機械設(shè)計課程設(shè)計帶式運輸機的傳動裝置中的雙擊圓柱齒輪減速器

1、 機械設(shè)計課程設(shè)計一、 設(shè)計題目：設(shè)計帶式運輸機的傳動裝置中的雙擊圓柱齒輪減速器（外傳動件為帶傳動）設(shè)計數(shù)據(jù)及工作條件：f=4210牛，v=0.71米每秒、d=425毫米、生產(chǎn)規(guī)模：小批量;工作環(huán)境：室內(nèi);載荷特性：中等沖擊；工作年限;7年，2班制。二、 傳動方案設(shè)計電動機直接連帶論，通過皮帶和齒輪箱相連，齒輪箱內(nèi)有兩級齒輪，為了傳動的平穩(wěn)性都采用斜齒輪，錐齒輪連接聯(lián)軸器，聯(lián)軸器和運輸帶軸相連。 三、 選擇電動機類型，采用三相交流異步電動機，y系列。轉(zhuǎn)速，同步轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)每分鐘的的電動機。功率，工作機所需的有效功率pw=fv/1000=4210*0.71=2989.1 w圓柱齒輪傳動8級精

2、度的效率0.97，v帶傳動為0.95，滾動軸承0.985，聯(lián)軸器選彈性聯(lián)軸器0.99，運輸機滾筒0.96總的效率=0.95*0.97*0.985*0.97*0.985*0.985*0.99*0.96=0.812電動機所需的功率 pd=pw/=2989.1/0.812=3681.9 w查表16-1 根據(jù)功率和同步轉(zhuǎn)速選擇y112m-4，滿載轉(zhuǎn)速為1440轉(zhuǎn)每分電機軸徑d1=32 外伸軸長e=80 中心高h(yuǎn)=112 四、計算總傳動比和分配傳動比 計算總傳動比 nw=v60/d=0.71*60/*0.425=31.9m/s nm/ nw=1440/31.9=45.13 考慮到帶傳動傳動比可操作性強v

3、帶傳動傳動比取i1=2.83 高速級圓柱齒輪傳動比i2=3.8 低速級圓柱齒輪傳動比i3=4.2 i= i1* i2* i3=2.83*3.8*4.2=45.17五、 傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算各軸的轉(zhuǎn)速n0= nm=1440 r/minn1= nm/ i1=1440/2.83=508.8 r/minn2= n1/ i2=508.8/3.8=133.9 r/minn3= n2/ i3=133.9/4.2=31.88 r/minn4= n3=31.88 r/min各軸的的輸入功率 p0=pd=3681.9 w=3.6819kw p1=pd*1=3681.9*0.95=3497.8 w =3.4

4、978kw p2=p1*2*3=3497.8*0.97*0.985=3342 w=3.342kw p3=p2*4*5=3342*0.97*0.985=3193 w=3.193kw p4=p3*6*7=3193*0.98*0.985=3113.7 w=3.1137kw各軸輸入轉(zhuǎn)矩 t0=9550p0/ n0=9550*3.6819/1440=24.4 t1=9550p1/ n1=9550*3.4978/508.8=65.65 t2=9550p2/ n2=9550*3.342/133.9=238.4 t3=9550p3/ n3=9550*3.193/31.88=956.5 t4=9550p4/ n

5、4=9550*3.1137/31.88=932.7 將上述計算結(jié)果列于表中，以供查用軸號轉(zhuǎn)速n/(r/min)功率p/kw轉(zhuǎn)矩t/(nm)最小軸徑mm傳動比i014403.681924.41508.83.497865.652252.832133.93.342238.4353.8331.883.193956.5634.2431.883.1137932.763六、傳動零件的設(shè)計計算 1、帶傳動設(shè)計計算 1）確定設(shè)計功率pc 因為是兩班制工作，且有中等沖擊，查機械設(shè)計5-6表取 ka=1.2 pc=kap=1.2x3.6819=4.42kw 2）初選帶的型號 根據(jù)帶傳動的設(shè)計功率pc=4.42kw及

6、小帶輪的轉(zhuǎn)速n0=1440 r/min查機械設(shè)計圖5-7選擇a型帶3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑 查機械設(shè)計表5-7 取dd1=100mm dd2= i1 dd1=2.83x100=283mm 取280mm 4）驗算帶速v v= dd1 n0/60000=6.7824 m/s 帶速在525之間，所以帶速合適 5）確定中心距a、帶長l和包角 初選中心距a0=400mm， 符合0.7（dd1 +dd2） a0 所以符合要求 6）確定帶的根數(shù)z 因=100mm，i=2.8, v=6.78m/s 查表5-2和5-3得 p0=1.321kw p0=0.10kw 因=，查表5-4得 因，查表5-5得 則有 所以z取

7、4 符合z107）確定初拉力 單根普通v帶的初拉力 = =n 8）計算壓力 = 1109.8n 9）機構(gòu)設(shè)計略2、齒輪傳動設(shè)計高速級齒輪設(shè)計1） 要求分析輸入功率：輸入轉(zhuǎn)速：傳動比：工作轉(zhuǎn)矩: 圓周速度：估計屬于中速，輕載，重要性和可靠性一般的齒輪傳動。 2） 材料選擇 根據(jù)使用要求，屬于中速，中載，工作環(huán)境較好，重要性和可靠性一般的齒輪傳動。選擇軟齒面?zhèn)鲃有↓X輪，選擇45鋼調(diào)制處理，硬度為230260hbs，=617mpa， mpa大齒輪，選擇45鋼正火處理，硬度為170210hbs，=588mpa， mpa3） 確定許用應(yīng)力小齒輪以硬度245hbs,大齒輪按190hbs,查圖3-16，圖3

8、-17得：查表3-4，取shmin =1.1 sfmin=1.4循環(huán)次數(shù) 查圖3-18得查圖3-19得，. 4）初步確定齒輪的基本參數(shù)和主要尺寸（1）選擇齒輪類型這里選用斜齒圓柱齒輪 （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級精度（3）初選參數(shù)初選：，（4）初步計算齒輪的主要尺寸因為選用的是軟齒面齒輪的方案，其齒面強度相對較弱，故按（3-16）計算。確定系數(shù)：.因電動機驅(qū)動，工作機有中等沖擊，查表3-1，得;因齒輪轉(zhuǎn)速不高，??；因非對稱布置，軸的剛性較小，取，則。由圖3-11，查得;查表3-2得；取。由式（3-16），可初步計算出齒輪的分度圓直徑等主要參數(shù)和幾何尺寸： 按

9、表3-7，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，則圓整后?。骸Ｐ薷穆菪牵号c估計值接近。取，5）驗算齒輪彎曲強度條件按式（3-17）驗算齒輪的彎曲強度條件。計算當(dāng)量齒數(shù)：查圖3-14，得，;查圖3-15，得。取。計算彎曲應(yīng)力：、符合要求 低速機齒輪設(shè)計1） 要求分析（1） 使用條件分析傳遞功率：主動輪轉(zhuǎn)速：傳動比：轉(zhuǎn)矩: 圓周速度：估計屬于中速，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)：主要幾何尺寸：等2） 選擇齒輪材料，熱處理方式及計算許用應(yīng)力 選擇齒輪材料，熱處理方式按使用條件，屬于中速，輕載，重要性和可靠性一般的齒輪傳動。選用軟齒面齒

10、輪，具體選用：小齒輪：45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為230260hbs;大齒輪：45號鋼，正火處理，硬度為180217hbs。確定許用應(yīng)力確定極限應(yīng)力小齒輪以硬度245hbs,大齒輪按190hbs,查圖3-16，圖3-17得：查表3-4，取shmin =1.1 sfmin=1.4循環(huán)次數(shù) 查圖3-18得查圖3-19得，. 4）初步確定齒輪的基本參數(shù)和主要尺寸（1）選擇齒輪類型這里選用斜齒圓柱齒輪 （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級精度（3）初選參數(shù)初選：，（4）初步計算齒輪的主要尺寸因為選用的是軟齒面齒輪的方案，其齒面強度相對較弱，故按（3-16）計算。確定系數(shù)：.因

11、電動機驅(qū)動，工作機有中等沖擊，查表3-1，得;因齒輪轉(zhuǎn)速不高，取；因非對稱布置，軸的剛性較小，取，則。由圖3-11，查得;查表3-2得；取。由式（3-16），可初步計算出齒輪的分度圓直徑等主要參數(shù)和幾何尺寸： 按表3-7，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，則圓整后?。?。修改螺旋角：與估計值接近。取，（5）驗算齒輪彎曲強度條件按式（3-17）驗算齒輪的彎曲強度條件。計算當(dāng)量齒數(shù)：查圖3-14，得，;查圖3-15，得。取。計算彎曲應(yīng)力：符合要求高速級 mm低速級 mm中心距a1155a2240小齒輪分度圓（齒頂圓）直徑64.583（69.583）92.308（101.308）大齒輪分度圓（齒頂圓）直徑245.417（2

12、50.417）387.692（396.692）小齒輪寬度6692大齒輪寬度6085螺旋角模數(shù)2.54.53、初算軸的最細(xì)處直徑軸1 材料選45鋼，在高速級所以c取118有一鍵槽增加5%為23.562mm根據(jù)表9-7取軸2 材料選45鋼，是中間軸所以c取112 圓整35mm軸3 材料選45鋼，在低速級所以c取107有一鍵槽增加5%為51.74mm，最細(xì)段鏈聯(lián)軸器，所以還得和聯(lián)軸器共同決定由下面聯(lián)軸器決定，dmin63mm軸4 材料選45鋼，在低速級所以c取107有一鍵槽增加5%為51.74mm，最細(xì)段鏈聯(lián)軸器，所以還得和聯(lián)軸器共同決定由下面聯(lián)軸器決定，dmin63mm 最小軸徑mm軸125軸2

13、35軸363軸4634、聯(lián)軸器的選擇 振動沖擊中等，在低速端，所以選擇彈性聯(lián)軸器 輸入轉(zhuǎn)矩為t=956.5 n.m 輸入轉(zhuǎn)速n=31.88 r/min，軸頸d51.74mm轉(zhuǎn)矩tcakat,有中等沖擊，查機械設(shè)計書表92取ka1.7，tcakat1.7956.51626.05 n.m 初選tl10聯(lián)軸器gb4323-84,許用轉(zhuǎn)速n2300 r/min5、初選滾動軸承因為齒輪都是斜齒輪，有一定的軸向力，而且輸入轉(zhuǎn)矩有波動，轉(zhuǎn)速為31.88r/min，較低，故選用圓錐滾子軸承軸1最小直徑為25mm，軸1為外伸軸最小軸頸再加10mm，d35mm選用30207，d=72mm，t18.25mm，b17

14、mm，c=15mm，安裝尺寸da42mm，db44mm，da=65mm，db=67mm，a13mm，a23.5mm軸2最小直徑為35mm，軸2為中間軸直接選，所以選用30207d=72mm，t18.25mm，b17mm，c=15mm，安裝尺寸da42mm，db44mm，da=65mm，db=67mm，a13mm，a23.5mm軸3最小直徑為63mm，軸3也為外伸軸，最小軸頸再加5mm，d70mm，故選用30214d=125mm，t26.25mm，b24mm，c=21mm，安裝尺寸da79mm，db81mm，da=116mm，db=119mm6、判斷軸承端蓋之間是否會發(fā)生干涉軸1與軸2的中心距為

15、155mm，軸2與軸3之間的中心距為240mm，而軸承1的外徑72mm，軸承2的外徑為72mm，軸承3的外徑125mm用m8的螺栓，螺栓兩邊各加2mm的余量a172/2+72/2+8+2+8+2=92mma272/2+125/2+8+2+8+2=118.5mm不干涉七、減速器鑄造箱體的結(jié)構(gòu)尺寸名稱符號結(jié)構(gòu)尺寸mm箱座壁厚0.025x240+3=9箱蓋壁厚18箱座、箱蓋和箱底座凸緣的厚度b、b1b2b=13.5 b1=12 b2=22.5箱座、箱蓋上的肋厚m,m1m=8 m1=8軸承旁凸臺的高度和半徑h，r1h= r1=12軸承蓋的外徑d2d+0.5x d3 軸1 76 軸2 76 軸3 129

16、地腳螺釘直徑與數(shù)目dfna1+a2365df20n6通孔直徑25沉頭座直徑48底座凸緣尺寸3025聯(lián)接螺栓軸承旁連接螺栓直徑15箱座箱蓋連接螺栓直徑10 螺栓間距180聯(lián)接螺栓直徑d8通孔直徑9沉頭座直徑d18凸緣尺寸1512定位銷直徑d8軸承蓋螺釘直徑d38視孔蓋螺釘直徑d46吊環(huán)螺釘直徑d512箱體外壁至軸承座端面的距離34大齒輪頂圓與箱體內(nèi)壁的距離14齒輪端面與箱體內(nèi)壁的距離12注：1，a值:對圓柱齒輪傳動、蝸桿傳動為中心距；對圓錐齒輪傳動為大、小齒輪節(jié)圓半徑值和；対多級齒輪傳動則為低速級中心距。2，與減速器的級數(shù)有關(guān)：單級減速器取1；雙級減速器取3；三級減速器取5；3，0.0250.030：軟齒面0.025；硬齒面0.030.八、潤滑方式選擇齒輪的圓周速度低于12m/s，所以采用油池浸油潤滑。浸油齒輪的圓周速度低于2 m/s，所以軸承采用潤滑脂潤滑。九、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和軸承壽命計算1、軸1 最小軸徑為25mm， 鍵選擇a型，公稱尺寸b x h=8 x7，鍵槽寬8，軸t=4.0，轂t1=