帶式運輸機上的單級圓柱齒輪減速器--機械設(shè)計說明書.doc

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1、 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計計算說明書設(shè)計題目 帶式運輸機上的單級圓柱齒輪減速器 系 機械系 專業(yè) 材料成型及控制工程 班級 設(shè)計者 指導(dǎo)教師 年 月 日00目錄一、設(shè)計任務(wù)書0二、帶式運輸送機傳動裝置設(shè)計1三、普通V帶傳動的設(shè)計4四、斜齒圓柱齒輪傳動設(shè)計6五、滾動軸承和傳動軸的設(shè)計10六、軸鍵的設(shè)計18七、聯(lián)軸器的設(shè)計18八、潤滑和密封19九、設(shè)計小結(jié)20十、參考資料20一.設(shè)計任務(wù)書一.設(shè)計題目設(shè)計帶式輸送機傳動裝置。二.工作條件及設(shè)計要求1. 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；2. 使用折舊期：8年;3. 檢查間隔期：四年一次大修，兩年一次中修,半年

2、一次小修；4. 動力來源：電力，三相交流，電壓380/220V5. 運輸帶速允許誤差為5%。6.制造條件及批量生產(chǎn)：一般機械廠制造，小批量生產(chǎn)。三.原始數(shù)據(jù)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四.設(shè)計任務(wù)1.完成傳動裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計。2.完成減速器裝備草圖一張（A1）。3.完成設(shè)計說明書一份。二.帶式運輸送機傳動裝置設(shè)計電動機的選擇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2.電動機功率的選擇：=Fv/1000=2200*1.1/1000=2.42kw3.確定電動機的轉(zhuǎn)速：卷筒工作的轉(zhuǎn)速 =6

3、0*1000/(*D)=60*1000*1.1/(3.14*240)=87.58r/min 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=620電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍； =i v=(620)87.58=(525.481751.6) r/min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。5.分析傳動比，并確定傳動方案（1）機器一般是由原動機，傳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

4、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。 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。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。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(dá)到更好的效果。故其方案示意圖如下圖所示：6.傳動裝置的總功率由圖1可知：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級齒輪精度查表

5、可知=096*099*0.97*0.99*099*0.99*0960.867.電動機所需的工作功率查機械設(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。8.分配傳動比又 考慮潤滑條件為使兩級大齒輪直徑相近取i帶=4則 i齒=4.19.計算各軸的轉(zhuǎn)速軸 n1=nm=1430r/min軸 n=n/i1=1430/4=357.5r/min軸 n= n/i=357.5/4.1=87.2r/m

6、in卷筒軸nw= n=87.2r/min10.計算各軸的功率 軸 p1=pd=2.81kw 軸p=322.670.990.97=2.56kw軸p=p32=2.670.990.97=2.56kwP卷= p42=2.560.990.99=2.51kw11.計算各軸的轉(zhuǎn)Td=9.55106Pd/nm=1.88104N/mmT1=Td=1.88104N/mmT=9.55106P/n=7.13104N/mmT軸=T32i=2.82105N/mm卷筒軸 T卷=T42=2.76105N/mm12.運動和動力參數(shù)計算結(jié)果列出表軸名參數(shù)軸軸軸卷筒軸轉(zhuǎn)速n（r/min）1430357.587.287.2輸入功率P

7、（kw）2.812.672.562.51輸入轉(zhuǎn)矩T()1.88104N/mm7.13104N/mm2.82105N/mm2.76105N/mm傳動比i 44.1 1效率 0.95 0.96 0.98三.普通V帶傳動的設(shè)計設(shè)計說明書步驟計算及說明結(jié)果（1）計算功率查機械設(shè)計基礎(chǔ)表7-8可知取則（2）選擇帶型據(jù)和由 圖10-3可知 選A型帶A型（3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑由機械設(shè)計基礎(chǔ)表7-9可知，確定則查機械設(shè)計基礎(chǔ)表取標(biāo)準(zhǔn)值（4）驗算帶速V=6.74 因為5m/sv25m/s符合要求（5）計算帶長初定中心距初選V帶中心距a0=750mm取帶的基準(zhǔn)長度由機械設(shè)計基礎(chǔ)表7-3選取相近的（6）確定中心距a

8、=759 mm（7）驗算包角16090 符合要求（8）確定帶的根數(shù)Z據(jù)和 ，查機械設(shè)計基礎(chǔ)表7-5可知P0=1.07查表7-6可知.由小輪包角查表7-7。查表7-3可知. 則有取Z=4(9)單根V帶的的初拉力由機械設(shè)計基礎(chǔ)查表7-2得A型V帶的單位質(zhì)量長度q=0.1kg/m所以（10）作用在軸的力小帶輪采用實心式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四.圓柱齒輪傳動設(shè)計設(shè)計說明書步驟計算及說明結(jié)果（1）選擇齒輪齒輪類型材料和精度選用斜齒圓柱齒輪傳動 ，小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度為217255HBS;大齒

9、輪選用45鋼正火，硬度為169217HBS。因為是普通減速器，有機械設(shè)計基礎(chǔ)表9-1選用8級精度。小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度為230HBS;大齒輪選用45鋼正火，硬度為190HBS(2)接觸疲勞強度設(shè)計載荷系K小齒輪轉(zhuǎn)矩齒數(shù)和齒寬系數(shù)許用接觸應(yīng)力初選螺旋角=13一般在825兩齒輪均為剛質(zhì)齒輪，由式9-3可求出值，先確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)；查表9-4取K=1.2K=1.2 小齒輪齒數(shù)取.則大齒輪齒數(shù)為,單級齒輪傳動對稱布置，由表9-8取齒寬系數(shù)由圖9-6查得查表9-7查得安全系。按預(yù)期壽命10年，單向運轉(zhuǎn)，兩班制工作，計算應(yīng)許用接觸應(yīng)力分度圓直徑由式（9-3）得d1 2KT1/d*u-1/u(Z

10、EZHZ)21/3 （3）幾何尺寸計算查表8-2.取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2.5mm. d1=mnZ1/cos=2.524/0.97=61.86mmd2= mnZ2/cos=2.598/0.97=252.58mmb2=dd2=161.86=61.86mmb1=b2+(510)=66.8671.86mm圓取整b1=70mm b2=65mm 則m=2.5d1=61.86mmd2=252.58mmb2=65mm b1=70mm（3）幾何尺寸計算取a=157mm（4）按齒根彎曲疲勞強度校核許用彎曲應(yīng)力齒形系數(shù)及應(yīng)力修正系數(shù)強度校核齒輪圓周速度根據(jù)式,如,查得 由表9-7查得YFs1=4.15YFs2=3.94重

11、合度系數(shù)Y按式（9-8）計算得Y=0.25+0.75/1.66=0.7螺旋角系數(shù)Y=1-*/120=1-1*14.07/120=0.88計算大小齒輪的YFS/F并加以比較YFS1/F1=4.15/433.5=0.0096 YFS2/F2=3.94/324.6=0.0121由表可知小齒輪較弱故代入大齒輪數(shù)據(jù)進行校核有F1=2KT1/bd1mn* YFS1*Y*Y=2*1.2*7.13*104*4.15*0.7*0.88/70*61.86*2.5=43.52fda ,所以A軸承壓緊 C放松 則軸向力為;Fa1=555+132=687N 向左 Fa2=461.6N 向右因 Fa1/cor=687/2

12、2000=0.031 Fa2/cor=461.6/22000=0.021 查表 e1=0.43 e2=0.40所以Fda=e1FH1=0.43*1154=496.22N當(dāng)量動載荷的求解 Fa1/FH1=687/1154=0.595e1 徑向x=0.44 軸向Y=1.3 Fa1/FH1=461.6/330=1.398e2 x=0.44 Y=1.4 P=fP（xFr+YFa）由機械設(shè)計基礎(chǔ)表11-8取 fP=1.2Pra=1.2*(0.44*1154+1.3*687)=1681.032Prc=1.2*(0.44*330+1.4*461.6)=949.28 故只需對A軸承進行校核檢驗A軸承的壽命 基

13、本額定動載26.5kw 由Lh=(106/60n)*(c/Pra)3=(106/60*87.2)*(26500/1681.032)3=748171.06128年8年六.軸鍵的設(shè)計1.帶輪與輸入軸間鍵軸徑 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 b=8 h=7 L=28 (GB/T/1095-2003)3.輸出軸與齒輪間鍵的選擇軸徑 d=63 輪轂長度 L=70mm 小型平鍵;b=18 h=11 L=56 (GB/T/1096-2003)3.輸出軸與聯(lián)軸器間鍵的選擇 d=38 L=59 A型平鍵 b=10 h=8 L=50mm (GB/T/1096-2003)

14、七聯(lián)軸器的設(shè)計（1）類型選擇 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)。 （2）載荷計算 由可知其中為工作情況系數(shù)，由課本表5-2得計算轉(zhuǎn)矩（3）型號選擇根據(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 。因為故符合要求八 .潤滑和密封1.密封 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(dá)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，毛氈又可以將潤滑油自行刮下反復(fù)自行潤滑。2潤滑

15、(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3050mm。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,每傳遞1KW需油量V0=0.350.7m3。(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。九. 設(shè)計小結(jié)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)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)。(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。(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。(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。參考資料1鮑莉主編 、機械設(shè)計基礎(chǔ)、河南科學(xué)技術(shù)出版社。3吳宗澤 高志 清華大學(xué) 羅圣國 李威 北京科技大學(xué) 主編、機械設(shè)計課程設(shè)計手冊（第四版）、高等教育出版社。21