機械課程設計---帶式運輸機傳動系統(tǒng)中的展開式二級圓柱齒輪減速器

1、<p><b>　　機</b></p><p><b>　　械</b></p><p><b>　　設</b></p><p><b>　　計</b></p><p><b>　　課</b></p><p

2、><b>　　程</b></p><p><b>　　設</b></p><p><b>　　計</b></p><p><b>　　一、設計題目</b></p><p><b>　　1、設計題目</b></p>

3、<p>　　帶式運輸機傳動系統(tǒng)中的展開式二級圓柱齒輪減速器</p><p><b>　　2、系統(tǒng)簡圖</b></p><p><b>　　系統(tǒng)簡圖如下圖所示</b></p><p><b>　　3、工作條件</b></p><p>　　單向運轉(zhuǎn)，有輕微振動，經(jīng)常滿載，

4、空載啟動，單班制工作（一天8小時），使用期限5年，輸送帶速度容許誤差為±5%。</p><p><b>　　4、原始數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　拉力F=1.8kN</b></p><p>　　速度v=1.1m/s</p><p><b>　　直徑D=350mm<

5、;/b></p><p><b>　　二、總體設計</b></p><p><b>　?。ㄒ唬⑦x擇電動機</b></p><p>　　1、選擇電動機的類型</p><p>　　根據(jù)動力源和工作條件，選用Y型三相交流異步電動機。</p><p>　　2、確定電動機的功率

6、</p><p>　　1）計算工作所需的功率</p><p>　　P=FV/1000η=1.8×1000×1.1/1000×0.95=2.08KW</p><p>　　其中，帶式輸送機的效率。</p><p>　　2）通過查《機械設計基礎課程設計》資料確定各級傳動的機械效率：V帶 =0.96；齒輪 =0.97；軸

7、承 =0.99；聯(lián)軸器 =0.99?？傂?。</p><p>　　電動機所需的功率為：。</p><p>　　由表《機械設計基礎課程設計》10-110選取電動機的額定功率為3kW。</p><p>　　3）電動機的轉(zhuǎn)速選960r/min 和1420r/min兩種作比較。</p><p>　　工作機的轉(zhuǎn)速：η=60×1000V/πD=

8、60.05r/min</p><p>　　現(xiàn)將兩種電動機的有關(guān)數(shù)據(jù)進行比較如下表所示</p><p>　　由上表可知方案Ⅱ的總傳動比過大，為了能合理分配傳動比，使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用方案Ⅰ。</p><p>　　4）選定電動機型號為Y132S-6。查表《機械設計基礎課程設計》10-111得電動機外伸軸直徑D=38，外伸軸長度E=80，如下圖所示。</p&

9、gt;<p><b>　?。ǘ?、傳動比分配</b></p><p>　　根據(jù)上面選擇的電動機型號可知道現(xiàn)在的總傳動比i=16.76，高速級齒輪轉(zhuǎn)動比，低速級齒輪傳動比。</p><p>　?。ㄈ?、傳動裝置的運動和動力參數(shù)</p><p><b>　　1、各軸的轉(zhuǎn)速計算</b></p><

10、;p>　　2、各軸輸出功率計算</p><p>　　3、各軸輸入轉(zhuǎn)矩計算</p><p>　　各軸運動和動力參數(shù)如下表所示</p><p><b>　　三、傳動零件的計算</b></p><p>　?。ㄒ唬⒏咚偌夶X輪傳動設計</p><p>　　1、選定高速級齒輪精度等級、材料及齒數(shù)。&l

11、t;/p><p>　　1）輸送機為一般工作機器，速度不高，故選用8級精度足夠。</p><p>　　2）通過查教材表11-1選擇小齒輪的材料為40MnB，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為241-286HBS，，大齒輪為ZG35Si，調(diào)質(zhì)處理，硬度為241-269HBS，。</p><p>　　3）選小齒輪齒數(shù)為Z1=26，則大齒輪齒數(shù)Z2=i1×Z1=26×4.

12、76=123.76，取Z2=124，實際傳動比。</p><p>　　2、按齒面接觸強度設計</p><p><b>　　設計公式</b></p><p>　?。?）確定公式內(nèi)的各計數(shù)值</p><p>　　1）試選載荷系數(shù)K=1.5</p><p>　　2）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=29.5N

13、83;m=29500N·mm</p><p>　　3）通過查資料選取齒寬系數(shù)0.8</p><p>　　4）通過查資料得彈性系數(shù)</p><p>　　5）計算接觸疲勞許用應力</p><p><b>　　通過查資料，取</b></p><p><b>　?。?）計算</b

14、></p><p>　　1）試計算小齒輪分度圓的最小直徑</p><p><b>　　2）計算齒寬 ，取</b></p><p>　　3）計算模數(shù) ，取m=2mm</p><p><b>　　實際直徑</b></p><p>　　4）驗算彎曲疲勞強度</p>

15、<p>　　通過查教材表11-5，取</p><p>　　由圖11-8和11-9查得</p><p><b>　　，則</b></p><p><b>　　5）齒輪的圓周速度</b></p><p>　　對照表11-2可知選用8級精度是合宜的。</p><p>

16、　　高速齒輪各參數(shù)如下表所示</p><p>　?。ǘ⒌退偌夶X輪傳動的設計</p><p>　　1、選定高速級齒輪精度等級、材料及齒數(shù)。</p><p>　　1）輸送機為一般工作機器，速度不高，故選用8級精度足夠。</p><p>　　2）通過查教材表11-1選擇小齒輪的材料為40MnB，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為241-286HBS，，大齒輪

17、為ZG35Si，調(diào)質(zhì)處理，硬度為241-269HBS，。</p><p>　　3）選小齒輪齒數(shù)為Z1=34，則大齒輪齒數(shù)Z2=i2×Z1=34×3.52=119.68，取Z2=120，實際傳動比。</p><p>　　2、按齒面接觸強度設計</p><p><b>　　設計公式</b></p><p>

18、;　?。?）確定公式內(nèi)的各計數(shù)值</p><p>　　1）試選載荷系數(shù)K=1.5</p><p>　　2）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T2=134.9N·m=134900N·mm</p><p>　　3）通過查教材表11-6選取齒寬系數(shù)0.8</p><p>　　4）通過查教材表11-4得彈性系數(shù)</p><p&g

19、t;　　5）計算接觸疲勞許用應力</p><p>　　通過查教材表11-5，取</p><p><b>　　（2）計算</b></p><p>　　1）試計算小齒輪分度圓的最小直徑</p><p><b>　　2）計算齒寬 ，取</b></p><p>　　3）計算模數(shù) ，取

20、m=2.5mm</p><p><b>　　實際直徑</b></p><p>　　4）驗算彎曲疲勞強度</p><p>　　通過查教材表11-5，取</p><p><b>　　由資料查得</b></p><p><b>　　，則</b></p&g

21、t;<p><b>　　5）齒輪的圓周速度</b></p><p>　　對照表11-2可知選用8級精度是合宜的。</p><p>　　低速齒輪各參數(shù)如下表所示</p><p><b>　　四、軸的設計</b></p><p>　?。ㄒ唬⑤S的材料選擇和最小直徑估計</p>

22、<p>　　根據(jù)工作條件，選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。軸的最小直徑計算公式 ，C的值通過查教材表14-2確定為：C=107。</p><p>　　高速軸 因為高速軸最小直徑處安裝聯(lián)軸器設一個鍵槽，因此。</p><p><b>　　中間軸 。</b></p><p>　　低速軸 因為低速軸最小直徑處安裝聯(lián)軸器設一

23、個鍵槽，因此。</p><p>　　（二）、減速器的裝配草圖設計</p><p>　　減速器草圖如下圖所示</p><p>　?。ㄈ?、軸的結(jié)構(gòu)設計</p><p><b>　　1、高速軸</b></p><p>　　1）高速軸的直徑的確定</p><p>　?。鹤钚≈睆教?/p>

24、 與電動機相連安裝聯(lián)軸器的外伸軸段，因此</p><p><b>　　：密封處軸段 </b></p><p>　?。簼L動軸承軸段 滾動軸承選取6009 ：d×D×B=45mm×75mm×16mm</p><p><b>　　:過渡段 </b></p><p>

25、;　　齒輪軸段由于齒輪直徑較小，所以采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　?。簼L動軸承段，</b></p><p>　　2）高速軸各段長度的確定</p><p><b>　　： </b></p><p>　?。河上潴w結(jié)構(gòu)，軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定</p><p>　　：

26、由滾動軸承、擋油環(huán)及裝配關(guān)系等確定 </p><p>　?。河裳b配關(guān)系、箱體結(jié)構(gòu)確定</p><p>　?。河筛咚傩↓X輪齒寬確定</p><p>　?。河上潴w結(jié)構(gòu)，軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定</p><p><b>　　2、中間軸</b></p><p>　　1）中間軸各軸段的直徑確定</p&

27、gt;<p>　?。鹤钚≈睆教?滾動軸承軸段，因此.滾動軸承選取6009 d×D×B=45mm×75mm×16mm。</p><p>　　：低速小齒輪軸段 取</p><p>　?。狠S環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求 取 </p><p>　　: 高速大齒輪軸段 取</p><p><b&

28、gt;　?。簼L動軸承段 </b></p><p>　　2）中間軸各軸段長度的確定</p><p>　?。河蓾L動軸承，擋油盤及裝配關(guān)系 取</p><p>　?。河傻退傩↓X輪齒寬取</p><p><b>　?。狠S環(huán) 取</b></p><p>　?。河筛咚俅簖X輪齒寬 取</p&g

29、t;<p><b>　?。?</b></p><p><b>　　3、低速軸</b></p><p>　　低速軸各軸段的直徑確定</p><p>　?。?滾動軸承軸段，因此.滾動軸承選取6010 d×D×B=50mm×80mm×16mm。</p><

30、p>　?。旱退俅簖X輪軸段 取</p><p>　?。狠S環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求 取 </p><p>　　: 過度段取，考慮擋油盤的軸向定位 取</p><p><b>　?。簼L動軸承段 </b></p><p>　?。悍饷茌S段處，根據(jù)聯(lián)軸器的定位要求以及封面圈的的標注，取</p><p>

31、;　　：最小直徑，安裝聯(lián)軸器的外伸軸段</p><p>　　2）低速軸各軸段長度的確定</p><p>　　：由滾動軸承、擋油盤以及裝配關(guān)系等確定取</p><p>　?。河傻退俅簖X輪齒寬 取</p><p><b>　?。狠S環(huán) 取</b></p><p>　?。河裳b配關(guān)系和箱體結(jié)構(gòu) 取</

32、p><p>　?。簼L動軸承、擋油盤以及裝配關(guān)系 </p><p>　　：由箱體結(jié)構(gòu)，軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　五、軸的校核（低速軸）</p><p>　　1、低速軸的受力分析</p><p>　　圓周力、徑向力、軸向

33、力大小如下：</p><p>　　2、低速軸的受力情況如下圖所示</p><p>　　3、求垂直面的支承反力</p><p>　　4、求水平面的支承反力</p><p>　　5、繪制垂直面的彎距圖如下圖所示</p><p>　　=364.34×0.0595=21.68N.m</p><p&

34、gt;　　=731.74×0.1195=87.44N.m</p><p>　　6、繪制水平面的受力與彎距圖如下圖所示</p><p><b>　　7、求合成彎距</b></p><p>　　8、危險截面的當量彎距</p><p>　　由下圖可見，截面a-a最危險，其轉(zhuǎn)距</p><p>

35、<b>　　當量彎距</b></p><p>　　如認為軸的扭切應力是脈動循環(huán)變力，取折合系數(shù)=0.6，代入上式</p><p>　　9、計算危險截面處軸的直徑</p><p>　　軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由教材14-1查得=650 MPa，由表14-3查得=60MPa</p><p><b>　　≥＝&l

36、t;/b></p><p>　　考慮到鍵槽對軸的削弱，將d值增大5%，故d=1.05×38.02=39.92mm<44mm</p><p><b>　　故軸符合強度要求。</b></p><p><b>　　六、鍵的選擇</b></p><p>　　（一）、高速軸鍵的選擇<

37、;/p><p>　　高速軸上只有安裝聯(lián)軸器的鍵。根據(jù)安裝聯(lián)軸器處直徑d=38㎜，通過查《機械設計基礎課程設計》表10-33選擇普通平鍵。選擇的鍵尺寸：b×h=12×8 （t=5.0，r=0.25）。標記：鍵12×8 GB/T1096-2003。鍵的工作長度L=44mm,鍵的接觸高度k=0.5h=0.5×8=4mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩。</p><p>　　按表6

38、-2差得鍵的靜連接時需用應力 則</p><p>　　所以高速軸上的鍵強度足夠。</p><p>　?。ǘ?、中間軸鍵的選擇</p><p>　　中間軸上的鍵是用來安裝齒輪的，因此選用圓頭普通平鍵。因為高速大齒輪齒寬B=40mm ，軸段直徑d=48mm，所以通過查《機械設計基礎課程設計》表10-33選用b×h =14×9（t=5.5，r=0.25

39、），標記：鍵14×9GB/T1096-2003 。低速小齒輪齒寬B=70 ，軸段直徑d=48，所以選用b×h=14×9（t=5.5，r=0.25），標記：鍵14×9 GB/T1096-2003 。由于兩個鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩都相同，所以只要校核短的鍵。短鍵的工作長度L=36m,鍵的接觸高度k=0.5h=0.5×9=4.5mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩 則</p><p>　　故軸上的鍵

40、強度足夠。</p><p>　?。ㄈ?、低速軸鍵的選擇</p><p>　　低速上有兩個鍵，一個是用來安裝低速級大齒輪，另一個是用來安裝聯(lián)軸器。齒輪選用圓頭普通平鍵，齒輪的軸段的直徑d=95mm，輪寬B=130mm ，通過查表《機械設計基礎課程設計》表10-33選用b×h=14×9（t=5.5，r=0.25）標記：鍵14×9GB/T1096-2003 。鍵的工

41、作長度 L=59mm,鍵的接觸高度k=0.5h=0.5×9=4.5mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩 則</p><p>　　故安裝齒輪的鍵強度足夠。</p><p>　　安裝聯(lián)軸器的鍵用單圓頭普通平鍵，軸直徑d=45mm，所以選鍵b×h=14×9。標記：鍵14×9 GB/T1096-2003。鍵的工作長度 L=78mm,鍵的接觸高度k=0.5h=0.5×=

42、4.5mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩 則</p><p><b>　　故選的鍵強度足夠。</b></p><p><b>　　七、滾動軸承的選擇</b></p><p>　?。ㄒ唬⒏咚佥S軸承的選擇</p><p>　　根據(jù)載荷及速度情況，選用深溝球軸承。由高速軸的設計，根據(jù)，查《機械設計基礎課程設計》表10-3

43、5選軸承型號為6009。</p><p>　?。ǘ⒅虚g軸軸承的選擇</p><p>　　根據(jù)載荷及速度情況，選用深溝球軸承。由中間軸的設計，根據(jù)，查《機械設計基礎課程設計》表10-35選軸承型號為6009。 </p><p>　?。ㄈ┑退佥S軸承的選擇</p><p>　　根據(jù)載荷及速度情況，選用深溝球軸承。由低速軸的設計，根據(jù)，選軸承型

44、號為6010。</p><p><b>　　八、聯(lián)軸器的選擇</b></p><p>　　根據(jù)工作要求，為了緩和沖擊，保證減速器的正常工作，輸出軸（低速軸）選用凸緣聯(lián)軸器，考慮到轉(zhuǎn)矩變化小，取，則</p><p>　　按照計算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查《機械設計基礎課程設計》，高速軸選用YL7聯(lián)軸器，公稱轉(zhuǎn)矩，孔徑d=38mm，L=60m

45、m，許用轉(zhuǎn)速n=7600r/min，故適用; 低速軸選用YL10聯(lián)軸器，公稱轉(zhuǎn)矩，孔徑d=45mm，L=84mm，許用轉(zhuǎn)速n=6000r/min，故適用。</p><p><b>　　九、箱體的設計</b></p><p>　　箱體各部分尺寸關(guān)系如下表所示</p><p>　　十、潤滑、密封的設計</p><p><

46、;b>　　1、潤滑</b></p><p>　　因為齒輪的速度都比較小，難以飛濺形成油霧，或難以導入軸承，或難以使軸承浸油潤滑。所以，減速器齒輪選用潤脂脂潤滑的方式潤滑。</p><p><b>　　1、密封</b></p><p>　　為了防止泄漏，減速器的箱蓋與箱體接合處和外伸軸處必須采取適當?shù)拿芊獯胧Ｏ潴w與箱蓋的密封可