用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的減速器

word文檔可自由復(fù)制編輯word文檔可自由復(fù)制編輯機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書設(shè)計內(nèi)容——()專業(yè)：班級：姓名：學(xué)號：指導(dǎo)老師：呂梁學(xué)院學(xué)院礦業(yè)工程系完成時間：年月日2012級機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》任務(wù)書學(xué)生姓名：趙晨瑤班級：1203學(xué)號：20121804343一、設(shè)計題目：設(shè)計一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的減速器二、給定數(shù)據(jù)及要求已知條件：運(yùn)輸帶工作拉力F=1000N；運(yùn)輸帶工作速度v=2.0m/s（允許運(yùn)輸帶速度誤差為±5%）；滾筒直徑D=500mm；兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷輕微沖擊；工作年限5年；環(huán)境最高溫度350C；小批量生產(chǎn)。三、應(yīng)完成的工作減速器裝配圖1張；零件工作圖2—4張；設(shè)計說明書1份。系主任：宋要斌教研室負(fù)責(zé)人：馬利云指導(dǎo)教師：馬利云發(fā)題日期2014年5月29日完成日期目錄任務(wù)書 第一章機(jī)械傳動裝置的總體設(shè)計 1.1選擇電動機(jī) 1.1.1電動機(jī)類型的選擇 1.1.2電動機(jī)容量的選擇 1.1.3電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 1.2傳動比的分配 1.3傳動系統(tǒng)的運(yùn)動和動力參數(shù)計算 1.3.1各軸的轉(zhuǎn)速、功率和扭矩計算 1.3.2各軸的運(yùn)動參數(shù)表 第二章V帶傳動的設(shè)計 2.1V帶的參數(shù)設(shè)計 2.2V帶的主要參數(shù)表 第三章齒輪的設(shè)計 3.1齒輪傳動設(shè)計 3.1.1齒輪參數(shù)設(shè)計 3.1.2齒輪的主要參數(shù)表 第四章軸的設(shè)計（輸入軸） 4.1高速軸（輸入軸）的設(shè)計 4.1.1材料的選擇和熱處理 4.1.2估算軸的最小直徑 4.1.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計并繪制結(jié)構(gòu)草圖 4.2低速軸（輸出軸）的設(shè)計 4.2.1材料的選擇和熱處理 4.2.2軸的最小直徑的確定 4.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計并繪制結(jié)構(gòu)草圖 4.4低速軸（輸出軸）的校核 4.4.1大齒輪受力計算 4.4.2按扭轉(zhuǎn)和彎曲組合變形條件進(jìn)行校核計算 第五章聯(lián)軸器的選擇 5.1.聯(lián)軸器的選擇和參數(shù) 第六章鍵聯(lián)接的選擇和計算 6.1鍵的選擇和參數(shù) 第七章滾動軸承的選擇 7.1軸承的選擇 第八章箱體結(jié)構(gòu)尺寸 8.1箱體的結(jié)構(gòu)尺寸 設(shè)計小結(jié) 參考文獻(xiàn) 附表 附圖 設(shè)計計算內(nèi)容結(jié)果第一章機(jī)械傳動裝置的總體設(shè)計1.1選擇電動機(jī)計算滾筒的轉(zhuǎn)速帶式輸送機(jī)的傳動方案示意圖見設(shè)計任務(wù)書?！邼L筒的直徑和工作帶的帶速已知∴滾筒轉(zhuǎn)速計算如下：1.1.1電動機(jī)類型的選擇因考慮帶式輸送機(jī)需要較大的轉(zhuǎn)矩，而對轉(zhuǎn)速要求不高，故選擇電動機(jī)的步驟如下：①選擇電動機(jī)的類型因考慮工作條件為空載啟動、單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷平穩(wěn)，所以選擇三相異步電動機(jī)，封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，380，系列，同步轉(zhuǎn)速確定為。（同步轉(zhuǎn)速為1500或1000）②計算傳動裝置的總效率（參考手冊P187）[1]傳動裝置的結(jié)構(gòu)簡圖如設(shè)計任務(wù)書圖。總效率的計算如下：0.881其中：——帶的傳動的效率（0.96）；——一對滾動軸承的效率（0.99）；——閉式齒輪傳動效率；（0.98）——彈性柱銷聯(lián)軸器的效率（0.995）；——滾筒的效率（0.96）。③確定所需電機(jī)的功率1000*2/1000kW＝2（kW）2.270kW－工作機(jī)實(shí)際需要的輸入功率，kW，－為工作機(jī)實(shí)際需要的電動機(jī)輸入功率，kW。滾筒的轉(zhuǎn)速為nw=76.43r/n設(shè)計計算內(nèi)容結(jié)果④.確定電機(jī)的型號所選電動機(jī)的額定功率應(yīng)該等于或稍大于工作要求的功率。因?yàn)闈L筒的轉(zhuǎn)速nw=76.43r/min。擬選擇同步轉(zhuǎn)速系列的電動機(jī)，由表12-1【2】（[2]表示參考文獻(xiàn)2，所使用機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊）選擇系列三相電動機(jī)——型，其額定功率為,滿載轉(zhuǎn)速。由表12-2、3、4、5【2】查得中心高H、軸伸尺寸E、鍵連接尺寸F。注意：1、小帶輪的半徑應(yīng)該小于中心高H；2、小帶輪的寬度應(yīng)小于軸伸尺寸15～20mm，這就要求帶的根數(shù)不能太大。一般A型帶3～4根，B型帶2～3根。預(yù)留15～20mm的空間是預(yù)留給拆卸帶輪的扳手空間。參考手冊P20圖916－17。3、鍵連接尺寸應(yīng)該和高速軸鍵槽相應(yīng)。選4極或6極，1000或1500轉(zhuǎn)的，并盡量選擇1500轉(zhuǎn)。電機(jī)型號為：—型;額定功率為:;滿載轉(zhuǎn)速：。中心高H＝mm軸伸尺寸E＝mm鍵連接尺寸F＝mm。設(shè)計計算內(nèi)容結(jié)果1.2傳動比的分配1.2.1總傳動比的計算＝1500/76.43=19.61.2.2各級傳動比的分配根據(jù)表2-2.1和各級傳動間的尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)均勻，滿足，所以帶和減速器分配如下：2～4，最大是7；3～5，最大為8，并且最好使得齒數(shù)互質(zhì)。1.3傳動系統(tǒng)的運(yùn)動和動力參數(shù)的計算1.3.1各軸的轉(zhuǎn)速計算根據(jù)總的傳動比及各級傳動比的分配，計算各軸的轉(zhuǎn)速如下：電機(jī)：；減速器高速軸：；減速器低速軸：；滾筒的轉(zhuǎn)速：。1.3.2各軸的輸入功率和轉(zhuǎn)矩表3-1各軸的輸入功率和轉(zhuǎn)矩功率（KW）轉(zhuǎn)矩(N·M)電機(jī)＝高速軸低速軸總傳動比：＝19.6各級傳動比分配：45注意：1、帶設(shè)計好后，檢驗(yàn)傳動誤差是否超標(biāo)。否則，就要對初設(shè)傳動比進(jìn)行修正，主要是調(diào)整大小帶輪直徑。2、齒輪設(shè)計完了后，檢驗(yàn)總的傳動誤差是否超標(biāo)（允許輸送帶速度誤差為±5%）。3、若提高傳動裝置精度，則需要在帶設(shè)計完后進(jìn)行本節(jié)計算。4、功率和轉(zhuǎn)矩的計算理論上是按照實(shí)際需要功率進(jìn)行計算，但是實(shí)際生產(chǎn)和使用中，為了使所設(shè)計的傳動裝置具有一定的超載能力，此處按額定功率和額定轉(zhuǎn)矩計算。設(shè)計計算內(nèi)容結(jié)果第二章V帶傳動的設(shè)計2.1V帶的參數(shù)設(shè)計①電機(jī)傳動形式的選擇從傳動的形式和經(jīng)濟(jì)效性考慮，確定由電動機(jī)傳動帶，所以帶輪的小帶輪轉(zhuǎn)速。②計算功率并選取帶型號根據(jù)工況確定工況系數(shù)∵工作班制為2班制∴工作時間16小時載荷平穩(wěn)根據(jù)表8-3[1]查得，故根據(jù)＝kW和小帶輪轉(zhuǎn)速＝r/min，由圖8-10[1]可知，工作點(diǎn)處于型相鄰區(qū)之間，可取型和型分別計算，最后擇優(yōu)選用。本設(shè)計為減少帶的根數(shù)，現(xiàn)取型帶。③確定帶輪的基準(zhǔn)直徑與帶速驗(yàn)算根據(jù)所選電機(jī)的型號可知，電機(jī)中心高為，又傳動比確定為，所以小帶輪的直徑取為。根據(jù)小帶輪的直徑，確定大帶輪的直徑，滑動率為0.015[1]∴大帶輪的直徑[1]＝由表8-4[1]取＝。此時從動輪實(shí)際轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速誤差<5%，合適。根據(jù)公式：[1]符合設(shè)計要求：初定中心矩[2]現(xiàn)根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，取mm初算帶的基準(zhǔn)長度＝＝mm由表8－1[1]，選取帶的基準(zhǔn)長度mm。實(shí)際中心矩和小帶輪包角中心矩可調(diào)整，則＝mm小帶輪包角：＝＝，大于1200，能滿足要求。單根V帶所能傳遞的功率和增量根據(jù)＝r/min和＝mm查表8－2a[1]，用插值法求得＝kW。已知型V帶，小帶輪轉(zhuǎn)速r/min，傳動比，查表8－2b[1]得：＝kW。計算V帶的根數(shù)]由表8－5[1]查得＝；由表8－6[1]查得＝，故取z＝根。所采用得V帶為。作用在帶輪軸上的力由式（8－17）[1]求單根V帶的張緊力選擇由電動機(jī)傳動V帶參考教材P147例題1。確定帶的截型：帶的帶型為型確定小帶輪直徑:大帶輪直徑（半徑一般小于減速器中心高）:注意：因?yàn)檎麄€傳動裝置允許的傳動誤差為5%，所以齒輪齒數(shù)圓整就要和此處能夠相消一部分誤差。注意：若帶速沒有在此范圍內(nèi)，應(yīng)重新進(jìn)行設(shè)計。主要是調(diào)整帶輪直徑或者重新選擇電動機(jī)或重新進(jìn)行傳動比的分配。帶傳動的中心距為：確定V帶的根數(shù)：Z＝（A型帶不多于4根，B型帶不多于3根。）V帶型號：（例如：B－1600×3）設(shè)計計算內(nèi)容結(jié)果[1]（式中q-V帶每米的重量）查表8－8[1]得q＝kg/m，故∴＝N所以作用在軸上的力為＝N帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計小帶輪的尺寸，基準(zhǔn)直徑為參照表以及表電機(jī)的外型及安裝尺寸可知：型電機(jī)的基本尺寸為：軸伸直徑：;軸伸長度：;中心高：;所以小帶輪的軸孔直徑，轂長應(yīng)小于。根據(jù)以上參數(shù)及表，確定小帶輪的結(jié)構(gòu)為輻板輪，輪槽尺寸及輪寬按表計算，并參照圖Ⅴ帶輪的典型結(jié)構(gòu)，得到如圖的簡圖。其中小帶輪的各尺寸如表4-1。2.2V帶的主要參數(shù)表表4-1：小帶輪的基本尺寸大帶輪的尺寸計算方法同小帶輪：大帶輪的基準(zhǔn)直徑。其結(jié)構(gòu)簡圖如圖4-2。`大帶輪的各尺寸如表4-2。表4-2：大帶輪的基本尺寸帶的張緊力F0：F0=N作用在軸上的力＝N課程設(shè)計A必有帶輪設(shè)計，課程設(shè)計B，可沒有此項(xiàng)設(shè)計。小帶輪的基本尺寸：如表4-1、圖4-1。參考教材141－P143圖表。大帶輪的基本尺寸：如表4-2、圖4-2。設(shè)計計算內(nèi)容結(jié)果第三章齒輪的設(shè)計3.1齒輪的參數(shù)設(shè)計①選擇齒輪材料、確定許用接觸應(yīng)力根據(jù)工作要求，采用齒面硬度≤350HBS。小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度為260HBS；小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度為220HBS；由表9－5[1]的公式，可確定許用接觸應(yīng)力：小齒輪＝380＋0.7HBS＝380＋0.7×260＝562MPa大齒輪＝380＋0.7HBS＝380＋0.7×220＝534MPa②選擇齒數(shù)和齒寬系數(shù)由于減速器是閉式傳動，可選?。?考慮加工和制造方便，取齒寬系數(shù)＝。確定載荷系數(shù)因齒輪相對軸承對稱布置，且載荷角平穩(wěn)，故?。健Ｓ嬎阒行木啵剑絤m選擇齒數(shù)并確定模數(shù)?。剑?0，40），則＝＝。與互質(zhì)。＝＝mm取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)（表9－1[1]），＝mm。齒輪幾何尺寸計算小齒輪分度圓直徑及齒頂圓直徑大齒輪分度圓直徑及齒頂圓直徑中心距：＝＝mm大齒輪寬度＝＝mm硬度可調(diào)注意：1、所選取模數(shù)必須大于計算模數(shù)，若想調(diào)小模數(shù)，需要對之前的設(shè)計數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。2、當(dāng)為小數(shù)時，盡量取偶數(shù)。3、＝mm＝mm＝mm＝mm＝mm＝mm＝mm＝mm圓整為整數(shù)設(shè)計計算內(nèi)容結(jié)果小齒輪寬度因小齒輪齒面硬度高，為補(bǔ)償裝配誤差，避免工作時在大齒輪齒面上造成壓痕，一般應(yīng)比寬些，?。剑?＝mm確定齒輪精度等級齒輪圓周速度＝或＝根據(jù)工作要求和圓周速度，由表9-3[1]選用級精度。齒輪彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算△1、確定許用彎曲應(yīng)力根據(jù)表9-7【1】查得2、查齒形系數(shù)，比較小齒輪＝，由表9-6[1]查得＝；小齒輪＝，由表9-6[1]查得＝。＝＝＝＝因，所以應(yīng)驗(yàn)算齒輪?！?、驗(yàn)算彎曲應(yīng)力計算時應(yīng)以齒寬帶入，則＝＝MPa<192MPa，安全?；颍剑組Pa<184MPa，安全。齒輪精度等級：經(jīng)強(qiáng)度校驗(yàn)，齒輪輪齒滿足彎曲強(qiáng)度要求。齒輪機(jī)構(gòu)見手冊P163表11-6設(shè)計計算內(nèi)容結(jié)果第四章軸的設(shè)計4.1減速器高速軸的設(shè)計①選取軸的材料因?yàn)樵撦S無特殊要求且精度要求較，所以選取45鋼，（熱處理），由表12-2[1]查得＝②估算最小軸徑按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度式估算最小軸徑由于V帶輪配合段直徑處有一鍵槽，應(yīng)增大3%按軸的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整＝③高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計、受力分析及強(qiáng)度校驗(yàn)根據(jù)帶輪的大小，初選軸承為62型，則高速軸基本尺寸如圖4-3所示：按照以上的軸的結(jié)構(gòu)，畫出軸的計算簡化式：如圖4-4所示：①由齒輪徑向力和帶壓軸力引起的垂直面彎矩圖②由齒輪圓周力引起的水平面彎矩圖③軸的扭矩圖1、低速軸6段，高速軸5段即可。2、進(jìn)行軸的設(shè)計必須先計算部分箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸（鑄造）（說明書附表）（手冊P158表11-1、2、3、4、5）3、在估算最小軸徑后，為確定軸向尺寸，一般在此時需要初繪裝配底圖1（P205圖16-4，中心線，→）設(shè)計計算內(nèi)容結(jié)果④合成彎矩圖⑤當(dāng)量彎矩圖確定危險截面，根據(jù)當(dāng)量彎矩圖，彎矩的危險截面位于圖中彎矩最大處。設(shè)計計算內(nèi)容結(jié)果由表查得根據(jù)高速軸的結(jié)構(gòu)簡圖可知，該齒輪軸中齒輪的齒根圓直徑為，滿足要求。4.2低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計、受力分析及強(qiáng)度校驗(yàn)（略）（課程設(shè)計A必須有此項(xiàng)設(shè)計。課程設(shè)計B可省略此項(xiàng)設(shè)計）第五章聯(lián)軸器的選擇根據(jù)低速軸的扭矩要求，查表可知，選擇聯(lián)軸器為HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其基本尺寸如下：第六章鍵的選擇與校核∵∴鍵選為A型圓頭普通平鍵①大帶輪與高速軸連接鍵：因軸徑d為，所以查表7-2[1]的鍵的基本尺寸為：（其中，可比軸上零件的輪轂短些。）根據(jù)軸的尺寸和齒輪材料為鋼材，按輕微沖擊載荷，查表7-3[1]得＝。鍵連接擠壓強(qiáng)度校核：≤鍵連接的剪切強(qiáng)度校核：＝≤∴鍵的強(qiáng)度足夠，鍵連接安全。②大齒輪與低速軸連接鍵：（同上）③小帶輪與電機(jī)軸連接鍵：（同上）④低速軸與聯(lián)軸器連接鍵：（同上）第七章滾動軸承的選擇由于高速軸選用深溝球軸承低速軸選用深溝球軸承經(jīng)過有關(guān)計算，高速軸滿足要求。經(jīng)過有關(guān)計算，低速軸滿足要求。聯(lián)軸器的選擇：低速齒輪鍵的選擇：A型圓頭普通平鍵，標(biāo)記示例：GB/T1096鍵16×10×100設(shè)計計算內(nèi)容結(jié)果5其他零件設(shè)計5-1箱體及其配套零件設(shè)計根據(jù)低速軸的上的轉(zhuǎn)矩，確定箱體及配套零件如下表：表5-1圓柱齒輪減速器鑄鐵箱體的結(jié)構(gòu)尺寸名稱符號設(shè)計選用值下箱座壁厚上箱座壁厚下箱座上部凸緣厚度上箱蓋凸緣厚度b1地腳螺栓底腳厚度箱座上的肋厚箱蓋上的肋厚單級圓柱齒輪減速器中