機(jī)械課程設(shè)計(jì)--帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器

1、<p><b>　　一、設(shè)計(jì)題目</b></p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器</p><p><b>　　2、系統(tǒng)簡圖</b></p><p><b>　　系統(tǒng)簡圖如下圖所示&

2、lt;/b></p><p><b>　　3、工作條件</b></p><p>　　單向運(yùn)轉(zhuǎn)，有輕微振動(dòng)，經(jīng)常滿載，空載啟動(dòng)，單班制工作（一天8小時(shí)），使用期限5年，輸送帶速度容許誤差為±5%。</p><p><b>　　4、原始數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　

3、拉力F=2.2kN</b></p><p><b>　　速度v=09m/s</b></p><p><b>　　直徑D=300mm</b></p><p><b>　　二、總體設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　（一）、選擇電動(dòng)機(jī)</b>

4、</p><p>　　1、選擇電動(dòng)機(jī)的類型</p><p>　　根據(jù)動(dòng)力源和工作條件，選用Y型三相交流異步電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　2、確定電動(dòng)機(jī)的功率</p><p>　　1）計(jì)算工作所需的功率</p><p>　　其中，帶式輸送機(jī)的效率。</p><p>　　2）通過查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程

5、設(shè)計(jì)》表10-1確定各級(jí)傳動(dòng)的機(jī)械效率：V帶 =0.96；齒輪 =0.97；軸承 =0.99；聯(lián)軸器 =0.99?？傂?。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)所需的功率為：。</p><p>　　由表《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》10-110選取電動(dòng)機(jī)的額定功率為3kW。</p><p>　　3）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速選960r/min 和1420r/min兩種作比較。</p>

6、<p><b>　　工作機(jī)的轉(zhuǎn)速：</b></p><p>　　現(xiàn)將兩種電動(dòng)機(jī)的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較如下表所示</p><p>　　由上表可知方案Ⅱ的總傳動(dòng)比過大，為了能合理分配傳動(dòng)比，使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用方案Ⅰ。</p><p>　　4）選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S-6。查表《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》10-111得電動(dòng)機(jī)外伸軸直

7、徑D=38，外伸軸長度E=80，如下圖所示。</p><p><b>　　（二）、傳動(dòng)比分配</b></p><p>　　根據(jù)上面選擇的電動(dòng)機(jī)型號(hào)可知道現(xiàn)在的總傳動(dòng)比i=16.76，高速級(jí)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)比，低速級(jí)齒輪傳動(dòng)比。</p><p>　?。ㄈ?、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p><p><b>　　1、各軸的

8、轉(zhuǎn)速計(jì)算</b></p><p>　　2、各軸輸出功率計(jì)算</p><p>　　3、各軸輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算</p><p>　　各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)如下表所示</p><p><b>　　三、傳動(dòng)零件的計(jì)算</b></p><p>　?。ㄒ唬?、高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)</p><

9、p>　　1、選定高速級(jí)齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。</p><p>　　1）輸送機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用8級(jí)精度足夠。</p><p>　　2）通過查教材表11-1選擇小齒輪的材料為40MnB，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為241-286HBS，，大齒輪為ZG35Si，調(diào)質(zhì)處理，硬度為241-269HBS，。</p><p>　　3）選小齒輪齒數(shù)為Z1=26，則

10、大齒輪齒數(shù)Z2=i1×Z1=26×4.76=123.76，取Z2=124，實(shí)際傳動(dòng)比。</p><p>　　2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)公式</b></p><p>　?。?）確定公式內(nèi)的各計(jì)數(shù)值</p><p>　　1）試選載荷系數(shù)K=1.5</p><

11、;p>　　2）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=29.5N·m=29500N·mm</p><p>　　3）通過查教材表11-6選取齒寬系數(shù)0.8</p><p>　　4）通過查教材表11-4得彈性系數(shù)</p><p>　　5）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　通過查教材表11-5，取</p><p&

12、gt;<b>　?。?）計(jì)算</b></p><p>　　1）試計(jì)算小齒輪分度圓的最小直徑</p><p><b>　　2）計(jì)算齒寬 ，取</b></p><p>　　3）計(jì)算模數(shù) ，取m=2mm</p><p><b>　　實(shí)際直徑</b></p><p&

13、gt;　　4）驗(yàn)算彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p>　　通過查教材表11-5，取</p><p>　　由圖11-8和11-9查得</p><p><b>　　，則</b></p><p><b>　　5）齒輪的圓周速度</b></p><p>　　對(duì)照表11-2可知選用8級(jí)精度是

14、合宜的。</p><p>　　高速齒輪各參數(shù)如下表所示</p><p>　?。ǘ?、低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　1、選定高速級(jí)齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。</p><p>　　1）輸送機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用8級(jí)精度足夠。</p><p>　　2）通過查教材表11-1選擇小齒輪的材料為40MnB，

15、調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為241-286HBS，，大齒輪為ZG35Si，調(diào)質(zhì)處理，硬度為241-269HBS，。</p><p>　　3）選小齒輪齒數(shù)為Z1=34，則大齒輪齒數(shù)Z2=i2×Z1=34×3.52=119.68，取Z2=120，實(shí)際傳動(dòng)比。</p><p>　　2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)公式</

16、b></p><p>　　（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)數(shù)值</p><p>　　1）試選載荷系數(shù)K=1.5</p><p>　　2）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T2=134.9N·m=134900N·mm</p><p>　　3）通過查教材表11-6選取齒寬系數(shù)0.8</p><p>　　4）通過查教材表11-

17、4得彈性系數(shù)</p><p>　　5）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　通過查教材表11-5，取</p><p><b>　?。?）計(jì)算</b></p><p>　　1）試計(jì)算小齒輪分度圓的最小直徑</p><p><b>　　2）計(jì)算齒寬 ，取</b></p&

18、gt;<p>　　3）計(jì)算模數(shù) ，取m=2.5mm</p><p><b>　　實(shí)際直徑</b></p><p>　　4）驗(yàn)算彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p>　　通過查教材表11-5，取</p><p>　　由圖11-8和11-9查得</p><p><b>　　，則<

19、/b></p><p><b>　　5）齒輪的圓周速度</b></p><p>　　對(duì)照表11-2可知選用8級(jí)精度是合宜的。</p><p>　　低速齒輪各參數(shù)如下表所示</p><p><b>　　四、軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　（一）、軸的材料選擇和最小直

20、徑估計(jì)</p><p>　　根據(jù)工作條件，選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。軸的最小直徑計(jì)算公式 ，C的值通過查教材表14-2確定為：C=107。</p><p>　　高速軸 因?yàn)楦咚佥S最小直徑處安裝聯(lián)軸器設(shè)一個(gè)鍵槽，因此。</p><p><b>　　中間軸 。</b></p><p>　　低速軸 因?yàn)榈?/p>

21、速軸最小直徑處安裝聯(lián)軸器設(shè)一個(gè)鍵槽，因此。</p><p>　?。ǘp速器的裝配草圖設(shè)計(jì)</p><p>　　減速器草圖如下圖所示</p><p>　?。ㄈ?、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1、高速軸</b></p><p>　　1）高速軸的直徑的確定</p><

22、;p>　　：最小直徑處 與電動(dòng)機(jī)相連安裝聯(lián)軸器的外伸軸段，因此</p><p><b>　?。好芊馓庉S段 </b></p><p>　?。簼L動(dòng)軸承軸段 滾動(dòng)軸承選取6009 ：d×D×B=45mm×75mm×16mm</p><p><b>　　:過渡段 </b></p

23、><p>　　齒輪軸段由于齒輪直徑較小，所以采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　?。簼L動(dòng)軸承段，</b></p><p>　　2）高速軸各段長度的確定</p><p><b>　　： </b></p><p>　?。河上潴w結(jié)構(gòu)，軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定</p>

24、<p>　　：由滾動(dòng)軸承、擋油環(huán)及裝配關(guān)系等確定 </p><p>　?。河裳b配關(guān)系、箱體結(jié)構(gòu)確定</p><p>　?。河筛咚傩↓X輪齒寬確定</p><p>　　：由箱體結(jié)構(gòu)，軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定</p><p><b>　　2、中間軸</b></p><p>　　1）中間軸各

25、軸段的直徑確定</p><p>　?。鹤钚≈睆教?滾動(dòng)軸承軸段，因此.滾動(dòng)軸承選取6009 d×D×B=45mm×75mm×16mm。</p><p>　?。旱退傩↓X輪軸段 取</p><p>　　：軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求 取 </p><p>　　: 高速大齒輪軸段 取</p>&

26、lt;p><b>　?。簼L動(dòng)軸承段 </b></p><p>　　2）中間軸各軸段長度的確定</p><p>　　：由滾動(dòng)軸承，擋油盤及裝配關(guān)系 取</p><p>　　：由低速小齒輪齒寬取</p><p><b>　?。狠S環(huán) 取</b></p><p>　?。河筛咚俅?/p>

27、齒輪齒寬 取</p><p><b>　?。?</b></p><p><b>　　3、低速軸</b></p><p>　　低速軸各軸段的直徑確定</p><p>　?。?滾動(dòng)軸承軸段，因此.滾動(dòng)軸承選取6010 d×D×B=50mm×80mm×16mm。&l

28、t;/p><p>　?。旱退俅簖X輪軸段 取</p><p>　　：軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求 取 </p><p>　　: 過度段取，考慮擋油盤的軸向定位 取</p><p><b>　?。簼L動(dòng)軸承段 </b></p><p>　　：封密軸段處，根據(jù)聯(lián)軸器的定位要求以及封面圈的的標(biāo)注，取</p

29、><p>　?。鹤钚≈睆?，安裝聯(lián)軸器的外伸軸段</p><p>　　2）低速軸各軸段長度的確定</p><p>　?。河蓾L動(dòng)軸承、擋油盤以及裝配關(guān)系等確定取</p><p>　?。河傻退俅簖X輪齒寬 取</p><p><b>　?。狠S環(huán) 取</b></p><p>　?。河裳b配

30、關(guān)系和箱體結(jié)構(gòu) 取</p><p>　?。簼L動(dòng)軸承、擋油盤以及裝配關(guān)系 </p><p>　?。河上潴w結(jié)構(gòu)，軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定</p><p><b>　　：</b></p><p>　　五、軸的校核（低速軸）</p><p>　　1、低速軸的受力分析</p><p&g

31、t;　　圓周力、徑向力、軸向力大小如下：</p><p>　　2、低速軸的受力情況如下圖所示</p><p>　　3、求垂直面的支承反力</p><p>　　4、求水平面的支承反力</p><p>　　5、繪制垂直面的彎距圖如下圖所示</p><p>　　=364.34×0.0595=21.68N.m<

32、/p><p>　　=731.74×0.1195=87.44N.m</p><p>　　6、繪制水平面的受力與彎距圖如下圖所示</p><p><b>　　7、求合成彎距</b></p><p>　　8、危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎距</p><p>　　由下圖可見，截面a-a最危險(xiǎn)，其轉(zhuǎn)距</p&

33、gt;<p><b>　　當(dāng)量彎距</b></p><p>　　如認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)變力，取折合系數(shù)=0.6，代入上式</p><p>　　9、計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑</p><p>　　軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由教材14-1查得=650 MPa，由表14-3查得=60MPa</p><p>&

34、lt;b>　　≥＝</b></p><p>　　考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將d值增大5%，故d=1.05×38.02=39.92mm<44mm</p><p><b>　　故軸符合強(qiáng)度要求。</b></p><p><b>　　六、鍵的選擇</b></p><p>　　

35、（一）、高速軸鍵的選擇</p><p>　　高速軸上只有安裝聯(lián)軸器的鍵。根據(jù)安裝聯(lián)軸器處直徑d=38㎜，通過查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表10-33選擇普通平鍵。選擇的鍵尺寸：b×h=12×8 （t=5.0，r=0.25）。標(biāo)記：鍵12×8 GB/T1096-2003。鍵的工作長度L=44mm,鍵的接觸高度k=0.5h=0.5×8=4mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩。</p>

36、<p>　　按表6-2差得鍵的靜連接時(shí)需用應(yīng)力 則</p><p>　　所以高速軸上的鍵強(qiáng)度足夠。</p><p>　?。ǘ?、中間軸鍵的選擇</p><p>　　中間軸上的鍵是用來安裝齒輪的，因此選用圓頭普通平鍵。因?yàn)楦咚俅簖X輪齒寬B=40mm ，軸段直徑d=48mm，所以通過查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表10-33選用b×h =14×

37、9（t=5.5，r=0.25），標(biāo)記：鍵14×9GB/T1096-2003 。低速小齒輪齒寬B=70 ，軸段直徑d=48，所以選用b×h=14×9（t=5.5，r=0.25），標(biāo)記：鍵14×9 GB/T1096-2003 。由于兩個(gè)鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩都相同，所以只要校核短的鍵。短鍵的工作長度L=36m,鍵的接觸高度k=0.5h=0.5×9=4.5mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩 則</p>&l

38、t;p>　　故軸上的鍵強(qiáng)度足夠。</p><p>　　（三）、低速軸鍵的選擇</p><p>　　低速上有兩個(gè)鍵，一個(gè)是用來安裝低速級(jí)大齒輪，另一個(gè)是用來安裝聯(lián)軸器。齒輪選用圓頭普通平鍵，齒輪的軸段的直徑d=95mm，輪寬B=130mm ，通過查表《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表10-33選用b×h=14×9（t=5.5，r=0.25）標(biāo)記：鍵14×9GB/T

39、1096-2003 。鍵的工作長度 L=59mm,鍵的接觸高度k=0.5h=0.5×9=4.5mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩 則</p><p>　　故安裝齒輪的鍵強(qiáng)度足夠。</p><p>　　安裝聯(lián)軸器的鍵用單圓頭普通平鍵，軸直徑d=45mm，所以選鍵b×h=14×9。標(biāo)記：鍵14×9 GB/T1096-2003。鍵的工作長度 L=78mm,鍵的接觸高度k=0

40、.5h=0.5×=4.5mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩 則</p><p><b>　　故選的鍵強(qiáng)度足夠。</b></p><p><b>　　七、滾動(dòng)軸承的選擇</b></p><p>　?。ㄒ唬?、高速軸軸承的選擇</p><p>　　根據(jù)載荷及速度情況，選用深溝球軸承。由高速軸的設(shè)計(jì)，根據(jù)，查《機(jī)械

41、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表10-35選軸承型號(hào)為6009。</p><p>　?。ǘ?、中間軸軸承的選擇</p><p>　　根據(jù)載荷及速度情況，選用深溝球軸承。由中間軸的設(shè)計(jì)，根據(jù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表10-35選軸承型號(hào)為6009。 </p><p>　?。ㄈ┑退佥S軸承的選擇</p><p>　　根據(jù)載荷及速度情況，選用深溝球軸承。由

42、低速軸的設(shè)計(jì)，根據(jù)，選軸承型號(hào)為6010。</p><p><b>　　八、聯(lián)軸器的選擇</b></p><p>　　根據(jù)工作要求，為了緩和沖擊，保證減速器的正常工作，輸出軸（低速軸）選用凸緣聯(lián)軸器，考慮到轉(zhuǎn)矩變化小，取，則</p><p>　　按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表10-41，高速軸選用YL7聯(lián)軸器

43、，公稱轉(zhuǎn)矩，孔徑d=38mm，L=60mm，許用轉(zhuǎn)速n=7600r/min，故適用; 低速軸選用YL10聯(lián)軸器，公稱轉(zhuǎn)矩，孔徑d=45mm，L=84mm，許用轉(zhuǎn)速n=6000r/min，故適用。</p><p><b>　　九、箱體的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　箱體各部分尺寸關(guān)系如下表所示</p><p>　　十、潤滑、密封的設(shè)計(jì)<

44、/p><p><b>　　1、潤滑</b></p><p>　　因?yàn)辇X輪的速度都比較小，難以飛濺形成油霧，或難以導(dǎo)入軸承，或難以使軸承浸油潤滑。所以，減速器齒輪選用潤脂脂潤滑的方式潤滑。</p><p><b>　　1、密封</b></p><p>　　為了防止泄漏，減速器的箱蓋與箱體接合處和外伸軸處必