帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置設(shè)計(jì)--二級展開式圓柱齒輪減速器機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(含圖)

1、課程設(shè)計(jì)說明書 課程名稱： 機(jī)械設(shè)計(jì) 題目名稱： 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置的設(shè)計(jì) 班 級 級 專業(yè) 班姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 評定成績：教師評語： 指導(dǎo)老師簽名： 20 年 月 日目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書-3二、系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)-4三、電動機(jī)的選擇 -4四、傳動系統(tǒng)的運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算 -5五、傳動零件的計(jì)算 -7六、軸的計(jì)算 -12七、鍵連接的選擇和計(jì)算 -17八、減速器附件的選擇 -17九、潤滑與密封 -19十、設(shè)計(jì)小結(jié) -20十一、參考資料 -21 1111傳動裝置總體設(shè)計(jì)方案2、電動機(jī)的選擇1）選擇電動機(jī)的類型2）選擇電動機(jī)的容量3）確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速3、計(jì)算傳動裝置的總傳動比和分配傳動比（1

2、）總傳動比(2)分配傳動比4.計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)1）各軸的轉(zhuǎn)速2）各軸的輸入功率3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩5. 齒輪的設(shè)計(jì)1.高速級大小齒輪的設(shè)計(jì)1) 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)2) 初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸 (一).齒輪軸的設(shè)計(jì)(三).滾動軸承的校核7. 鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)8.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)9. 潤滑密封設(shè)計(jì)10.聯(lián)軸器設(shè)計(jì)一 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)題目：帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置設(shè)計(jì)（簡圖如下）1 二級展開式圓柱齒輪減速器2 運(yùn)輸帶3聯(lián)軸器（輸入軸用彈性聯(lián)軸器，輸 出軸用的是齒式聯(lián)軸器）4電動機(jī)5卷筒原始數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)編號123 45678910運(yùn)送帶工作拉力F/N1500220023002500260

3、028003300400045004800運(yùn)輸帶工作速度v/(m/s)1.11.11.11.11.11.41.21.61.81.25卷筒直徑D/mm220240300400220350350400400500已知條件1）工作條件：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵，環(huán)境最高溫度35；2）使用折舊期：8年；3）檢修間隔期：四年一次大修，兩年一次中修，半年一次小修；4）動力源：電力，三相交流，電壓380/220V5）運(yùn)輸帶速度允許誤差為±5%；6）制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。二. 設(shè)計(jì)要求1.完成減速器裝配圖一張。2.繪制軸、齒輪零件圖各一張。3.編寫

4、設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份。三. 設(shè)計(jì)步驟1. 傳動裝置總體設(shè)計(jì)方案本組設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：第1組數(shù)據(jù)：運(yùn)送帶工作拉力F/N 1500 。運(yùn)輸帶工作速度v/(m/s) 1.1 。 卷筒直徑D/mm 220 。1）減速器為二級展開式圓柱齒輪減速器。2）方案簡圖如下圖3) 該方案的優(yōu)缺點(diǎn)：二級展開式圓柱齒輪減速器具有傳遞功率大，軸具有較大剛性,制造簡單,維修方便,使用壽命長等許多優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。 2、電動機(jī)的選擇1）選擇電動機(jī)的類型按工作要求和工作條件選用Y系列全封閉自扇冷籠型三相異步電動機(jī)，電壓380V。2）選擇電動機(jī)的功率工作機(jī)的有效功率為：Pw=Fv/1000 kW從電動機(jī)到工作機(jī)傳送帶間的總效率

5、為：由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊表1-7可知： ：卷筒傳動效率 0.96 ：滾動軸承效率 0.99（球軸承,稀油潤滑） ： 齒輪傳動效率 0.98 （7級精度一般齒輪傳動） ：聯(lián)軸器傳動效率 0.99（彈性聯(lián)軸器） ：聯(lián)軸器傳動效率 0.99（齒式聯(lián)軸器）所以電動機(jī)所需工作功率為 3）確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速按手冊推薦的傳動比合理范圍，二級展開式圓柱齒輪減速器傳動比而工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為 所以電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000和1500三種。綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、質(zhì)量及價(jià)格等因素，為使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1500的電動機(jī)。根據(jù)電動機(jī)類型、容量和轉(zhuǎn)速，由機(jī)械

6、設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊表12-1選定電動機(jī)型號為Y160L-4。其主要性能如下表：電動機(jī)型號額定功率（kw）滿載轉(zhuǎn)速(r/min)質(zhì)量（kg）Y160L-4 15 1460 2.2 2.3 144電動機(jī)的主要安裝尺寸和外形如下表：中心高外型尺寸L×（AC/2+AD）×HD底腳安裝尺寸A×B地腳螺栓孔直徑K軸伸尺寸D×E裝鍵部位尺寸F×GD160645× 417.5× 385254 ×2541542× 11012×453.計(jì)算傳動裝置的總傳動比并分配傳動比(1).總傳動比為 (2).分配傳動比 其中：，

7、且考慮潤滑條件等因素，取=1.4初定 4. 計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 該傳動裝置從電動機(jī)到工作機(jī)共有三軸，依次為軸軸軸1).各軸的轉(zhuǎn)速 I軸 II軸 III軸 卷筒軸 2).各軸的輸入功率 I軸 II軸 III軸 卷筒軸 3） .各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩為 I軸 II軸 III軸 卷筒軸 將上述計(jì)算結(jié)果匯總與下表，以備查用。 軸名功率P/kw轉(zhuǎn)矩T/(N·mm)轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動比效率I軸12.4514606.090.97II軸12.08239.744.350.97III軸11.725510.98卷筒軸11.49555. 齒輪的設(shè)計(jì)1.高速級大小齒輪的設(shè)計(jì)1) 選

8、定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)(1)按簡圖所示的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。(2)運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級精度(GB/T10095.1、22001)。(3)材料選擇。由機(jī)械設(shè)計(jì)表6.1選擇小齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為260HBS，大齒輪為45鋼（正火），硬度為210HBS，二者材料硬度差為50HBS。(4)選小齒輪齒數(shù)，則大齒輪齒數(shù)(5)按軟齒面齒輪非對稱安裝查表6.5，取齒寬系數(shù)2) 初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸 (1) 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:先由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。兩者比較校核。 (2) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，即 1> 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值.

9、試選載荷系數(shù)。.計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 . 由課本P117表6.3查得材料系數(shù)。. 由課本圖P110圖6.8（b）按齒面硬度查得：小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。. 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù). 由課本P108圖6.6取接觸疲勞壽命系數(shù)；。. 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取安全系數(shù)S=1 2>.計(jì)算. 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值。 齒數(shù)比 .計(jì)算圓周速度。 .計(jì)算齒寬。.計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)，7級精度，課本P114圖6.10查得動載系數(shù)； 由課本P112表6.2查得使用系數(shù)； 由課本P115圖6.13用插值法查得7級精度、小齒輪相對支撐對稱分布時，； 故載荷系數(shù)：.按實(shí)際的載荷系

10、數(shù)校正所算得的分度圓直徑 .計(jì)算模數(shù) 查標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列（GB 135787）取模數(shù)小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù).幾個尺寸計(jì)算1>.計(jì)算分度圓直徑 2>.計(jì)算中心距 3>.計(jì)算齒輪寬度 取，。4>.齒高h(yuǎn) (3).按齒根彎曲強(qiáng)度校核 彎曲強(qiáng)度的校核公式 1>.確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值. 由課本P111圖6.9（b）查得：小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限；.課本P109圖6.7取彎曲疲勞壽命系數(shù)，；.計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力； 取彎曲疲勞安全系數(shù)，應(yīng)力修正系數(shù)，有 .計(jì)算載荷系數(shù)； .查取齒形系數(shù)； 由課本P120表6.4查得；.查取應(yīng)力校正系數(shù)；由課本P120表6.4

11、查得；.計(jì)算大、小齒輪的并加以比較； .校核計(jì)算 (5).結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖 首先考慮大齒輪，因齒輪齒頂圓直徑大于160mm，而又小于500mm，故以選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜。其他有關(guān)尺寸按課本P136圖6.26（a）薦用的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，并繪制大齒輪零件圖如下。其次考慮小齒輪，由于小齒輪齒頂圓直徑較小，若采用齒輪結(jié)構(gòu)，不宜與軸進(jìn)行安裝，故采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，其零件圖見滾動軸承和傳動軸的設(shè)計(jì)部分。6. 滾動軸承和傳動軸的設(shè)計(jì) (一).齒輪軸的設(shè)計(jì).輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由上可知，.求作用在齒輪上的力 因已知高速小齒輪的分度圓直徑 而 .初步確定軸的最小直徑 材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)課本P2

12、92表11.3，取，于是 ，由于鍵槽的影響，故 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故須同時選取連軸器型號。又因?yàn)樗‰妱訖C(jī)型號為Y160L4，其軸徑為所以必須選軸孔直徑系列包括D=42mm的聯(lián)軸器，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查課本P273表10.1，取，則：查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊，選用LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 。根據(jù)聯(lián)軸器參數(shù)選擇半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。.齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1).根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1).為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，-段右端需制出一軸肩，故取-段的直徑； 2).初步選擇滾動軸承。因軸承只

13、受徑向力的作用，故可以選用深溝球軸承。按照工作要求并根據(jù)，查手冊選取深溝球軸承6309，其尺寸為，故； 3).由小齒輪尺寸可知，齒輪處的軸端-的直徑，。軸肩高度 ，故取，則軸環(huán)直徑為。取4).軸承端蓋的總寬度為(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定)。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故。 5).取齒輪距箱體右側(cè)內(nèi)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(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取，已知滾動軸承寬度，另有軸端倒角寬度為2mm，則 進(jìn)而推得：， 至此，已初步確定了軸的各段和長度。(2).軸上零件的軸向定位 聯(lián)軸器與軸的軸向定位均采用平鍵

14、連接。按由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊表4-1查得A類平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為。滾動軸承與軸的軸向定位是由過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。(3).確定軸上圓角和倒角尺寸參考機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊表1-27，取軸端圓角。.求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時，對于6309型深溝球軸承，其支點(diǎn)就是軸承寬度B的中點(diǎn)。因此，作為簡支梁的軸的支撐跨距。根據(jù)軸的計(jì)算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算處的截面C處的、及的值列于下表。載荷 水平面H 垂直面V支反力彎矩總彎矩 ，扭矩.按彎扭合成應(yīng)力校核軸

15、的強(qiáng)度進(jìn)行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。根據(jù)上表數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由課本P288表11.2查得因此，故安全。零件圖如下：(三).滾動軸承的校核軸承的預(yù)計(jì)壽命 計(jì)算輸入軸承 (1).已知，兩軸承的徑向反力 (2). 計(jì)算當(dāng)量載荷、 由于軸承只受徑向載荷故 (4). 軸承壽命計(jì)算 由于軸承為深溝球軸承，取，又因?yàn)闄C(jī)器最高工作溫度為35，查課本P194表8.7、8.9取、 查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊得6309型深溝球軸承的，則 故滿足預(yù)期壽命。 7. 鍵聯(lián)接設(shè)計(jì) 聯(lián)軸器與輸入軸間

16、鍵的選擇及校核軸徑，輪轂長度，查手冊，選A型平鍵，其尺寸為，(GB/T 1095-2003)現(xiàn)校核其強(qiáng)度：,， 查課本P325表12.1得，因?yàn)?，故鍵符合強(qiáng)度要求。8.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量，大端蓋分機(jī)體采用配合.1. 機(jī)體有足夠的剛度在機(jī)體為加肋，外輪廓為長方形，增強(qiáng)了軸承座剛度2. 考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱。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大于40mm為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為3. 機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的

17、工藝性.鑄件壁厚為11mm，圓角半徑為R=5。機(jī)體外型簡單，拔模方便.4. 對附件設(shè)計(jì) A 視孔蓋和窺視孔在機(jī)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(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用M8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(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。C 油標(biāo)：油標(biāo)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，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出.D 通

18、氣孔：由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡.E 位銷：為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度.F 吊鉤：在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體.減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下：名稱符號計(jì)算公式結(jié)果箱座壁厚11箱蓋壁厚9箱蓋凸緣厚度14箱座凸緣厚度16.5箱座底凸緣厚度27.5地腳螺釘直徑M24地腳螺釘數(shù)目查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊表11-18軸承旁聯(lián)接螺栓直徑M18機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑=（0.50.6）M12軸承端蓋螺釘直徑=（0.40.5）M8M10

19、M12視孔蓋螺釘直徑=（0.30.4）M8定位銷直徑=（0.70.8）10，至外機(jī)壁距離查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊表11-2342418，至凸緣邊緣距離查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊表11-22816外機(jī)壁至軸承座端面距離=+（812）7074大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離>1.2>13.2齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離>>11機(jī)座肋厚 軸承端蓋外徑+（55.5） 150 190 240起蓋螺釘直徑不用太大，但要常見，起到起蓋作用即可。鑄造過渡尺寸h,k,rh=15k=3r=5凸臺高度H根據(jù)低速機(jī)軸承座外景確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)通氣器固定螺釘直徑根據(jù)通氣器上的沉孔直徑確定9. 潤滑密封設(shè)計(jì)對于二級

20、展開式圓柱齒輪減速器，因?yàn)閭鲃友b置屬于輕型的，且轉(zhuǎn)速速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，所以軸承采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號潤滑油，裝至規(guī)定高度。油的深度為64其中油的粘度大，化學(xué)合成油，潤滑效果好。 從密封性來講為了保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，凸緣應(yīng)有足夠的寬度，連接表面應(yīng)精刨，密封的表面要經(jīng)過刮研。而且，凸緣連接螺柱之間的距離不宜太大，并均勻布置，保證部分面處的密封性。軸承端蓋采用凸緣式軸承端蓋，易于加工和安裝。因?yàn)檩敵鲚S、輸入軸轉(zhuǎn)速都較低，故二者均可采羊毛氈圈密封，輸出軸選用氈圈75，輸入軸選用氈圈40. 10.聯(lián)軸器設(shè)計(jì)1.類型選擇.為了隔離振動和沖擊，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器2.載荷計(jì)算.見軸的設(shè)計(jì)。四 設(shè)計(jì)小結(jié) 這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)上的二級展開式圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計(jì)是我們真正理論聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過程的實(shí)踐考驗(yàn)，對于提高我們機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合素質(zhì)大有用處。通過兩個星期的設(shè)計(jì)實(shí)踐，使我對機(jī)械設(shè)計(jì)有了更多的了解和認(rèn)識.為我們以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).1機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當(dāng)強(qiáng)的技術(shù)課程，它融機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、互換性與技術(shù)測量、CAD實(shí)用軟件