比為:i 總=n 滿 / ni =1420/127.32=11.1532、分配各級傳動裝置傳動比:總傳動比等于各傳動比的乘積取i帶=3 (普通V帶i=24)因為： i總=i帶i齒所以：i齒=i總 / i帶=11.153/3 = 3.7172.5動力運動參數(shù)計算P0=Pd=2.35n0=nm=1420(r / min )T0=9950 XPO / N0=16.

13、4571軸:P1=P0 X 帶=2.35 X0.95=2.231n1= nO /i1=1420 / 3=473.3(r / min )T1=9950 Xp1 / n1=46.8982軸:P2=P1 齒輪聯(lián)軸器=2.231 X0.99 X0.97=2.142i帶=3i 齒=3.717n2=n1 / i2=473.3 十3.718=127.32T2=9550 XP2 f2=9550 X2.142 -127.32=160.703軸:P3=P2 聯(lián)軸器帶=2。142 X0.995 X0.99=2.11n3=nw=127.32T3=9550 XP3 / n3=9550 X2.11 -127.32=158

14、.267將上述數(shù)據(jù)列表如下:軸號功率P/kWN/(r.min -1)T/(N . m)i02.35142016.457312.33473.346.9022.14127.32160.73.7232.11127.32158.273.72計算及說明結果結果計算及說明第三章傳動零件的設計計算減速器外部零件的設計計算-普通V形帶傳動設計普通V形帶傳動須確定的內(nèi)容是：帶的型號、長度、根數(shù)，帶輪的直徑、寬度和軸孔直徑中心距、初拉力及作用在軸上之力的大小和方向1、選擇帶的型號:查表7 5得Ka=1.0,則計算功率為Pc=Ka P=1.0 X2.1=2.1KW根據(jù)no、Pc查圖7 17，選取Z型帶。2、確定帶輪

15、基準直徑、驗算帶速查資料表7 7和圖7-17，選取d1=100mm 。貝U d2=nO/ n 1d1 (1- )=3OO X0.98=294mm帶速帶速驗算:V= nodi /7t( 1OOO X6O) =3.14 x100 X1420/1000 X60=7.12m/s介于525m/s范圍內(nèi)，故合適根據(jù)表7 7得d2=300 mm3、確定帶長和中心距a：o.7 (d1+d2)ao2 (d1 + d2)0.7 X(1OO+3OO )ao2 X(1OO+3OO )280mm ao 1205、確定帶的根數(shù)Pc由式zP1P1 KlK確定V帶根數(shù),=813.45m小輪包角合查 7 8 表得 P = 1.

16、32kW，查 7 10 表得 R = 0.01kW查 7 3 表得 Kl = 1.16，查表 7 9 得 K = 0.98則 Z=Pc/ (P1+ Z2P1) Kl K =2.1/(1.32+0.01 ) X1.16X0.98=1.79故要取2根Z型V帶選2根V帶結果計算及說明確定各參數(shù)值:1.載荷系數(shù) 因K取值在1.2-2.4之間，由于載荷平穩(wěn),=4取 K=1.52.許用應力：oHlim1=700MPadHlim2=560Mpa(jFlim1=570MPaoFlim2=440Mpa按一般可靠要求取安全系數(shù)為SF=1.25 SF=1 ,=560Mpa則許用接觸應力oH1 = dHlim1/SF

17、=700/1=700 MPa出2 = dHlim2/SF=570/1=560 MPa許用齒根彎曲應力oFI = aFlim1/SF=456MPa十2=十Iim2/SF=352MPa取兩式計算中的較小值，即o H: =560Mpa oF=352MPaoF3.計算小齒輪分度圓直徑=352MPa齒數(shù)比 =100/25=4帶入數(shù)據(jù)可知：d1 A49.84.確定模數(shù)和齒寬m=d1/Z1=49.8/26=1.91取標準模數(shù)值m=24.2.2按齒根彎曲接觸強度校核計算CTf空匚丫fsYF:校核bd1m式中:a)小輪分度圓直徑d1=m Z=2 X26=52mmb)齒輪嚙合寬度b= Wd d1 =1.0 X52

18、=52mmC)查手冊得兩齒輪的齒形系數(shù)和應力修正系數(shù)YFa1=2.63Ysa1=1.59YFa2=2.19Ysa2=1.80將數(shù)據(jù)帶入公式得:十1=107.34MPaaF2=101.19 MPa由于aF1 (F1aF2 (F2故滿足齒根彎曲疲勞強度要求4.2.3齒輪幾何尺寸的確定強度滿足分度圓直徑：d1=52mm d2=m Z2=2 X97=200mm齒頂圓直徑:da1= d1+2ha1m=57mmda2=d2+2ha1m=205mmd1=52m齒根圓直徑：df1= d1-2(ha+c ) m=47mmmdf2= d1-2( ha+c ) m=194mmd2=200m中心距：a=m Z1+Z2

19、 ) =250mmm4.3齒輪的結構設計da1=57m小齒輪采用齒輪軸結構，大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結構m大齒輪的關尺寸計算如下：da2=205軸孔直徑 d= 51 (mm)mm=2輪轂直徑Di=1.2d=1.2 X51=61.2 (mm) 圓整到df1=47m60mmm輪轂長度 L 70(mm)df2=94m輪緣厚度 30 = (34)m = 68(mm)取 0=8ma=250mm小齒輪采用齒輪軸結構大齒輪采用腹板式結構輪轂直徑：D1=60mm輪轂長度:L 70mm計算及說明結果計算及說明結果輪緣內(nèi)徑D 2 = da2 -2h-20 =179mm取 D2 = 180(mm)腹板厚度c=0.

20、3b=0.3 X45=13.5取 c=15(mm)輪緣內(nèi)徑:D2=180m腹板厚度:c=15mm腹板孔直徑d0 =0.25 ( D2- Di ) =0.25 (180-70 )腹板中心孔腹板中心孔直徑D 0 =0.5( Di+ D2 )=0.5(180+70)=125(mm)直徑:=27.5(mm)Do=125m取 do = 27.5 (mm)齒輪倒角 n=0.5m=0.5 X2=1齒輪工作如下圖所示:腹板孔直徑d0 = 27.5m齒輪倒角:n=1ZZ77ZZl/譽0fij6cIC Lh色10-_J3計算及說明結果第五章軸的設計計算5.1軸的材料和熱處理的選擇由機械零件設計手冊中的圖表查得 選

21、45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB217255b =65O MPas=360MPa1 =280MPa5.2軸幾何尺寸的設計計算5.2.1按照扭轉強度初步設計軸的最小直徑33從動軸 d2=c =15 J鵲=51.75考慮鍵槽 d2 =51.75 X1.O5=3O.82選取標準直徑d2 =32 mm5.2.2軸的結構設計根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時考慮到強度的原則, 主動軸和從動軸均設計為階梯軸。5.2.3軸的強度校核從動軸的強度校核D2=32m圓周力Ft2OOOT2d2=2000160.7/192=1654.92徑向力Fr = F t tan=1654.92 xtan20 602.34 由于為

22、直齒輪，軸向力Fa=O 作從動軸受力簡圖：（如圖3所示）從動軸水平面彎矩RB 179RAdrRHARvA垂直面彎矩合力彎矩扭矩危險截面 當量彎矩Ft5：,0ENntHRHBTHRvB-tBt?)3.S7?Nn從動軸受力簡圖liS,4eNr結果計算及說明L=110mmrha =Rhb =0.5 Ft =0.5 X1654.92=827.46(N)M HC=0.5 RhaL=827.46 X110 X0.5/1000=51.72 (Nm)Rva = Rvb =0.5 Fr =0.5X602.34 =301.17 (Nm)校核Mvc =0.5 R/aL=501.17X110 X0.5/1000=36

23、.4轉矩 T=158.872 (N m)Mc= JMhc2 Mvc2 51.72218.822 =55.04 (N m)(N m)Me= Jm C2 aT 2 = y0.6 158.872 2 =118.42 (N m)由圖表查得， 1 b=55 MPa3 3d 10 P=10 f11=29.21(mm)考慮鍵槽 d=29.21mm 45mm則強度足夠第六章軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1軸承的選擇及校核考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用單列深溝球軸承主動軸承根據(jù)軸頸值查機械零件設計手冊選擇62072 個(GB/T276-1993 )從動軸承 62092 個(GB/T276-1993 )壽命計劃

24、:從動軸結果計算及說明兩軸承受純徑向載荷P= F r =602.34X=1丫=0從動軸軸承壽命:深溝球軸承6209，基本額定功負荷Cr=25.6KNft=1=3,_ 106ftCrL10h= - -60n2P10660 117.589325.6 1 1000602.34預期壽命為：8年，兩班制L=8 X300 X16=384OO Lioh軸承壽命合格6.2鍵的選擇計算及校核（一）從動軸外伸端d=42，考慮鍵在軸中部安裝故選鍵10 X40GB/T1096 2003，b=16 , L=50 , h=10，選 45 號鋼,其許用擠壓力 p =100 MPaFP=hl = 4000T,= 4000 1

25、58.872=82.75hld8 30 32則強度足夠，合格（二）與齒輪聯(lián)接處d=50mm，考慮鍵槽在軸中部安裝，故同一方位母線上，選鍵14 X52 GB/T1096 2003，b=10mm，L=45mm，h=8mm，選45號鋼，其許用擠壓應力p =100 MPaFtP帀4000158.872 =45.392phld8 35504000T從動軸則強度足夠，合格鍵10 X40GB/1092003與齒輪聯(lián)接處鍵14 X52GB/T10200396計算及說明結果6.3聯(lián)軸器的選擇由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮拆裝方便及經(jīng)濟問題，選用彈性套柱聯(lián)軸器K=1.3Tc =9550 里=955

26、0 J3 1.916 =202.290nii117.589選用TL8型彈性套住聯(lián)軸器，公稱尺寸轉矩Tn =250TcTn。采用丫型軸孔，A型鍵軸孔直徑d=3240，d=35，軸孔長度L=82TL8型彈性套住聯(lián)軸器有關參數(shù)選用TL8套住聯(lián)軸器型號公稱轉矩T/(N m)許用轉速n/(r min 1軸孔直徑d/mm軸孔長度L/mm外徑D/mm材料軸孔類型鍵槽 類 型TL625033003582160HT200Y型A型第七章 減速器潤滑、密封及附件的選擇確定以及箱體主要結構尺寸的計算及裝配圖7.1潤滑的選擇確定7.1.1潤滑方式1. 齒輪V=1.2 12 m/s應用噴油潤滑，但考慮成本及需要，選用浸油潤滑2. 軸承采用潤滑脂潤滑7.1.2潤滑油牌號及用量計算及說明齒輪浸油潤滑潤滑結果齒輪用150號機需油量為1.5L左右械油2.軸承潤滑選用2L 3型潤滑脂，用油量為軸承間隙的1/31/2為宜軸承用1.齒輪潤滑選用150號機械油，最低最高油