帶式輸送機(jī)驅(qū)動裝置設(shè)計

1、海量機(jī)械畢業(yè)設(shè)計，請聯(lián)系Q99872184摘要帶式輸送機(jī)驅(qū)動裝置是輸送機(jī)的動力的來源，主要由電動機(jī)通過聯(lián)軸器、減速器、帶動傳動滾筒轉(zhuǎn)動。本驅(qū)動裝置設(shè)計中，首先根據(jù)輸送機(jī)的工作要求確定傳動方案,然后確定電動機(jī),由電機(jī)及工作機(jī)進(jìn)行減速器設(shè)計, 驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置架，傳動滾筒，滾筒頭架設(shè)計。關(guān)鍵詞： 帶式輸送機(jī) 驅(qū)動裝置 減速器 滾筒 Abstract Conveyor belt conveyor drive is the driving force of the source. The main belt conveyor drive motor through a coupling, reduc

2、er, driving drum driven rotation. With drum and the friction of the belt, the belt movement, a tilt of the belt conveyor also set up for brakes and stop.In this drive in accordance with the design of the first conveyor requirements for the work programme identified transmission, and then determine M

3、otors, electrical and machine reducer design work, drive, drive planes, driving drum, drum-head design .Keywords: Beltconveyor DrivingDevice Reducer Drum 1概述11.1帶式輸送機(jī)的發(fā)展歷程及發(fā)展方向11.2 輸送機(jī)的分類21.3 驅(qū)動裝置42運(yùn)動方案的擬訂63減速器設(shè)計93.1 選擇電動機(jī)93.1.2 選擇電動機(jī)的容量93.1.3 確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速103.2 計算總傳動比并分配各級傳動比113.3 運(yùn)動參數(shù)的計算113.3.1 計算各軸轉(zhuǎn)速:

4、113.3.2 各軸的功率和轉(zhuǎn)矩113.4 傳動零件(齒輪)的設(shè)計133.4.1 高速級齒輪傳動的設(shè)計計算133.4.1.1 選擇材料、齒輪精度等級、類型及齒數(shù)133.4.1.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計143.4.1.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計163.4.1.4幾何尺寸計算183.4.2 低帶級齒輪傳動的設(shè)計計算193.4.2.1 選擇材料、齒輪精度等級、類型及齒數(shù)193.4.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計193.4.2.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計223.4.2.4 幾何尺寸計算233.5 軸的設(shè)計243.5.1 軸的材料243.5.2軸徑的初步估算243.5.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計253.5.4 按彎扭合成進(jìn)行軸

5、的強(qiáng)度校核273.6.1 軸I上的軸承的選擇373.6.3 軸III(輸出軸)上的軸承的選擇423.7.1 高速級大齒輪與軸的聯(lián)接443.7.2 低速級大齒輪與軸的聯(lián)接453.9.1 聯(lián)軸器的選擇設(shè)計483.9.1.1 高速軸聯(lián)軸器483.9.1.2 低速級聯(lián)軸器的選擇設(shè)計503.9.3 密封533.9.4 公差與配合543.9.5 其他附件的設(shè)計544 驅(qū)動滾筒設(shè)計584.2.2 滾筒軸的校核654.2.3 滾筒的周向定位655 托輥的設(shè)計675.1.1 作用675.1.2 托輥的類型675.3.1槽形托輥695.3.2 緩沖托輥705.3.3 回程托輥715.3.4 調(diào)心托輥726.機(jī)架7

6、57.拉緊裝置76致謝.77參考文獻(xiàn).781概述1.1帶式輸送機(jī)的發(fā)展歷程及發(fā)展方向隨著世界裝備制造業(yè)向中國轉(zhuǎn)移及我國帶式輸送機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)步，中國成為世界上最大的帶式輸送機(jī)產(chǎn)品研發(fā)和制造基地指日可待，5年后我國帶式輸送機(jī)全球市場占有率將達(dá)到50%左右。下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，要求為其配套的橡膠輸送帶行業(yè)更快地與國際接軌，采用國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)、不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量、開發(fā)低阻力節(jié)能型輸送帶、加強(qiáng)技術(shù)服務(wù)，成為下游產(chǎn)業(yè)的迫切要求。帶式輸送機(jī)作為大宗散狀物料連續(xù)輸送設(shè)備，廣泛應(yīng)用于大型露天煤礦、大型露天金屬礦、港口碼頭以及火電、鋼鐵、有色、建材、化工、糧食等行業(yè)，是現(xiàn)代工業(yè)和現(xiàn)代物流業(yè)不可或缺的重要技術(shù)裝

7、備。上世紀(jì)80年代初，我國帶式輸送機(jī)行業(yè)只能生產(chǎn)TD75型帶式輸送機(jī)，因而配套棉帆布輸送帶即可滿足要求，但當(dāng)時國家重點(diǎn)工程項(xiàng)目中帶式輸送機(jī)產(chǎn)品卻都是從國外進(jìn)口。80年代中期，我國帶式輸送機(jī)行業(yè)開始引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)和專用制造設(shè)備，設(shè)計制造水平有了質(zhì)的提高，并逐漸替代進(jìn)口產(chǎn)品。近年來，我國帶式輸送機(jī)總體上已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平，除滿足國內(nèi)項(xiàng)目建設(shè)的需求外，已經(jīng)開始批量出口，其設(shè)計制造能力、產(chǎn)品性能和產(chǎn)品質(zhì)量得到了國際市場的認(rèn)可。而輸送帶作為承載和牽引構(gòu)件，是帶式輸送機(jī)中的主要部件之一，因此必須滿足國內(nèi)大型項(xiàng)目及國際更高標(biāo)準(zhǔn)的要求。目前帶式輸送機(jī)發(fā)展的重點(diǎn)產(chǎn)品包括長距離、大運(yùn)量、高帶速帶式輸送機(jī)，水平

8、及空間曲線越野帶式輸送機(jī)，露天礦用移置式帶式輸送機(jī)，大型下運(yùn)帶式輸送機(jī)，自移機(jī)尾可伸縮帶式輸送機(jī)，園管帶式輸送機(jī)，大傾角上運(yùn)帶式輸送機(jī)，鋼絲繩牽引帶式輸送機(jī)。重點(diǎn)研發(fā)的核心技術(shù)包括帶式輸送機(jī)動態(tài)分析設(shè)計技術(shù)，智能化可控驅(qū)動系統(tǒng)研發(fā)，物料轉(zhuǎn)載點(diǎn)新型耐磨材料研制，鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)以及帶式輸送系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)、環(huán)保技術(shù)和散料輸送系統(tǒng)集成及工程設(shè)計技術(shù)等。1.2 輸送機(jī)的分類帶式輸送機(jī)分類方法有多種,按運(yùn)輸物料的輸送帶結(jié)構(gòu)可分成兩類,一類是普通型帶式輸送機(jī),這類帶式輸送機(jī)在輸送帶運(yùn)輸物料的過程中,上帶呈槽形,下帶呈平形,輸送帶有托輥托起,輸送帶外表幾何形狀均為平面;另外一類是特種結(jié)構(gòu)的帶式輸送機(jī),各有各

9、的輸送特點(diǎn).其簡介如下:各種帶式輸送機(jī)的特點(diǎn) .QD80輕型固定式帶輸送機(jī)QD80輕型固定式帶輸送機(jī)與TD型相比,其帶較薄、載荷也較輕,運(yùn)距一般不超過100m,電機(jī)容量不超過22kw. .它屬于高強(qiáng)度帶式輸送機(jī),其輸送帶的帶芯中有平行的細(xì)鋼繩，一臺運(yùn)輸機(jī)運(yùn)距可達(dá)幾公里到幾十公里. .U形帶式輸送機(jī)它又稱為槽形帶式輸送機(jī),其明顯特點(diǎn)是將普通帶式輸送機(jī)的槽形托輥角由提高到使輸送帶成U形.這樣一來輸送帶與物料間產(chǎn)生擠壓,導(dǎo)致物料對膠帶的摩擦力增大,從而輸送機(jī)的運(yùn)輸傾角可達(dá)25. . 管形帶式輸送機(jī)U形帶式輸送帶進(jìn)一步的成槽,最后形成一個圓管狀,即為管形帶式輸送機(jī),因?yàn)檩斔蛶П痪沓梢粋€圓管,故可以實(shí)現(xiàn)

10、閉密輸送物料,可明顯減輕粉狀物料對環(huán)境的污染,并且可以實(shí)現(xiàn)彎曲運(yùn)行. .氣墊式帶輸送機(jī)其輸送帶不是運(yùn)行在托輥上的,而是在空氣膜（氣墊）上運(yùn)行,省去了托輥,用不動的帶有氣孔的氣室盤形槽和氣室取代了運(yùn)行的托輥, 運(yùn)動部件的減少,總的等效質(zhì)量減少,阻力減小,效率提高,并且運(yùn)行平穩(wěn),可提高帶速.但一般其運(yùn)送物料的塊度不超過300mm.增大物流斷面的方法除了用托輥把輸送帶強(qiáng)壓成槽形外,也可以改變輸送帶本身,把輸送帶的運(yùn)載面做成垂直邊的,并且?guī)в袡M隔板.一般把垂直側(cè)擋邊作成波狀,故稱為波狀帶式輸送機(jī),這種機(jī)型適用于大傾角,傾角在30以上,最大可達(dá)90. （6）.壓帶式帶輸送機(jī)它是用一條輔助帶對物料施加壓力

11、.這種輸送機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是:輸送物料的最大傾角可達(dá)90,運(yùn)行速度可達(dá)6m/s,輸送能力不隨傾角的變化而變化,可實(shí)現(xiàn)松散物料和有毒物料的密閉輸送.其主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、輸送帶的磨損增大和能耗較大. .鋼繩牽引帶式輸送機(jī)它是無際繩運(yùn)輸與帶式運(yùn)輸相結(jié)合的產(chǎn)物,既具有鋼繩的高強(qiáng)度、牽引靈活的特點(diǎn),又具有帶式運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)、柔性的優(yōu)點(diǎn)。1.3 驅(qū)動裝置驅(qū)動裝置的作用是將電動機(jī)的動力傳遞給輸送帶，并帶動它運(yùn)動。機(jī)器通常由原動機(jī)、傳動裝置和工作裝置三部分組成。傳動裝置用來傳遞原動機(jī)的運(yùn)動和動力、變換其運(yùn)動形式以滿足工作裝置的需要，是機(jī)器的重要組成部分。驅(qū)動裝置是帶式輸送機(jī)的動力傳遞機(jī)構(gòu)。一般由電動機(jī)、聯(lián)軸器、制動

12、器、減速器及驅(qū)動滾筒組成。電動機(jī)：帶式輸送機(jī)用的電動機(jī)，有鼠籠式、繞線式異步電動機(jī)。在有防爆要求的場合，就采用礦用隔爆機(jī)。使用液力耦合器時，不需要具有高起動力矩的電動機(jī)，只要與耦合器匹配得當(dāng)，就能得到接近電機(jī)最大力矩的起動力矩。聯(lián)軸器：按傳動和結(jié)構(gòu)上的需要，分別采用液力耦合器、柱梢聯(lián)軸器、棒梢聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器或十字滑塊聯(lián)軸器。減速器：帶式輸送機(jī)用的減速器，有圓柱齒輪減速器和圓錐-圓柱齒輪減速器。圓柱齒輪減速器的傳動效率高，但是它要求電機(jī)軸與輸送機(jī)軸平行，驅(qū)動裝置占地寬度大，適合于在地面驅(qū)動；而井下使用時需要加寬峒室，若把電機(jī)布置在輸送帶下面，會給維護(hù)和更換造成困難。因此，用于采區(qū)巷道是，常采

13、用圓錐-圓柱齒輪減速器。驅(qū)動滾筒：驅(qū)動滾筒是依靠它與輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶運(yùn)行的部件。據(jù)撓性牽引構(gòu)件的摩擦傳動理論，輸送帶與滾筒之間的最大摩擦力，隨摩擦系數(shù)和圍包角的增大面增大。所以提高牽引力必須人這兩方面入手。根據(jù)不同的使用條件和工作要求，帶式輸送機(jī)的驅(qū)動方式，可分單電機(jī)單滾筒驅(qū)動單電機(jī)雙滾筒驅(qū)動及多電機(jī)驅(qū)動多滾筒驅(qū)動幾種。2運(yùn)動方案的擬訂 驅(qū)動裝置是帶式輸送機(jī)的原動力部分、由電動機(jī)、減速器以及高（低）速聯(lián)軸器、制動器和逆止器等組成。其型式的確定按與傳動滾筒和關(guān)系，驅(qū)動裝置可分為分離式、半組合式和組合式三種。其三種組合方式如下表的示：類型代號功率范圍/kw驅(qū)動系統(tǒng)組成分離式Y(jié)-DBY/

14、DCY2.2-315 MLL聯(lián)軸器- 直交軸硬齒面Y電機(jī)- YOX耦合器 ZL聯(lián)軸器 分離式Y(jié)-ZLY/ZSY2.2-315Y電機(jī)-MLL聯(lián)軸器-平行軸硬齒面-ZL聯(lián)軸器 YOX耦合器 減速器半組合式Y(jié)IH2.2-250Y電機(jī)-HL聯(lián)軸器減速滾筒 YOX耦合器組合式Y(jié)II2.2-55Y電機(jī)電動滾筒分離式驅(qū)動裝置有兩種，在這兩種分離式裝置中，應(yīng)優(yōu)先選擇Y-ZLY驅(qū)動裝置；而Y-DBY適用于要求布置特別緊湊的地方。電動滾筒-組合式驅(qū)動裝置是將電動機(jī)和減速器齒輪副裝入滾筒內(nèi)部與傳動滾筒組合在一起的驅(qū)動裝置。驅(qū)動裝置不占空間，適用于短距離及較小功率的帶式輸送機(jī)上。但電動機(jī)在滾筒內(nèi)部，散熱條件差，因而電

15、動滾筒不適合長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，也不適合在環(huán)境溫度不大40C的場合使用。減速滾筒-半組合式驅(qū)動裝置是只將減速齒輪副置于滾筒內(nèi)部，電動機(jī)伸出在滾筒外面的驅(qū)動裝置。它解決了電動滾筒散熱條件差的問題。因而作業(yè)率可不受太大的限制。傳動裝置的傳動方案是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。綜合考慮本題設(shè)計采用的為第一種分離式傳動方案。眾所周知，帶式輸送機(jī)的驅(qū)動裝置由電動機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、滾筒有向上傾斜時還配有制動器、逆止器等部分組成，而減速器又由軸、軸承、齒輪、箱體四部分組成。所以，如果要設(shè)計帶式輸送機(jī)的傳動裝置，必須先合理選擇、設(shè)計它各組成部分，下面我們將一一進(jìn)行設(shè)計及選擇。3減速器設(shè)計3.1 選擇

16、電動機(jī)電動機(jī)是常用的原動機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、控制簡便和維護(hù)容易等優(yōu)點(diǎn)。電動機(jī)的選擇主要包括選擇其類型和結(jié)構(gòu)形式、容量（功率）和轉(zhuǎn)速、確定具體型號。3.1.1 選擇電動機(jī)的類型按工作要求和條件選取Y系列一般用途的全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機(jī)。 3.1.2 選擇電動機(jī)的容量工作所需的功率： = FV/（1000）所以： = FV/（1000）式中電動機(jī)的工作功率kw 工作機(jī)所需功率(指輸入工作軸的功率)kw工作機(jī)的效率由電動機(jī)至工作機(jī)之間傳動裝置的總效率為：= .式中、分別為齒輪傳動、卷筒、軸承、聯(lián)軸器的效率。取 = 0.97、= 0.96、 =0.98、 = 0.99則： = 0.9

17、720.960.9840.992= 0.817所以：= 根據(jù)選取電動機(jī)的額定功率 查機(jī)械零件設(shè)計手冊取電動機(jī)的額定功率為110kw3.1.3 確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速由卷筒軸的轉(zhuǎn)速 按二級斜齒圓柱減速器的傳動比的合理范圍=830故電動機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為: =()59.7r/min=(477.61791)r/min 配合計算出的容量,由表1-57查出有兩種適用的電動機(jī)型號, 其技術(shù)參數(shù)比較情況見下表：表3-1 ：方 案電動機(jī)型號額定功率 電動機(jī)轉(zhuǎn)速電動機(jī)重量kw同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速 1Y315M2-6 110 1000 9901110 2Y315S-4 110 150014801000綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的

18、尺寸、重量以及減速器的傳動比，可知方案2比較適合。因此選定電動機(jī)型號為Y315S-4,所選電動機(jī)的額定功率P =110kw，滿載轉(zhuǎn)速n=1480r/min 。3.2 計算總傳動比并分配各級傳動比 電動機(jī)確定后，根據(jù)電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和工作裝置的轉(zhuǎn)速就可以計算傳動裝置的總傳動比。4.2.1 計算總傳動比=24.79 4.2.2 分配各級傳動比 確定各級的傳動比時,考慮到潤滑條件,應(yīng)使高、低級兩個在齒輪的直徑相近，所以低速級大齒輪略大些，推薦高帶級傳動比。 3.3 運(yùn)動參數(shù)的計算3.3.1 計算各軸轉(zhuǎn)速: = 3.3.2 各軸的功率和轉(zhuǎn)矩電動機(jī)軸輸出功率和轉(zhuǎn)矩80kw9550Nm9550軸1的輸入功

19、率和轉(zhuǎn)矩：= = 800.99=79.2kw9550Nm9550511.05Nm軸2的輸入功率和轉(zhuǎn)矩：= = 79.20.970.98=75.29kw9550Nm95502667.18Nm軸3的輸入功率和轉(zhuǎn)矩：= =75.290.970.98=71.57kw9550Nm此處刪減NNNNNNNNNNNNNNNN字 需要整套設(shè)計請聯(lián)系q：99872184。 由表10-5,查得=2.76 =2.216) 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表10-5,查得=1.56 =1.7857) 計算大、小齒輪的，并加以比較=0.010568=0.009279小齒輪的數(shù)值大(2) 設(shè)計計算=3.65mm對比計算結(jié)果,由齒面接觸

20、疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)與由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)相差不大,取模數(shù)m=3.65mm,就近圓整標(biāo)準(zhǔn)值3.8mm可滿足彎曲強(qiáng)度要求；但要同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 =66.65mm來計算應(yīng)有的齒數(shù)，于是由=23.16取=24，則=u=244.51=108.24 取=108這樣設(shè)計出來的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。3.4.2.4 幾何尺寸計算（1）計算大、小齒輪的分度圓直徑=91.2mm=414.2mm（2）計算中心距a=252.7（3）計算齒輪寬度b=0.8=70.08mm圓整后取=70mm =75mm

21、3.5 軸的設(shè)計3.5.1 軸的材料根據(jù)機(jī)械設(shè)計表15-3從幾種常用的軸的材料中選選取，由于小齒輪的直徑較小，軸I設(shè)計成齒輪軸，故選材與小齒輪相同為40，調(diào)質(zhì)處理；而軸II軸III取材也為40Cr,調(diào)質(zhì)處理。3.5.2軸徑的初步估算由公式（15-2）， 可得各軸直徑如下：查表15-3得，=11297 取=110軸I：=41.45mm軸II: =71.9mm軸III: =116.81mm當(dāng)截面上開有鍵槽時,應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強(qiáng)度的削弱作用。對于直徑mm的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大3,有兩個鍵槽時，增大7；而對于直徑mm時，有一個鍵槽增大57；有兩個鍵槽增大1015。所以，根據(jù)以上原則，本

22、題中的中間軸要用單鍵聯(lián)接，故增大5；輸入軸的最外端要開鍵槽聯(lián)接聯(lián)軸器，故可增大7；而輸出軸的最外端也開槽聯(lián)接聯(lián)軸器，故可增大5。所以有：41.45(1+7)=44.3571.9(1+5)=75.50116.8(1+5)=122.64將上面三軸的計算結(jié)果取整，初步估定三軸的最小直徑如下：=48mm =80mm =125mm3.5.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)形式為階梯軸，各階梯的直徑和長度應(yīng)綜合考慮軸上的零件的固定、軸上零件的裝配、軸的加工工藝等因素進(jìn)行設(shè)計。(1) 軸上零件的固定軸上零件在軸上的周向固定多采用過盈配合，一般用鍵或花鍵的形式聯(lián)接；且在軸徑相差不在的情況下，鍵槽應(yīng)設(shè)計在同一加工軸線上

23、。而在軸向上的固定，常采用軸肩與軸環(huán)、套筒、圓螺母、彈性擋圈等形式。(2) 軸上零件的裝配軸上零件的裝配在保證順利裝配的前提下，要減少加工，選擇階梯級數(shù)最少，裝配最方便，軸上零件數(shù)目最少，軸毛壞直徑最小的結(jié)構(gòu)方案。(3) 軸的加工工藝性根據(jù)加工工藝性的要求，主要是對軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，一般要考慮退刀槽、越程槽及倒圓角等工藝。根據(jù)以上原則，并結(jié)合機(jī)械零件課程設(shè)計表16-14圖6-2，確定軸的結(jié)構(gòu)大致如下：軸I結(jié)構(gòu)簡圖如圖3-5-1所示：圖3-5-1 軸I結(jié)構(gòu)簡圖軸II結(jié)構(gòu)簡圖如圖3-5-2所示：圖3-5-2 軸二結(jié)構(gòu)簡圖軸III結(jié)構(gòu)簡圖如圖3-5-3所示：圖3-5-3軸三結(jié)構(gòu)簡圖3.5.4 按

24、彎扭合成進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核按彎扭合成進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核時，通常將軸視為受彎矩和扭矩合成作用之可動鉸鏈二支點(diǎn)梁。(1) 對軸I(輸入軸)進(jìn)行校核1) 繪軸的計算簡圖，如圖a所示2) 計算作用在軸上的力軸I上高速級齒輪為斜齒輪，由機(jī)械零件課程設(shè)計表-17，得=15.8KN=5.9KNtan=15.8tan=3.59KN3) 求支點(diǎn)反力根據(jù)靜力學(xué)平衡條件得：A 支點(diǎn)反力：=10.42KN =3.89KNC 支點(diǎn)反力：=5.38KN =2.01KN4) 作彎矩圖如圖，c水平面彎矩圖：B截面處的彎矩最大。 =739.82Nme 垂直面彎矩圖：B截面處的彎矩最大。=276.2 Nm =163.33 Nm軸向力

25、所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為：Ma=116Nmf 合成彎矩圖：由合成彎矩，得=789.70Nm=757.63 Nm5) 作扭矩圖T=511.05Nm6) 作當(dāng)量彎矩圖當(dāng)量彎矩為：= 取=0.3則=772.99Nm7) 校核軸的強(qiáng)度受載最大的剖面在B處齒輪中間平面上，可用來計算。=48.37MPa查表15-1，得40的許用彎曲應(yīng)力為=70MPa校核結(jié)果：=70MPa,剖面的強(qiáng)度滿足要求。根據(jù)以上的計算，作軸的載荷分析圖如下：(2) 以軸II(中間軸)進(jìn)行強(qiáng)度校核1) 繪軸的計算簡圖，如圖a所示2) 計算作用在軸上的力軸II上高速級齒輪為斜齒輪，低速級齒輪為直齒輪，由機(jī)械零件課程設(shè)計表-17，得=15KN=5.

26、6KNtan=15tan=3.42KN=58.5KNtan=58.5tan3) 求支點(diǎn)反力根據(jù)靜力學(xué)平衡條件得：A 支點(diǎn)反力：=30.41KN =3.21KND 支點(diǎn)反力：=43.09KN =12.49KN4) 作彎矩圖如圖，c 水平面彎矩圖： =30.4168.5=2083.09Nm=43.0980=3447.2Nme 垂直面彎矩圖： =3.2168.5=219.89 Nm軸向力所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為：Ma=607.7Nm=12.4980=999.2 Nm=607.7219.89=387.81 Nmf 合成彎矩圖：得=2119.68Nm=3589.09Nm5) 作轉(zhuǎn)矩圖及當(dāng)量彎矩圖中間軸通過齒輪來傳

27、遞轉(zhuǎn)矩和功率，轉(zhuǎn)矩已由上面的齒輪間的載荷而得到分析；故合成彎矩當(dāng)量彎矩即為。6) 校核軸的強(qiáng)度 由彎扭合成圖可以看到，齒輪C處的彎矩最大，且齒輪C和B處的軸段直徑相等，故齒輪C處的橫截面最危險。查表15-1，得40的許用彎曲應(yīng)力為=70MPa=59.56MPa校核結(jié)果：=70MPa,剖面的強(qiáng)度滿足要求。根據(jù)以上的計算，作軸的載荷分析圖如下：(3) 對軸III (輸出軸)進(jìn)行校1) 繪軸的計算簡圖，如圖a所示2) 計算作用在軸上的力軸上低速級為直齒輪，由機(jī)械零件課程設(shè)計表17得=55.22K=55.22=20.1KN3) 求支點(diǎn)反力根據(jù)靜力學(xué)平衡條件得：B支點(diǎn)反力：=18KN =6.57KND支

28、點(diǎn)反力：=37.16KN =13.53KN4) 作彎矩圖如圖，c水平面彎矩圖：c截面處的彎矩最大。 =18.06159.5=2880.57Nm=18.06159.5=2880.57Nme 垂直面彎矩圖：c截面處的彎矩最大。=6.27159.5=1047.92 Nm=6.27159.5=1047.92 Nmf 合成彎矩圖：由合成彎矩，得=3065.26Nm=3065.26Nm5) 作扭矩圖T=11435.39Nm6) 作當(dāng)量彎矩圖當(dāng)量彎矩為：= 取=0.3則=4600.54Nm7) 校核軸的強(qiáng)度受載最大的剖面在齒輪中間平面處，此剖面雖有鍵槽，但仍可近似用來計算。=19.06MPa查表15-1，得

29、40的許用彎曲應(yīng)力為=70MPa校核結(jié)果：=70MPa,剖面的強(qiáng)度滿足要求。根據(jù)以上的計算，作軸的載荷分析圖如下：3.6 軸承的選擇3.6.1 軸I上的軸承的選擇(1) 初步選擇,計算當(dāng)量動負(fù)荷 由工作需要的要求得：軸承的使用時間為=53008=12000 第一對軸承的當(dāng)量動載荷P： 查手冊取 =1.1 由于軸的轉(zhuǎn)速較高,且具有一定的軸向力,故初步選擇圓錐滾子軸承3000型。 由軸的載荷分析計算部分，可知作用在軸承上的徑向力和軸向力為： =11.12KN=5.74KN=3.59KN由于軸承的型號沒定，暫時選軸承的e=0.32 Y=1.8。由表20-11所列公式可求得兩軸承的內(nèi)部軸向力為：=3.

30、09KN =1.59KN因?yàn)閑 故=0.4 =1.8=1.1(0.411.12+1.85.18)=15.15對于軸承2: =0.29，因此只按選擇軸承型號。由表20-8，查得壽命系數(shù)=2.60，由表20-9查得速度系數(shù)=0.32。由公式20-3可得C=15.15= 123.09KN由表8-29查得內(nèi)d=500mm的單列圓錐滾子軸承的額定負(fù)荷c接近于123.09KN的有：30310 C=130KN e=0.35 Y=1.7(3) 校核強(qiáng)度因30310軸承的e和Y值與暫取值不等，故需進(jìn)行驗(yàn)算校核。作用于軸承1、2的軸向負(fù)荷3.27KN=1.69KN因?yàn)閑 故=0.4 =1.7=1.1(0.411.

31、12+1.75.28)=14.77 KN=0.29，所以驗(yàn)算軸承1的壽命。由公式20-3得0.32=2.8。由表20-8,反查得 =16000=12000故滿足要求。3.6.2 軸II上的軸承的選擇(1) 初步選擇,計算當(dāng)量動負(fù)荷由工作需要的要求得：軸承的使用時間為=53008=12000第一對軸承的當(dāng)量動載荷P：,查手冊取 =1.1。 由于軸的轉(zhuǎn)矩較大,且具有一定的軸向力,故初步選擇圓錐滾子軸承3000型。 由軸的載荷分析計算部分，可知作用在軸承上的徑向力和軸向力為： =30.58KN=44.86KN=3.42KN由于軸承的型號沒定，暫時選軸承的e=0.36 Y=1.6。由表20-11所列公

32、式可求得兩軸承的內(nèi)部軸向力為：=9.56KN =14.02KN因?yàn)閑 故=0.4 =1.6=1.1(0.430.58+1.617.44)=44.15 KN對于軸承2: =0.31e 故=1 =0所以 =1.144.86=49.35KN(2) 確定軸承的型號由于，因此只按選擇軸承型號；由表20-8，查得壽命系數(shù)=2.60，由表20-9查得速度系數(shù)=0.538；由公式20-3可得 地C=49.35= 238.49KN。由表8-29查得內(nèi)d=80mm的單列圓錐滾子軸承的額定負(fù)荷c接近于238.49KN的有：33216 C=245KN e=0.43 Y=1.4(3) 校核強(qiáng)度因33216軸承的e和Y值

33、與暫取值不等，故需進(jìn)行驗(yàn)算校核。作用于軸承1、2的軸向負(fù)荷10.92KN=16.02KN因?yàn)閑 故=0.4 =1.4=1.1(0.430.58+1.419.44)=43.39 KN對于軸承2: =0.36e 故=1 =0=1.144.86=49.35KN因?yàn)?12000故滿足要求。3.6.3 軸III(輸出軸)上的軸承的選擇(1) 初步選擇,計算當(dāng)量動負(fù)荷由工作需要的要求得：軸承的使用時間為=53008=12000第一對軸承的當(dāng)量動載荷P：,查手冊取 =1.2。 由于軸的轉(zhuǎn)發(fā)矩較大,故初步選擇圓錐滾子軸承3000型。 由軸的載荷分析計算部分，可知作用在軸承上的徑向力為： =19.22KN=39

34、.55KN由于軸承的型號沒定，暫時選軸承的e=0.38 Y=1.6。由表20-11所列公式可求得兩軸承的內(nèi)部軸向力為：=6.01KN =12.40KN因?yàn)閑 故=0.4 =1.6=1.2(0.419.22+1.612.40)=33.03 KN對于軸承2: =0.31e 故=1 =0所以 =1.244.86=47.46KN(2) 確定軸承的型號由于，因此只按選擇軸承型號；由表20-8，查得壽命系數(shù)=2.60，由表20-9查得速度系數(shù)=0.84；由公式20-3可得 C=47.46= 146.9KN。由表8-29查得內(nèi)d=130mm的單列圓錐滾子軸承的額定負(fù)荷c接近于146.9KN的有：32926

35、C=205KN e=0.34 Y=1.8(3) 校核強(qiáng)度因32926軸承的e和Y值與暫取值不等，故需進(jìn)行驗(yàn)算校核。作用于軸承1、2的軸向負(fù)荷5.34KN=10.99KN因?yàn)閑 故=0.4 =1.8=1.2(0.419.22+1.810.99)=32.96 KN對于軸承2: =0.28e 故=1 =0=1.239.55=47.46KN因?yàn)?12000故滿足要求。3.7 鍵的選擇鍵的類型的選擇主要考慮所傳遞的轉(zhuǎn)矩的大小，是否有沿國向滑動，對中要求及鍵在軸上的位置因素；而鍵的尺寸主要按聯(lián)接處的軸徑來選擇。3.7.1 高速級大齒輪與軸的聯(lián)接（1）鍵的類型的選擇根據(jù)鍵的選擇原則和減速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，減速器

36、中軸上零件(齒輪、聯(lián)軸器等)與軸的聯(lián)接多用平鍵。(2) 鍵及鍵槽尺寸的選擇及強(qiáng)度校核1）尺寸的選擇由d=85mm,查表6-1得，安裝鍵為普通平鍵型，尺寸為2214 L=45采用一般聯(lián)接。2) 校核 由公式-1，得38.98MPa查表6-2,得鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力100120MPa 取=100MPa 則滿足要求。3.7.2 低速級大齒輪與軸的聯(lián)接(1) 鍵的類型的選擇根據(jù)鍵的選擇原則和減速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，減速器中軸上零件(齒輪、聯(lián)軸器等)與軸的聯(lián)接多用平鍵。(2) 鍵及鍵槽尺寸的選擇及強(qiáng)度校核1）尺寸的選擇由d=135mm,查表6-1得，安裝鍵為普通平鍵型，尺寸為3620 L=70采用一般聯(lián)接。2

37、) 校核由公式-1，得62.75MPa查表6-2,得鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力100120MPa 取=100MPa 則1.216齒輪端面與內(nèi)箱壁距離14吊環(huán)螺釘直徑0.818外箱壁至軸承座端面距離+(510)40箱蓋肋厚=0.8510箱座肋厚=0.85103.9 聯(lián)軸器、潤滑、密封、公差及其他附件設(shè)計3.9.1 聯(lián)軸器的選擇設(shè)計3.9.1.1 高速軸聯(lián)軸器在減速器高速軸與是動機(jī)之間，由于轉(zhuǎn)速較高，且有輕微的沖擊振動；輸送機(jī)功率在110KW以內(nèi)的高速軸一般采用彈性柱梢聯(lián)軸器，這種聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力很大，結(jié)構(gòu)簡單，安裝制造方便，耐久性好，彈性柱梢有一定的緩沖和吸振能力，允許被聯(lián)接兩軸有一定的軸向位移以

38、及少量的徑向位移和角位移。計算選型如下：選擇時應(yīng)滿足如下的強(qiáng)度條件計算轉(zhuǎn)矩：=（）Nm電動機(jī)系數(shù)，查表8-9，得=0.25工作機(jī)類型系數(shù)，查表8-10，得=1.2=1.45511.05=766.57Nm由聯(lián)軸器的計算和軸的設(shè)計計算，查表8-7選 聯(lián)軸器(GB/T5014-2003) 其公稱許用轉(zhuǎn)矩1250Nm，許用轉(zhuǎn)速為4700r/min，故滿足要求。其結(jié)構(gòu)圖如下：型號公稱轉(zhuǎn)矩(Nm)許用轉(zhuǎn)速(r/min)軸孔直徑、mm軸孔長度mmD mmY型J、Z型LLLX31250470030，32，35，3882608216040，42，45，4811284112mmBmmSmm轉(zhuǎn)動慣量(kg)質(zhì)量kg

39、75362.50.02683.9.1.2 低速級聯(lián)軸器的選擇設(shè)計在低速級與工作機(jī)之間，其轉(zhuǎn)矩很大，且有一定的沖擊振動，減速器輸出軸與工作機(jī)軸間又有一定的軸向和徑向位移，所以此處選擇彈性齒式聯(lián)軸器。這種聯(lián)軸器由兩個帶有內(nèi)齒及凸緣的外套筒和兩個帶有外齒的內(nèi)套筒組成。兩個內(nèi)套筒分別用鍵與兩軸連接，兩個外套筒用螺栓連成一體，依靠內(nèi)外齒相嚙合以傳遞轉(zhuǎn)矩。由于外齒的齒頂制成橢球面，且保證與內(nèi)齒嚙合后具有適當(dāng)?shù)捻斚逗蛡?cè)隙，故在傳動時，套筒可有軸向和徑向位移以及角位移。但為了減少磨損，應(yīng)對齒面進(jìn)行潤滑。這類聯(lián)軸器能傳遞很大的轉(zhuǎn)矩，長允許有較大的偏移量，安裝精度要求不高；成本較高，在重型機(jī)械廣泛應(yīng)用。計算選型如

40、下：選擇時應(yīng)滿足如下的強(qiáng)度條件計算轉(zhuǎn)矩：=（）Nm電動機(jī)系數(shù)，查表8-9，得=0.25工作機(jī)類型系數(shù)，查表8-10，得=1.25=1. 511435.39=17153.09Nm由聯(lián)軸器的計算和軸的設(shè)計計算，查表1-82選 ZL8型聯(lián)軸器。 公稱許用轉(zhuǎn)矩25000Nm 許用轉(zhuǎn)速2300r/min，故滿足要求。其結(jié)構(gòu)尺寸如下表所示型號公稱轉(zhuǎn)矩(Nm)許用轉(zhuǎn)速(r/min)軸孔直徑、mm軸孔長度mmD mmY型型LLZL8160002500125212167300130252202mmBmmSmm轉(zhuǎn)動慣量(kg)質(zhì)量kg19012860.79890.6260.80082.0603.9.2 潤滑 目前

41、，國內(nèi)外采煤機(jī)減速器的潤滑方式有3種：飛濺潤滑、強(qiáng)迫潤滑和定期注油或脂潤滑。 1. 飛濺潤滑 2. 飛濺潤滑是一部分傳動零件位于油池內(nèi)，由它們向其他零件供油和濺油。這種方法用于潤滑高速和低速齒輪副。這時，油面的位置應(yīng)使齒輪副的大齒輪浸在油中1/31/4直徑。較小的齒輪靠較大的齒輪帶油并送到嚙合處進(jìn)行潤滑。軸承是靠足夠的油面高度或?yàn)R油潤滑的。當(dāng)傳動零件轉(zhuǎn)速相當(dāng)高時，這種方法可以使位于不同水平面的傳動件得到良好的潤滑。但是，減速器的軸布置在同一水平面和接近同一水平面，則潤滑效果最好。 這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：潤滑強(qiáng)度高，工作零件散熱快。而主要的優(yōu)點(diǎn)是簡單，對潤滑油的雜質(zhì)和粘度降低較不敏感。另外，我們考慮

42、到采煤機(jī)常在傾斜狀態(tài)下，潤滑油集中在油池低處，使位于高處的傳動零件潤滑不好。所以為了保證其自然潤滑，應(yīng)避免油池太長，如果無法避免，則人為地將其隔成幾個獨(dú)立油池。 2強(qiáng)迫潤滑 如果各傳動件所在的水平相差很大，且有低速齒輪副，則采用強(qiáng)迫潤滑。這時，由專用油泵供油，其吸油管所在位置應(yīng)保證油面在最低允許水平時，它也總能浸在油里，這種潤滑方法效果很好。它的優(yōu)點(diǎn)是可以保證高處和遠(yuǎn)離油池的傳動零件得到正常潤滑。但是，這種方法對潤滑油的潔凈有較高的要求，必須經(jīng)常檢查潤滑系統(tǒng)的工作。這種潤滑方法比前一種潤滑方法可靠性要差，所以，要無特殊需要，最好不要采用。 3 .定期注油或脂潤滑 個別獨(dú)立地點(diǎn)的潤滑，通常是靠定

43、期地用壓力注油器，向其擠入潤滑油。壓力注油器可以是固定裝在供油點(diǎn)的，也可以是供油時才接上去的。這種方法通常用于沒有地方安排單獨(dú)油池，不希望潤滑點(diǎn)與公共油池連通及潤滑轉(zhuǎn)速不高，載荷不很大，不要求散熱很快的零件（低速軸珠軸承、牽引機(jī)構(gòu)導(dǎo)向鏈輪的軸承）等情況。潤滑油主要分為三類：一是有機(jī)油,通常是動植物油；二是礦物油,主要是礦石產(chǎn)品；三是化學(xué)合油。其中因礦物油為源充足,成本低廉,適用范圍廣,面且穩(wěn)定性好,故應(yīng)用最多。動植物油中因含有較多的硬脂酸，在邊界潤滑時有很好的潤滑性能，但因其穩(wěn)定性差，而且來源有限，所以使用不多?；瘜W(xué)合成油是通過化學(xué)合成的方法制成的新型潤滑油，它能滿足礦物汕所不能滿足的某些特性

44、要求，如高溫、低溫、高速、重載和其他條件。但無論哪種潤滑油，潤滑的觀點(diǎn)考慮，主要從粘度、潤滑性、極壓性、閃點(diǎn)、凝點(diǎn)、和氧氣化穩(wěn)定性等指標(biāo)來評判和選擇。查手冊選擇N320號工業(yè)齒輪油潤滑。表3-9常用潤滑油的主要性質(zhì)表名稱代號運(yùn)動粘度m/s傾點(diǎn)（C）閃點(diǎn)（開口）（C）C中負(fù)荷工業(yè)齒輪油(GB5903-86)N320288352-8200換油時間為半年，主要取決于油中雜質(zhì)多少及補(bǔ)氧化、污染的程度。3.9.3 密封 在減速器中需要密封的部位有很多，如軸伸出處、軸承室內(nèi)側(cè)、箱體接合面和軸承蓋，窺視孔和放油孔的接合面處等。(1) 滾動軸承的密封此處的密封主要起的作用是使?jié)L動軸承與箱外隔絕，防止軸承內(nèi)的潤

45、滑油漏出以及箱體水、灰塵、酸氣和其他雜質(zhì)等侵入軸承室，避免軸承、齒輪急劇磨損。因此在通孔軸承端蓋的通孔處應(yīng)主置密封件，端蓋通孔直徑一般較軸徑大1mm。選用氈圈式密封，氈圈式密封結(jié)構(gòu)簡單、廉價、安裝方便、但對軸頸接觸的磨損較嚴(yán)重，因而式耗較大，氈圈壽命較短。 (2) 軸承蓋和窺視孔 主要防止過多的油通過此處的接合面向處滲油,采用可調(diào)整的密封墊圈片密封。同時又可防止箱體外雜質(zhì)、水及灰塵等侵入軸承室，避免軸急劇磨損。 (3) 放油孔的密封 防止油液通過放油孔向外漏油，采用密封螺紋和密封圈片進(jìn)行密封。3.9.4 公差與配合 公差與配合查機(jī)械零件設(shè)計手冊采用標(biāo)準(zhǔn)公差。對于聯(lián)軸器的公差配合為；軸承與軸的固

46、定一般采用過盈配合，因?yàn)檩S承與軸的公差配合選得較緊一些為；對于鍵的公差配合為。3.9.5 其他附件的設(shè)計(1) 窺視孔蓋和窺視孔為了檢查傳動件的嚙合、潤滑、接觸斑點(diǎn)、齒側(cè)間隙及向箱內(nèi)注等，在箱蓋頂部設(shè)置便于觀察傳動件嚙合區(qū)的位置，并且有足夠大的窺視孔，箱體上窺視孔處應(yīng)凸出一塊，以便加工出與孔蓋的接觸面。本設(shè)計結(jié)構(gòu)如下：=7mm =140mm =125mmm =120mm =105mm孔數(shù)6個，蓋厚4，R=5mm 孔蓋用M8的螺釘堅固。(2)排油孔和放油油塞 為了換油及清洗箱體時排出油污，在箱座底部設(shè)有排油孔，并在其附近作出一個小凹坑，以便于攻絲及油污的匯集和排放，平時排不孔用油塞及封油墊封住。

47、本設(shè)計中取螺塞為 JB/ZQ4450-86 而油圈為2214 ZB70-62(3) 通氣器和油標(biāo)由于減速器在工作時，傳動件間不斷的摩擦，而產(chǎn)生大量的摩擦熱，因而室內(nèi)的氣體溫度較外界高。所以為了溝通箱內(nèi)外的氣流，應(yīng)在箱蓋頂部或窺視板上安裝通氣器，可以使箱內(nèi)的熱脹氣體向外自由流出，數(shù)據(jù)手冊得。 通氣器的結(jié)構(gòu)和尺寸如下： DhSKefM181.5M331.58316404025.422622bcR7161840為了檢查減速器內(nèi)的油在高度，應(yīng)在箱體便于觀察、油面較穩(wěn)定的部位設(shè)置油標(biāo)。本設(shè)計采用桿式油標(biāo)M12。油標(biāo)的結(jié)構(gòu)簡圖和尺寸如下： D()habcD1241262810642016(4)吊耳和吊鉤為了拆卸和搬運(yùn)減速器，應(yīng)在箱蓋上鑄出吊耳環(huán)，并在箱座上鑄出吊鉤，吊鉤和吊耳的具體尺寸可以根據(jù)具體情