帶式運輸機上的單級圓柱齒輪減速器--機械設(shè)計說明書

1、<p>　　機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計</p><p><b>　　計算說明書</b></p><p>　　設(shè)計題目 帶式運輸機上的單級圓柱齒輪減速器 </p><p>　　系 機械系 專業(yè) 材料成型及控制工程 <

2、/p><p>　　班級 </p><p>　　設(shè)計者 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p><b>　　年 月 日</b></p><p><b>　　目錄</b></p>

3、<p><b>　　一、設(shè)計任務(wù)書0</b></p><p>　　二、帶式運輸送機傳動裝置設(shè)計1</p><p>　　三、普通V帶傳動的設(shè)計4</p><p>　　四、斜齒圓柱齒輪傳動設(shè)計6</p><p>　　五、滾動軸承和傳動軸的設(shè)計10</p><p>　　六、軸鍵的

4、設(shè)計18</p><p>　　七、聯(lián)軸器的設(shè)計18</p><p>　　八、潤滑和密封19</p><p><b>　　九、設(shè)計小結(jié)20</b></p><p><b>　　十、參考資料20</b></p><p><b>　　一.設(shè)計任務(wù)書</b&

5、gt;</p><p><b>　　一.設(shè)計題目</b></p><p>　　設(shè)計帶式輸送機傳動裝置。</p><p>　　二.工作條件及設(shè)計要求</p><p>　　工作條件：兩班制，連續(xù)單項運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)室內(nèi)工作，有粉塵，環(huán)境最高溫度35℃；</p><p><b>　　使用折舊期

6、：8年;</b></p><p>　　檢查間隔期：四年一次大修，兩年一次中修,半年一次小修；</p><p>　　動力來源：電力，三相交流，電壓380/220V</p><p>　　5. 運輸帶速允許誤差為5%。</p><p>　　6.制造條件及批量生產(chǎn)：一般機械廠制造，小批量生產(chǎn)。</p><p>&l

7、t;b>　　三.原始數(shù)據(jù)</b></p><p>　　第二組選用原始數(shù)據(jù)：運輸帶工作拉力F=2200N 運輸帶工作速度V=1.1m/s 卷筒直徑D=240mm</p><p><b>　　四.設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　1.完成傳動裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計。</p><p>　　2.完成減速器

8、裝備草圖一張（A1）。</p><p>　　3.完成設(shè)計說明書一份。</p><p>　　二.帶式運輸送機傳動裝置設(shè)計</p><p><b>　　電動機的選擇</b></p><p>　　1.電動機類型的選擇：按已知的工作要求和條件，選用Y型全封閉籠型三相異步電動機</p><p>　　2.電動

9、機功率的選擇：</p><p>　　=Fv/1000=2200*1.1/1000=2.42kw</p><p>　　3.確定電動機的轉(zhuǎn)速：卷筒工作的轉(zhuǎn)速 =60*1000/(π*D)=60*1000*1.1/(3.14*240)=87.58r/min </p><p>　　4.初步估算傳動比：由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表14-2，單級圓柱齒輪減速器傳動比=6~20<

10、/p><p>　　電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍； =i∑· v=(6～20)87.58=(525.48～1751.6) r/min</p><p>　　因為根據(jù)帶式運輸機的工作要求可知，電動機選1000r/min或1500r/min的比較合適。</p><p>　　5.分析傳動比，并確定傳動方案</p><p>　?。?）機器一般是由原動機，傳

11、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的性能、重量和成本。合理的傳動方案除滿足工作裝置的功能外，還要結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本低廉，傳動效率高和使用維護方便。</p><p>　　本設(shè)計中原動機為電動機、工作機為皮帶輸送機。傳動方案采用兩級傳動，第一級傳動為帶傳動，第二級傳動為單級圓柱齒輪減速器<

12、;/p><p>　　選用V帶傳動是V帶傳動承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過載保護的優(yōu)點，還可以緩和和沖擊振動。</p><p>　　齒輪傳動的傳動效率高，使用的功率和速度范圍廣、使用壽命較長。</p><p>　　由于本運輸送機是在室內(nèi)，考慮工作的背景和安全問題，固在齒輪區(qū)采用封閉式，可達到更好的效果。</p><p>

13、;　　故其方案示意圖如下圖所示：</p><p>　　6.傳動裝置的總功率</p><p><b>　　由圖1可知：</b></p><p>　　由《機械設(shè)計手冊》表1-5可知。初選彈性聯(lián)軸器、球軸承、8級齒輪精度</p><p>　　查表可知=096*099*0.97*0.99*099*0.99*0960.86<

14、/p><p>　　7.電動機所需的工作功率</p><p>　　查《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表12-1可知。符合同步轉(zhuǎn)速1000r/min Y132S-6和1500r/min Y100L2-4適合，考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格比較，則選n=1500r/min。即確定這里取Y100L2-4其額定功率，滿載轉(zhuǎn)速為1430r/min。</p><p><b&g

15、t;　　8.分配傳動比</b></p><p><b>　　又 </b></p><p>　　考慮潤滑條件為使兩級大齒輪直徑相近取i帶=4</p><p><b>　　則 i齒=4.1</b></p><p><b>　　9.計算各軸的轉(zhuǎn)速</b></p&

16、gt;<p>　　軸 n1=nm=1430r/min</p><p>　　Ⅱ軸 nⅡ=nⅠ/i1=1430/4=357.5r/min</p><p>　?、筝S nⅢ= nⅡ/iⅡ=357.5/4.1=87.2r/min</p><p>　　卷筒軸nw= nⅢ=87.2r/min</p><p>　　10.計算各軸的功率</

17、p><p>　　軸 p1=pd=2.81kw</p><p>　?、蜉SpⅡ=η3η22.67×0.99×0.97=2.56kw</p><p>　?、筝SpⅢ=pⅡη3η2=2.67×0.99×0.97=2.56kw</p><p>　　P卷= pⅢη4η2=2.56×0.99×0.99

18、=2.51kw</p><p><b>　　11.計算各軸的轉(zhuǎn)</b></p><p>　　Td=9.55×106×Pd/nm=1.88×104N/mm</p><p>　　T1=Td=1.88×104N/mm</p><p>　　TⅡ=9.55×106×PⅡ/

19、nⅡ=7.13×104N/mm</p><p>　　TⅢ軸=TⅡη3×η2×iⅡ=2.82×105N/mm</p><p>　　卷筒軸 T卷=TⅢη4η2=2.76×105N/mm</p><p>　　12.運動和動力參數(shù)計算結(jié)果列出表</p><p>　　三.普通V帶傳動的設(shè)計</p&

20、gt;<p><b>　　設(shè)計說明書</b></p><p>　　小帶輪采用實心式dd1=75mm 大帶輪為輪輻式dd2=300mm由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表7-2取單根帶寬為13mm取帶輪寬為52mm輪轂寬度48mm</p><p>　　四.圓柱齒輪傳動設(shè)計</p><p>　　五. 滾動軸承和傳動軸的設(shè)計</p>

21、;<p><b>　　一.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　1.輸出軸 PⅢ=2.56kw</p><p>　　nⅢ=87.2r/min</p><p>　　TⅢ=2.82*105N*mm </p><p>　　2求作用在齒輪上的力</p><p>　　低速大齒輪的

22、分度圓直徑</p><p>　　d2=mZ2/cosβ=2*98/cos14.07º=252.28mm</p><p>　　而切向力Ft=2TⅢ/d2=2.82*105*2/252.58=2232.96N</p><p>　　α=20º徑向力Fr=Fttanα/cosβ=2232.96*0.36/0.97=828.73N</p>&

23、lt;p>　　軸向力 Fa=Fttanβ=2232.96*0.25=558.24N</p><p>　　初步確定軸的最小直徑</p><p>　　材料45號鋼 正火處理</p><p>　　查表12-1取抗拉極限δb=590MPa </p><p>　　查表12-5取對稱循環(huán)許用彎曲應(yīng)力δ-1b=55MPa</p&g

24、t;<p>　　查表12-3取C=110代入下式</p><p>　　Dmin=c(PⅢ/nⅢ)1/3=33.93mm</p><p>　　由于軸Ⅲ上有一個鍵槽故d=1.05dmin</p><p>　　所以d=35.63mm</p><p>　　輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑dⅠ-Ⅱ為了使所選軸直徑dⅠ-Ⅱ與聯(lián)軸器

25、的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。</p><p>　　4聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩：</p><p>　　Tca=KTⅢ《查機械設(shè)計基礎(chǔ)》表10-1 13-1 取K=1.5 則</p><p>　　Tca=KTⅢ=423000N·mm</p><p>　　計算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件且結(jié)合dⅠ-Ⅱ</p>

26、<p>　　查《查機械設(shè)計基礎(chǔ)》表8-7選LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器</p><p>　　其工稱轉(zhuǎn)矩為1250000N·mm，半聯(lián)軸器孔徑dⅠ=38 取半聯(lián)軸器長度L=82mm與軸配合的轂孔長度LⅠ=60mm</p><p><b>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計;</b></p><p>　　徑向尺寸的設(shè)計：d1=38mm h=0.0

27、7～1</p><p>　　d2=d1+2h≥38×(1+2×0.07)=43.32mm</p><p>　　所以d2處將安裝密封氈圈，標(biāo)準(zhǔn)直徑應(yīng)取d2=45mm</p><p>　　d3與軸承內(nèi)徑配合，取d3=50,選軸承型號T210c</p><p>　　d4與齒輪孔徑配合 按標(biāo)準(zhǔn)直徑系列取d4=53mm</p&

28、gt;<p><b>　　d5=60mm</b></p><p><b>　　6．軸的強度校核</b></p><p><b>　　1.齒輪受力</b></p><p>　　大齒輪 d2=252.58mm 轉(zhuǎn)矩T3=9.55*106*PⅢ/nⅢ=280366.97N·m<

29、;/p><p>　　切向力 Ft=2T3/d2=2220N </p><p>　　徑向力Fr=823.92N</p><p>　　軸向力Fa=555N</p><p><b>　　2.軸的受力簡圖</b></p><p><b>　　3.計算支撐反力</b></p>

30、<p>　　水平面： FH1*100+Fa*d2/2+Fr*55=0 </p><p>　　FH2+FH1=Fr 得 FH1=1154N FH2=-330N</p><p><b>　　繪制彎矩圖：</b></p><p>　　Fr b截面 （MH1）max=FH1*45=51930N·

31、;mm</p><p>　　（MH2）max=-MHb+Fa*d2/2=51930+555*126.29=18161N·mm</p><p>　　Ft 垂直方向 FZ=0 Ft-Fv2-Fv1=0 Mb=0 55Fv2=45Fv1 </p><p>　　Fv1=1221N Fv2=999N</p><p&g

32、t;　?。∕v1）max=45Fv1=1221*45=54945</p><p>　?。∕v2）max=55Fv2=999*55=54945</p><p>　　大齒輪軸軸承壽命校核</p><p><b>　　軸承徑向載荷 </b></p><p>　　FH1=1154N FH2=-330N</p>

33、<p>　　齒輪軸向力Fa=-555N</p><p><b>　　派生軸向力大小</b></p><p>　　①選軸承代號為7010C由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表11-9 額定靜載為22000N</p><p>　　Fa/cor=555/22000=0.253 取e=0.4</p><p>　　Fda=0.4*FH1

34、=0.4*1154=461.6N 向右 </p><p>　　Fdc=0.4*FH2=0.4*330=132N 向左</p><p>　?、谝螨X輪軸向力向左且FatFDC>fda ,所以A軸承壓緊 C放松 則軸向力為;</p><p>　　Fa1=555+132=687N 向左 Fa2=461.6N 向右</p><p>　　因

35、Fa1/cor=687/22000=0.031 </p><p>　　Fa2/cor=461.6/22000=0.021 查表 e1=0.43 e2=0.40</p><p>　　所以Fda`=e1·FH1=0.43*1154=496.22N</p><p><b>　?、郛?dāng)量動載荷的求解</b></p>&l

36、t;p>　　Fa1/FH1=687/1154=0.595>e1 徑向x=0.44 軸向Y=1.3</p><p>　　Fa1/FH1=461.6/330=1.398>e2 x=0.44 Y=1.4</p><p>　　P=fP（xFr+YFa）由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表11-8取 fP=1.2</p><p>　　Pra=1.2*(

37、0.44*1154+1.3*687)=1681.032</p><p>　　Prc=1.2*(0.44*330+1.4*461.6)=949.28</p><p>　　故只需對A軸承進行校核</p><p><b>　?、軝z驗A軸承的壽命</b></p><p>　　基本額定動載26.5kw 由</p>

38、<p>　　Lh=(106/60n)*(c/Pra)3</p><p>　　=(106/60*87.2)*(26500/1681.032)3=748171.06</p><p><b>　　≈128年>8年</b></p><p><b>　　六.軸鍵的設(shè)計</b></p><p>

39、;　　1.帶輪與輸入軸間鍵</p><p>　　軸徑 d=25 輪轂長度L=35mm 查《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表4-1選擇A型平鍵 </p><p>　　b=8 h=7 L=28 (GB/T/1095-2003)</p><p>　　3.輸出軸與齒輪間鍵的選擇</p><p>　　軸徑 d=63 輪轂長度

40、L=70mm </p><p>　　小型平鍵;b=18 h=11 L=56 (GB/T/1096-2003)</p><p>　　3.輸出軸與聯(lián)軸器間鍵的選擇 </p><p>　　d=38 L=59 A型平鍵 b=10 h=8 L=50mm (GB/T/1096-2003)</p><p><b>　　七．聯(lián)

41、軸器的設(shè)計</b></p><p><b>　?。?）類型選擇</b></p><p>　　由于兩軸相對位移很小，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，且結(jié)構(gòu)簡單，對緩沖要求不高，故選用彈性柱銷聯(lián)。</p><p>　?。?）載荷計算 由可知</p><p>　　其中為工作情況系數(shù)，由課本表5-2得</p><p&

42、gt;<b>　　計算轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　（3）型號選擇</b></p><p>　　根據(jù)，軸徑d，軸的轉(zhuǎn)速n， 查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5014-2003，選用HL2型彈性柱銷聯(lián)，其額定轉(zhuǎn)矩 許用轉(zhuǎn)速[n]=5600r/min 。因為</p><p><b>　　故符合要求</b>&l

43、t;/p><p><b>　　八 .潤滑和密封</b></p><p><b>　　1.密封</b></p><p>　　由于選用的電動機為低速，常溫，常壓的電動機則可以選用毛氈密封。毛氈密封是在殼體圈內(nèi)填以毛氈圈以堵塞泄漏間隙，達到密封的目的。毛氈具有天然彈性，呈松孔海綿狀，可儲存潤滑油和遮擋灰塵。軸旋轉(zhuǎn)時，毛氈又可以將潤滑

44、油自行刮下反復(fù)自行潤滑。</p><p><b>　　2．潤滑</b></p><p>　　(1)對于齒輪來說，由于傳動件的的圓周速度v< 12m/s,采用浸油潤滑，因此機體內(nèi)需要有足夠的潤滑油，用以潤滑和散熱。同時為了避免油攪動時泛起沉渣，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH不應(yīng)小于30~50mm。對于單級減速器，浸油深度為一個齒全高，這樣就可以決定所需油量，單級傳動,每傳

45、遞1KW需油量V0=0.35~0.7m3。</p><p>　　(2)對于滾動軸承來說，由于傳動件的速度不高，且難以經(jīng)常供油，所以選用潤滑脂潤滑。這樣不僅密封簡單，不宜流失，同時也能形成將滑動表面完全分開的一層薄膜。</p><p><b>　　九. 設(shè)計小結(jié)</b></p><p>　　機械設(shè)計課程設(shè)計是我們機械類專業(yè)學(xué)生第一次較全面的機械設(shè)

46、計訓(xùn)練，是機械設(shè)計和機械設(shè)計基礎(chǔ)課程重要的綜合性與實踐性環(huán)節(jié)。</p><p>　　(1) 通過這次機械設(shè)計課程的設(shè)計，綜合運用了機械設(shè)計課程和其他有關(guān)先修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實際知識，培養(yǎng)分析和解決一般工程實際問題的能力，并使所學(xué)知識得到進一步鞏固、深化和擴展。</p><p>　　(2) 學(xué)習(xí)機械設(shè)計的一般方法，掌握通用機械零件、機械傳動裝置或簡單機械的設(shè)計原理和過程。</p&g

47、t;<p>　　(3) 進行機械設(shè)計基本技能的訓(xùn)練，如計算、繪圖、熟悉和運用設(shè)計資料（手冊、圖冊、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)，進行經(jīng)驗估算和數(shù)據(jù)處理等。</p><p><b>　　參考資料</b></p><p>　　1鮑莉主編 、機械設(shè)計基礎(chǔ)、河南科學(xué)技術(shù)出版社。</p><p>　　3吳宗澤 高志 清華大學(xué) 羅圣國 李威