螺旋輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)—設(shè)計(jì)論文

1、緒論在現(xiàn)代機(jī)械生產(chǎn)中，減速器的種類繁多，它包括有蝸輪蝸桿減速器、 直齒輪減速器、圓柱齒輪減速器、斜齒輪減速器等。（一）現(xiàn)今國(guó)內(nèi)使用情況：國(guó)內(nèi)的減速器多以齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)為 主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過低的問題。 另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點(diǎn)，特別是大型的減速器問題更 突出，使用壽命不長(zhǎng)。現(xiàn)有的各類減速器多存在著消耗材料和能源較多， 對(duì)于大傳動(dòng)比的減速器，該問題更為突出。由于減速裝置在各部門中使用 廣泛，因此，人們都十分重視研究這個(gè)基礎(chǔ)部件。不論在減小體積、減輕 重量、提高效率、改善工藝、延長(zhǎng)使用壽命和提高承載能力以及降低成本 等等方面，有所改進(jìn)的話，都將

2、會(huì)促進(jìn)資源（包括人力、材料和動(dòng)力）的 節(jié)省。（二）需求狀況：減速器國(guó)際市場(chǎng)需求量很大，并處于高速增長(zhǎng)階段。 隨著國(guó)際市場(chǎng)的進(jìn)一步拓寬，減速器機(jī)在出口數(shù)量、品種、產(chǎn)品檔次、創(chuàng) 匯額上將會(huì)有重大突破。特別是平動(dòng)齒輪減速器由于體積小，重量輕，傳 動(dòng)效率高，將會(huì)節(jié)省可觀的原料和能源。（三）選題目的及意義：本文就螺旋輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置進(jìn)行了一系列 的設(shè)計(jì)。螺旋輸送機(jī)是一種用途廣泛的運(yùn)輸機(jī)械，它是利用螺旋體與物料 之間產(chǎn)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行輸送。當(dāng)螺旋葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)，物料的自重和殼體對(duì) 物料的摩擦阻止其與螺旋葉片一起旋轉(zhuǎn)，物料類似不轉(zhuǎn)動(dòng)的螺母，二者之 間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)促使物料沿螺旋軸軸向移動(dòng)。 一方面它可以長(zhǎng)距離輸送物

3、料； 另一方面還可以完成對(duì)物料的混合、攪拌等工作。螺旋輸送機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊 湊、密封性好、操作維護(hù)方便、物料不易撒落等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于糧食、 飼料等行業(yè)。螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是既要保證機(jī)器有足夠的強(qiáng)度、剛度， 同時(shí)還要保證有足夠的輸送量和消耗較小的動(dòng)力。齒輪傳動(dòng)具有承載能力 大、傳動(dòng)效率高、允許速度高、結(jié)構(gòu)緊湊、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械工業(yè)傳 動(dòng)方案設(shè)計(jì)時(shí)一般應(yīng)首先選用齒輪傳動(dòng)。傳動(dòng)裝置是單向運(yùn)轉(zhuǎn)，輕微振動(dòng)， 連續(xù)工作的。所以在這次設(shè)計(jì)中我選擇了展開式兩級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)的方案。 展開式兩級(jí)圓柱齒輪減速器是兩級(jí)減速器中最簡(jiǎn)單、應(yīng)用最廣泛的一 種。第一章 傳動(dòng)方案的分析1. 設(shè)計(jì)題目：螺旋輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)

4、計(jì)1.1 要求：具有過載保護(hù)性能（有帶傳動(dòng)），含有二級(jí)展開式圓柱齒輪 減速器。擬定傳動(dòng)關(guān)系，由電動(dòng)機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、工作機(jī)構(gòu)成。1.2 工作條件：兩班制工作運(yùn)送砂石，每班工作 8 小時(shí)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)；螺 旋輸送機(jī)的效率 0.92 ，使用期限及檢修間隔：使用期限為 10 年，檢修間 隔為2年。軸轉(zhuǎn)矩T440N*M 螺旋軸轉(zhuǎn)速130RPM傳送帶鼓輪直徑D為278mm傳送帶帶速V為0.98m/s，傳送帶主動(dòng)軸所需扭矩T為248N.m工 作載荷微振。2. 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì):2.1組成：傳動(dòng) 裝置由電機(jī)、減速 器、工作機(jī)組成。2.2特點(diǎn)：齒輪 相對(duì)于軸承不對(duì)稱 分布,故沿軸向載荷 分布不均勻，要求軸 有較

5、大的剛度。2.3確定傳動(dòng)方案：考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)功率大，將V帶設(shè)置在高速級(jí)。1-電動(dòng)機(jī)2、4-聯(lián)軸器3-減速器5- 螺旋軸其傳動(dòng)方案如（圖1-1） :1-1運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖全套圖紙：3607025011.電機(jī)的選擇1.1選擇電動(dòng)機(jī)類型第二章減速器各零部件的設(shè)計(jì)按照工作要求和條件選用Y系列一般用途的全封閉籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。1.2選擇電機(jī)的轉(zhuǎn)速:a.計(jì)算傳動(dòng)滾筒的轉(zhuǎn)速360 仏10n W =HD360 0.98 103.14 278=67.360r / min滾筒的轉(zhuǎn)速門腫67.360r / minb.計(jì)算工作機(jī)功率PwT nw9.55 103 w248 67.36039.55 100.92= 1.

6、901kW工作機(jī)功率Pw = 1.901kW按參考文獻(xiàn)4表14-11推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取 V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 h =25，兩級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比i2 =58，貝卩總傳動(dòng)比的合理 范圍為=1040，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為d =i nw = （10 40） 67.360r / min = 673.6 2694.4r/ min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000和1500r/min。綜合考慮電動(dòng)機(jī) 和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選1000r/min 的同步轉(zhuǎn)速較好。1.3工作機(jī)的有效功率a.傳動(dòng)裝置的總效率查參考文獻(xiàn)3表2-4得：帶傳動(dòng)的效率n仁0.96齒輪嚙合效

7、率n 2=0.97滾動(dòng)軸承的效率n 3=0.99彈性聯(lián)軸器的效率n 4= 0.99滾筒效率n 5=0.96總效率 n = n 1 n 32 x n 2 Xn 4 Xn 5=0.95 x 0.992X 0.97X 0.99 x 0.96=0.816b.所需電動(dòng)機(jī)輸出功率Pwn1.9010.816= 2.330kW全套圖紙:3607025011.4選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào):查參考文獻(xiàn)3表2-1得表如下:方電機(jī)型號(hào)電機(jī)質(zhì)額定功同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)案量(Kg)率(Kw)(r/mi n)(r/mi n)比號(hào)1Y100L2-43831500142021.0812Y132S-6633100096014.2523Y

8、132M-879375071010.540根據(jù)以上兩種可行同步轉(zhuǎn)速電機(jī)對(duì)比可見，方案2傳動(dòng)比小且質(zhì)量?jī)r(jià)格也比較合理，所以選擇Y132S-6型電動(dòng)機(jī)中心外形尺寸底腳安裝尺地腳螺栓孔直軸伸尺高Lx(AC/2+AD)HD寸徑寸HA匯BKD漢E132475x345x315216x1401238x802.計(jì)算總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S-6,滿載轉(zhuǎn)速n960r/min 2.1總傳動(dòng)比96014.252nw67.3602.2分配各級(jí)傳動(dòng)比設(shè)帶傳動(dòng)比為i1，減速器總傳動(dòng)比為i2，ia=iii2。為使V帶傳動(dòng)外廓尺 寸不致過大，取ii=2.5，則i2 上二 142 5 2 5.7 0 1

9、 i12.5又設(shè)減速器中高級(jí)和低速級(jí)傳動(dòng)比為i2、i3，則i2二i?i3。取i1.3i3，則. 2.094取i2.1，則 i2= = 5701 =2.715 i32.13. 計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)3.1各軸轉(zhuǎn)速0軸（電動(dòng)機(jī)軸）n0=96Or/minI軸（高速軸）n m960384/ min門丄384r / mini12.5H軸（中速軸）n 2 J1 二 384 =141.436r/min i22.715皿軸（低速軸）n n2 =.436 旳亦/mini32.13.2各軸輸入功率0軸P o =P d = 2.330kWI軸PPd 尸2.3300.96 =2.237kWH軸PP, 2 3 =

10、2.237 0.99 0.97 = 2.148kW皿軸P3=P2 2 3=2.148 0.99 0.97 = 2.063kW3.3各軸輸入轉(zhuǎn)矩0軸P2 330Td=9550=955023.179N mnm960I軸TTdh 1 = 23.1792.50.96 = 55.630N mH軸TT1i2 2 3 = 55.630 2.715 0.99 0.97 = 145.039N m皿軸T3二T2i3 2 3 = 145.039 2.1 0.99 0.97 = 292.490N m將上述數(shù)據(jù)列表如下軸號(hào)轉(zhuǎn)速 n(r/min)功率P(kW)09602.330I3842.237H141.4362.148

11、轉(zhuǎn)矩T(N m)傳動(dòng)比i效率n23.1792.50.9655.6302.7150.97145.0392.10.97皿67.3502.063292.490全套圖紙：3607025014. 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1普通V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）工作情況系數(shù)Ka查參考文獻(xiàn)表8.21，取Ka".2（2）計(jì)算功率PcPc=KAP0=1.2 2.330 =2.796kW根據(jù)Pc = 2.796kW、n° = 960r/mi n，由參考文獻(xiàn) 圖8.12選用SPZ型 普通V帶。（3）確定帶輪基準(zhǔn)基準(zhǔn)直徑dd1、dd2根據(jù)參考文獻(xiàn)6圖8.13、表8.6，選取dd1=96mm，且d d訐 96mm

12、>d d min 二 63mm。n°大帶輪基準(zhǔn)基準(zhǔn)直徑為d d2 = n°dd1 = =390.561r/mini 2.45896 = 240mmn1384按參考文獻(xiàn) 表8.3，選取標(biāo)準(zhǔn)值dd236mm，則實(shí)際傳動(dòng)比i、從動(dòng) 輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速分別為= 236 =2.458n°n1d d1 96從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速誤差率為384 一390.561 100%1.7%在_ 5% 以內(nèi)，為允許390.561值。(4) 驗(yàn)算帶速：d d1 n03.14 96 960v = 5m/ s60 1000 60 1000帶速在5 25m/s范圍內(nèi)。(5) 確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld和實(shí)際中心距

13、a。按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求初定中心距a。由參考文獻(xiàn)6公式 0.7(dd1 dd2)W a° < 2(dddd2)，得 232.4 < a° < 664 ,取 a0 = 600mm。4a°2 由參考文獻(xiàn) 公式L0=2a° ；(dd1 dd2)(dd2dd1)，得3 14(236 96)2L0 =2 600(96 236)1729.407 mm24 x 600參考文獻(xiàn)表8.4，取基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld = 1800mm o由參考文獻(xiàn)公式a :-a丄丄丄2，得2a =600 1800 一 1729407 = 635.297mm中心距a的變動(dòng)范圍為amin 二

14、a -0.015Ld =635.297 -0.015 1800 = 608.297mmamax = a 0.03Ld = 635.2970.03 1800 =689.297 mm(6) 校驗(yàn)小帶輪包角：i由參考文獻(xiàn) 公式計(jì)180 -益仏57.3，得a:尸180 _236 _96 57.3167.373120635.297Pc(7)確定V帶根數(shù)z由參考文獻(xiàn)公式z 旦P。 (P°+也 P°)KaKl根據(jù)dd1=96mm、n° = 960r/min，查參考文獻(xiàn) 表8.14，用內(nèi)插法得P0 = 1.21 1.44 一1.21(960 一 800) = 1.414kW 98

15、0 -800取 P0=1.41kW由參考文獻(xiàn)公式gKV,查參考文獻(xiàn)表8.18 ,得K 1.2834 10”，根據(jù)傳動(dòng)比i =2.458，查參考文獻(xiàn)6表8.19，得 21.1373，P0=1.2834 x10x960 1 -一1一 L 0.149kW'、1.1373丿查參考文獻(xiàn) 表8.4，得帶長(zhǎng)修正系數(shù)ki.18，由參考文獻(xiàn) 圖8.112.796查得包角系數(shù)Ka = 0.97，得普通V帶根數(shù)z = = 1.563根(1.4140.149) 0.97 1.18圓整得z二2根。(8)求初拉力Fo及帶輪軸上的壓力Fq查參考文獻(xiàn) 表8.6，得SPZ型普通V帶的每米長(zhǎng)質(zhì)量q = 0.07kg/m

16、,根據(jù)參考文獻(xiàn) 公式卩尸述空_ J + q/得單根V帶的初拉力為zv冬丿F 500 2.796_1- 0.07 51222.215N2 50.97根據(jù)參考文獻(xiàn) 公式FQ = 2F°zsi得作用在軸上的壓力Fq為167.373KlFq=2 222.215 2 si n883.469 N2（9）設(shè)計(jì)結(jié)果選用2根SPZ-1800GB12730-91V帶，中心距635.297mm，帶輪直徑dd1 = 96mm，dd 236mm，軸上壓力 Fq = 883.469N。4.2齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）高速級(jí)齒輪傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì)A、選擇齒輪的材料及精度等級(jí)小齒輪選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB=236大齒輪選用

17、45號(hào)鋼，正火處理，HB=190由參考文獻(xiàn) 表10.21選8級(jí)精度，要求齒面粗糙度Ra <3.26.3m。B、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）小齒輪的轉(zhuǎn)矩T19.55 106P19.55 106 2.237384-55633.724N mm選載荷系數(shù)K查參考文獻(xiàn)表10.11，取K=1.1(3) 齒數(shù)zi和齒寬系數(shù)'-：d小齒輪的齒數(shù)Zi取為25,則大齒輪齒數(shù)Z2 = 63。根據(jù)齒輪為軟齒面和 齒輪在兩軸承間為不對(duì)稱布置。查參考文獻(xiàn)表10.20 ,取 廣1。(4) 許用接觸應(yīng)力J H 1由參考文獻(xiàn) 圖10.24查得匚 H lim 1 = 560Mpa，匚 H lim 2二 530 Mp

18、a查參考文獻(xiàn)表10.10，取Sh = 1N計(jì)60njLh=60 384 1(10 365 16)=1.35 109Nii91.35 102.5= 5.4 108查參考文獻(xiàn)6圖10.27得Znt1“，Znt2 "06由參考文獻(xiàn)公式J=出皿可得Sh仆560二 Hh560MPa1二 H】21.06 5301=562MPad1 ".氣”呷1.1 55633-724 3.5 = 49.603mm1 2.5 5602d149.603m1.984mmz125查參考文獻(xiàn) 表10.3，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m二2mmC主要尺寸計(jì)算d 2 = mz2 = 2 63 = 126 mmb2 = d di =1

19、 50 = 50mmQ =b2 5 =50 5 二 55mm1 iam（z1 z2）2（25 63） = 88mm2 2D按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)：（1）齒形系數(shù)Yf查參考文獻(xiàn)6表 10.13 得 Yf1=2.65，Yf2=2.30c（2）應(yīng)力修正系數(shù)Ys查參考文獻(xiàn) 表10.14得丫滬1.59，Ys2=173。（3）許用彎曲應(yīng)力j由參考文獻(xiàn)圖10.25查得Slim1=210MPa，二 Flim2=190MPa查參考文獻(xiàn)6表10.10，取Sf = 1.3由參考文獻(xiàn) 圖10.26查得Ynt訐Ynt2=1 由參考文獻(xiàn)公式J"心匝可得S F1 況 210F210 -162MP

20、a1.31X190 r”-F2146MPa1.32KT12 1.1 55633.724cF1FYfYs22.65 1.59 = 103.142MPa V 二 Fh = 162MPabm z150 x2 沃25YF2YS22 30x1 73二 F2 竺竺=103.14297.4 0M2 P V 二 F】2 = 146MPaF1 YF1YS12.65 1.59因?yàn)槎 W 二f，齒根彎曲強(qiáng)度校核合格。E、驗(yàn)算齒輪的圓周速度、© n13.14 50 384- -1m / s60 1000 60 1000查參考文獻(xiàn) 表10.22可知，選8級(jí)精度是合適的。F、齒輪的幾何尺寸計(jì)算全套圖紙：360

21、702501齒頂圓直徑da (ha =1)，由公式da=d 2ha二m(z 2ha)，得da產(chǎn)口(召 2ha) =2 (25 2 1) =54mmda2=m(z2 2ha) =2 (63 2 1) =130mm齒全高 h (c“ = 0.25,ha =1)，由公式 h =ha h(2ha c )m,得h =(2 10.25) 2 =4.5mm齒厚S，由公式S =尸 m，得2 2S=3.14 2 = 3.14mm2齒根高 hfhf = (ha c )m=(1 0.25) 2= 2.5mm齒頂高h(yuǎn)aha 二 ha m = 1 2 = 2mm齒根圓直徑df，由公式df = d2hf，得d fdhf

22、=50 -2 2.5 =45mmd f2二d 2_2hf =130 -2 2.5 = 125mm小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用鍛造毛坯的實(shí)體圓柱齒輪。大齒輪的有關(guān)尺寸計(jì)算如下：軸孔直徑d = 50mm輪轂直徑 d1.6d -1.6 50 =80mm輪轂長(zhǎng)度 L = (1.21.5)d =(1.2 1.5) 50 =60 75mm > B2 = 50mm ,取 L =50mm輪緣厚度、0=(34)m =(3 4) 2 =6 8mm，取、.8mm輪緣內(nèi)徑 D廣da-2h -2、產(chǎn)130 -2 4.5 -2105mm，取 D廣104mm腹板中心孔直徑 D° = 0.5(D1 dj

23、= 0.5 (104 80 92mm腹板孔直徑 d° = 0.2(D1d1)=0.2 (104 80) = 4.8mm，因?yàn)?d°<10mm 所以不鉆 孔。齒輪倒角 n = 0.5m =0.5 2 = 1mm(二)低速級(jí)齒輪傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì)A、選擇齒輪的材料及精度等級(jí)小齒輪選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB=236大齒輪選用45號(hào)鋼，正火處理，HB=190由參考文獻(xiàn) 表10.21選8級(jí)精度，要求齒面粗糙度Ra <3.26.3m 。B、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)(1)小齒輪的轉(zhuǎn)矩Ti-9.55 106P2T1 二9.55 106 2.148141.436= 145036.624

24、N mm(2) 選載荷系數(shù)K查參考文獻(xiàn)表10.11，取K=1.1(3) 齒數(shù)Z1和齒寬系數(shù) d小齒輪的齒數(shù)Z1取為25，則大齒輪齒數(shù)Z2 = 53。根據(jù)齒輪為軟齒面和齒輪在兩軸承間為不對(duì)稱布置。查參考文獻(xiàn)表10.20，取 盯1(4)許用接觸應(yīng)力J h 1由參考文獻(xiàn) 圖10.24查得Hlim1=56°Mpa，：- Hlim2=530Mpa查參考文獻(xiàn) 表10.10，取Sh = 18N1 = 60njLh=60 141.436 1 (10 365 16)=4.96 10N1iQ4.96 102.1Q=2.36 10查參考文獻(xiàn)6圖 10.27 得Zn= 1.06，Znt2 = 1.06采用浸油潤(rùn)滑，由于低速級(jí)周向速度為，所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為35mm（2）滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 由于軸承周向速度為，所以宜開設(shè)油溝、飛濺潤(rùn)滑。（3）潤(rùn)滑油的選擇 齒輪與軸承用同種潤(rùn)滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用L-AN15潤(rùn)滑油。（ 4）密封方法的選取 選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實(shí) 現(xiàn)密封。密封圈型號(hào)按所裝配軸的直徑確定為（F）B25-42-7-ACM，（ F）B70-90-10-ACM。軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。設(shè)計(jì)總結(jié)經(jīng)過一個(gè)多月的努力，我終于將畢業(yè)設(shè)計(jì)做完了。在這次作業(yè)過程中,