帶傳動(dòng)說(shuō)明書(shū)

1、 河南理工大學(xué) 機(jī)械課程設(shè)計(jì) 二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)專(zhuān) 業(yè)材料成型及控制工程姓 名苑鵬鵬學(xué) 號(hào)311106000827班 級(jí)焊接11-1班指導(dǎo)教師楊現(xiàn)卿 目錄 前言 第一節(jié) 設(shè)計(jì)題目2 第二節(jié) 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)2 第三節(jié) 選擇電機(jī)3 第四節(jié) 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比4 第五節(jié) 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)5 第六節(jié) 設(shè)計(jì)V帶和帶輪7 第七節(jié) 齒輪的設(shè)計(jì)9 第八節(jié) 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸12 第九節(jié) 軸的設(shè)計(jì)15 第十節(jié) 高速軸大齒輪的設(shè)計(jì)30 第十一節(jié) 潤(rùn)滑方式的確定31 參考資料目錄 31前言機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是學(xué)生第一次較全面的在機(jī)械設(shè)計(jì)方面的訓(xùn)練，也是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的一

2、個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是：第一、通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其它有關(guān)先修課程的理論和知識(shí)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，培養(yǎng)分析和解決一般工程實(shí)際問(wèn)題的能力第二、學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握通用機(jī)械零件部件、機(jī)械傳動(dòng)裝置和簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)原理和過(guò)程，第三、進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練。 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的題目是帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：確定傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案，選擇電動(dòng)機(jī)；計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的參數(shù)；傳動(dòng)零件，軸的設(shè)計(jì)計(jì)算；軸承，聯(lián)軸器，潤(rùn)滑，密封和聯(lián)接件的選擇與校核計(jì)算；箱體結(jié)構(gòu)及其附件的設(shè)計(jì)；繪制裝配工作圖及零件工作圖；編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 - 30 -一、 設(shè)計(jì)題目：二級(jí)直

3、齒圓柱齒輪減速器1 要求：機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單，2 擬定傳動(dòng)關(guān)系：由電動(dòng)機(jī)、V帶、減速器、聯(lián)軸器、工作機(jī)構(gòu)成。3 工作條件：某帶式運(yùn)輸機(jī)輸送物品為粉粒物（如煤，沙等），單向傳動(dòng)，工作中載荷平穩(wěn)，滾筒效率0.96，工作年限10年，大修期限3年，每天工作300天，兩班制工作，工作機(jī)允許速度誤差5%，在專(zhuān)門(mén)工廠小批量生產(chǎn)。4. 已知條件：運(yùn)輸機(jī)工作拉力1500N，輸送帶速度2.3m/s,卷筒直徑270mm。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)第四頁(yè)表1-1數(shù)據(jù)A11二、 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)：1. 組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。2. 特點(diǎn)：齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱(chēng)分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。3

4、. 確定傳動(dòng)方案：考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)功率大，將V帶設(shè)置在高速級(jí)。 其傳動(dòng)方案如下：展開(kāi)式三、 選擇電機(jī). 計(jì)算電機(jī)所需功率： 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)：帶傳動(dòng)效率：0.96每對(duì)軸承傳動(dòng)效率：0.99圓柱齒輪的傳動(dòng)效率：0.96聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率：0.993卷筒的傳動(dòng)效率：0.96 說(shuō)明： 電機(jī)至工作機(jī)之間的傳動(dòng)裝置的總效率： =O.81 2確定電機(jī)轉(zhuǎn)速：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)：取V帶傳動(dòng)比i=24，二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i=840，所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍是： 根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需功率和轉(zhuǎn)速查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)第332頁(yè)表18-1 :Y系列（IP44）三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)，有4種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有4種傳動(dòng)

5、比方案如下：方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率KW滿載轉(zhuǎn)速r/min啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩（）最大轉(zhuǎn)矩（）1Y100L-23.028702.22.32Y112M-24.028902.22.33Y132S1-25.529002.02.34Y132S2-27.529002.02.3 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見(jiàn)第3種方案比較合適，因此選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S1-2，其主要參數(shù)如下：方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率KW滿載轉(zhuǎn)速r/min啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩（）最大轉(zhuǎn)矩（）3Y132S1-25.529002.02.3四 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比： 總傳動(dòng)比： 分配傳動(dòng)比：取 則 ，取 經(jīng)計(jì)算注：為

6、帶輪傳動(dòng)比，為高速級(jí)傳動(dòng)比，為低速級(jí)傳動(dòng)比。五 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)： 將傳動(dòng)裝置各軸由高速到低速依次定為1軸、2軸、3軸、4軸。1.各軸轉(zhuǎn)速： 2.各軸輸入功率： 電機(jī)輸出功率 3各軸輸入轉(zhuǎn)矩： 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)結(jié)果如下表：軸名功率P KW轉(zhuǎn)矩T Nm轉(zhuǎn)速r/min輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸5.54.442.014.6229001軸4.264.2128.0727.8014502軸4.054.0194.1893.24410.763軸3.853.81225.57223.31163六 設(shè)計(jì)V帶和帶輪：1.設(shè)計(jì)V帶確定V帶型號(hào) 查得： 則 根據(jù)=5.33kw, =2900r/min,查機(jī)械設(shè)計(jì)基

7、礎(chǔ)第148頁(yè)表9-8，選擇A型V帶，取。，查手冊(cè)取。 為帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率。驗(yàn)算帶速： 帶速在范圍內(nèi)，合適。取V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心距a： 初步選取中心距a： ，取。 取。 驗(yàn)算小帶輪包角： 。求V帶根數(shù)Z： 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第144頁(yè)表9-3,第146頁(yè)表9-5 內(nèi)插值法得。 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第147頁(yè)表9-6,得。 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第147頁(yè)表9-5,得。 則 取根。求作用在帶輪軸上的壓力： 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第147頁(yè)表9-1,得q=0.11kg/m， 故得單根V帶的初拉力： 作用在軸上壓力： 。七 齒輪的設(shè)計(jì)： 1.高速級(jí)大小齒輪的設(shè)計(jì)： 材料：高速級(jí)小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS。高速級(jí)大齒輪選用

8、鋼正火，齒面硬度為220HBS。 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得： 。 。 故 。 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)得： 。 故 。按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 7級(jí)精度制造，查機(jī)得：載荷系數(shù)，取齒寬系數(shù) 計(jì)算中心距： 考慮高速級(jí)大齒輪與低速級(jí)大齒輪相差不大 取 則取 實(shí)際傳動(dòng)比： 傳動(dòng)比誤差：。 齒寬：取， 高速級(jí)大齒輪： 高速級(jí)小齒輪：驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度： 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)得： 按最小齒寬計(jì)算： 所以安全。齒輪的圓周速度： 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第83頁(yè)表6-7知選用7級(jí)的的精度是合適的。2.低速級(jí)大小齒輪的設(shè)計(jì)：材料：低速級(jí)小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS。 低速級(jí)大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為220HBS。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得： 。

9、。 ， 故 。 故 。按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)：9級(jí)精度制造，查課本得：載荷系數(shù)，取齒寬系數(shù)計(jì)算中心距： 取 則 取計(jì)算傳動(dòng)比誤差：合適齒寬：則取 低速級(jí)大齒輪：低速級(jí)小齒輪：驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度： 查得： 按最小齒寬計(jì)算： 安全。齒輪的圓周速度： 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第83頁(yè)表6-7知選用7級(jí)的的精度是合適的。八 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下：名稱(chēng)符號(hào)計(jì)算公式結(jié)果箱座厚度10箱蓋厚度8箱蓋凸緣厚度12箱座凸緣厚度15箱座底凸緣厚度25地腳螺釘直徑M14地腳螺釘數(shù)目查手冊(cè)6軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑M10蓋與座聯(lián)結(jié)螺栓直徑=（0.500.6）M8軸承端蓋螺釘直徑=（0.40.5）8視孔蓋螺釘直徑=（0.30.4）6定位銷(xiāo)直

10、徑=（0.70.8）8，至外箱壁的距離查手冊(cè)322218，至凸緣邊緣距離查手冊(cè)2614外箱壁至軸承端面距離=+（510）40大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離>1.215齒輪端面與內(nèi)箱壁距離>12箱蓋，箱座肋厚78.5軸承端蓋外徑+（55.5）100（1軸）100（2軸）120（3軸）軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離100（1軸）100（2軸）120（3軸）九 軸的設(shè)計(jì)：1. 高速軸設(shè)計(jì)：（1）材料：選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取 C=110。（2）各軸段直徑長(zhǎng)度的確定： 取=19 因?yàn)楦咚佥S第一段軸徑裝配大帶輪， 且=1.9 ，+2a=22.8 取。l1=1.75d1-3=37。 因?yàn)榇髱л喴枯S

11、肩定位，且還要配合密封圈， 取，l2=l1+（110）mm=40。 段裝配軸承且，取。選用6306號(hào)深溝球軸承。型號(hào)dDB63063072193720.8 所以l3=19 段主要是定位軸承，。l4=120 根據(jù)箱體內(nèi)壁線確定后再確定。 裝配齒輪段直徑：由齒輪確定 ，=40 ，l5=55 段主要是定位軸承，取=37 。取l6=21 段裝配軸承所以 l7= l3=19。 校核該軸和軸承：L1=58 L2=157 L3=68 作用在齒輪上的圓周力為： 徑向力為 作用在軸1帶輪上的外力： 求垂直面的支反力： 求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖： 求水平面的支承力： 由得NN求并繪制水平面彎矩圖：求F在支點(diǎn)產(chǎn)

12、生的反力：求并繪制F力產(chǎn)生的彎矩圖： F在a處產(chǎn)生的彎矩： 求合成彎矩圖：考慮最不利的情況，把與直接相加。 求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩： （3）彎矩及軸的受力分析圖如下： 從圖可見(jiàn)，m-m處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù)） 計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑： 因?yàn)椴牧线x擇調(diào)質(zhì)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得，許用彎曲應(yīng)力，則：因?yàn)?，所以該軸是安全的。（4）軸承壽命校核：軸承壽命可由式進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以，查得取按最不利考慮，則有： 則 因此所該軸承符合要求。（5）鍵的設(shè)計(jì)與校核: 高速軸與大帶輪鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算： 根據(jù)軸徑，參考簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè),由于，l1=37 ，故軸段上采用鍵，

13、采用A型普通鍵，材料選用45中碳鋼:鍵校核為l=L-b，滿足要求。高速軸與齒輪鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算： 根據(jù)，參考簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè),由于，l2=55 ，故軸段上采用鍵，采用A型普通鍵，材料選用45中碳鋼:鍵校核為l=L-b，滿足要求。2. 中間軸的設(shè)計(jì)： （1）材料：選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取C=110。（2）各軸段直徑的確定： 段要裝配軸承，選用6207號(hào)深溝球軸承，型號(hào)dDB62073572174219.8 l1=17 段主要是定位軸承，因此，=+（15）mm= 40 ，取l2=10 裝配低速級(jí)小齒輪，且取，l2=90 段主要是定位高速級(jí)大齒輪，所以取，l4=42。 裝配高

14、速級(jí)大齒輪，取 L5=48。 段主要是定位軸承,=40 ,l6=l2=10 段要裝配軸承，與段相同校核該軸和軸承：L1=42.5 L2=111 L3=63.5 作用在2、3齒輪上的圓周力： 徑向力： 求垂直面的支反力 計(jì)算垂直彎矩： 求水平面的支承力： 計(jì)算、繪制水平面彎矩圖： 求合成彎矩圖，按最不利情況考慮： （3）彎矩及軸的受力分析圖如下： 求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩：從圖可見(jiàn)，m-m,n-n處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù)） 計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑： n-n截面: m-m截面: 由于，所以該軸是安全的。 (4)軸承壽命校核： 軸承壽命可由式進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以，

15、查得取 則，軸承使用壽命在年范圍內(nèi)，因此所該軸承符合要求。（5）鍵的設(shè)計(jì)與校核：高速軸與大齒輪鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算： 根據(jù)，參考簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè),由于，l3=90 ，故軸段上采用鍵，采用A型普通鍵，材料選用45中碳鋼:鍵校核為l=L-b，滿足要求。高速軸與小齒輪鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算： 根據(jù)軸徑，參考簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè),由于，l5=48 ，故軸段上采用鍵，采用A型普通鍵，材料選用45中碳鋼:鍵校核為l=L-b，滿足要求。3. 從動(dòng)軸的設(shè)計(jì)： (1)材料：選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取 C=110。（2）確定各軸段直徑 計(jì)算最小軸段直徑：因?yàn)檩S主要承受轉(zhuǎn)矩作用，所以按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算

16、，由式得： 段裝配軸承，選用6306號(hào)深溝球軸承。型號(hào)dDB62105090205727.0 l1=20段主要是定位軸承，取=57 ，取l2=17裝配齒輪段直徑：由齒輪確定 ，=60 ，l3=80段主要是定位軸承，l4=77 根據(jù)箱體內(nèi)壁線確定后在確定。段裝配軸承所以， l5= l1=20。為使聯(lián)軸器軸向定位，=45 ，取l6=40 段裝配聯(lián)軸器，選用GY6凸緣聯(lián)軸器38，68，L=82 故=38 ，l7=82校核該軸和軸承：L1=67 L2=147 L3=91 求作用力、力矩和和力矩、危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩。 作用在齒輪上的圓周力： 徑向力： 求垂直面的支反力： 計(jì)算垂直彎矩： .m 求水平面的

17、支承力。 計(jì)算、繪制水平面彎矩圖。 求F在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力 求F力產(chǎn)生的彎矩圖。 F在a處產(chǎn)生的彎矩： 求合成彎矩圖。考慮最不利的情況，把與直接相加。 求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩。 （3）彎矩及軸的受力分析圖如下： 從圖可見(jiàn)，m-m處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù)） 計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑。因?yàn)椴牧线x擇調(diào)質(zhì)，查得，查課本231頁(yè)表14-3得許用彎曲應(yīng)力，則： 考慮到鍵槽的影響，取因?yàn)?，所以該軸是安全的。（4）軸承壽命校核。 軸承壽命可由式進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，以，取取 按最不利考慮，則有： 則, 該軸承壽命為8.7年,所以軸上的軸承是適合要求的。（5）鍵的設(shè)計(jì)與校核：高速軸與齒輪鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算： 根據(jù)軸徑，參考簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè),由于，l1=20 ，故軸段上采用鍵，采用A型普通鍵，材料選用45中碳鋼:鍵校核為l=L-b，滿足要求。高速軸與聯(lián)軸器鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算： 根據(jù)，參考簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè),由于，l2=82 ，故軸段上采用鍵，采用A型普通鍵，材料選用45中碳鋼:鍵校核為l=L-b，滿足要求。十 高速軸大齒輪的設(shè)計(jì)因 采用腹板式結(jié)構(gòu)代號(hào)結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算公式結(jié)果輪轂處直徑64輪轂軸向長(zhǎng)度48倒