帶式輸送機(jī)圓錐齒輪傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)帶式輸送機(jī)圓錐齒輪傳動(dòng)裝置課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 系 別： 機(jī)電學(xué)院 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師： 目錄一 目錄.2二設(shè)計(jì)題目31.設(shè)計(jì)條件以要求.32原始數(shù)據(jù).33.設(shè)計(jì)工作量.3二、電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算.31.選擇電動(dòng)機(jī)容量.32.選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式.43.確定電動(dòng)機(jī)型號(hào).44.確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比.55.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)5三傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算61.圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算62.圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算.10四傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì).13 1.傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì).132.傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì).17五減速器箱體結(jié)構(gòu)

2、尺寸20六減速器各部位附屬零件的設(shè)計(jì).21七潤(rùn)滑和密封.22八機(jī)械課程設(shè)計(jì)小結(jié).23參考資料目錄.23計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié)果一、 設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)圓錐齒輪傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì).設(shè)計(jì)條件及要求傳動(dòng)方案要求如右圖所示設(shè)計(jì)內(nèi)容：選擇合適的電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器型號(hào)；設(shè)計(jì)圓錐齒輪減速器和開(kāi)式圓柱齒輪機(jī)構(gòu)工作條件：?jiǎn)蜗蜻\(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，兩班制工作，輸送帶速度容許誤差為5%使用年限：8年生產(chǎn)批量：小批量生產(chǎn).原始數(shù)據(jù)已知條件原始數(shù)據(jù)輸送帶工作拉力F（N）2600輸送帶速度v（m/s）0.8卷筒直徑D(mm)220.設(shè)計(jì)工作量設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份圓錐齒輪減速器裝配圖1張減速器零件圖13張（具體在完成裝配圖并經(jīng)指導(dǎo)老師審閱后，由

3、指導(dǎo)老師指定）(要求所有工程圖按1:1繪制)二、電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算.選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式因本傳動(dòng)裝置工作條件為兩班制，單項(xiàng)運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，故選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，Y系列，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V，頻率50Hz。.選擇電動(dòng)機(jī)容量 1.工作所需功率工作機(jī)主動(dòng)軸功率：。其中，F(xiàn)為輸送機(jī)工作拉力，V為輸送帶速度，為工作效率。2.計(jì)算電動(dòng)機(jī)的功率。經(jīng)過(guò)分析，由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)傳動(dòng)裝置總效率為，其值為： 式中、的含義為：為齒輪傳動(dòng)的軸承，取值為=0.98；為圓錐齒輪的傳動(dòng)效率，取值為=0.97，為圓柱齒輪的傳動(dòng)效率，取值為：=0.93；為聯(lián)軸器的效率，取值為=0.97，為卷筒

4、軸的傳動(dòng)效率，其取值為：=0.96；為卷筒的軸承傳動(dòng)效率，其取值為：=0.98.電動(dòng)機(jī)所需功率：.確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速為：按推薦的合理傳動(dòng)比范圍，二級(jí)圓錐-圓柱齒輪減速器的合理總傳動(dòng)比的范圍為i=822，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的合理范圍為：則符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)有：750、1000兩類(lèi)。查表得較合適的電動(dòng)機(jī)為Y160h-8，其額定功率P=7.5Kw，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速為720r/min，總傳動(dòng)比i=720/47.8=15.06，適中，傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)較為緊湊。.確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比1.總傳動(dòng)比總傳動(dòng)比即減速器總傳動(dòng)比為：15.062.確定分配傳動(dòng)比按錐齒輪的傳動(dòng)比一般不大于3，故??；

5、則圓柱齒輪傳動(dòng)比為：實(shí)際總傳動(dòng)比，滿(mǎn)足要求。.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1.各軸的轉(zhuǎn)速（各軸的標(biāo)號(hào)均已在圖2中標(biāo)出）軸： 軸：軸：卷筒軸：2.各軸的輸出、輸入功率軸：軸：軸：卷筒軸：3.各軸輸入、輸出轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸的輸入轉(zhuǎn)矩：軸：軸：軸：卷筒軸：三傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算、圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算已知輸入功率（略大于小齒輪的實(shí)際功率），小齒輪的轉(zhuǎn)速為：，大齒輪的轉(zhuǎn)速為，傳動(dòng)比，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命（設(shè)每年工作300天），兩班制，帶式輸送，平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。1.選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）按傳動(dòng)方案，選用直齒圓錐齒輪傳動(dòng)，齒形制,齒形角，齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)，螺旋角，不變位。（2）帶式輸送機(jī)

6、為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用8級(jí)精度。（3）、材料選擇，大小齒輪材料均為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為4855HRC。（4）、選小齒輪齒數(shù)，實(shí)際齒數(shù)比u=2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 公式： （1）、確定公式內(nèi)的各計(jì)算值1）查得材料彈性影響系數(shù)。2）按齒面的硬度查得大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。3）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)小齒輪：大齒輪：4）查得接觸批量壽命系數(shù)5）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力6）試取載荷系數(shù)為，齒寬系數(shù)為，輸入的轉(zhuǎn)矩為：。所以可初步確定分度圓直徑：平均分度圓直徑：，則分度圓周速度為：。根據(jù)試求的圓周速度約為，8級(jí)精度，可試選，查得：使用系數(shù)、齒間載荷分配系數(shù)、載荷分布系數(shù)分別為：所以，（2）、計(jì)算

7、1）計(jì)算出按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的實(shí)際小齒輪的分度圓直徑，帶入中的較小值得2）計(jì)算圓周速度v實(shí)際分度圓速度：3）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)，8級(jí)精度，查得，所以。4）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑：5）技術(shù)模數(shù) ，查表11-15，取m=2.5。3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式：（1）、確定公式內(nèi)的各計(jì)算值1）查得大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，2）查得彎曲疲勞壽命系數(shù)3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力查主課本表11-9，取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，則，4）載荷系數(shù) K=1.24745）節(jié)圓錐角6）當(dāng)量齒數(shù)7）查主課本表11-13，取齒形系數(shù) 8）查主課本表11-15，取應(yīng)力校正系數(shù) 9）計(jì)算大小齒輪的 ,并加

8、以比較。大齒輪的數(shù)值大。（2）、設(shè)計(jì)計(jì)算綜合分析考慮，取得，4.幾何尺寸計(jì)算（1）、計(jì)算大端分度圓直徑（2）、計(jì)算節(jié)錐頂距（3）、節(jié)圓錐角（4）、大端齒頂圓直徑（5）、齒寬.圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算已知輸入功率（略大于小齒輪的實(shí)際功率），小齒輪的轉(zhuǎn)速為：，大齒輪的轉(zhuǎn)速為，傳動(dòng)比，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命（設(shè)每年工作300天），兩班制，帶式輸送，平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。1. 選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）.由以上計(jì)算的數(shù)據(jù)可得圓錐齒輪的傳動(dòng)在軸的軸向力較小，運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故由主課本表11-20，選用8級(jí)精度。（2）.材料選擇，小齒輪材料為45號(hào)鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為235HBS，大齒

9、輪材料為45剛（正火），硬度為200HBS，二者材料硬度相差35HBS。2. 確定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則： 由于該減速器為開(kāi)始齒輪傳動(dòng)，齒面為軟齒面，點(diǎn)蝕為主要失效形式。故先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，確定主要參數(shù)和尺寸，然后再按彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核彎曲強(qiáng)度。3.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。 由于兩齒輪都是鋼，故由主課本式11-23，有： 以下確定相關(guān)參數(shù)： A.轉(zhuǎn)矩： B查11.10取載荷系數(shù)K=1.2 C齒數(shù)z、齒寬系數(shù)： 小齒輪齒數(shù)z取為，則大齒輪齒數(shù)為。 實(shí)際齒數(shù)比為： 齒數(shù)比的誤差為：符合規(guī)格。 因單級(jí)直齒圓柱齒輪為對(duì)稱(chēng)布置，而齒輪表面又為軟齒面，由主課本11.19，取。 D許用接觸應(yīng)力 由圖11.25，

10、得：由表11.9，查得安全系數(shù)故：小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為：大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為： 查圖11.28，得： 故：由式11.25，得接觸疲勞許用應(yīng)力分別為：可求得 計(jì)算齒寬與齒高比 模數(shù)：，由表11.3，取m=6。4主要尺寸計(jì)算:，取，由小齒輪應(yīng)比大齒輪寬一些，故取5.按齒根彎曲強(qiáng)度校核。 由式（11.25）得出計(jì)算有關(guān)參數(shù)系數(shù)：A. 齒形系數(shù),查主課本表11.12，得： B應(yīng)力修正系數(shù)： C許用應(yīng)力： 由圖11.26,得： 由表11.9，查得： 由圖11.27，查得： 由式（11.26），可得：故：齒根彎曲強(qiáng)度校核合格。6.驗(yàn)算齒輪的圓周速度： 由表11.21克制，選8級(jí)精度是合適的。四傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)

11、。 .傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)。1、 求輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。由之前計(jì)算得，它們分別為：功率：轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)矩：2、求作用在齒輪上的力圓錐齒輪上：分度圓半徑：3.初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45Cr，調(diào)質(zhì)處理。取,于是得同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩：，則，結(jié)合電動(dòng)機(jī)的參數(shù)，選用凸緣聯(lián)軸器，型號(hào)為L(zhǎng)T5聯(lián)軸器，即，該端選用的半聯(lián)軸器的孔徑，故取軸徑，半聯(lián)軸器轂孔的長(zhǎng)度L=60mm。4.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(zhǎng)度，如下圖：1）由聯(lián)軸器尺寸確定由聯(lián)軸器的轂孔長(zhǎng)度L 和直徑d及相關(guān)要求，可確定2）初步選擇滾動(dòng)軸承。軸承同時(shí)承載徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承。參

12、照工作要求，并根據(jù)尺寸，選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30207，其尺寸為 。為了利于固定，一般取比b小1mm（如圖3所示），故可確定。3)根據(jù)安裝要求，d4要求比要小才能安裝進(jìn)去，故可取，4）根據(jù)軸承安裝方便的要求，取，得。為保證齒輪端面與箱體內(nèi)壁不想碰，齒輪端面與箱體內(nèi)壁留有一定間隙，取為15cm，即：根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)及聯(lián)軸器軸距軸承蓋有一定距離要求，取5）根據(jù)齒輪孔的軸徑和長(zhǎng)度，確定：， 。至此，已初步確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。2、 軸上各零件的定位。齒輪、聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按手冊(cè)查得，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接處的平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為50mm（標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)

13、見(jiàn)）。為了保證聯(lián)軸器與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇聯(lián)軸器輪轂與軸配合為H7/k6。為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸配合為H7/n6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。（4）、確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為，除下圖標(biāo)注外，各軸肩處的圓角半徑，均為R1，如圖：5.求軸上的載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖（圖3）作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（齒輪取齒寬中點(diǎn)處的分度圓直徑作為力的作用點(diǎn)，軸承在寬度中點(diǎn)為作用點(diǎn)）。顯然，左邊的軸承有危險(xiǎn)截面，此軸承：水平支反力：水平彎矩：垂直支反力： （d1為小圓錐齒輪的分度圓直徑）垂直彎矩：.故：合成彎矩為：轉(zhuǎn)矩：當(dāng)量彎矩：

14、因減速器單向運(yùn)轉(zhuǎn)，修正系數(shù)去a=0.6 強(qiáng)度校核：查表16.3，得：，故合格。、軸的計(jì)算。 1、 軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。由之前計(jì)算得，它們分別為：功率：轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)矩：2.初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取,于是得3、求作用在齒輪上的力圓錐齒輪上分度圓平均半徑：4.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(zhǎng)度，如下圖：1）初步選擇滾動(dòng)軸承。軸承同時(shí)承載徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求，并根據(jù)尺寸，選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30209，其尺寸為 。為了利于固定，一般取比b小1mm（如圖3所示），故可確定。2)根據(jù)安裝要求，

15、可取，3）根據(jù)齒輪孔的軸徑和長(zhǎng)度，確定：， 。4）根據(jù)軸承安裝要求，d1、d4比B小1mm，故有：5）取d5=44mm,l5=50mm;6）根據(jù)齒輪孔的軸徑和長(zhǎng)度，確定：， 。至此，已初步確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。5、軸的強(qiáng)度校核。由于該軸為轉(zhuǎn)軸，應(yīng)按照彎矩組合進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。1） 做軸的受力簡(jiǎn)圖：2）垂直支反力： 垂直彎矩： 3）水平支反力： 水平彎矩： 4）合成彎矩： 5)繪制當(dāng)量彎矩圖： 當(dāng)量彎矩：因減速器單向運(yùn)轉(zhuǎn)，修正系數(shù)去a=0.6 7)繪制總當(dāng)量彎矩圖： 計(jì)算總當(dāng)量彎矩： 校核：從總當(dāng)量彎矩可以看出，截面C為危險(xiǎn)截面，為齒輪， 由，則： 故：軸強(qiáng)度合格。五、減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸：名稱(chēng)

16、符號(hào)計(jì)算公式結(jié)果機(jī)座厚度8機(jī)蓋厚度8機(jī)蓋凸緣厚度12機(jī)座凸緣厚度12機(jī)座底凸緣厚度20地腳螺釘直徑M20地腳螺釘數(shù)目6軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑M16蓋與座聯(lián)結(jié)螺栓直徑=（0.5 0.6）M12軸承端蓋螺釘直徑=（0.40.5）M8連接軸栓的間距150200視孔蓋螺釘直徑=（0.30.4）M8定位銷(xiāo)直徑=（0.70.8）10，至外箱壁的距離查設(shè)計(jì)手冊(cè)22，至凸緣邊緣距離查設(shè)計(jì)手冊(cè)20外箱壁至軸承端面距離=+（510）50大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離6.8齒輪端面與內(nèi)箱壁距離10箱蓋，箱座肋厚 6.8軸承端蓋外徑軸承外徑+（55.5）125（I 軸）155（II 軸）軸承旁連接螺栓距離盡量靠近，以和互不干涉為

17、準(zhǔn)，一般取六、減速器各部位附屬零件的設(shè)計(jì)：(1)窺視孔蓋與窺視孔在減速器上部可以看到傳動(dòng)零件嚙合處要開(kāi)窺視孔, 大小只要夠手伸進(jìn)操作即可。以便檢查齒面接觸斑點(diǎn)和齒側(cè)間隙,了解嚙合情況，潤(rùn)滑油也由此注入機(jī)體內(nèi)。(2)放油螺塞放油孔的位置設(shè)在油池最低處，并安排在不與其它部件靠近的一側(cè)，以便于放油，放油孔用螺塞堵住并加封油圈以加強(qiáng)密封。(3)油標(biāo)油標(biāo)用來(lái)檢查油面高度，以保證有正常的油量.因此要安裝于便于觀察油面及油面穩(wěn)定之處即低速級(jí)傳動(dòng)件附近；用帶有螺紋部分的油尺，油尺上的油面刻度線(xiàn)應(yīng)按傳動(dòng)件浸入深度確定。(4)通氣器 減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于摩擦發(fā)熱,機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，導(dǎo)致潤(rùn)滑油從縫隙向外滲漏,

18、所以在機(jī)蓋頂部或窺視孔上裝通氣器，使機(jī)體內(nèi)熱空氣自由逸處，保證機(jī)體內(nèi)外壓力均衡，提高機(jī)體有縫隙處的密封性，通氣器用帶空螺釘制成。(5)啟蓋螺釘為了便于啟蓋，在機(jī)蓋側(cè)邊的邊緣上裝一至二個(gè)啟蓋螺釘。在啟蓋時(shí)，可先擰動(dòng)此螺釘頂起機(jī)蓋；螺釘上的長(zhǎng)度要大于凸緣厚度，釘桿端部要做成圓柱形伙半圓形，以免頂壞螺紋；螺釘直徑與凸緣連接螺栓相同。在軸承端蓋上也可以安裝取蓋螺釘,便于拆卸端蓋.對(duì)于需作軸向調(diào)整的套環(huán),裝上二個(gè)螺釘,便于調(diào)整。(6）定位銷(xiāo)為了保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)接凸緣的長(zhǎng)度方向兩端各安置一個(gè)圓錐定位銷(xiāo)。兩銷(xiāo)相距盡量遠(yuǎn)些，以提高定位精度。如機(jī)體是對(duì)稱(chēng)的,銷(xiāo)孔位置不應(yīng)對(duì)稱(chēng)布置

19、。(7)吊環(huán)和吊鉤為了拆卸及搬運(yùn)，應(yīng)在機(jī)蓋上裝有環(huán)首螺釘或鑄出吊鉤、吊環(huán)，并在機(jī)座上鑄出吊鉤。(8)調(diào)整墊片用于調(diào)整軸承間隙,有的起到調(diào)整傳動(dòng)零件軸向位置的作用。七，潤(rùn)滑和密封1. 齒輪的潤(rùn)滑采用油池潤(rùn)滑，2. 軸承的潤(rùn)滑可采用侵油潤(rùn)滑3. 密封方法的選取選用凸緣式端蓋易于調(diào)態(tài)，采用氈圈密封八機(jī)械課程設(shè)計(jì)小結(jié) 這兩周的實(shí)訓(xùn)對(duì)我來(lái)說(shuō)有點(diǎn)像魔鬼訓(xùn)練，還未做課程設(shè)計(jì)之前我就已經(jīng)知道這不是件容易的事。但沒(méi)想到比我想像中的還要難。在給定題目要求的情況下，要設(shè)計(jì)出一個(gè)減速器，這對(duì)于還沒(méi)接觸過(guò)任何設(shè)計(jì)的我來(lái)說(shuō)真非易事，即使老師說(shuō)容易。但是誰(shuí)也不是生來(lái)就會(huì)，只好硬著頭皮著手去設(shè)計(jì)。剛開(kāi)始許多問(wèn)題都不懂，有點(diǎn)不知所措的感覺(jué)，又不敢太明目