帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中單級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)書(shū)

1、帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中單級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)書(shū)一、課程設(shè)計(jì)的目的進(jìn)一步鞏固和加深所學(xué)基本知識(shí)，使學(xué)生能綜合運(yùn)用已學(xué)的有關(guān)課程的基本知識(shí)。通過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)能力,掌握基本的設(shè)計(jì)方法，學(xué)會(huì)查閱技術(shù)資料，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。二、設(shè)計(jì)題目帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中單級(jí)圓柱齒輪減速器帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖一、傳動(dòng)方案說(shuō)明用于帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)筒的傳動(dòng)裝置1、工作條件：室；2、原始數(shù)據(jù)：(1)輸送拉力F=2000N(2)輸送帶工作速度V=1.6m/s(允許輸送帶的工作速度誤差為5%;(3)輸送機(jī)滾筒直徑D=280mm(4)工作情況：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，空載啟動(dòng)(5)使用

2、壽命：8年(6)工作環(huán)境：室(7)動(dòng)力來(lái)源：電力，三相交流電源，電壓為380/220伏；(8)檢修間隔期：三年一次大修(9)制造條件及生產(chǎn)批量：小批量生產(chǎn)；生產(chǎn)條件為中等規(guī)模機(jī)械廠，可加工7-8級(jí)精度的齒輪；二、電動(dòng)機(jī)的選擇1、選擇電動(dòng)機(jī)類型1)電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式按工作要求和工條件，選用一般用途的Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。這類電動(dòng)機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷式電動(dòng)機(jī)，具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、啟動(dòng)性能好、價(jià)格低廉、維護(hù)方便，適用于運(yùn)輸機(jī)。2)電動(dòng)機(jī)容量(1)工作機(jī)所需功率PwFv20001.6”P(pán)w3.210001000R=3.72kw(2)電動(dòng)機(jī)所需功率PdPdPw式中：為從電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)主動(dòng)

3、軸之間的總效率，即：1?2?3?4?5式中：1,2為從電動(dòng)機(jī)至卷筒軸之間的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率。由表2-2(參考文獻(xiàn)【1】)查得：V帶傳動(dòng)10.96;滾動(dòng)軸承刀2=0.99;圓柱齒輪傳動(dòng)刀3=0.97;彈性聯(lián)軸器刀4=0.99;卷筒軸滑動(dòng)軸承刀5=0.96;刀=0.96X0.992X0.97X0.99X0.96=0.86所以Pd巳3.23.72kw0.86因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)的額定功率Ped大于Pd即可，由表17-1選Y132M1-6型電動(dòng)機(jī)，額定功率4kW3)選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速卷筒的轉(zhuǎn)速為：廿601000v/3.14D=(6010001.6)/(3.14280)=109.19(r/min)廿1

4、09.19通常，V帶傳動(dòng)常用傳動(dòng)比圍i1=24,單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比圍(r/min)i2=35,則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選圍為：n=Zii2=(23-45)109.19=655.142183.8(r/min)符合這一同步轉(zhuǎn)速的圍有750r/min、1000r/min、1500r/min。根據(jù)前述若選用750r/min同步轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)，則電動(dòng)機(jī)重量較大，價(jià)格昂貴；1000r/min、1500r/min的電動(dòng)機(jī)，從其重量、價(jià)格以及傳動(dòng)比等考慮，選用Y132M1-6型電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)主要參數(shù)、尺寸見(jiàn)下表電動(dòng)機(jī)主要性能參數(shù)、尺寸電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率(kw)電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速(r/min)軸徑(mm啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)

5、夕額定轉(zhuǎn):巨/矩Y132M1-64960242.02.02、計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比(1)傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比由前面計(jì)算得輸送機(jī)卷筒轉(zhuǎn)速nw=109.19r/min,則總傳動(dòng)比為：i=8.79i總皿W8.79nw109.19(2)分配各級(jí)傳動(dòng)比取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比ii3,則單級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比為:i2巴8792.93ii3所得i2值符合一般齒輪傳動(dòng)和圓柱單級(jí)齒輪減速器傳動(dòng)比的常用圍。3、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)0軸-電動(dòng)機(jī)軸：P0=Pd=3.72(kw)n0=nm=960(r/min)T0=9550P0/n0=37.01(Nm)1軸-高速軸：Pi=P0i=3.72x0.963

6、.57(kw)n1=n0/i1=320(r/min)T1=9550R/n1=106.54(Nm)2軸-低速軸：P2=Pi2=Pi23=3.57x0.99x0.973.43(kW)n2=n1320109.22(r/min)i22.93P343心9550PL9550299.91(Nm)5109.223軸卷筒軸：P3=R23=P45=3.43x0.99x0.963.26(kW)n3=nu=109.19(r/min)P3.26T395509550285.13(Nm)R=3.72kwT0=37.01N-mR=3.57kwn=320r/minTi=106.54N-mP2=3.43kwn2=109.22r/

7、minT2=299.91N-mR=3.26kwn3=109.19r/minn3109.19計(jì)算所得運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)N-m參數(shù)軸名0軸1軸2軸3軸轉(zhuǎn)速（r/min）960320109.22109.19:輸入功率（kW3.723.573.433.26輸入轉(zhuǎn)矩（2項(xiàng)37.01106.54299.91285.13傳動(dòng)比32.93效率0.960.990.970.99將計(jì)算的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)列于下表中T3=285.13三、皮帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1、確定計(jì)算功率Pca由參加考文獻(xiàn)【2】表8-7查得Ka=1.3,Ra=5.2kw故Pca=RRd=1.3乂4=5.2(kw)2、選擇V帶的型號(hào)根據(jù)計(jì)算功率Ra=

8、5.2kw,主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速ni=960r/min,由參考文獻(xiàn)【3】圖7-17選擇A型普通V帶dmin=75mm3、確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1、dd2由參考文獻(xiàn)【3】表7-6和圖7-17得dmin=75mm取dd1=100mmdmin大帶輪基準(zhǔn)直徑i帶上31,n1dd2dd13100300mm%由參考文獻(xiàn)3表7-7選取標(biāo)準(zhǔn)值dd2=300mm則實(shí)際傳動(dòng)比i,從動(dòng)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速分別為dd2300dd1100n1960出320r/mini34、驗(yàn)算帶速Vdd1。6010001009606010005.024m/s帶速在525的圍5、確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld和實(shí)際中心距add2=300mmi=3n2=320e/mi

9、nV=5.024m/s(1)初取中心距a。由估算公式參考文獻(xiàn)【2】公式8-20得：0.7(ddi+cL)三a0W2(ddi+dd2)得280三aoW800取ao=5OOmm(2)確定帶長(zhǎng)Ld由計(jì)算公式參考文獻(xiàn)【2】公式8-22得：2HZ21 Z(dd2dd1)Ld0(dd1dd2)2 4a0,(300100)Ld02500-(100300)1628mm24500查XXM【2】表8-2取Ld=1800mm計(jì)算實(shí)際中心距由計(jì)算公式參考文獻(xiàn)【2】公式8-23得：LdLd018001628aa0500586mm226、校驗(yàn)小帶輪包角a1由計(jì)算公式參考文獻(xiàn)【2】8-25得：1180dd2dd157.3a

10、300200118057.3170.25867、確定V帶根數(shù)Z由計(jì)算公式參考文獻(xiàn)【317-31得：Ld0=1628mmLd=1800mma=586mm%1=(P0B)KKl查參考文獻(xiàn)【3】表7-8和表7-10得：R=0.97kwP0=0.97kW,P0=0.11kW查參考文獻(xiàn)【3】表7-9和表7-3得：K尸0.98Kl=1.01貝Uz5.24.86z=5根(0.970.11)0.981.01取z=5根8、求初拉力F0及帶輪軸上的壓力Fq由計(jì)算公式參考文獻(xiàn)【3】公式7-33得：Fo=163NFo500(紅1)Paqv2Kzv查參考文獻(xiàn)【3】表7-11得：q=0.10kg/m2552C則Fo500

11、(-1)0.15.0242163.0(N)0.9855.024由參考文獻(xiàn)【3】公式7-32可得作用在軸上的壓力Fz為：,1702FZ=1623.5NFZ2zF0sin125163.0sin1623.5(N)229、設(shè)計(jì)結(jié)果選用5根A型V帶，中心距a=586mm帶輪直徑dd1=100mmdd2=300mm,軸上壓力Fz=1623.5N四、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1、選擇齒輪材料及精度等級(jí)根據(jù)參考文獻(xiàn)【4】表10.9,齒輪選用20CrMnMdi岡，滲碳淬火，齒面硬度為5862HRC心部硬度A32HRC因?yàn)槭瞧胀p速器、由參考文獻(xiàn)【4】表10.21選8級(jí)精度，要求齒面粗糙度Ra3.26.3m。2、按齒面接

12、觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)因兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪，可應(yīng)用參考文獻(xiàn)【4】式（10.22）求出或值。確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)：1）轉(zhuǎn)矩T1=9.55x1069.551063i57N-mm=1.07X105Nmmn13202）載荷系數(shù)K查參考文獻(xiàn)【4】表10.11取K=1.13）齒數(shù)乙和齒寬系數(shù)d小齒輪的齒數(shù)乙取為25,則大齒輪齒數(shù)z2=73。因單級(jí)齒輪傳動(dòng)為對(duì)稱布置，而齒輪齒面又為軟齒面，由參考文獻(xiàn)【4】表10.20選取d=1o4）許用的接觸應(yīng)力H由參考文獻(xiàn)【4】圖10.24查得Hlim1=Hlim2=1500Mpa由參考文獻(xiàn)【4】表10.10查得Sh=1Ti=1.07X105NmmK=1.1=1Hlim1560Mp

13、aHlim2=530MpaN1=60njLh=60X320X1X(2X8X300X16)=1.475X109N2=N1/i=1.475x109/3=4.917x108查參考文獻(xiàn)【4】圖10.27得Znt1=0.95,Znt2=1.06。由參考文獻(xiàn)【4】式（10.13）可得:ZNT1Hlim10.951500ShMPa1425MPaZE-材料彈性系數(shù)（），按表查取Ze=189.8ZH-節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，考慮節(jié)點(diǎn)處輪廓曲率對(duì)接觸應(yīng)力的影響，由圖查取。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒輪，a=25,Zh=2.5Ze-重合度系數(shù)，考慮重合度對(duì)單位齒寬載荷的影響，其值可由圖查取，Ze=0.76,故N=1.475x109N=4.9

14、17x108h1=532MPah2=562MPad132KTi(u1)(ZEZHZe)22dUH21.6mm1.11.071053.93(189.82.50.76)212.9314252m=d121.6mm0.864mm425由參考文獻(xiàn)【4】表10.3取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=1.0mmm=0.8mmd二25mmd2=73mmb=25mm3、主要尺寸計(jì)算d1mz,1.025mm25mmd2mz21.073mm73mmbdd1125mm25mm取b1=25mmb2=b1+2.5mm=27.5mm1 1b2=27.5mma=61.5mma_mz1z2_1.02573mm=61.5mm2 24、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)

15、度校核由參考文獻(xiàn)【4】式（10.24）得出f,如ff則校核合格。確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)：1）、齒形系數(shù)Yf查參考文獻(xiàn)【4】表10.13得Yf1=2.65,Yf2=2.182）、應(yīng)力修正系數(shù)Ys查參考文獻(xiàn)【4】表10.14得丫1.59,YS21.803）許用彎曲應(yīng)力Fyf1=2.65YF2=2.18由參考文獻(xiàn)【4】圖10.25查得Flim1Flim2450MPa。由參考文獻(xiàn)【4】表10.10查得Sf=1.13。由參考文獻(xiàn)【4】圖10.26查得YntiYnt21由參考文獻(xiàn)【4】式（10.24）可得YNT1Flim1Sf4501.13=400MPaF12KT11_2bmziYfYs一一一521.11.0

16、710251.02252.651.59376.6MPaf1400MPa齒根彎曲強(qiáng)度校核合格。5、齒輪的圓周速度v&n125320vm/s0.42m/s601000601000由參考文獻(xiàn)【4】表10.22可知，選8級(jí)精度是合適的6、幾何尺寸計(jì)算及繪制齒輪零件工作圖。（見(jiàn)零件圖1）五、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力由已知條件知減速器傳遞的功率屬小功率，對(duì)材料無(wú)特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。由參考文獻(xiàn)【4】表14,7查得強(qiáng)度極限B=650MPa，再由參考文獻(xiàn)【4】表14,2得許用彎曲應(yīng)力伯=60MPa。2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑根據(jù)參考文獻(xiàn)【4】表14.1得C=107118又由參考文獻(xiàn)

17、【4】式(14.2)得P3.57I軸：dC3(107118)3357mm23.9-26.4mmn320II軸：dC3P(107-118)33.43mm33.837.3mm,n1109.2考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，會(huì)有鍵梢存在，故將估算直徑加大3%5%取為24.627.7mni由設(shè)計(jì)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)直徑d1=25mmII軸取為34,839.2mm由設(shè)計(jì)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)直徑d1=35mm六、聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器通常用來(lái)連接兩軸并在其間傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，聯(lián)軸器所連接的兩軸，由于制造及安裝誤差、受載變形和溫度變化等影響，往往存在著某種程度的相對(duì)位移。因此，設(shè)計(jì)聯(lián)軸器時(shí)要從結(jié)構(gòu)上采取各種不同的措施，使聯(lián)軸器具有

18、補(bǔ)償上述偏移量的性能，否則就會(huì)在軸、聯(lián)軸器、軸承中引起附加載荷，導(dǎo)致工作情況惡化。綜上所述，故選擇撓性聯(lián)軸器，這種聯(lián)軸器具有一定的補(bǔ)償兩軸偏移的能力，再根據(jù)聯(lián)軸器補(bǔ)償位移方法，選彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，它僅用彈性柱銷(xiāo)（通常用尼龍制成）將兩半聯(lián)軸器連接起來(lái)，它傳遞轉(zhuǎn)矩的能力大、結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、耐用性好，故選擇彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。為了隔離震動(dòng)、緩和沖擊和安裝方便，擬I軸選用選彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，II軸選用無(wú)彈性元件擾性聯(lián)軸器2）計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tci=138.5N-md二25mmTc2=390.0N-md2=35mm由設(shè)計(jì)手冊(cè)查的K=1.3Tc1=KX9550-=1.3X9550X3.57=138.5N-mni320P343

19、Tc2=KX9550P=1.3x9550X3.43=390.0Nmn2109.23）選擇型號(hào)及尺寸由Tc1=138.5N-md1=25mm,Tc2=390.0N-md2=35mm,查GB4323-84,I軸選用選彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，型號(hào)為T(mén)L6,其中Tn=250N-m,n=3800r/min;II軸選用無(wú)彈性元件擾性聯(lián)軸器，型號(hào)為HL3,其中Tn=630Nmn=5000r/min七、潤(rùn)滑、密封裝置的選擇根據(jù)參考文獻(xiàn)【4】1118頁(yè)，再根據(jù)齒輪的圓周速度，軸承可以用脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑潤(rùn)滑，由于齒輪的轉(zhuǎn)速是小于2m/s,故軸承潤(rùn)滑采用脂潤(rùn)滑，為防止箱體的軸承與潤(rùn)滑脂的配合，防止?jié)櫥魇В瑧?yīng)在箱體側(cè)裝擋油

20、環(huán)，潤(rùn)滑脂的裝填量不應(yīng)超過(guò)軸承空隙體積的，在減速器中，齒輪的潤(rùn)滑方式根據(jù)齒輪的圓周速度而定，由于V88箱蓋壁厚10.025a+188箱蓋凸緣厚度b11.5112箱座凸緣厚度b1.512箱座底凸緣厚度b22.520地腳螺釘直徑df0.036a+1222地腳螺釘數(shù)目nA250時(shí)，n=66軸承旁連接螺栓直徑di0.75dfi6蓋與座連接螺栓直徑d2(0.50.6)dfi2連接螺栓d2的間隔li50200i50軸承端蓋螺釘直徑d3(0.40.5)dfi0檢查孔蓋螺釘直徑d4(0.30.4)df8定位銷(xiāo)直徑d(0.70.8)d29df、di、d2至外箱壁距離Ci見(jiàn)參考文獻(xiàn)【4】表4.2df:Ci=30di:Ci=22d2:Ci=i8df、d2至凸緣邊緣距離C2見(jiàn)參考文獻(xiàn)【4】表4.2df:C2=26d2:C2=i6軸承旁凸臺(tái)半徑RiC2i6凸臺(tái)高度h根據(jù)低速級(jí)軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)20外箱壁至軸承座端面的距離liCi+C2+(5+i0)36齒輪頂圓與箱壁間的距離1i.2i0齒輪端面與箱間的距離29箱蓋、箱座肋厚m1、mm10.851；m0.85m16;m6.8軸承端蓋外徑D2D+