帶式輸送機傳動裝置中的二級圓錐圓柱齒輪減速器設計【3張圖紙】,3張圖紙,輸送,傳動,裝置,中的,二級,圓錐,圓柱齒輪,減速器,設計,圖紙 目 錄 一、設計任務書…………………………..………………………..…5 二、動力機的選擇…………………………..……………………..…5 三、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)…………………………....…6 四、傳動件設計計算（齒輪）………………………………………10 五、軸的設計………. ………. ………. ……….. .... .. ..………..……20 六、滾動軸承的選擇及計算…………………………………..…..…..32 七、鍵連接的選擇及校核計算…………………………………..……34 八、聯(lián)軸器的選擇……..........................….....…….....................……..35 九、設計總結…..……………………………………………………..37 十、參考資料.…………………….……………………………….…38 設計計算及說明 一、 設計任務書 1. 設計題目：帶式運輸機傳動裝置 鑄造車間用帶式運輸機。改運輸機由電動機經圓錐圓柱齒輪減速器、帶傳動傳至運輸鏈板以將落砂后的熱鑄件送至清理工部。 工作平穩(wěn)，不逆轉。運輸鏈速度允許誤差為5%。雙班制工作。 2. 傳動簡圖 1.電動機 2.高速級 3.中速級 4.低速級 5.運輸帶輪 6.運輸帶 3. 數(shù)據(jù) 已知運輸鏈曳引力F=4KN，運輸鏈速度v=1.6m/s，滾筒直徑400mm,工作年限為8年。 二、電動機的選擇 1）電動機類型和結構型式 按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y系列三相異步電動機。它為臥式封閉結構。 2）電動機容量 由《機械設計課程設計》表2-10查得：彈性柱銷聯(lián)軸器=0.99.；8級精度一般圓錐齒輪傳動=0.97；8級精度一般圓柱齒輪傳動=0.97；V帶傳動的效率=0.96；滾動軸承效率=0.99；則 (1)輸出功率 (2)電動機輸出功率 傳動裝置的總效率 故 3）電動機的轉速 推算電動機轉速可選范圍，根據(jù)，則電動機轉速可選范圍為： 選電動機型號Y132M-4，額定功率為7.5KW，滿載轉速為1440r/min。 4）電動機的技術數(shù)據(jù)和外形,安裝尺寸 由《機械設計課程設計》表12-1查得主要數(shù)據(jù)，并記錄備用。 三、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 1）傳動裝置總傳動比 2）分配各級傳動比，選擇齒數(shù) A.帶的傳動比取3 （2~4） B.錐齒的傳動比 5 C.圓柱齒輪的傳動比 3）各軸轉速（軸號見圖一） 4）各軸輸入功率 按電動機額定功率計算各軸輸入功率，即 5）各軸轉矩 項目 軸1 軸2 軸3 轉速(r/min) 480 228.6 76.2 功率(kw) 7 6.7 6.432 轉矩(N*m) 49.3 139 806.9 皮帶的設計： 根據(jù) 由表8—7（書） 選 根據(jù)圖8—11選帶為A型 據(jù)表8—8 選 圓整到315 初選 其中，根據(jù)表8—2選1600 驗算小帶輪山上的包角： 根據(jù)表8—5 選 據(jù)表8—4a 選 插值法 據(jù)表8—4b 選 則 選Z=6 確定帶的初拉力 N 壓軸力 根據(jù)表14—1 選 則 據(jù)查表選LT6型彈性套柱銷聯(lián)軸器 軸徑為32~42之間 （電動機軸徑為38mm) 選定軸材料為45剛，[]=45 表(15-3) 根據(jù)所選聯(lián)軸器，將軸徑設計為32mm 因 所以選腹板式小帶輪 帶輪寬為 5e+2f=93 四、傳動件的設計計算 圓錐直齒輪設計 已知輸入功率，小齒輪轉速480r/min，齒數(shù)比=2.1，由電動機驅動，工作壽命8年，兩班制，工作平穩(wěn)，不反轉 1.選定齒輪精度等級、材料及齒數(shù) 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用8級精度(GB10095-88) 1） 材料選擇 由《機械設計（第八版）》表10-1選擇小齒輪材料為(調質，表面淬火)，硬度為280HBS、大齒輪材料均為45剛(調質，表面淬火)，齒面硬度為240HBS，材料硬度差為40HBS。 2） ， 2.按齒面接觸強度設 由設計計算公式進行試算，即 （1） 確定公式內的各計算數(shù)值 1） 試選載荷系數(shù)=1.3 2） 計算小齒輪的轉矩 選齒寬系數(shù) 4） 由《機械設計（第八版）》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪、大齒輪的接觸疲勞強度極限 5）由《機械設計（第八版）》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) ，確定區(qū)域載荷系數(shù)標準直齒圓錐齒輪傳動，由圖10-30 得 6） 計算應力循環(huán)次數(shù) 7) 由《機械設計（第八版）》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 8) 計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為1%，安全系數(shù)，得 = = （2） 計算 1） 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值 ==85mm 2） 計算圓周速度v 計算模數(shù) m=3.5 計算載荷 根據(jù)，8級精度，由《機械設計（第八版）》圖10-8查得動載系數(shù)=1.08 由表10-3查得= 由《機械設計（第八版）》表10-2查得使用系數(shù) 根據(jù)大齒輪兩端支撐，小齒輪作懸臂布置 查表10-9，選則 接觸強度載荷系數(shù) 結果 符合要求 3） 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得 4） 計算模數(shù) 5） 計算齒寬 錐齒齒寬相同 3.按齒根彎曲強度設計 (1) 確定公式內的各計算數(shù)值 1）K=2.025 2) 3）計算當量齒數(shù) 4）由《機械設計（第八版）》表10-5查得兩齒輪齒形系數(shù), 由《機械設計（第八版）》表10-5查得兩齒輪齒形系數(shù), 5)由《機械設計（第八版）》表10-20C查得兩齒輪彎曲疲勞強度極限, 由圖10-18查的彎曲疲勞強度系數(shù) 6) 計算彎曲疲勞許用應力; 取彎曲疲勞安全系數(shù) 7)計算大小齒輪的并比較取較大值. (2)設計計算 取 4. 計算齒輪相關參數(shù) 小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù) 小齒輪分度圓直徑 大齒輪分度圓直徑 齒寬 中心距 a=151.875mm 圓柱斜齒輪設計 已知輸入功率,小齒輪轉速228.6r/min，齒數(shù)比=3，由電動機驅動，工作壽命8年，兩班制，工作平穩(wěn)，不逆轉。 1、 選定齒輪精度等級、材料及齒數(shù) 1） 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用8級精度(GB10095-88) 2） 材料選擇 由《機械設計（第八版）》表10-1選擇大齒輪材料為40Cr（調質,表面淬火），齒面硬度250HBS，小齒輪材料均為40Cr（調質,表面淬火），齒面硬度300HBS,二者硬度差為50HBS。 3） 選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù) 4） 選取螺旋角。初選螺旋角 2、 按齒面接觸強度設計 由設計計算公式進行試算，即 (1) 確定公式內的各計算數(shù)值 1） 試選載荷系數(shù) 2） 計算小齒輪的轉矩 3） 選齒寬系數(shù) 4） 由《機械設計（第八版）》圖10-30選取區(qū)域系數(shù) 5） 由《機械設計（第八版）》圖10-26查得，，則 6） 由《機械設計（第八版）》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) 7） 計算應力循環(huán)次數(shù) 8） 由《機械設計（第八版）》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪、大齒輪的接觸疲勞強度極限 9) 由《機械設計（第八版）》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 10）計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1， = = =678.9 （2）計算 1）試算小齒輪分度圓直徑，由計算公式得 2） 計算圓周速度v 3） 計算齒寬b及模數(shù) b=d=1×67.2=67.2 模數(shù) m= 齒高 h=2.25×m=2.25×2.7=6.08 =67.2/6.08=11.05 4)計算縱向重合度 5).計算載荷系數(shù) 根據(jù)V=0.8，8級精度，由《機械設計（第八版）》圖10-8查得動載系數(shù) 由《機械設計（第八版）》表10-2查得使用系數(shù) 由表10-4查得 K=1.46, 由表10-13查得K= 1.39, 由表10-3查得 故載荷系數(shù) K＝=1×1.05×1.4×1.46=2.146 6）按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得 d=d=70.2× 7)計算模數(shù) 3.按齒根彎曲強度校核 m≥ 1）?載荷系數(shù)K K＝K K K K=1×1.05×1.4×1.39=2.04 2）?當量齒數(shù)????? ? 3)由課本表10-5查得齒形系數(shù)Y和應力修正系數(shù)Y 4)螺旋角系數(shù) 軸向重合 =678.9MPa 由圖10-28查得 5)查課本由圖10-20c得齒輪彎曲疲勞強度極限 ? 查課本由圖10-18c得彎曲疲勞壽命系數(shù) K=0.9 K=0.87 S=1.4 []= []= 6)計算大小齒輪的,并加以比較 ???????????大齒輪的數(shù)值大,選用小齒輪的尺寸設計計算 (2)計算模數(shù) 對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，按GB/T1357-1987圓整為標準模數(shù),取m=3但為了同時滿足接觸疲勞強度，需要按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d=77.5來計算應有的齒數(shù). 取,則 4.初算主要尺寸 1)計算中心距 a===155.29 將中心距圓整為155 2)修正螺旋角 因值改變不多,故參數(shù),,等不必修正 ?? 分度圓直徑 d= d= 3)計算齒輪寬度 圓整后取 五、軸的設計計算 輸入軸設計 1、 求輸入軸上的功率、轉速和轉矩 2初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調質），根據(jù)《機械設計（第八版）》表15-3，取，得,因為軸上有一個鍵槽，故軸要加大5%輸入軸的最小直徑，初選軸承為7307AC。 3.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1） 選大帶輪為腹板式，則大帶輪寬度 2） 端蓋厚度 為螺釘直徑 根據(jù)軸承選出固定端蓋所用螺釘為M16的。 3）取 ， 。 4）軸承端蓋的總寬度為17.2mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑油 求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離 ，故取 5） 軸承寬度為35mm 6)軸上的周向定位 圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由《機械設計（第八版）》表6-1 查得平鍵截面 ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為60mm，同時為保 證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為k6。 7)確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 4.軸結構設計 5軸上載荷 6合成應力校核軸的強度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力，取，軸的計算應力 已選定軸的材料為45鋼（調質），由《機械設計（第八版）》表15-1查得，故安全 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 彎矩M 扭矩T 中間軸設計: 1、求中間軸上的功率、轉速和轉矩 =6.7kw; =480r/min; =139 2、求作用在大齒輪上的力 已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑 而 3、初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45（調質），根據(jù)《機械設計（第八版）》表15-3，取，得， 4.軸的結構設計 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1 取軸的最小直徑為44mm，非定位軸肩高度為2mm，錐齒對的軸長為44mm，軸頸為直徑48mm，軸肩寬度為38mm，斜齒對的軸經為44mm，長度為82mm，配有盤對的軸頸為40mm，長為18mm，軸承對的長度為18mm （3）軸上的周向定位 圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由《機械設計（第八版）》表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為28mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為m6。 （4）確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 3、 求軸上的載荷 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 彎矩M 總彎矩 扭矩T 280200 6、按彎扭合成應力校核軸的強度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力，取，軸的計算應力 前已選定軸的材料為 45鋼（調質），由《機械設計（第八版）》表15-1查得，故安全 輸出軸設計: 1、求輸出軸上的功率、轉速和轉矩 =6.432kw; =76.2r/min; =806.9 2、求作用在齒輪上的力 已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑 而 3.初步確定軸的最小直徑 1)先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45（調質），根據(jù)《機械設計（第八版）》表15-3，取，得 與聯(lián)軸器相連的軸長112mm，聯(lián)軸器選LT9，非定位軸肩為1，端蓋厚度為7.2，軸承選用7011AC,擋油盤寬度為7.2，軸肩長度為12，軸的長度分別為L1=112mm，L2=59.6，L3=26,L4=82,L5=12，L6=78，L7=38. 3）軸上的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接，按由《機械設計（第八版）》表6-1查得平鍵截面 ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為40mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵，半聯(lián)軸器與軸的配合為，滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為k6。 （3） 確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為 3、 求軸上的載荷 4、 5、 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 彎矩M 總彎矩 扭矩T 6、按彎扭合成應力校核軸的強度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力，取，軸的計算應力 前已選定軸的材料為45鋼（調質），由《機械設計（第八版）》表15-1查得，故安全。 六、滾動軸承的選擇及計算： 輸入軸承： 初步選擇滾動軸承，由《機械設計課程設計》表5-12中初步選取0基本游隙組，標準精度級的單列圓錐滾子軸7307AC，其尺寸為， ，e=0.68, ,額定動載荷 則 則 則 所以按軸承1的受力大小驗算 故所選軸承滿足壽命要求。 中軸： 2. 初步選擇滾動軸承，由《機械設計課程設計》表5-12中初步選取0基本游隙組，標準精度級的單列圓錐滾子軸承7208C，其尺寸為， ，e=0. 68,額定動載荷 則 則 則 則 所以按軸承2的受力大小驗算 故所選軸承滿足壽命要求。 輸出軸軸滾動軸承計算 初步選擇滾動軸承，由《機械設計課程設計》表5-12中初步選取0基本游隙組，標準精度級的單列圓錐滾子軸承7011C，其尺寸為，， ，則 則 則 則 所以按軸承1的受力大小驗算 故所選軸承滿足壽命要求。 七、鍵連接的選擇及校核計算 輸入軸鍵計算 1、 校核聯(lián)軸器處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉矩為： 鍵可以。 中間軸鍵計算 1、 校核圓錐齒輪處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉矩為： ，故單鍵即可。 輸出軸鍵計算 1、 校核小鏈輪處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉矩為： 校核圓柱齒輪處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉矩為： ，故單鍵既可 八、聯(lián)軸器的選擇 在軸的計算中已選定聯(lián)軸器型號。 1.、輸入軸選LT4型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉矩為63000，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為38mm。 2、輸出軸選LT8型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉矩為710000，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為84mm 3.減速器附件的選擇 由《機械設計（機械設計基礎）課程設計》選定通氣帽，A型壓配式圓形油標A20（GB1160.1-89），外六角油塞及封油墊,箱座吊耳，吊環(huán)螺釘M12（GB825-88），啟蓋螺釘M8。 4，潤滑與密封 齒輪采用浸油潤滑，由《機械設計（機械設計基礎）課程設計》表16-1查得選用N220中負荷工業(yè)齒輪油（GB5903-86）。由于大圓錐齒輪的直徑185mm，大圓柱齒輪的直徑240mm，圓柱齒輪與錐齒輪直徑相差較大，可利用帶油輪將油到未浸入油池內的錐齒輪齒面上。齒輪圓周速度，大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x≥30~60mm。由于大圓錐齒輪，可以利用齒輪飛濺的油潤滑軸承，并通過油槽潤滑其他軸上的軸承，且有散熱作用，效果較好。 密封防止外界的灰塵、水分等侵入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┑穆┦? 九．箱體結構的設計 名稱 符號 減速器型式及尺寸 機匣壁厚 考慮鑄造工藝，壁厚取10 機座底凸緣厚度 取 地腳螺釘直徑 取 地腳螺釘數(shù)目 取 軸承端蓋螺釘直徑 取 窺視孔蓋螺釘直徑 取 定位銷直徑 取 蝸輪外圓與內機壁距離 Δ1 > 取Δ1= 齒輪輪轂端面與內機壁距離 Δ2 > 取Δ2= 軸承端蓋外徑 取 軸承端蓋凸緣厚度 取 九、設計總結 帶式運輸機上的兩級圓錐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大有用處。通過兩個星期的設計實踐，使我對機械設計有了更多的了解和認識.為我們以后的工作打下了堅實的基礎. 　　機械設計是機械工業(yè)的基礎,是一門綜合性相當強的技術課程，它融《機械原理》、《機械設計》、《理論力學》、《材料力學》、《互換性與技術測量》、《工程材料》、《機械設計（機械設計基礎）課程設計》等于一體。 這次的課程設計,對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設計思想、訓練綜合運用機械設計和有關先修課程的理論,結合生產實際反應和解決工程實際問題的能力，鞏固、加深和擴展有關機械設計方面的知識等方面有重要的作用。這次課程設計也使我重新溫習了以前的制圖知識及電腦知識，更好的利用了繪圖軟件。 平時的學習僅僅是片面的，這次總體性的學習使我感受到了統(tǒng)籌兼顧的重要性，使我深刻的認識到了細節(jié)的重要性。同學們分組進行學習，也使我感受到了團隊合作的快樂及重要性。有些問題自己看不出來，隊友的提醒卻起了很大的作用 本次設計得到了指導老師的細心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導和幫助。設計中還存在不少錯誤和缺點，需要繼續(xù)努力學習和掌握有關機械設計的知識，繼續(xù)培養(yǎng)設計習慣從而提高設計實踐操作能力。 十、參考文獻 【1】、《機械設計（第八版）》　高等教育出版社 【2】、《機械設計課程設計手冊（第3版）》　高等教育出版社 【3】、《機械設計基礎實訓指導（第三版）》　高等教育出版社 【4】、《機械原理（第七版）》　高等教育出版社 【5】、《公差配合與技術測量（第3版）》　高等教育出版社 m=3mm 3 附件圖紙 裝配圖 軸 大齒輪