帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置減速器課程設(shè)計(jì)

1、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. 傳動裝置總體設(shè)計(jì)方案 .22. 電動機(jī)的選擇.33. 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 .44.減速器外部零件的設(shè)計(jì)計(jì)算-普通v形帶傳動.65. 齒輪的設(shè)計(jì) .76. 滾動軸承和傳動軸的設(shè)計(jì).9 附：兩根軸的裝配草圖.177.鍵聯(lián)接設(shè)計(jì).188. 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì).199.潤滑密封設(shè)計(jì) .20四 設(shè)計(jì)小結(jié) .20五 參考資料 .21一 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置（簡圖如下）1輸送帶2滾筒3聯(lián)軸器4減速器5v帶傳動6電動機(jī)1.設(shè)計(jì)條件：1） 機(jī)器功用 由輸送帶運(yùn)送物料，如：沙石，磚，煤炭，谷物等；

2、2） 工作情況 單項(xiàng)運(yùn)輸，載荷輕度振動，環(huán)境溫度不超過40；3） 運(yùn)動要求 輸送帶運(yùn)動速度誤差不超過7%；4） 使用壽命 8年，每年350天，每天8小時；5） 檢修周期 一年小修，三年大修；6） 生產(chǎn)廠型 中小型機(jī)械制造廠；7）生產(chǎn)批量 單件小批量生產(chǎn)；2.原始數(shù)據(jù)：運(yùn)送帶工作拉力f/kn運(yùn)輸帶工作速度v/(m/s)卷筒直徑d/mm21.1400二. 設(shè)計(jì)要求1.減速器裝配圖一張。（三視圖，a1圖紙）2.繪制軸、齒輪零件圖各一張。（a3圖紙）3.設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份。三. 設(shè)計(jì)步驟1. 傳動裝置總體設(shè)計(jì)方案1）外傳動機(jī)構(gòu)為v帶傳動。2）減速器為一級展開式圓柱齒輪減速器。3) 方案簡圖如下圖： 1

3、輸送帶；2滾筒；3聯(lián)軸器； 4減速器；5v帶傳動；6電動機(jī)4） 該方案的優(yōu)缺點(diǎn)：該工作機(jī)有輕微振動，由于v帶有緩沖吸振能力，采用v帶傳動能減小振動帶來的影響，并且該工作機(jī)屬于小功率、載荷變化不大，可以采用v帶這種簡單的結(jié)構(gòu)，并且價格便宜，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，大幅降低了成本。減速器部分一級圓柱齒輪減速，這是一級減速器中應(yīng)用最廣泛的一種。原動機(jī)部分為y系列三相交流異步電動機(jī)?？傮w來講，該傳動方案滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成本低傳動效率高。2、電動機(jī)的選擇1）選擇電動機(jī)的類型按工作要求和工作條件選用y系列三相籠型異步電動機(jī)，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓380v。2

4、）選擇電動機(jī)的容量工作機(jī)的有效功率為從電動機(jī)到工作機(jī)傳送帶間的總效率為 =0.86由機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)表9-1可知： ： v帶傳動效率 0.96 ：滾動軸承效率 0.99（球軸承） ：齒輪傳動效率 0.97 （8級精度一般齒輪傳動） ：聯(lián)軸器傳動效率 0.98（彈性聯(lián)軸器） ：卷筒傳動效率 0.96所以電動機(jī)所需工作功率為 3）確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速按表5-1推薦的傳動比合理范圍，一級圓柱齒輪減速器傳動比而工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為 卷筒工作轉(zhuǎn)速為： n卷筒=601000v/（d）=52.5 r/min根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比=46。取帶傳動比。則總傳

5、動比理論范圍為： =836。故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范為 =420.818903.6r/min 根據(jù)電動機(jī)類型、容量和轉(zhuǎn)速，電動機(jī)型號為y100l2-4。其主要性能如下表：電動機(jī)型號額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)y100l2-4 3 1430 2.2 2.33.確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比(1).總傳動比為 (2).分配傳動比 考慮潤滑條件等因素，初定 1).各軸的轉(zhuǎn)速 i軸(電動機(jī)) ii軸(輸入軸) iii軸 (輸出軸) 卷筒軸 2).各軸的輸入功率 i軸 ii軸 iii軸 卷筒軸 3）.各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩為： i軸 ii軸 iii軸 卷筒軸 將上述計(jì)算結(jié)果匯總與下表

6、，以備查用軸名功率p/kw轉(zhuǎn)矩t/(nm)轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動比效率i軸2.5617.09614305.50.96ii軸2.4381.2402604.940.99iii軸2.36389.3652.610.96卷筒軸2.29377.7652.64.減速器外部零件的設(shè)計(jì)計(jì)算-普通v形帶傳動設(shè)計(jì)普通v形帶傳動須確定的內(nèi)容是：帶的型號、長度、根數(shù)，帶輪的直徑、寬度和軸孔直徑中心距、初拉力及作用在軸上之力的大小和方向1、選擇帶的型號：查表13-8，計(jì)算功率為根據(jù)、查13-15，查出此坐標(biāo)位于a型與z型之間，現(xiàn)取a型計(jì)算2、確定帶輪基準(zhǔn)直徑、驗(yàn)算帶速查表13-9，應(yīng)大于75mm，現(xiàn)取=90mm驗(yàn)算帶

7、速v 介于525m/s范圍內(nèi)，故合適大帶輪基準(zhǔn)直徑，由表13-9取3、確定帶長和中心距a： 初定中心距。 帶長查表，按標(biāo)準(zhǔn)選帶的基準(zhǔn)長度mm。中心距 4、驗(yàn)算小帶輪上的包角 小輪包角合適5、確定帶的根數(shù)z由式確定v帶根數(shù)，查表得1.06，0.17w 查表得1.11，0.93則 ，取3根 6、求作用在帶輪軸上的壓力 查表得q=0.1kg/m，故可得單根v帶的初力 作用在軸上的力： 5.齒輪的設(shè)計(jì)1） 選定材料及確定許用應(yīng)力(1)按簡圖所示的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。(2)材料選擇。由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-1選擇小齒輪材料為40mnb（調(diào)質(zhì)），硬度為241-286hbs，,大齒輪為45鋼（調(diào)質(zhì)

8、），硬度為197-286hbs，,二者材料硬度差為60hbs。(3)由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-5,取， 2） 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)齒輪按8級精度制造，取載荷系數(shù)為1.4。齒寬系數(shù)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-6)小齒輪上的轉(zhuǎn)矩取z=189.8(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-4)齒數(shù)取，則模數(shù) 即m=3mm齒寬 取,按機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表4-1取m=4mm,實(shí)際的中心距3） 驗(yàn)算齒輪彎曲強(qiáng)度 齒形系數(shù)（由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖11-8和圖11-9可得） ， ，校驗(yàn)：校驗(yàn)合格4）計(jì)算齒輪圓周速度 對照表11-2可知選用8級精度是合意的5） 齒高、齒頂高和齒根高等計(jì)算 齒高 齒頂高 齒根高 匯總計(jì)算結(jié)果如下表：小齒輪(mm)大齒輪(

9、mm)分度圓直徑d75372齒頂高33齒根高3.753.75齒全高h(yuǎn)6.756.75齒頂圓直徑 81378齒根圓直徑67.5364.5基圓直徑70.5349.6中心距a223.5傳動比i4.966.滾動軸承和傳動軸的設(shè)計(jì)(一).高速軸的設(shè)計(jì).輸在軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由上可知：待添加的隱藏文字內(nèi)容3，.求作用在齒輪上的力 因已知高速小齒輪的分度圓直徑 圓周力： 徑向力： 軸向力: .初步確定軸的最小直徑 材料為45鋼，正火處理。取，于是，由于鍵槽的影響，故 輸出軸的最小直徑顯然是安裝帶輪處的直徑，取，根據(jù)帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸，取。.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

10、).為了滿足帶輪的軸向定位要求，1段右端需制出一軸肩，故取2段的直徑； 2).初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。按照工作要求并根據(jù)，查手冊選取單列深溝球軸承6208，其尺寸為，故。 3).由小齒輪尺寸可知，齒輪處的軸端4的直徑，。軸肩高度，故取，則軸肩處的直徑。 4).軸承端蓋的總寬度為。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) .根據(jù)安裝時齒輪中心要在一條線上，可得 至此，已初步確定了軸的各段和長度。1段d1=30mml1=45mm2段:d2=d1+5=35mml2=41mm3段d3= d2+5=

11、40mml3=35mm4段d4= d3+5=45mml4=65mm5段d5= d4+8=53mm.l5=8mm6段d6=40mml6=20mm(2).軸上零件的周向定位：帶輪與軸的周向定位采用平鍵連接。按平鍵截面。齒輪與軸的連接，選用平鍵截面。滾動軸承與軸的周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：取軸端圓角。.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，再根據(jù)軸的計(jì)算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。l=109mm1)求垂直面的支撐反力2) 求水平面的支撐反力3） 繪制垂直面的彎矩圖4) 繪制水平面的彎矩圖5） 求合成彎矩圖6) 求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩7)

12、 求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩取折合系數(shù)，代入上式得8） 計(jì)算危險(xiǎn)截面處的軸的最小直徑 軸的材料為45鋼正火處理，查得由表14-3查得考慮到鍵槽對軸的削弱，將最小直徑加大5%而實(shí)際設(shè)計(jì)的危險(xiǎn)截面處的因此該軸符合要求(二).低速軸的設(shè)計(jì).輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由上可知，.求作用在齒輪上的力 因已知低速大齒輪的分度圓直徑 圓周力： 徑向力： 軸向力：.初步確定軸的最小直徑 材料為45鋼，正火處理，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)軸器處軸的直徑。為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，取，則： 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件

13、，查gb/t 5014-2003，選用lx3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 。半聯(lián)軸器的孔徑 ，故取，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度.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).為了滿足辦聯(lián)軸器的軸向定位要求，1段右端需制出一軸肩，故取2段的直徑；左端用軸端擋圈定位。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故第1段的長度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取 2).初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。按照工作要求并根據(jù)，查手冊選取單列深溝球球軸6211，其尺寸為，故。 3).取安裝齒輪處的軸端第4段的直

14、徑；齒輪的右端采用軸肩定位，齒輪的軸向定位軸肩，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，由軸承外徑d=90mm得，而，,總寬度為)。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).根據(jù)安裝時齒輪中心要在一條線上，可得 至此，已初步確定了軸的各段和長度。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如下表：1段d1=45mml1=110mm2段:d2=d1+7=50mml2=41mm3段d3= d2+3=55mml3=36mm4段d4= d3+5=60mml4=60mm5段d5= d4+5=65mm.l5=8mm6段d6=d4 = 55mml6 =20 m

15、m(2).軸上零件的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按由機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)表11-1查得齒輪與軸的連接，選用平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為。滾動軸承與軸的周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:取軸端圓角。.求軸上的載荷l=110mm,k=104mm1)求垂直面的支撐反力3) 求水平面的支撐反力4) 求f點(diǎn)在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力4）繪制垂直面的彎矩圖5）繪制水平面的彎矩圖6） f力產(chǎn)生的彎矩圖 危險(xiǎn)截面f力產(chǎn)生的彎矩為： 7）求合成彎矩圖8) 求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩9) 求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩：

16、取折合系數(shù)，代入上式得9） 計(jì)算危險(xiǎn)截面處的軸的最小直徑 軸的材料為45鋼，正火處理，由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表14-1查得由表14-3查得考慮到鍵槽對軸的削弱，將最小直徑加大5%而實(shí)際設(shè)計(jì)的危險(xiǎn)截面處的因此該軸符合要求附：兩根軸的裝配草圖如下(三).滾動軸承的校核軸承的預(yù)計(jì)壽命計(jì)算輸入軸承(1).已知，兩軸承的徑向反力小軸的軸承使用壽命計(jì)算小軸承選用6208， cr=29.5kn 徑向當(dāng)量動載荷：pr=+f=1.51093.2+837.42=1930.62 n所以由式cj=，查表16-8可知ft=1=22869229200h ,故滿足壽命要求. 計(jì)算輸出軸承 (1).已知，兩軸承的徑向反力大軸的軸承使

17、用壽命計(jì)算大軸承選用6211， cr=43.2kn 徑向當(dāng)量動載荷：pr=+f=1.51046.7+2000=3569.3 n所以由式cj=，查表16-8可知ft=1=113652.129200h ,故滿足壽命要求 7.鍵聯(lián)接設(shè)計(jì) .帶輪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/t 1095-2003)現(xiàn)校核其強(qiáng)度：, 查手冊得，因?yàn)?，故鍵符合強(qiáng)度要求。.輸入軸與齒輪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/t 1095-2003)現(xiàn)校核其強(qiáng)度：, 查手冊得，因?yàn)?，故鍵符合強(qiáng)度要求。.輸出軸與聯(lián)軸器間鍵的選擇及校核軸徑，輪轂長度，

18、查手冊，選a型平鍵，其尺寸為，(gb/t 1095-2003)現(xiàn)校核其強(qiáng)度：, 查手冊得，因?yàn)?，故鍵符合強(qiáng)度要求。.輸出軸與大齒輪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/t 1095-2003)現(xiàn)校核其強(qiáng)度：, 查手冊得，因?yàn)?，故鍵符合強(qiáng)度要求。8.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)箱體用水平剖分式結(jié)構(gòu)，用ht200灰鑄鐵鑄造而成，箱體主要尺寸計(jì)算參看唐曾寶機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（第二版）表51箱體結(jié)構(gòu)尺寸選擇如下表：名稱符號尺寸（mm）機(jī)座壁厚8機(jī)蓋壁厚18機(jī)座凸緣厚度b12機(jī)蓋凸緣厚度b 112機(jī)座底凸緣厚度b 220地腳螺釘直徑df18地腳螺釘數(shù)目n4軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑d110機(jī)蓋與

19、機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑d210窺視孔蓋螺釘直徑d36定位銷直徑d6凸臺高度h 根據(jù)低速級軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)箱體外壁至軸承座端面距離l1 c1+c2+(58)=34大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離18齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離2 12機(jī)蓋、機(jī)座肋厚m1 ,m29， 9軸承端蓋外徑（嵌入式）d280， 1009. 潤滑密封設(shè)計(jì) 對于單級圓柱齒輪減速器，因?yàn)閭鲃友b置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，所以采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用sh0357-92中的50號潤滑，裝至規(guī)定高度。油的深度為h+，h=30 =34。所以h+=30+34=64。 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。軸承端蓋采用嵌入式端蓋，易于加工和安裝。四 設(shè)計(jì)小結(jié)這次關(guān)于