用于帶式運輸機的展開式二級圓柱齒輪減速器

1、機械設(shè)計課程設(shè)計題目六用于帶式運輸機的展開式二級圓柱齒輪減速器姓名： xxx年級： xxx學(xué)號 ： xxx院系： 機械工程學(xué)院指導(dǎo)老師：xxx 專業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 設(shè)計日期：2012.6.162012.7.1機械課程設(shè)計任務(wù)書及傳動方案的擬訂一、設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目:二級展開式斜齒圓柱齒輪減速器工作條件及生產(chǎn)條件: 該減速器用于帶式運輸機的傳動裝置。工作時有輕微振動，經(jīng)常滿載，空載啟動，單向運轉(zhuǎn)，單班制工作。運輸帶允許速度差為5%。減速器小批量生產(chǎn)，使用期限為5年（每年300天）。第19組減速器設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)卷筒直徑d/mm 280運輸帶速度v(m/s) 1.55運輸帶所需轉(zhuǎn)矩 f(n

2、) 2000二、傳動方案的分析與擬定圖1-1帶式輸送機傳動方案帶式輸送機由電動機驅(qū)動。電動機通過連軸器將動力傳入減速器,再經(jīng)連軸器將動力傳至輸送機滾筒,帶動輸送帶工作。傳動系統(tǒng)中采用兩級展開式圓柱齒輪減速器，其結(jié)構(gòu)簡單，但齒輪相對軸承位置不對稱，因此要求軸有較大的剛度，高速級和低速級都采用斜齒圓柱齒輪傳動。一、 電動機的選擇1.1電動機的選擇1.1.1 電動機類型的選擇電動機的類型根據(jù)動力源和工作條件,選用y系列三相異步電動機。1.1.2電動機功率的選擇根據(jù)已知條件計算出工作機滾筒的轉(zhuǎn)速為：=600001.55/3.14280=105.72r/min工作機所需要的有效功率為:=20001.55

3、/1000=3.1kw為了計算電動機的所需功率，先要確定從電動機到工作機之間的總效率。設(shè)為彈性聯(lián)軸器效率為0.99，為滾動軸承傳動效率為0.99，為齒輪傳動（8級）的效率為0.97， 為滾筒的效率為0.96。則傳動裝置的總效率為:0.851電動機所需的功率為:3.1/0.851= 3.64kw在機械傳動中常用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min和1000r/min的兩種電動機，根據(jù)電動機所需功率和同步轉(zhuǎn)速，查得電動機技術(shù)數(shù)據(jù)及計算總傳動比如表11所示。表11電動機技術(shù)數(shù)據(jù)及計算總傳動比方 案型 號額定功率(kw)轉(zhuǎn)速 (r/min)質(zhì)量n參考價格(元)總傳動比同步滿載1y112m-44.0150014

4、40470230.00125.652y132m1-64.01000960730350.0083.77對以上兩種方案進行相關(guān)計算，選擇方案1較合適且方案1電動機質(zhì)量最小，價格便宜。1.2裝置運動及動力參數(shù)計算1.2.1傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比根據(jù)電動機的滿載轉(zhuǎn)速和滾筒轉(zhuǎn)速可算出傳動裝置總傳動比為：1440/105.72=13.62 雙級圓柱齒輪減速器分配到各級傳動比為：高速級的傳動比為：=4.23低速級的傳動比為：=/=13.62/4.23=3.201.2.2傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算：a) 各軸的轉(zhuǎn)速計算：= =1440r/min= /=1440/4.23=340.43r/min=/

5、=340.43/3.20=106.38r/min=106.38r/minb) 各軸的輸入功率計算：=3.640.99=3.53kw=3.530.970.99=3.39kw=3.390.970.99=3.25kw=3.250.99 0.99=3.19kwc) 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計算：=955095503.64/1440=24.14nm=24.140.99=23.90 nm=23.904.230.990.97=97.08nm=97.083.200.990.67=298.32 nm=298.320.990.99=292.38nm由以上數(shù)據(jù)得各軸運動及動力參數(shù)見表13。13 各軸運動及動力參數(shù)軸號轉(zhuǎn)速n/

6、(r/min)功率p/kw轉(zhuǎn)矩t/n.mm傳動比11400.0003.5323.904.232340.433.3997.083.203106.383.25298.321.004106.383.19292.38二.齒輪的設(shè)計：2.1.1高速級大小齒輪的設(shè)計1）選擇齒輪材料：大小齒輪都選用45鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)處理，硬度230，大齒輪正火處理，硬度210。2.1.2確定許用應(yīng)力：a.許用接觸應(yīng)力：查設(shè)計手冊得=570，。故應(yīng)按接觸極限應(yīng)力較低的計算，即只需求出。對于調(diào)質(zhì)處理的齒輪，=1.1b.許用彎曲應(yīng)力：有設(shè)計手冊得：=190取=1.4， 所以2.1.3根據(jù)接觸強度設(shè)計：8級精度制造，載荷系數(shù)k=1

7、.2，取齒寬系數(shù)，測中心距a=m(z1+ z )/2cos=199.3mm選定=30,b=119.5mm2.14驗算彎曲應(yīng)力=30，=2.60 =209，=2.14,故應(yīng)計算大齒輪的彎曲應(yīng)力，彎曲強度足夠。2.2低速級大小齒輪的設(shè)計：2.2.1齒輪材料的選擇：小齒輪選用35mnb調(diào)質(zhì)，硬度260hbs，大齒輪選用simn調(diào)質(zhì)，硬度225hbs。2.2.2確定許用應(yīng)力：a.許用接觸應(yīng)力：有設(shè)計手冊得：=700故應(yīng)按接觸極限應(yīng)力較低的計算，即只需求出。對于調(diào)質(zhì)處理的齒輪，=1.1b.許用彎曲應(yīng)力：有設(shè)計手冊得：=240取=1.3所以2.2.3根據(jù)接觸強度設(shè)計：取k=1.2，齒寬取=,，故實際傳動比

8、i=模數(shù) =298mmb=mm 取2.2.4驗算彎曲應(yīng)力：由設(shè)計手冊得,x=0=2.63=2.16彎曲強度足夠。 三軸的設(shè)計3.1高速軸的設(shè)計：3.1.1材料：選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理，查設(shè)計手冊取=35，c=1003.1.2各軸段直徑的確定：由，p=3.65,則=22，因為裝小帶輪的電動機軸徑，又因為高速軸第一段軸徑裝配大帶輪，且，查設(shè)計手冊，取=36,=60mm,因為大帶輪靠軸肩定位，所以取=40,=58，段裝配軸承，取=45，選用6309軸承，=28，段是定位軸承，取=50，根據(jù)箱體內(nèi)壁線確定后再確定。段裝配齒輪直徑：判斷是否做成齒輪軸查設(shè)計手冊得t1=3.3，得e=2.2d,所以該軸是安全

9、的。3.3.2彎矩及軸的受力分析圖如下：3.3.3鍵的設(shè)計與校核：因為d1=75,由設(shè)計手冊選鍵為查設(shè)計手冊得初選鍵長為130,校核所以所選鍵為: 裝聯(lián)軸器的軸直徑為70, 查課本153頁表10-9選鍵為查設(shè)計手冊得初選鍵長為100,校核所以所選鍵為:3.3.4輸出軸聯(lián)軸器的選擇：計算聯(lián)軸器所需的轉(zhuǎn)矩： 查設(shè)計手冊取 ,查設(shè)計手冊,選用安全銷彈性塊聯(lián)軸器kla4.四、聯(lián)軸器的選擇及計算聯(lián)軸器是機械傳動常用的部件，它主要用來是聯(lián)接軸與軸（有時也聯(lián)接其它回轉(zhuǎn)零件）。以傳遞運動與轉(zhuǎn)矩。用聯(lián)軸器連接的兩根軸只有在機器停車后用拆卸的方法才能把兩軸分離。4.1聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)工作要求，選用彈性套柱銷聯(lián)軸

10、器，型號為lt4.輸出軸根據(jù)工作條件，選擇彈性柱銷聯(lián)軸器，型號為hl3.結(jié)構(gòu)如下圖： 聯(lián)軸器的校核校核公式： = 查機械設(shè)計手冊得，查表11-1得=1.5 對于軸:=1.5x20.26=30.39t,= =1440r/minn故合格。對于軸：=1.5418.69=627t, =63.694r/minn故合格。五、潤滑和密封方式的選擇因為，所以選用油潤滑。減速器的潤滑減速器的傳動零件和軸承必須要有良好的潤滑，以降低摩擦，減少磨損和發(fā)熱，提高效率。5.1齒輪潤滑潤滑劑的選擇齒輪傳動所用潤滑油的粘度根據(jù)傳動的工作條件、圓周速度或滑動速度、溫度等按來選擇。根據(jù)所需的粘度按選擇潤滑油的牌號潤滑方式（油池

11、浸油潤滑）在減速器中，齒輪的潤滑方式根據(jù)齒輪的圓周速度v而定。當(dāng)v12m/s時，多采用油池潤滑，齒輪浸入油池一定深度，齒輪運轉(zhuǎn)時就把油帶到嚙合區(qū)，同時也甩到箱壁上，借以散熱。齒輪浸油深度以12個齒高為宜。當(dāng)速度高時，浸油深度約為0.7個齒高，但不得小于10mm。當(dāng)速度低（0.50.8m/s）時，浸油深度可達1/61/3的齒輪半徑，在多級齒輪傳動中，當(dāng)高速級大齒輪浸入油池一個齒高時，低速級大齒輪浸油可能超過了最大深度。此時，高速級大齒輪可采用濺油輪來潤滑，利用濺油輪將油濺入齒輪嚙合處進行潤滑5.2滾動軸承的潤滑潤滑劑的選擇：減速器中滾動軸承可采用潤滑油或潤滑脂進行潤滑。若采用潤滑油潤滑，可直接用

12、減速器油池內(nèi)的潤滑油進行潤滑。若采用潤滑脂潤滑，潤滑脂的牌號，根據(jù)工作條件進行選擇。潤滑方式（潤滑油潤滑）飛濺潤滑：減速器中當(dāng)浸油齒輪的圓周速度v 23m/s時，即可采用飛濺潤滑。飛濺的油，一部分直接濺入軸承，一部分先濺到箱壁上，然后再順著箱蓋的內(nèi)壁流入箱座的油溝中，沿油溝經(jīng)軸承蓋上的缺口進入軸承。當(dāng)v更高時，可不設(shè)置油溝，直接靠飛濺的潤滑油軸承。若采用飛濺潤滑，則需設(shè)計特殊的導(dǎo)油溝，使箱壁上的油通過導(dǎo)油溝進入軸承，起到潤滑的作用。 六、箱體及設(shè)計的結(jié)構(gòu)設(shè)計和選擇6.1減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計箱體是加速器中所有零件的基座，是支承和固定軸系部件、保證傳動零件正確相對位置并承受作用在減速器上載荷的重要

13、零件。箱體一般還兼作潤滑油的油箱。機體結(jié)構(gòu)尺寸，主要根據(jù)地腳螺栓的尺寸，再通過地板固定，而地腳螺尺寸又要根據(jù)兩齒輪的中心距a來確定。由設(shè)計手冊得設(shè)計減速器的具體結(jié)構(gòu)尺寸如下表：減速器鑄造箱體的結(jié)構(gòu)尺寸名稱符號結(jié)構(gòu)尺寸箱座壁厚10箱蓋壁厚18凸緣的厚度b,b1,b215,12，25箱座上的肋厚m9軸承旁凸臺的高度和半徑h,r40，16軸承蓋的外徑d2d+（5-5.5）d3地腳螺釘直徑與數(shù)目df雙級減速器n4a1+a2小于350df16n6通孔直徑df20沉頭座直徑d045底座凸緣尺寸c122c220聯(lián)接螺栓軸承旁聯(lián)接螺栓箱座、箱蓋聯(lián)接螺栓直徑d1=12d2=8通孔直徑d13.510聯(lián)接螺栓直徑d

14、1211沉頭座直徑d2622凸緣尺寸c1min1813c2min1611定位銷直徑d6軸承蓋螺釘直徑d36視孔蓋螺釘直徑d46箱體外壁至軸承座端面的距離l142大齒輪頂圓與箱體內(nèi)壁的距離114齒輪端面與箱體內(nèi)壁的距離212七減速度器的附件為了保證減速器正常工作和具備完善的性能，如檢查傳動件的嚙合情況、注油、排油、通氣和便于安裝、吊運等。減速器箱體上常設(shè)置某些必要的裝置和零件，這些裝置和零件及箱體上相應(yīng)的局部結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為附件。7.1窺視孔和視孔蓋窺視孔用于檢查傳動件的嚙合情況和潤滑情況等，并可由該孔向箱內(nèi)注入潤滑油，平時由視孔蓋用螺釘封住。為防止污物進入箱內(nèi)及潤滑油滲漏，蓋板底部墊有紙質(zhì)封油墊片。

15、7.2通氣器減速器工作時，箱體內(nèi)的溫度和氣壓都很高，通氣器能使熱膨脹氣體及時排出，保證箱體內(nèi)、外氣壓平衡，以免潤滑油沿箱體接合面、軸伸處及其它縫隙滲漏出來。結(jié)構(gòu)圖如下。7.3軸承蓋軸承蓋用于固定軸承外圈及調(diào)整軸承間隙，承受軸向力。軸承蓋有凸緣式和嵌入式兩種。凸緣式端蓋調(diào)整軸承間隙比較方便，封閉性能好，用螺釘固定在箱體上，用得較多。嵌入式端蓋結(jié)構(gòu)簡單，不需用螺釘，依靠凸起部分嵌入軸承座相應(yīng)的槽中，但調(diào)整軸承間隙比較麻煩，需打開箱蓋。根據(jù)軸是否穿過端蓋，軸承蓋又分為透蓋和悶蓋兩種。透蓋中央有孔，軸的外伸端穿過此孔伸出箱體，穿過處需有密封裝置。悶蓋中央無孔，用在軸的非外伸端。7.4定位銷為了保證箱體

16、軸承座孔的鏜削和裝配精度，并保證減速器每次裝拆后軸承座的上下半孔始終保持加工時候的位置精度，箱蓋與箱座需用兩個圓錐銷定位。定位削孔是在減速器箱蓋與箱座用螺栓聯(lián)接緊固后，鏜削軸承座孔之前加工的。 7.5油面指示裝置為指示減速器內(nèi)油面的高度是否符合要求，以便保持箱內(nèi)正常的油量，在減速器箱體上設(shè)置油面指示裝置，其結(jié)構(gòu)形式 7.6放油孔和螺塞放油孔應(yīng)設(shè)置在箱座內(nèi)底面最低處，能將污油放盡。在油孔附近應(yīng)做成凹坑，以便為了更換減速器箱體內(nèi)的污油聚集而排盡。平時，排油孔用油塞堵住，并用封油圈以加強密封。螺塞直徑可按減速器箱座壁厚2或2.5倍選取。7.7起蓋螺釘減速器在安裝時，為了加強密封效果，防止?jié)櫥蛷南潴w

17、剖分面處滲漏，通常在剖分面上涂以水玻璃或密封膠，因而在拆卸時往往因粘接較緊而不易分開。為了便于開啟箱蓋，設(shè)置起蓋螺釘，只要擰動此螺釘，就可頂起箱蓋。7.8起吊裝置起吊裝置有吊環(huán)螺釘、吊耳、吊鉤等，供搬運減速器之用。吊環(huán)螺釘（或吊耳）設(shè)在箱蓋上，通常用于吊運箱蓋，也用于吊運輕型減速器；吊鉤鑄在箱座兩端的凸緣下面，用于吊運整臺減速器。 八設(shè)計小結(jié) 三周的課程設(shè)計已經(jīng)結(jié)束了，雖然課程設(shè)計把我弄的身心俱憊，但卻在此過程中學(xué)會綜合全面的看待問題，學(xué)會如何與同學(xué)更好的合作，并且享受著成功時的快樂與失敗時的苦悶。我為能夠從事機械類專業(yè)的學(xué)習(xí)而感到自豪。隨著時代的發(fā)展，機械設(shè)計越來越表現(xiàn)出其特有的作用，通過此

18、次機械設(shè)計，使我對機械零件設(shè)計步驟和設(shè)計思想，得到了充分掌握，真正地把所學(xué)到的知識初步地運用到了實踐之中，收益很大，同時，也發(fā)現(xiàn)了許多知識掌握不足。在這段時間里我們通過彼此之間的相互合作，交流學(xué)習(xí)，掌握了許多新知識，尤其對機械原理和機械設(shè)計有了系統(tǒng)的掌握。但由于時間有限，學(xué)習(xí)心得不夠深刻，還不能對所學(xué)的知識達到熟練的運用，這就需要在今后不斷的學(xué)習(xí)和提高。初次接觸課程設(shè)計，有一種全新的感覺，和以前接觸的是完全不同的境界。一切都從零開始，翻閱資料，購書學(xué)習(xí)，然后試著設(shè)計、計算、校核、繪圖，并且不斷的修改，反復(fù)試驗。每一部分、每一個步驟都讓我們感到受益非淺。有時因一個小小的錯誤，看起來并不影響美觀的圖紙，但經(jīng)過反復(fù)思考，才發(fā)現(xiàn)這樣一個不起眼的小錯誤就會造成意想不到的后果，這讓我知道了千里之堤，毀于蟻穴的道理；有時還會出現(xiàn)別的不合理的地方。每當(dāng)遇到這些情況，我