帶式運輸機傳動裝置中的雙級斜齒圓柱齒輪減速器設(shè)計說明書1axy

1、設(shè)計人 :伍志剛0 0 四 年 一 月設(shè)計任務(wù) 傳動方案的分析與擬定電動機的選擇四. 五.傳動比的分配及動力學(xué)參數(shù)的計算傳動零件的設(shè)計計算六.七. 八.九. 十.軸的設(shè)計計算鍵的選擇和計算 滾動軸承的選擇及計算 連軸器的選擇 潤滑和密封方式的選擇，潤滑油的牌 號的確定十一 . 箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和選擇 十二 . 設(shè)計小結(jié)十三 . 參考資料一 設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目 ：設(shè)計帶式運輸機傳動裝置中的雙級斜齒圓柱齒輪減速器。序號 F (N) V (m/s) D (mm)3 13000 0.45 420生產(chǎn)規(guī)模 工作環(huán)境 載荷特性 工作年限單件 室內(nèi) 平穩(wěn) 5 年（單班）二 .傳動方案得分析擬定 :方案

2、2.高速級 ,低速級 ,外傳動 為圓柱齒輪傳動 .方案 1.外傳動為帶傳動 ,高速級和低速級均 均為圓柱輪 .方案的簡要對比和選定 :兩種方案的傳動效率 ,第一方方案稍高 .第一方案 ,帶輪會發(fā)生彈性滑動 ,傳動比不 夠精確 .第二方案用齒輪傳動比精確程度稍高 .第二方案中外傳動使用開式齒輪 潤滑條件不好 ,容易產(chǎn)生磨損膠合等失效形式 ,齒輪的使用壽命較短 .另外方案一 中使用帶輪 ,可用方便遠(yuǎn)距離的傳動 .可以方便的布置電機的位置 .而方案二中各 個部件的位置相對比較固定 .并且方案一還可以進行自動過載保護 . 綜合評定最終選用方案一進行設(shè)計 .三.電動機的選擇計算公式 :工作機所需要的有效

3、功率為： P=Fv/1000 從電動機到工作級之間傳動裝置的總效率為連軸器 1=0.99.V 帶 =0.95 計算得要求 :滾動軸承 =0.98閉式圓柱齒輪 =0.97.運輸機 =0.96運輸帶有效拉力為 :13000 N工作機滾筒轉(zhuǎn)速為 : 0.45r/min 工作機滾筒直徑為 : 420 mm 工作機所需有效功率為 : 5.85 kw 傳動裝置總效率為 : 0.7835701 電動機所需功率為 : 7.4 KW 由滾筒所需的有效拉力和轉(zhuǎn)速進行綜合考慮 電動機的型號為 : Y160M-6 電動機的滿載轉(zhuǎn)速為 : 960 r/min四.傳動比的分配及動力學(xué)參數(shù)的計算滾筒轉(zhuǎn)速為 :20.4 r/

4、min總傳動比為46.91445去外傳動的傳動比為 3.5.46.9/3.5=13.4則減速器的傳動比為 : 又高低速級的傳動比由計算公式 :得減速器的高速級傳動比為 :4.1. 低速級為 :3.2 各軸轉(zhuǎn)速為：=274.2r/min=65.7 r/min=20.4r/min各軸輸入功率為=7 KW=6.7KW=6.4KW各軸輸入轉(zhuǎn)矩為= 246945.9 Nmm=979920 N.mm=991136 Nmm五 .傳動零件的設(shè)計一 .帶傳動的設(shè)計 :(1) 設(shè)計功率為Pc=KaP=17.5=7.5(2) 根據(jù) Pc=7.5KW, n1=274.2857r/min ,初步選用 B 型帶(3) 小

5、帶輪基準(zhǔn)直徑取 Dd1=125mmDd2=Dd1(1- )= 125-(01.02) mm = 437.5mm(4)驗算帶速 vv =(5)確定中心距及基準(zhǔn)長度初選中心距 a0=780mm符合: 0.7(Dd1+Dd2)a012取 Z=4P=.17KWK=.95(8)確定初拉力 F0及壓軸力 FQ=250=1958.131N高速級圓柱齒輪傳動設(shè)計結(jié)果1) 要求分析(1) 使用條件分析傳遞功率： P1=7.092537kW主動輪轉(zhuǎn)速： n1=274.2857r/min齒數(shù)比： u=4.17437 p7.092537轉(zhuǎn)矩 T1= 9.55 106 p1 9.55 106

6、7.092537 =246945.9 n1274.2857圓周速度：估計 v4m/s 屬中速、中載、重要性和可靠性一般的齒輪傳動(2) 設(shè)計任務(wù) 確定一種能滿足功能要求和設(shè)計約束的較好的設(shè)計方案，包括： 一組基本參數(shù)： m、z1、z2、 x1、x2、 、 d 主要幾何尺寸： d1、 d2、a、等2) 選擇齒輪材料、熱處理方式及計算許用應(yīng)力(1) 選擇齒輪材料、熱處理方式 按使用條件，可選用軟齒面齒輪，也可使用硬齒面齒輪，具體選擇方案如下： 小齒輪： 45 ，調(diào)質(zhì) ，硬度范圍 229-286 大齒輪： 45 ， 正火 ，硬度范圍 169-217(2) 確定許用應(yīng)力a. 確定極限應(yīng)力 Hlim和

7、Flim 小齒輪齒面硬度為 250 大齒輪齒面硬度為 200Hlim1=720，Hlim2=610Flim1=260，F(xiàn)lim2=180b. 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N，確定壽命系數(shù) Z_N 、Y_N N1 =60an_1t = 60 1274.2857 8=2.369828E+08N2N12.369828E+08 5.6774.17437 5.677Z_N1=1Z_N2=1；Y_N1=1，Y_N2=1。c. 計算許用應(yīng)力S_Hlim1.3,S_Flim 1.6.HP1H l i mZ1S_HminN7121.03M1Pa 533. 8M5PaHP2HP2FP2Flim2Z N2S_FminFlim

8、2Z N2Fmin260?2?11.6610 11.3Flim2Y STY N2S_FminMP 325MPaMPa 469.23MPa180C2 11.6MPa 225MPa3) 初步確定齒輪的基本參數(shù)和類型(1) 選擇齒輪類型 根據(jù)齒輪的工作條件，可選用直齒圓柱齒輪傳動，也可選用斜齒圓柱齒輪傳 動，若為直齒圓柱齒輪，可將螺旋角設(shè)為 0(2) 選擇齒輪精度等級按估計的圓周速度，由表 3-5 初步選用 8精度(3) 初選參數(shù)初選： = 15，z1= 22，z2= z1u = 22 4.17437=92。x1=0，x2=0，d=0.8Z_H = 2.45；Z_E = 188.9 MP；a 取 Z

9、 =0 .87Z= cos = cos15 =0.9828153(4) 初步計算齒輪的主要尺寸 由于選用軟齒面齒輪的方案，該齒輪應(yīng)先按接觸強度設(shè)計，然后校核其彎 曲強度根據(jù)接觸強度的設(shè)計公式應(yīng)先計算小齒輪的分度圓直徑d1，計算 d1 前，還需首先確定系數(shù)： K、Z_H、Z_E、Z、Z。K_A=1 ，取 Kv=1.1 ，取 K=1.05，取 K=1.1則 K=K_AKvK K=11.1 1.051.1=1.2705Z_H、Z_E、Z、Z的值取初選值初步計算出齒輪的分度圓直徑 d1、mn 等主要參數(shù)和幾何尺寸=88.4mm=88.4 cos15 /22 mm = 4mm取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) mn= 4mm

10、則a=4/2cos15 mm = 236.043mm圓整后?。?a= 240mm修改螺旋角：=18114188.4? cos1522mn (z1+z2) 4 22=arc cos arc cos2a cos18 11 41= 92.63158齒輪圓周速度為：n1 d1 274.2857 92.6315860000 6000060000m/s= 1.330335m/s與估計值相近。b= d d1=.8 92.63158 =74.1mm 取 b2=75mmb1=b2+(510)mm=80mm(5) 驗算齒輪的彎曲強度條件。計算當(dāng)量齒數(shù)：ZZ_v_2v1= ccooZZss2133=2105.76.

11、539074 3 cos 3得 Y_FS1=4.25，Y_FS2=3.9。取 Y =.72，Y=0.9計算彎曲應(yīng)力2KT1F1=- =Y_FS1Y Y =62.18564MPa325bd1m1Y_FS2F2=F-1- -=57.06447MPa225YFS1該方案合格。小齒分度圓直徑mm92.63158大齒分度圓直徑mm387.3684小齒齒頂圓直徑mm100.6316大齒齒頂圓直徑mm395.3684小齒齒根圓直徑mm82.63158大齒齒根圓直徑mm377.3684小齒齒寬mm80大齒齒寬mm75中心距mm240螺旋角18.19487低速級圓柱齒輪就傳動設(shè)計結(jié)果1) 要求分析(1) 使用條

12、件分析傳遞功率： P1=6.742166kW主動輪轉(zhuǎn)速： n1=65.70708r/min齒數(shù)比： u=3.211054轉(zhuǎn)矩： T1= 9.55 106 P1 9.55 106 6.742166ni65.70708=979920圓周速度：估計 v4m/s 屬中速、中載、重要性和可靠性一般的齒輪傳動(2) 設(shè)計任務(wù) 確定一種能滿足功能要求和設(shè)計約束的較好的設(shè)計方案，包括： 一組基本參數(shù)： m、z1、z2、 x1、x2、 、 d 主要幾何尺寸： d1、 d2、a、等2) 選擇齒輪材料、熱處理方式及計算許用應(yīng)力(1) 選擇齒輪材料、熱處理方式 按使用條件，可選用軟齒面齒輪， 也可使用硬齒面齒輪， 具

13、體選擇方案如下所示： 小齒輪： 45，調(diào)質(zhì)，229-286大齒輪： 45，正火，169-217(2) 確定許用應(yīng)力a. 確定極限應(yīng)力 Hlim和 Flim 小齒輪齒面硬度為 250 大齒輪齒面硬度為 200 Hlim1=720，Hlim2=610 Flim1=260，F(xiàn)lim2=180b. 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N，確定壽命系數(shù) Z_N 、Y_NN1 = 60an_1t = 60 165.70708 8=5.677092E+07N1 5.677092E+07N2= = = 1.767984E+07u 3.211054Z_N1=1Z_N2=1；Y_N1=1，Y_N2=1。c. 計算許用應(yīng)力取 S_H

14、lim=1.3 ，S_Flim=1.6。 Hlim1Z_N1 7201 HP1= = MpaS_Hmin 1.3=553.8462MPa Flim2Z_N2 6101 HP2= = MpaS_Fmin 1.3=469.2308MPa Flim1Y_STY_N126021 FP1= = MPaS_Fmin1.6=325MPa Flim2Y_STY_N2180C21 FP2-= MPaS_Fmin 1.6 =225MPa3) 初步確定齒輪的基本參數(shù)和類型(1) 選擇齒輪類型 根據(jù)齒輪的工作條件，可選用直齒圓柱齒輪傳動，也可選用斜齒圓柱齒輪傳 動，若為直齒圓柱齒輪，可將螺旋角設(shè)為 0(2) 選擇齒輪

15、精度等級按估計的圓周速度，初步選用 8 精度(3)初選參數(shù)初選：= 15，Z1= 28，Z2=Z1u =283.211054=90。X1=0， d=0.8Z_H = 2.45；Z_E = 188.9MPa ；取 Z =0 .87Z=cos = cos15 =0.9828153(4)初步計算齒輪的主要尺寸由于選用軟齒面齒輪的方案，該齒輪應(yīng)先按接觸強度設(shè)計， 強度根據(jù)接觸強度的設(shè)計公式應(yīng)先計算小齒輪的分度圓直徑 還需首先確定系數(shù)：K、Z_H、Z_E、Z、Z。得 K_A=1，取 Kv=1.1，取 K=1.05，取 K=1.1則：K=K_AKvK K=11.11.051.1=1.2705Z_H、Z_E

16、、Z、Z的值取初選值初步計算出齒輪的分度圓直徑 d1、mn 等主要參數(shù)和幾何尺寸=142.6X2=0，然后校核其彎曲d1，計算 d1前，d1cos mn= z1142.6 cos15 mm28= 5mm取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) mn= 5mm 則 mna= (z1+z2) = mm2cos2cos15 = 305.4065mm圓整后?。?= 305mm修改螺旋角：mn(z1+z2)5 (28+90)=arc cos -= arc cos 2a2305=144244mnz1528d1= = mmcoscos14 42 44= 144.7458齒輪圓周速度為：n1 d165.70708 144.7458v =

17、= m/s60000 60000=0 .4979855m/s 與估計值相近。b= d d1=0.8144.7458 =115.7mm 取 b2=120mmb1=b2+(510)mm=125mm (5)驗算齒輪的彎曲強度條件。計算當(dāng)量齒數(shù)：Z_v1=Z_v2=cos1 3 30.945Z2cos 399.4663Y_FS1=4.1，Y_FS2=3.9。取 Y =0.72，Y =0.9 計算彎曲應(yīng)力F1= 2KT1 = Y_FS1YY =76.17229MPa325bd1m1F2=F1= _FS2=72.45657MPa S = 1.652S 2 S2故安全中間軸和低速軸的校核方法同上 .經(jīng)過計算

18、的也合格 .七 . 鍵聯(lián)接的選擇位置軸徑 mm型號鍵長 mm鍵寬 mm接觸高 mm高速軸60A50187中間軸85A63229低速軸110A100281090A110259高速軸鍵的校核 : 轉(zhuǎn)矩 T = 246945 軸徑 d = 60 平鍵型號為： A 平鍵接觸長度 l = 32 平鍵接觸高度 k = 4.4 聯(lián)結(jié)類型為動聯(lián)結(jié) 許用壓強 P = 1502T計算壓強 P = = 58.46236dlk因P P動聯(lián)結(jié)平鍵強度校核合格八 . 滾動軸承選擇和校核 : 經(jīng)過分析可得各個軸均須承受一定的軸向力 ,故考慮選擇角接觸球軸承 由各個軸的結(jié)構(gòu)尺寸可查表可以選擇 :高速軸選 7213C, 中間軸

19、選 7218C, 低速軸選 7220C 在此僅以高速軸的滾動軸承為典型進行校核 徑向力和軸向力的計算公式為 :設(shè)計需求 : 軸承工作時間為 14400 小時 額定動負(fù)荷 Cr= 53800N 額定動負(fù)荷 C0r= 46000N軸承負(fù)荷系數(shù) fp 為 1.1溫度系數(shù) ft 為 1軸承 1 當(dāng)量動負(fù)荷為= 2519.94605542088N軸承 2 當(dāng)量動負(fù)荷為=4600.904151896N由公式 :計算得 :軸承 1 計算壽命為591931.27 小時軸承 2 計算壽命為 97255.79 小時九 . 聯(lián)軸器的選擇選用彈性連軸器 :軸徑為 90mm 公稱轉(zhuǎn)矩 :2800N.m選用 TL11 G

20、B4323-84主動端： J 型軸孔， A 型鍵槽， 95mm, =132mm從動端： J1型軸孔， A 型鍵槽, 95mm, =132mm十 . 潤滑和密封方式的選擇，潤滑油的牌號的確定所有軸承用脂潤滑，滾珠軸承脂 ZG69-2；齒輪用油潤滑，并采用油池潤 滑的方式，牌號 CKC150；這樣對所有的軸承都要使用鑄造擋油盤。軸承蓋上均 裝墊片，透蓋上裝密封圈十一 .箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和選擇1). 減速器結(jié)構(gòu) : 減速器由箱體、軸系部件、附件組成，其具體結(jié)構(gòu)尺寸見裝配圖及零件圖。 2).注意事項:1. 裝配前 ,所有的零件用煤油清洗 ,箱體內(nèi)壁涂上兩層不被機油浸蝕的涂料 ;2. 齒輪嚙合側(cè)隙用

21、鉛絲檢驗 ,高速級側(cè)隙應(yīng)不小于 0.211mm,低速級側(cè)隙也不應(yīng)小 于 0.211mm;3. 齒輪的齒側(cè)間隙最小 = 0.09mm.齒面接觸斑點高度 45%,長度 60%;4. 角接觸球軸承 7213C,7218C,7220C 的軸向游隙均為 0.100.15mm,用潤滑脂潤 滑.5. 箱蓋與接觸面之間禁止用任何墊片 ,允許涂密封膠和水玻璃 .各密封處不允許漏 油;6. 減速器裝置內(nèi)裝 CKC150 工業(yè)用油至規(guī)定的油面高度范圍7. 減速器外表面涂灰色油漆8. 按減速器的實驗規(guī)程進行試驗十二設(shè)計小結(jié)經(jīng)過幾周的課程設(shè)計，我終于完成了自己的設(shè)計，在整個設(shè)計過程中，感 覺學(xué)到了很多的關(guān)于機械設(shè)計的知識，這些都是在平時的理論課中不能學(xué)到的。 還將過去所學(xué)的一些機械方面的知識系統(tǒng)化 ,使自己在機械設(shè)計方面的應(yīng)用能力 得到了很大的加強 .除了知識外， 也體會到作為設(shè)計人員在設(shè)計過程中必須嚴(yán)肅， 認(rèn)真，并且 要有極好的耐心來對待每一個設(shè)計的細(xì)節(jié)。 在設(shè)計過程中，我們會碰到好多問題， 這些都是平時上理論課中不會碰到，或是碰到了也因為不用而不去深究的問題， 但是在設(shè)計中， 這些就成了必須解決的問題， 如果不問老師或是和