二級齒輪減速器_課程設計

1、帶式運輸機傳動裝置學生姓名：學 號：學 校：專 業(yè)：機制0841指導教師： 杜微2010年目錄第1章概述31.1 畢業(yè)設計的目的31.2 設計的內(nèi)容和任務3設計的內(nèi)容31.2.2 設計的任務41.3 設計的步驟4第2章傳動裝置的總體設計52.1 擬定傳動方案52.2選擇原動機電動機7選擇電動機類型和結(jié)構(gòu)型式7確定電動機的功率7確定電動機的轉(zhuǎn)速82.3傳動裝置總傳動比的確定及各級傳動比的分配10計算總傳動比10合理分配各級傳動比102.4算傳動裝置的運動和動力參數(shù)112.4.1 0軸（電機軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩112.4.2 軸（高速軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩112.4.3 軸（中間軸）輸入功率

2、、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩122.4.4 軸（低速軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩122.4.5 軸（滾筒軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩12第3章傳動零件的設計計算143.1 減速箱外傳動零件帶傳動設計14帶傳動設計要求：143.1.2 V帶傳動設計計算143.2減速器內(nèi)傳動零件高速級齒輪設計17選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)173.2.2 按齒面接觸強度設計183.2.3 按齒根彎曲強度計算20、高速級齒輪幾何尺寸計算223.3 減速器內(nèi)傳動零件低速級齒輪設計22選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)22按齒面接觸強度設計23按齒根彎曲強度計算25、低速級齒輪幾何尺寸計算263.4 軸的設計輸入軸的設計27確定軸的材料

3、及初步確定軸的最小直徑27初步設計輸入軸的結(jié)構(gòu)28.4.3按彎曲合成應力校核軸的強度293.5軸的設計輸出軸的設計33初步確定軸的最小直徑33初步設計輸出軸的結(jié)構(gòu)333.6軸的設計中速軸的設計38第4章部件的選擇與設計394.1軸承的選擇39輸入軸軸承39輸出軸軸承39中間軸軸承404.2輸入軸輸出軸鍵連接的選擇及強度計算404.3軸承端蓋的設計與選擇42類型424.4 滾動軸承的潤滑和密封434.5聯(lián)軸器的選擇44、聯(lián)軸器類型的選擇44、聯(lián)軸器的型號選擇444.6其它結(jié)構(gòu)設計44通氣器的設計44吊環(huán)螺釘、吊耳及吊鉤45啟蓋螺釘45定位銷46油標46放油孔及螺塞464.7箱體47第5章結(jié)論49

4、參考文獻50致謝501111傳動裝置總體設計方案2、電動機的選擇1）選擇電動機的類型2）選擇電動機的容量3）確定電動機轉(zhuǎn)速3、計算傳動裝置的總傳動比和分配傳動比（1）總傳動比(2)分配傳動比4.計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)1）各軸的轉(zhuǎn)速2）各軸的輸入功率3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩5. 齒輪的設計1.高速級大小齒輪的設計1) 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)2) 初步設計齒輪主要尺寸(一).齒輪軸的設計(三).滾動軸承的校核7. 鍵聯(lián)接設計8.箱體結(jié)構(gòu)的設計9. 潤滑密封設計10.聯(lián)軸器設計一 課程設計任務書課程設計題目：設計帶式運輸機傳動裝置（簡圖如下）1 二級展開式圓柱齒輪減速器2 運輸帶3聯(lián)軸器

5、（輸入軸用彈性聯(lián)軸器，輸 出軸用的是齒式聯(lián)軸器）4電動機5卷筒原始數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)編號123 45678運送帶工作拉力F/N15002200230025002600280033004000運輸帶工作速度v/(m/s)1.11.11.11.11.11.41.21.6卷筒直徑D/mm220240300400220350350400數(shù)據(jù)編號910111213141516運送帶工作拉力F/N45004800500055006000600080008500運輸帶工作速度v/(m/s)1.81.251.51.21.31.51.21.3卷筒直徑D/mm400500500450450500400450數(shù)據(jù)編號171

6、819 20212223運送帶工作拉力F/N9000950010000105001100011500012000運輸帶工作速度v/(m/s)1.41.51.61.71.81.92卷筒直徑D/mm500550600550500450400已知條件1）工作條件：兩班制，連續(xù)單向運轉(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）檢修間隔期：四年一次大修，兩年一次中修，半年一次小修；4）動力源：電力，三相交流，電壓380/220V5）運輸帶速度允許誤差為±5%；6）制造條件及生產(chǎn)批量：一般機械廠制造，小批量生產(chǎn)。二. 設計要求1.完成減速器裝配圖一張。2.繪制軸

7、、齒輪零件圖各一張。3.編寫設計計算說明書一份。三. 設計步驟1. 傳動裝置總體設計方案本組設計數(shù)據(jù)：第16組數(shù)據(jù)：運送帶工作拉力F/N3300。運輸帶工作速度v/(m/s)1.2。卷筒直徑D/mm350。1）減速器為二級展開式圓柱齒輪減速器。2）方案簡圖如下圖3) 該方案的優(yōu)缺點：二級展開式圓柱齒輪減速器具有傳遞功率大，軸具有較大剛性,制造簡單,維修方便,使用壽命長等許多優(yōu)點,在工業(yè)上得到廣泛應用。 2、電動機的選擇1）選擇電動機的類型按工作要求和工作條件選用Y系列全封閉自扇冷籠型三相異步電動機，電壓380V。2）選擇電動機的容量工作機的有效功率為：從電動機到工作機傳送帶間的總效率為：由機械

8、設計課程設計手冊表1-7可知： ：卷筒傳動效率 0.96：滾動軸承效率 0.99（深溝球軸承） ：齒輪傳動效率 0.98 （7級精度一般齒輪傳動） ：聯(lián)軸器傳動效率 0.99（彈性聯(lián)軸器） ：聯(lián)軸器傳動效率 0.99（齒式聯(lián)軸器）所以電動機所需工作功率為3）確定電動機轉(zhuǎn)速按手冊推薦的傳動比合理范圍，二級展開式圓柱齒輪減速器傳動比而工作機卷筒軸的轉(zhuǎn)速為所以電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000和1500三種。綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、質(zhì)量及價格等因素，為使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1500的電動機。根據(jù)電動機類型、容量和轉(zhuǎn)速，由機械設計課程設計手冊表12-

9、1選定電動機型號為Y160L-4。其主要性能如下表：電動機型號額定功率（kw）滿載轉(zhuǎn)速(r/min)質(zhì)量（kg）Y160L-4 15 1460 2.2 2.3 144電動機的主要安裝尺寸和外形如下表：中心高外型尺寸L×（AC/2+AD）×HD底腳安裝尺寸A×B地腳螺栓孔直徑K軸伸尺寸D×E裝鍵部位尺寸F×GD160645× 417.5× 385254 ×2541542× 11012×453.計算傳動裝置的總傳動比并分配傳動比(1).總傳動比為(2).分配傳動比 其中：，且考慮潤滑條件等因素，取=

10、1.4初定4. 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)該傳動裝置從電動機到工作機共有三軸，依次為軸軸軸1).各軸的轉(zhuǎn)速I軸 II軸 III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)矩電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩為I軸 II軸 III軸 卷筒軸 將上述計算結(jié)果匯總與下表，以備查用。軸名功率P/kw轉(zhuǎn)矩T/(N·mm)轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動比效率I軸12.4514606.090.97II軸12.08239.744.350.97III軸11.725510.98卷筒軸11.49555. 齒輪的設計1.高速級大小齒輪的設計1) 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)(1)按

11、簡圖所示的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。(2)運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用7級精度(GB/T10095.1、22001)。(3)材料選擇。由機械設計表10-1選擇小齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為260HBS，大齒輪為45鋼（正火），硬度為210HBS，二者材料硬度差為50HBS。(4)選小齒輪齒數(shù)，則大齒輪齒數(shù)(5)按軟齒面齒輪非對稱安裝查表10-4，取齒寬系數(shù)2) 初步設計齒輪主要尺寸 (1) 設計準則:先由齒面接觸疲勞強度計算，再按齒根彎曲疲勞強度計算。兩者比較校核。 (2) 按齒面接觸疲勞強度設計，即1> 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值.試選載荷系數(shù)。.計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩.

12、 由課本P201表10-6查得材料系數(shù)。. 由課本圖P209圖10-21（b）按齒面硬度查得：小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限。. 計算應力循環(huán)次數(shù). 由課本P207圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)；。. 計算接觸疲勞許用應力取安全系數(shù)S=12>.計算. 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值。 齒數(shù)比.計算圓周速度。.計算齒寬。.計算載荷系數(shù) 根據(jù)，7級精度，課本P194圖10-8查得動載系數(shù)；由課本P193表10-2查得使用系數(shù)；由課本P198圖10-13用插值法查得7級精度、小齒輪相對支撐對稱分布時，； 故載荷系數(shù)：.按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑.計算模數(shù)查

13、標準模數(shù)系列（GB 135787）取模數(shù)小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù).幾個尺寸計算1>.計算分度圓直徑2>.計算中心距3>.計算齒輪寬度取，。4>.齒高h (3).按齒根彎曲強度校核 彎曲強度的校核公式 1>.確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值. 由課本P207圖10-20（b）查得：小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲強度極限；.課本P109圖6.7取彎曲疲勞壽命系數(shù)，；.計算彎曲疲勞許用應力； 取彎曲疲勞安全系數(shù)，應力修正系數(shù)，有.計算載荷系數(shù)；.查取齒形系數(shù)；由課本P120表6.4查得；.查取應力校正系數(shù)；由課本P120表6.4查得；.計算大、小齒輪的并加以比較；.校核計算(

14、5).結(jié)構(gòu)設計及繪制齒輪零件圖 首先考慮大齒輪，因齒輪齒頂圓直徑大于160mm，而又小于500mm，故以選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜。其他有關(guān)尺寸按課本231圖10-39（a）薦用的結(jié)構(gòu)尺寸設計，并繪制大齒輪零件圖如下。其次考慮小齒輪，由于小齒輪齒頂圓直徑較小，若采用齒輪結(jié)構(gòu)，不宜與軸進行安裝，故采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，其零件圖見滾動軸承和傳動軸的設計部分。6. 滾動軸承和傳動軸的設計(一).齒輪軸的設計.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 因已知高速小齒輪的分度圓直徑 而 .初步確定軸的最小直徑 材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)課本P370表15-3，取，于是，由于鍵槽的影響，故輸出軸的最

15、小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應，故須同時選取連軸器型號。又因為所取電動機型號為Y160L4，其軸徑為所以必須選軸孔直徑系列包括D=42mm的聯(lián)軸器，聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩，查課本P351表14-1，取，則：查機械設計課程設計手冊，選用LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 。根據(jù)聯(lián)軸器參數(shù)選擇半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。.齒輪軸的結(jié)構(gòu)設計(1).根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1).為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，-段右端需制出一軸肩，故取-段的直徑； 2).初步選擇滾動軸承。因軸承只受徑向力的作用，故可以選用深溝球軸承。按照工作要求并根據(jù)，

16、查手冊選取深溝球軸承6309，其尺寸為，故；3).由小齒輪尺寸可知，齒輪處的軸端-的直徑，。軸肩高度，故取，則軸環(huán)直徑為。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)設計而定)。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).取齒輪距箱體右側(cè)內(nèi)壁的距離，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應距箱體內(nèi)壁一段距離，取，已知滾動軸承寬度，另有軸端倒角寬度為2mm，則進而推得：， 至此，已初步確定了軸的各段和長度。(2).軸上零件的軸向定位聯(lián)軸器與軸的軸向定位均采用平鍵連接。按由機械設計課程設計手冊表4-1查得A類平鍵截面，鍵槽用鍵槽

17、銑刀加工，長為。滾動軸承與軸的軸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參考機械設計課程設計手冊表1-27，取軸端圓角。.求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算簡圖。在確定軸承的支點位置時，對于6309型深溝球軸承，其支點就是軸承寬度B的中點。因此，作為簡支梁的軸的支撐跨距。根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險截面?，F(xiàn)將計算處的截面C處的、及的值列于下表。載荷 水平面H 垂直面V支反力彎矩總彎矩 ，扭矩.按彎扭合成應力校核軸的強度進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截

18、面C）的強度。根據(jù)上表數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)變應力，取，軸的計算應力 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由課本P288表11.2查得因此，故安全。零件圖如下：(三).滾動軸承的校核軸承的預計壽命計算輸入軸承 (1).已知，兩軸承的徑向反力 (2). 計算當量載荷、由于軸承只受徑向載荷故 (4). 軸承壽命計算 由于軸承為深溝球軸承，取，又因為機器最高工作溫度為35，查課本P194表8.7、8.9取、 查機械設計課程設計手冊得6309型深溝球軸承的，則 故滿足預期壽命。7. 鍵聯(lián)接設計聯(lián)軸器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 1

19、095-2003)現(xiàn)校核其強度：,，查課本P325表12.1得，因為，故鍵符合強度要求。8.箱體結(jié)構(gòu)的設計減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量，大端蓋分機體采用配合.1. 機體有足夠的剛度在機體為加肋，外輪廓為長方形，增強了軸承座剛度2. 考慮到機體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱。因其傳動件速度小于12m/s，故采用侵油潤油，同時為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH大于40mm為保證機蓋與機座連接處密封，聯(lián)接凸緣應有足夠的寬度，聯(lián)接表面應精創(chuàng)，其表面粗糙度為3. 機體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性.鑄件壁厚為11mm，圓角半徑為R=5。機體外型簡單，拔模方便.4.

20、對附件設計A 視孔蓋和窺視孔在機蓋頂部開有窺視孔，能看到 傳動零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進行操作，窺視孔有蓋板，機體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強密封，蓋板用鑄鐵制成，用M8緊固B 油螺塞：放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機體外壁應凸起一塊，由機械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。C 油標：油標位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防油進入油尺座孔而溢出.D 通氣孔：由于減速器運轉(zhuǎn)時，機體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機蓋頂部的窺視

21、孔改上安裝通氣器，以便達到體內(nèi)為壓力平衡.E 位銷：為保證剖分式機體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機體聯(lián)結(jié)凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度.F 吊鉤：在機蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運較重的物體.減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸如下：名稱符號計算公式結(jié)果箱座壁厚11箱蓋壁厚9箱蓋凸緣厚度14箱座凸緣厚度16.5箱座底凸緣厚度27.5地腳螺釘直徑M24地腳螺釘數(shù)目查機械設計課程設計手冊表11-18軸承旁聯(lián)接螺栓直徑M18機蓋與機座聯(lián)接螺栓直徑=（0.50.6）M12軸承端蓋螺釘直徑=（0.40.5）M8M10M12視孔蓋螺釘直徑=（0.30.4）M8定位銷直徑=（0.70.8）10，至

22、外機壁距離查機械設計課程設計手冊表11-2342418，至凸緣邊緣距離查機械設計課程設計手冊表11-22816外機壁至軸承座端面距離=+（812）7074大齒輪頂圓與內(nèi)機壁距離>1.2>13.2齒輪端面與內(nèi)機壁距離>>11機座肋厚 軸承端蓋外徑+（55.5） 150 190 240起蓋螺釘直徑不用太大，但要常見，起到起蓋作用即可。鑄造過渡尺寸h,k,rh=15k=3r=5凸臺高度H根據(jù)低速機軸承座外景確定，以便于扳手操作為準通氣器固定螺釘直徑根據(jù)通氣器上的沉孔直徑確定9. 潤滑密封設計對于二級展開式圓柱齒輪減速器，因為傳動裝置屬于輕型的，且轉(zhuǎn)速速較低，所以其速度遠遠小于

23、，所以軸承采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號潤滑油，裝至規(guī)定高度。油的深度為64其中油的粘度大，化學合成油，潤滑效果好。從密封性來講為了保證機蓋與機座連接處密封，凸緣應有足夠的寬度，連接表面應精刨，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。軸承端蓋采用凸緣式軸承端蓋，易于加工和安裝。因為輸出軸、輸入軸轉(zhuǎn)速都較低，故二者均可采羊毛氈圈密封，輸出軸選用氈圈75，輸入軸選用氈圈40.10.聯(lián)軸器設計1.類型選擇.為了隔離振動和沖擊，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器2.載荷計算.見軸的設計。四 設計小結(jié)這次關(guān)于帶式運輸機上的二級展開式圓柱齒輪減速器的課程設計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設計概念和設計過程的實踐考驗，對于提高我們機械設計的綜合素質(zhì)大有用處。通過兩個星期的設計實踐，使我對機械設