帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)-二級(jí)齒輪減速器

PAGE2-目錄一課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2二設(shè)計(jì)要求2三設(shè)計(jì)步驟21.傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案22.電動(dòng)機(jī)的選擇33.確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比54.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)55.齒輪的設(shè)計(jì)76.滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)117.鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)158.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)169.潤滑密封設(shè)計(jì)1810.聯(lián)軸器設(shè)計(jì)19四設(shè)計(jì)小結(jié)19五參考資料191111．傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案2、電動(dòng)機(jī)的選擇1）選擇電動(dòng)機(jī)的類型2）選擇電動(dòng)機(jī)的容量3）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速3、計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比（1）總傳動(dòng)比(2)分配傳動(dòng)比4.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)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(jí)大小齒輪的設(shè)計(jì)1)選定齒輪類型、精度等級(jí)、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(dòng)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(dòng)裝置1.設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置（簡圖如下）—二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器—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(dòng)機(jī)5——卷筒2.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)編號(hào)運(yùn)送帶工作拉力F/N運(yùn)輸帶工作速度v/(m/s)卷筒直徑D/mm1016001.83003.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(dòng)力來源：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.編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份。三.設(shè)計(jì)步驟1.傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案本組設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：第16組數(shù)據(jù)：運(yùn)送帶工作拉力F/N1600。運(yùn)輸帶工作速度v/(m/s)1.8。卷筒直徑D/mm300。1）減速器為二級(jí)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(jí)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(dòng)機(jī)的選擇1）選擇電動(dòng)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(dòng)機(jī)，電壓380V。2）選擇電動(dòng)機(jī)的容量工作機(jī)的有效功率為：從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)傳送帶間的總效率為：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(dòng)效率0.96：滾動(dòng)軸承效率0.99（深溝球軸承）：齒輪傳動(dòng)效率0.98（7級(jí)精度一般齒輪傳動(dòng)）：聯(lián)軸器傳動(dòng)效率0.99（彈性聯(lián)軸器）：聯(lián)軸器傳動(dòng)效率0.99（齒式聯(lián)軸器）所以電動(dòng)機(jī)所需工作功率為3）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速按手冊推薦的傳動(dòng)比合理范圍，二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比而工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、質(zhì)量及價(jià)格等因素，為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1500的電動(dòng)機(jī)。根據(jù)電動(dòng)機(jī)類型、容量和轉(zhuǎn)速，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》表12-1選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y112M-4。其主要性能如下表：電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（kw）滿載轉(zhuǎn)速(r/min)質(zhì)量（kg）Y112M-4414602.22.343電動(dòng)機(jī)的主要安裝尺寸和外形如下表：中心高外型尺寸M×（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×GD112400×305×265190×1401228×608×243.計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比(1).總傳動(dòng)比為(2).分配傳動(dòng)比其中：，，且考慮潤滑條件等因素，取=1.4初定4.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)該傳動(dòng)裝置從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)共有三軸，依次為Ⅰ軸Ⅱ軸Ⅲ軸1).各軸的轉(zhuǎn)速=1\*ROMANI軸=2\*ROMANII軸=3\*ROMANIII軸卷筒軸2).各軸的輸入功率=1\*ROMANI軸 =2\*ROMANII軸=3\*ROMANIII軸卷筒軸3）.各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩為=1\*ROMANI軸=2\*ROMANII軸=3\*ROMANIII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(dòng)比效率=1\*ROMANI軸3.2414404.190.97=2\*ROMANII軸3.15343.682.990.97=3\*ROMANIII軸3.0511510.98卷筒軸2.991155.齒輪的設(shè)計(jì)1.高速級(jí)大小齒輪的設(shè)計(jì)1)選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)(1)按簡圖所示的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。(2)運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度(GB/T10095.1、2——2001)。(3)材料選擇。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6.2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，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)，即確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值Ⅰ.試選載荷系數(shù)。Ⅱ.計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩Ⅲ.查得，材料系數(shù)。Ⅳ.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。Ⅴ.計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)Ⅵ.取接觸疲勞壽命系數(shù)；。Ⅶ.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取安全系數(shù)S=12>.計(jì)算Ⅰ.試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值。齒數(shù)比Ⅱ.計(jì)算圓周速度。Ⅲ.計(jì)算齒寬。Ⅴ.計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)，7級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù)；查得使用系數(shù)；由插值法查得7級(jí)精度、小齒輪相對支撐對稱分布時(shí)，；故載荷系數(shù)：Ⅵ.按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑Ⅶ.計(jì)算模數(shù)查標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列（GB1357——87）取模數(shù)小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)Ⅷ.幾個(gè)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Ⅰ.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；Ⅱ.取彎曲疲勞壽命系數(shù)，；Ⅲ.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Ⅳ.計(jì)算載荷系數(shù)；Ⅴ.查取齒形系數(shù)；查得；Ⅵ.查取應(yīng)力校正系數(shù)；查得；Ⅶ.計(jì)算大、小齒輪的并加以比較；Ⅷ.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，選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜。其他有關(guān)尺寸按課本薦用的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，并繪制大齒輪零件圖。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(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)部分。6.滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)(一).齒輪軸的設(shè)計(jì)Ⅰ.輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由上可知，，Ⅱ.求作用在齒輪上的力因已知高速小齒輪的分度圓直徑而Ⅲ.初步確定軸的最小直徑材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。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(shí)選取連軸器型號(hào)。又因?yàn)樗‰妱?dòng)機(jī)型號(hào)為Y112M-4，其軸徑為所以必須選軸孔直徑系列包括D=28mm的聯(lián)軸器，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，取，則：查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》，選用GL1型滾子鏈聯(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。Ⅳ.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，Ⅰ-Ⅱ段右端需制出一軸肩，故?、?Ⅲ段的直徑；2).初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承只受徑向力的作用，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Ⅳ-Ⅴ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(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取，已知滾動(dòng)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(dòng)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。Ⅴ.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(shí)，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Ⅵ.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，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(dòng)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，查得因此，故安全。零件圖如下：(三).滾動(dòng)軸承的校核軸承的預(yù)計(jì)壽命Ⅰ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℃，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/T1095-2003)現(xiàn)校核其強(qiáng)度：,，查得，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(dòng)件速度小于12m/s，故采用侵油潤油，同時(shí)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(dòng)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通氣孔：由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，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(hào)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=（0.5~0.6）M12軸承端蓋螺釘直徑=（0.4~0.5）M8M10M12視孔蓋螺釘直徑=（0.3~0.4）M8定位銷直徑=（0.7~0.8）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=++（8~12）70——74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+（5~5.5）150190240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(tái)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(jí)展開式圓柱齒輪減速器，因?yàn)閭鲃?dòng)裝置屬于輕型的，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(hào)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(dòng)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(jí)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(gè)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(shí).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》、《機(jī)械工程材料》、《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》等于一體，使我們能把所學(xué)的各科的知識(shí)融會(huì)貫通，更加熟悉機(jī)械類知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。2．這