二級(jí)減速器的帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)2

1、目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)3第一部分 傳動(dòng)方案簡(jiǎn)述.4第二部分 v帶設(shè)計(jì)8第三部分 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)11第四部分 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)17第五部分 輸入軸的設(shè)計(jì)23第六部分 中間軸的設(shè)計(jì)24第七部分 輸出軸的設(shè)計(jì)25第八部分 中間軸的校核.27第九部分 軸承壽命計(jì)算.30第十部分 減速器的潤(rùn)滑與密封.32第十一部分 減速器箱體及其附件33第十二部分 附：資料索引35課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)課程名稱(chēng)：機(jī)械設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 1 。傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖方案：電機(jī)帶傳動(dòng)兩級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪(斜齒或直齒）減速器工作機(jī)1電動(dòng)機(jī)；2帶傳動(dòng)；3圓柱齒輪減速器；4聯(lián)軸器；5輸送帶；6滾筒 f=1.8 kn v=1.1

2、 m/s d=350 mm2 設(shè)計(jì)條件 1.工作條件：機(jī)械廠裝配車(chē)間；兩班制，每班工作四小時(shí)；空載起動(dòng)、連續(xù)、單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)； 2.使用期限及檢修間隔：工作期限為8年，每年工作250日；檢修期定為三年；3.生產(chǎn)批量及生產(chǎn)條件：生產(chǎn)數(shù)千臺(tái)，有鑄造設(shè)備；4.設(shè)備要求：固定；5.生產(chǎn)廠：減速機(jī)廠。3 工作量 1.減速器裝配圖1號(hào)圖1張； 2.零件圖3張（箱體或箱蓋，1號(hào)圖；軸，3號(hào)圖）；3.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份約60008000字。一傳動(dòng)方案簡(jiǎn)述2.1 傳動(dòng)方案說(shuō)明2.1.1 將帶傳動(dòng)布置于高速級(jí)將傳動(dòng)能力較小的帶傳動(dòng)布置在高速級(jí)，有利于整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，勻稱(chēng)。同時(shí)，將帶傳動(dòng)布置在高速級(jí)有利于發(fā)揮

3、其傳動(dòng)平穩(wěn)，緩沖吸振，減少噪聲的特點(diǎn)。2.1.2 選用閉式斜齒圓柱齒輪閉式齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑及防護(hù)條件最好。而在相同的工況下，斜齒輪傳動(dòng)可獲得較小的幾何尺寸和較大的承載能力。采用傳動(dòng)較平穩(wěn)，動(dòng)載荷較小的斜齒輪傳動(dòng)，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。而且加工只比直齒輪多轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，工藝不復(fù)雜。2.1.3將傳動(dòng)齒輪布置在距離扭矩輸入端較遠(yuǎn)的地方由于齒輪相對(duì)軸承為不對(duì)稱(chēng)布置，使其沿齒寬方向載荷分布不均。固齒輪布置在距扭矩輸入端較遠(yuǎn)的地方，有利于減少因扭矩引起的載荷分布不均的現(xiàn)象，使軸能獲得較大剛度。綜上所述，本方案具有一定的合理性及可行性。2.2 電動(dòng)機(jī)的選擇2.2.1電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)型式根據(jù)直流電動(dòng)機(jī)需直流電源，結(jié)

4、構(gòu)復(fù)雜，成本高且一般車(chē)間都接有三相交流電，所以選用三相交流電動(dòng)機(jī)。又由于y系列籠型三相異步交流電動(dòng)機(jī)其效率高、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、起動(dòng)性能較好、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)均能滿(mǎn)足工作條件和使用條件。根據(jù)需要運(yùn)送型砂，為防止型砂等雜物掉入電動(dòng)機(jī)，故選用封閉式電動(dòng)機(jī)。根據(jù)本裝置的安裝需要和防護(hù)要求，采用臥式封閉型電動(dòng)機(jī)。y(ip44)籠型封閉自扇冷式電動(dòng)機(jī),具有防止灰塵或其他雜物侵入之特點(diǎn)。故優(yōu)先選用臥式封閉型y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。2.2.2 已知條件皮帶有效拉力f=2200n輸送帶工作速度v=0.9m/s輸送帶滾筒直徑d=300mm2.2.2 選擇電動(dòng)機(jī)容量(1)工作機(jī)的有效功率pw kw(2)

5、 由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的總效率 h 帶傳動(dòng)v帶的效率=0.940.97 取= 0.96一對(duì)滾動(dòng)軸承的效率=0.980.995 取= 0.98聯(lián)軸器的效率 =0.990.995 取= 0.99一對(duì)齒輪傳動(dòng)的效率=0.960.98 取= 0.97卷筒的傳動(dòng)效率=0.940.97 取= 0.96 (3) 電動(dòng)機(jī)所需的輸出功率 kw2.2.3 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比：=840工作機(jī)卷筒軸轉(zhuǎn)速：r/min i =2-3 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍： 2.2.4 確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)一般同步轉(zhuǎn)速取1000r/min或1500 r/min的電動(dòng)機(jī)。（1）電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率kw同步轉(zhuǎn)速r/m

6、in最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速r/min啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩y132s-63.01000 2.0960 2.02.3 總傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配2.3.1 理論總傳動(dòng)比 2.3.2 各級(jí)傳動(dòng)比的分配(1) v帶傳動(dòng)的理論傳動(dòng)比 可選范圍24初取=2(2)兩級(jí)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比 (3)齒輪傳動(dòng)中，高低速級(jí)理論傳動(dòng)比的分配取，可使兩極大齒輪直徑相近，浸油深度接近，有利于浸油潤(rùn)滑。同時(shí)還可以使傳動(dòng)裝置外廓尺寸緊湊，減小減速器的輪廓尺寸。但過(guò)大，有可能會(huì)使高速極大齒輪與低速級(jí)軸發(fā)生干涉碰撞。所以必須合理分配傳動(dòng)比，一般可在中取。取，又3.3，=2.52.4 各軸轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩與輸入功率2.4.1 各軸理論轉(zhuǎn)

7、速 (1)小帶輪轉(zhuǎn)速 r/min(2) 大帶輪轉(zhuǎn)速 r/mim(3) i軸 r/min(4) 軸 r/min(5) 軸 r/min2.4.2 各軸的輸入功率(1)電動(dòng)機(jī) kw(2)軸 kw(3)軸 kw(4)軸 kw (5)卷筒軸= kw2.4.3 各軸的理論轉(zhuǎn)矩(1)電動(dòng)機(jī) (2)軸 nmm(3)軸nmm(4)軸 = nmm2.4.4各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)匯總表軸號(hào)理論轉(zhuǎn)速（r/min）功率（kw）輸入轉(zhuǎn)矩(nmm)傳動(dòng)比電動(dòng)軸9602.72270602第i軸4802.61519323.33第ii軸144.12.481643602.5第iii軸57.62.36391284二、v帶設(shè)計(jì)2.1 原始

8、數(shù)據(jù)電動(dòng)機(jī)功率 kw電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 r/minv帶理論傳動(dòng)比22.2 設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 確定計(jì)算功率pca =kapd根據(jù)雙班制工作，每班4小時(shí)，空載啟動(dòng)，連續(xù)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷穩(wěn)定，工作期限8年。 查得工作系數(shù)ka=1.0pca =kapd=1.02.72= 2.72 kw（2）選取普通v帶帶型根據(jù)pca，n1確定選用普通v帶a型。（3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑 dd1和dd2a. 初選小帶輪基準(zhǔn)直徑=75mmb驗(yàn)算帶速 m/s 5m/sv25m/s帶的速度合適。 c. 計(jì)算dd2dd2 mm取dd2 =200 mm（4）確定普v帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距根據(jù)0.7（dd1+dd2） a 0 2（dd1+dd

9、2）210mm a 0600mm初步確定中心距 a 0 = 400mm帶長(zhǎng)ld = =1272mm計(jì)算實(shí)際中心距（5）驗(yàn)算主輪上的包角 = 主動(dòng)輪上的包角合適（6）計(jì)算v帶的根數(shù)z p0 基本額定功率 p0=0.9576 p0額定功率的增量 p0=0.1116包角修正系數(shù) 得=0.964長(zhǎng)度系數(shù) 得=0.96= =2.80 取z=3根 （7）計(jì)算預(yù)緊力 f0qv帶單位長(zhǎng)度質(zhì)量 q=0.10 kg/m=147.39n 應(yīng)使帶的實(shí)際出拉力 （8）計(jì)算壓軸力fp=879.21 n2.3帶傳動(dòng)主要參數(shù)匯總表帶型基準(zhǔn)長(zhǎng)度ldmm根數(shù)z小帶輪直徑dd1mm大帶輪直徑dd2mm中心距amma14003100

10、2004642.4 帶輪材料及結(jié)構(gòu)（1）帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用材料的牌號(hào)為ht150或ht200( 2 ) 大 帶輪的結(jié)構(gòu)形式為孔板式三、 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)一 選齒輪類(lèi)、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1 為提高傳動(dòng)平穩(wěn)性及強(qiáng)度，選用斜齒圓柱齒輪；2 因?yàn)檫\(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度；3 為簡(jiǎn)化齒輪加工工藝，選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)小齒輪材料：45號(hào)鋼調(diào)質(zhì) hbs1=220接觸疲勞強(qiáng)度極限mpa （由1p209圖10-21d）彎曲疲勞強(qiáng)度極限 mpa （由1p209圖10-20c）大齒輪材料：45號(hào)鋼正火 hbs2=190接觸疲勞強(qiáng)度極限 mpa （由1 p209圖10-21c） 彎曲

11、疲勞強(qiáng)度極限 mpa （由1 p209圖10-20b）4初選小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)z2 = z1= 243.33=79.2取795初選螺旋角二 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 計(jì)算公式： mm （由1p218式10-21） 1 確定公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù)數(shù)值初選載荷系數(shù)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 nmm齒寬系數(shù) 材料的彈性影響系數(shù) mpa1/2區(qū)域系數(shù) ， 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)接觸疲勞壽命系數(shù) （由1p207圖10-19）接觸疲勞許用應(yīng)力取安全系數(shù) 取 mpa2 計(jì)算（1）試算小齒輪分度圓直徑=48.4mm（2）計(jì)算圓周速度 1.22m/s（3）計(jì)算齒寬b及模數(shù)mnt mm b/h=11（4）計(jì)算縱向重合度（5） 計(jì)算載荷系數(shù)

12、1使用系數(shù) 根據(jù)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)得2動(dòng)載系數(shù) 根據(jù)v=1.22m/s、 7級(jí)精度3按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的齒向載荷分布系數(shù) 根據(jù)小齒輪相對(duì)支承為非對(duì)稱(chēng)布置、7級(jí)精度、=0.8、 mm，得 =1.1614按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的齒向載荷分布系數(shù) 根據(jù)b/h=11、 5齒向載荷分配系數(shù)、假設(shè)，根據(jù)7級(jí)精度，軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，得=1.01.11.21.161=1.533（6） 按實(shí)際的載荷系數(shù)修正所算得的分度圓直徑 三 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1 確定計(jì)算參數(shù)（1）計(jì)算載荷系數(shù)（2）螺旋角影響系數(shù) 根據(jù)縱向重合系數(shù)，得0.65（3）彎曲疲勞系數(shù)kfn得 （4）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)s=1.4 （5）計(jì)

13、算當(dāng)量齒數(shù)zv，（6）查取齒型系數(shù)yf 應(yīng)力校正系數(shù)ys 得 （7）計(jì)算大小齒輪的 并加以比較 比較 47.71mmmm4 計(jì)算齒輪寬度b =48.90mm 圓整后 49mm 54 mm四、 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)一 選齒輪類(lèi)、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1 為提高傳動(dòng)平穩(wěn)性及強(qiáng)度，選用斜齒圓柱齒輪；2 因?yàn)檫\(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度；3 為簡(jiǎn)化齒輪加工工藝，選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)小齒輪材料：45號(hào)鋼調(diào)質(zhì) hbs3=220接觸疲勞強(qiáng)度極限mpa 彎曲疲勞強(qiáng)度極限 mpa 大齒輪材料：45號(hào)鋼正火 hbs4=190接觸疲勞強(qiáng)度極限 mpa 彎曲疲勞強(qiáng)度極限 mpa 4初選小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)

14、z4= z3= 282.5=705初選螺旋角二 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 計(jì)算公式: mm 1. 確定公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù)數(shù)值初選載荷系數(shù)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 nmm齒寬系數(shù) 材料的彈性影響系數(shù) mpa1/2 區(qū)域系數(shù) ， 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)接觸疲勞壽命系數(shù) 接觸疲勞許用應(yīng)力取安全系數(shù) 取 mpa2. 計(jì)算（1）試算小齒輪分度圓直徑=80.11mm（2）計(jì)算圓周速度0.60m/s（3）計(jì)算齒寬b及模數(shù)mnt mmb/h=64.088/5.00=12.82（4）計(jì)算縱向重合度 （5） 計(jì)算載荷系數(shù) 1.使用系數(shù) 根據(jù)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)得2.動(dòng)載系數(shù) 根據(jù)v=0. 77m/s 7級(jí)精度3. 按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的齒向載荷分

15、布系數(shù) 根據(jù)小齒輪相對(duì)支承為非對(duì)稱(chēng)布置、7級(jí)精度、=0.8 mm，得 =1.2974. 按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的齒向載荷分布系數(shù) 根據(jù)b/h=12.82 5. 齒向載荷分配系數(shù)、 假設(shè)，根據(jù)7級(jí)精度，軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，得 =11.11.3971.2=1.776（6） 按實(shí)際的載荷系數(shù)修正所算得的分度圓直徑 84.08mm三 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1 確定計(jì)算參數(shù)（1）計(jì)算載荷系數(shù)k （2）螺旋角影響系數(shù) 根據(jù)縱向重合系數(shù)，得0.88（3）彎曲疲勞系數(shù)kfn 得 （4）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)s=1.4 得（5）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)zv， ，（6）查取齒型系數(shù)yf 應(yīng)力校正系數(shù)ys 得 （7）計(jì)算

16、大小齒輪的 并加以比較 比較 s，故危險(xiǎn)截面是安全的九. 軸承壽命計(jì)算1、 減速器各軸所用軸承代號(hào)普通齒輪減速器，其軸的支承跨距較小，較常采用兩端固定支承。軸承內(nèi)圈在軸上可用軸肩或套筒作軸向定位，軸承外圈用軸承蓋作軸向固定。設(shè)計(jì)兩端固定支承時(shí)，應(yīng)留適當(dāng)?shù)妮S向間隙，以補(bǔ)償工作時(shí)受熱伸長(zhǎng)量。項(xiàng)目軸承型號(hào)外形尺寸（mm）ddb高速軸60/32325313中間軸6308409023低速軸631155120292、低速軸軸承壽命計(jì)算2.1 預(yù)期壽命從減速器的使用壽命期限考慮，軸承使用期限為8年(年工作日為260天)。預(yù)期壽命=242608=16640 h2.2 壽命驗(yàn)算對(duì)軸承60/32的壽命計(jì)算：將任務(wù)

17、書(shū)中的使用期限換算為小時(shí)得其使用壽命必須大于48000小時(shí)。根據(jù)【1】式16-2知其壽命計(jì)算為，查【1】附表1可知其徑向基本額定動(dòng)載荷為，而球軸承取，由上軸的校核計(jì)算得知其當(dāng)量動(dòng)載荷為，故帶入公式得：其壽命為，滿(mǎn)足要求。對(duì)軸承6308的壽命計(jì)算：將任務(wù)書(shū)中的使用期限換算為小時(shí)得其使用壽命必須大于48000小時(shí)。根據(jù)【1】式16-2知其壽命計(jì)算為，查【1】附表1可知其徑向基本額定動(dòng)載荷為，而球軸承取，由上軸的校核計(jì)算得知其當(dāng)量動(dòng)載荷為，故帶入公式得：其壽命為，滿(mǎn)足要求。對(duì)軸承6311的壽命計(jì)算：將任務(wù)書(shū)中的使用期限換算為小時(shí)得其使用壽命必須大于48000小時(shí)。根據(jù)【1】式16-2知其壽命計(jì)算為，

18、查【1】附表1可知其徑向基本額定動(dòng)載荷為，而球軸承取，由上軸的校核計(jì)算得知其當(dāng)量動(dòng)載荷為，故帶入公式得：其壽命為，滿(mǎn)足要求。十. 減速器的潤(rùn)滑與密封1、齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑各級(jí)齒輪的圓周速度均小于12m/s，所以采用浸油潤(rùn)滑。另外，傳動(dòng)件浸入油中的深度要求適當(dāng)，既要避免攪油損失太大，又要充分的潤(rùn)滑。油池應(yīng)保持一定的深度和儲(chǔ)油量。兩級(jí)大齒輪直徑應(yīng)盡量相近，以便浸油深度相近。2、 潤(rùn)滑油牌號(hào)閉式齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑油運(yùn)動(dòng)粘度為220mm2/s。選用n220工業(yè)齒輪油。3、軸承的潤(rùn)滑與密封由于高速級(jí)齒輪的圓周速度小于2m/s，所以軸承采用脂潤(rùn)滑。由于減速器工作場(chǎng)合的需要，選用抗水性較好，耐熱性較差的鈣基潤(rùn)滑脂。軸

19、承內(nèi)密封：由于軸承用油潤(rùn)滑，為了防止齒輪捏合時(shí)擠出的熱油大量沖向軸承內(nèi)部，增加軸承的阻力，需在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)置擋油盤(pán)。軸承外密封：在減速器的輸入軸和輸出軸的外伸段，為防止灰塵水份從外伸段與端蓋間隙進(jìn)入箱體，所有選用氈圈密封。4、減速器的密封減速器外伸軸的密封件，具體由各軸的直徑取值定，軸承旁還設(shè)置封油盤(pán)。十一. 減速器箱體及其附件1、箱體結(jié)構(gòu)形式及材料本減速器采用剖分式箱體，分別由箱座和箱蓋兩部分組成。用螺栓聯(lián)接起來(lái)，組成一個(gè)完整箱體。剖分面與減速器內(nèi)傳動(dòng)件軸心線平面重合。為了保證箱體剛度。在軸承座處設(shè)有加強(qiáng)肋。減速器箱體用ht200制造。鑄鐵具有良好的鑄造性能和切削加工性能，成本低。鑄造箱體多用于批量生產(chǎn)。2、箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸表（單位：mm）名稱(chēng)數(shù)值(mm)箱座壁厚=8箱蓋壁厚1=10箱體凸緣厚度b=12b1=15b2=20加強(qiáng)肋厚m=6.8m1=6.8地腳螺釘直徑18.6地腳螺釘數(shù)目n=4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑m16箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓直徑m12軸承蓋螺釘直徑和數(shù)目高速軸選用m8n=6中間軸選用m8n=6低速軸選用m12n=6軸承蓋（軸承座端面）外徑高速軸108中間軸130低速軸140觀察孔蓋螺釘直徑m8df、d2、d3至箱外壁距離dfc1=26d122d218df、d2