帶式運(yùn)輸機(jī)的二級(jí)圓柱直齒減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目帶式運(yùn)輸機(jī)的二級(jí)圓柱直齒減速器院系機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造班級(jí)學(xué)號(hào)21.設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 3.傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 3.1電機(jī)選擇 3.3傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù) 4.傳動(dòng)件的設(shè)計(jì) 4.1V帶的設(shè)計(jì) 4.2齒輪的設(shè)計(jì) 5.軸及軸上零件的設(shè)計(jì) 5.2中速軸的設(shè)計(jì) 5.3低速軸的設(shè)計(jì) 6.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 8.參考文獻(xiàn) 31.設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的為：①減速器裝配圖一張(A0號(hào)圖紙);②零件工作圖2張(A3號(hào)圖紙，軸一張、齒輪一張);③設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份42.設(shè)計(jì)方案運(yùn)輸帶工作拉力F(N):2200,運(yùn)輸帶工作速度v(3.1電機(jī)選擇設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說(shuō)明1、選擇電動(dòng)機(jī)的類型按工作要求和工作條件選，選用用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，其機(jī)構(gòu)為封閉式結(jié)構(gòu)電壓為380V,Y型。52、選擇電動(dòng)機(jī)的容量從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)輸送帶間的總效率為：式中：分別為帶傳動(dòng)、軸承、齒輪傳取=0.96,(滾子軸承),,所以：3、確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為根據(jù)傳動(dòng)比的合理范圍，取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比則總傳動(dòng)比合理范圍為，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為根據(jù)電動(dòng)機(jī)的類型、容量和轉(zhuǎn)速，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)6為Y132S-4,其主要性能如下表所示：電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率W滿載轉(zhuǎn)速43.2傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說(shuō)明1、總傳動(dòng)比2、分配傳動(dòng)比考慮潤(rùn)滑的條件，為使兩級(jí)大齒輪相3.3傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說(shuō)明71、各軸的轉(zhuǎn)數(shù)I軸Ⅲ軸卷筒軸2、各軸的輸出功率Ⅱ軸：Ⅲ軸：卷筒軸：3、各軸的輸出轉(zhuǎn)矩Ⅱ軸：Ⅲ軸：卷筒軸：帶式傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸名功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比i8電動(dòng)機(jī)軸1Ⅲ軸卷筒軸4.1V帶的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說(shuō)明1、帶的型號(hào)的確定根據(jù)工作情況由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表6.13查得根據(jù)功率Pca和小帶輪轉(zhuǎn)速nm=1440r/min按機(jī)械設(shè)計(jì)圖6.12選擇：普通V帶A型普通V帶92、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速查機(jī)械設(shè)計(jì)表6.13和表6.14圖6.12取小輪基準(zhǔn)直徑da?=80mm帶速因?yàn)?，故帶速合適大輪基準(zhǔn)直徑根據(jù)表6.14可得,不用圓整3、確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)(6.31)由式(6.32)計(jì)算所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度=由表6.3選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度La=1250mm按式(6.33)計(jì)算實(shí)際中心距a;根據(jù)式(8-24)中心距的變換范圍4、驗(yàn)算小帶輪上的包角和計(jì)算帶的根數(shù)z最小包角二計(jì)算帶的根數(shù)z由dn=80mm和nm=1440r/min,由表6.6得根據(jù)nm=1440r/min,i=2.5和Z型帶，查表6.12得△Po=0.17kW。查表6.11的K。=0.96,表6.3得K?=0.93,于是取5根5、計(jì)算單根v帶的初拉力的最小值壓軸力由機(jī)械設(shè)計(jì)表8-3得Z型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.105kg/m所以應(yīng)使帶的實(shí)際初壓力壓軸力的最小值為N4.2齒輪的設(shè)計(jì)高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說(shuō)明1、選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1)選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)2)選用8級(jí)精度3)材料選擇，由表8.8選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì)),硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為240HBS,二者材料硬度差為40HBS4)試選小齒輪齒數(shù)z?=20,大齒輪齒數(shù)z?=20×2.9159直齒圓柱齒輪45鋼小齒輪調(diào)質(zhì)處理大齒輪調(diào)質(zhì)處理8級(jí)精度2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)公式進(jìn)行試算，即確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)：K?=1.3由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表8.14選取齒寬系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表8.14查的材料的彈性影響系數(shù)=189由機(jī)械設(shè)計(jì)教材圖8.45按齒面硬度差得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Him1=600MPa;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限計(jì)算齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)；由教材圖8.38取接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)KHni=0.90;KHn2=0.95計(jì)算接觸疲勞需用力。取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,按教材許用力公式試算小齒輪分度圓直徑d?,代入中較小計(jì)算圓周速度計(jì)算齒寬b模數(shù)mt==34.39/20=1.72mm齒高h(yuǎn)=2.25m?=2.25×1.72=3.87mm其比為=34.39/3.87=8.89根據(jù)電動(dòng)機(jī)的工作機(jī)載荷特性：中等沖擊，由教材表8.10查的載荷系數(shù)：1.2,取按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑公式得計(jì)算模數(shù)m.V3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式得m確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1)由教材查的小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE1=500MPa;大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限2)由教材取彎曲疲勞壽命系數(shù)3)計(jì)算彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,由公式得計(jì)算載荷系數(shù)5)查取齒形系數(shù)由教材查得YFai=2.80;YFa2=2.226。6)查取應(yīng)力校正系數(shù)由教材查得Ysa?=1.55;Ysa?=1.756。7)計(jì)算大小齒輪的并加以比較。大齒輪的數(shù)值大(2)計(jì)算m直徑有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算的模數(shù)1.49并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=1.5mm,按接觸強(qiáng)度算的分度直徑d?=34.39mm算的小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)Z?=30×2.91=88(1)計(jì)算分度圓直徑(2)計(jì)算中心距a==81mm(3)計(jì)算齒輪寬度b==1×45=45mmm取B?=50mm,B?=45mm。所以小結(jié)得由此設(shè)計(jì)有模數(shù)分度圓直徑齒寬齒數(shù)小齒輪大齒輪低速齒輪的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說(shuō)明1、選定齒輪類型、精1)選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)直齒圓柱齒輪度等級(jí)、材料及齒數(shù)2)選用8級(jí)精度40Cr(調(diào)質(zhì)),硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為240HBS,二者材料硬度差為40HBS4)試選小齒輪齒數(shù)z?=20大齒輪齒數(shù)z?=20×2.91=59小齒輪調(diào)質(zhì)處理大齒輪調(diào)質(zhì)處理8級(jí)精度2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)公式進(jìn)行試算，即確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)：Kt=1.3由機(jī)械設(shè)計(jì)教材選得齒寬系數(shù)=1由機(jī)械設(shè)計(jì)教材查得材料的彈性影響系數(shù)=189由機(jī)械設(shè)計(jì)教材圖8.38按齒面硬度差得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Himt=600MPa;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限計(jì)算齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)；由教材取得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)計(jì)算接觸疲勞需用力。取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,按教材許用力公式試算小齒輪分度圓直徑d?,代入中較小計(jì)算圓周速度計(jì)算齒寬b模數(shù)mt==48.98/20=2.45mm齒高h(yuǎn)=2.25mt=2.25×2.45=5.51mm其比為=48.98/5.51=8.89計(jì)算載荷系數(shù)V3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)徑，由公式得計(jì)算模數(shù)m.由教材式(10-5)的彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式m.確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1)由教材圖10-20c查的小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限r(nóng)E=500MPa;大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE2=300MPa.2)由教材圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)3)計(jì)算彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,由公式得計(jì)算載荷系數(shù)5)查取齒形系數(shù)由教材查得YFa1=2.80;YFa2=2.226。6)查取應(yīng)力校正系數(shù)由教材查得Ysa?=1.55;Ysa?=1.756。大齒輪的數(shù)值大(2)計(jì)算m對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由于齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小注意取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，可取彎曲強(qiáng)度算的模數(shù)2.30并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2.5mm,按接觸強(qiáng)度算的分度直徑d?=48.98mm算的小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)Z?=20×2.91=59這樣設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)，即滿足齒面的接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊促，避免浪費(fèi)。(1)計(jì)算分度圓直徑M4、尺寸計(jì)2)計(jì)算中心距a==97.75mm(3)計(jì)算齒輪寬度b==1×55=50取B?=55mm,B?=50mm。所以小結(jié)得由此設(shè)計(jì)有模數(shù)分度圓直徑齒寬齒數(shù)小齒輪大齒輪5.軸及軸上零件的設(shè)計(jì)5.1高速軸的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說(shuō)明1、已知條件功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速齒輪齒寬2、選擇軸的材料無(wú)特殊要求，故選用常用的材料45鋼，調(diào)制處理45鋼，調(diào)制處理3、初算軸的直徑先按機(jī)械設(shè)計(jì)教材初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為45號(hào)鋼。選取AO=112。于是有：=4、選擇滾動(dòng)軸承初步選擇滾動(dòng)軸承。選6005深溝球軸承；通過(guò)查手冊(cè)可知6005深溝球軸承6005深溝球軸承5、根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度于此軸的相配合的齒輪分度圓直徑比較①:軸向定位要求1-2軸段右端要求制出一軸肩，取L12=37.5mm,且d?2=25mm,與1-2段軸相配合的深溝球軸承，左端用軸端擋圈進(jìn)行軸向定位，右端采用套筒進(jìn)行軸向定位②:2-3段軸要與齒輪配合，此段齒輪與軸一所以d?-3=35mm又由于小齒輪齒寬B=50mm,根據(jù)與齒輪相配合部分的軸段長(zhǎng)度一般應(yīng)比輪轂長(zhǎng)度短2~3mm,所以取L2-3=48mm;③:4-5段軸沒(méi)有什么與之相配合的零件，考慮到下段有個(gè)軸肩，但直徑仍設(shè)計(jì)為d?④:5-6段ds-6=25,Ls-6=40mm,右端用軸端擋圈固定軸承。⑤:6-7段，由于輸入端是與v帶輪的輪轂相連，由于v帶為z型故v帶的寬度為4e+2f=65mm.d?-7=25,L?-7=75mm,其中末端的的65mm與v帶的輪轂進(jìn)行連接，中間與箱體的10mm用檔圈進(jìn)行輪轂與左端軸承的定位。6、確定軸的的倒角和圓角取軸端倒角為1.2×45°,各軸肩處的圓角為5.2中速軸的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說(shuō)明1、已知條件功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速2、選擇軸的材料因傳遞的功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)特殊要求，故選用常用的材料45鋼，調(diào)制處理45鋼，調(diào)制處理3、初算軸的直徑=4、選軸承,初步選擇滾動(dòng)軸承。選6006深溝球軸承；通過(guò)查手冊(cè)可知6006深溝球軸承選6006深溝球軸承5、根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度①:1-2段軸我們?nèi)長(zhǎng)1-2=40mm,dl-2=30mm。與1-2段軸相配合的深溝球軸承，左端用軸端擋圈進(jìn)行軸向定位，右端采用套筒進(jìn)行軸向定位，②:2-3段軸要與齒輪配合，故要有一個(gè)軸肩，這里我們?nèi)=5mm,所以d?.又由于大齒輪齒寬B=45mm,根據(jù)與齒輪相配合部分的軸段長(zhǎng)度一般應(yīng)比輪轂長(zhǎng)度短2~3mm,所以取L2-3=42mm;③:為了實(shí)現(xiàn)齒輪的右端的軸向定位，應(yīng)將3-4段軸的直徑比2-3段稍微大一些，h>0.07d這里取其直徑為d?-?=46mm;由于3-4段軸主要是起軸肩的作用，沒(méi)有與之相配合的零件，且根據(jù)設(shè)計(jì)方案，這里取L3-4=10mm。④:4-5段軸要與小齒輪相配合，且為能利用3-4段軸的軸肩，所以此段軸的直徑要比4-5段軸要小一些，這里我們?nèi)?s=40mm;由于小齒輪的齒寬為B=55mm,根據(jù)與齒輪相配合部分的軸段長(zhǎng)度一般應(yīng)比輪轂長(zhǎng)度短2~3mm,所以取L?-s=53mm所以其直徑和長(zhǎng)度與軸最右端的軸承一樣，故ds-s=30mm,Ls-s=40mm,。+42+10+53+40=185mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合得有良好得對(duì)中性，固選擇齒輪輪轂與軸得配合選H7/n6。滾動(dòng)軸承與軸得周向定位，是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為m6。6、倒角參考教材表，取軸端倒角為1.2×45°,各軸肩處的圓角為25.3低速軸的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說(shuō)明1、已知條件功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速齒輪齒寬2、選擇軸的材料因傳遞的功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)特殊要求，故選用常用的材料45鋼，調(diào)制處理45鋼，調(diào)制處理3、初算軸直徑=件，查手冊(cè)選用型號(hào)為WH7型聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為900N.m聯(lián)軸器的孔徑為40mm,故軸的最小直徑選擇40mm,TcA=301.38N.m。聯(lián)軸器的長(zhǎng)度L=112mm,聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1=84mm.選用型號(hào)為WH7型聯(lián)軸向定位的初步選擇滾動(dòng)軸承。由于軸的直徑為40mm選6008深溝球軸承；通過(guò)查手冊(cè)可知6008深溝球軸承d=40(mm),B=15①:1-2段軸由于與聯(lián)軸器的轂孔長(zhǎng)度L?=84m,為了保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故軸的長(zhǎng)度比L?略短一些我們?nèi)長(zhǎng)12=82+8mm,d?.2=40mm。,,右端采用套筒進(jìn)行聯(lián)軸器和軸承的軸向定位。下段軸設(shè)計(jì)個(gè)軸肩，所以d?-3=40mm,取L2-3=25mm;③:3-4段軸要進(jìn)行軸端配合，故要有一這里我們?nèi)=4mm,所以d?.④:為了實(shí)現(xiàn)齒輪的右端的軸向定位，應(yīng)將5-6段軸的直徑比4-5段稍微小一些，h>0.07d這里取其直徑為d?.s=66mm;由于5-6段軸主要是起軸肩的作用，沒(méi)有與之相配合的零件，且根據(jù)設(shè)計(jì)方案，這選6008深溝球軸承⑤:5-6段軸要與齒輪配合，故要有一個(gè)軸肩，這里我們?nèi)=5mm,所以ds.又由于大齒輪齒寬B=50mm,根據(jù)與齒輪相配合部分的軸段長(zhǎng)度一般應(yīng)比輪轂長(zhǎng)度短2~3mm,所以取Ls-6=48mm;6;6-7段只有與軸承相連接，所以取d?.同時(shí)為了保證齒輪與軸配合得有良好得對(duì)中性，固選擇齒輪輪轂與軸得配合選過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差軸上零件得周向定位齒輪，半軸的周向定位都采用平鍵聯(lián)接。按d?-s=58mm,b×h=18×11,L=40(mm).7、確定軸的的倒角和圓角軸端倒角為1.2×45°,各軸肩處的圓角為25.4中間軸的校核作用在兩個(gè)齒輪上的圓周力：徑向力：二名稱符號(hào)名稱符號(hào)設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果鍵的設(shè)計(jì)與校核：(1)齒輪，軸的周向定位都采用平鍵聯(lián)接。按d?-s=40mm,由手冊(cè)查