帶式輸送機傳動裝置中的二級圓錐圓柱齒輪減速器設(shè)計【3張圖紙】

帶式輸送機傳動裝置中的二級圓錐圓柱齒輪減速器設(shè)計【3張圖紙】,3張圖紙,輸送,傳動,裝置,中的,二級,圓錐,圓柱齒輪,減速器,設(shè)計,圖紙 目 錄 一、設(shè)計任務(wù)書…………………………..………………………..…5 二、動力機的選擇…………………………..……………………..…5 三、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)…………………………....…6 四、傳動件設(shè)計計算（齒輪）………………………………………10 五、軸的設(shè)計………. ………. ………. ……….. .... .. ..………..……20 六、滾動軸承的選擇及計算…………………………………..…..…..32 七、鍵連接的選擇及校核計算…………………………………..……34 八、聯(lián)軸器的選擇……..........................….....…….....................……..35 九、設(shè)計總結(jié)…..……………………………………………………..37 十、參考資料.…………………….……………………………….…38 設(shè)計計算及說明 一、 設(shè)計任務(wù)書 1. 設(shè)計題目：帶式運輸機傳動裝置 鑄造車間用帶式運輸機。改運輸機由電動機經(jīng)圓錐圓柱齒輪減速器、帶傳動傳至運輸鏈板以將落砂后的熱鑄件送至清理工部。 工作平穩(wěn)，不逆轉(zhuǎn)。運輸鏈速度允許誤差為5%。雙班制工作。 2. 傳動簡圖 1.電動機 2.高速級 3.中速級 4.低速級 5.運輸帶輪 6.運輸帶 3. 數(shù)據(jù) 已知運輸鏈曳引力F=4KN，運輸鏈速度v=1.6m/s，滾筒直徑400mm,工作年限為8年。 二、電動機的選擇 1）電動機類型和結(jié)構(gòu)型式 按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y系列三相異步電動機。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。 2）電動機容量 由《機械設(shè)計課程設(shè)計》表2-10查得：彈性柱銷聯(lián)軸器=0.99.；8級精度一般圓錐齒輪傳動=0.97；8級精度一般圓柱齒輪傳動=0.97；V帶傳動的效率=0.96；滾動軸承效率=0.99；則 (1)輸出功率 (2)電動機輸出功率 傳動裝置的總效率 故 3）電動機的轉(zhuǎn)速 推算電動機轉(zhuǎn)速可選范圍，根據(jù)，則電動機轉(zhuǎn)速可選范圍為： 選電動機型號Y132M-4，額定功率為7.5KW，滿載轉(zhuǎn)速為1440r/min。 4）電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形,安裝尺寸 由《機械設(shè)計課程設(shè)計》表12-1查得主要數(shù)據(jù)，并記錄備用。 三、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 1）傳動裝置總傳動比 2）分配各級傳動比，選擇齒數(shù) A.帶的傳動比取3 （2~4） B.錐齒的傳動比 5 C.圓柱齒輪的傳動比 3）各軸轉(zhuǎn)速（軸號見圖一） 4）各軸輸入功率 按電動機額定功率計算各軸輸入功率，即 5）各軸轉(zhuǎn)矩 項目 軸1 軸2 軸3 轉(zhuǎn)速(r/min) 480 228.6 76.2 功率(kw) 7 6.7 6.432 轉(zhuǎn)矩(N*m) 49.3 139 806.9 皮帶的設(shè)計： 根據(jù) 由表8—7（書） 選 根據(jù)圖8—11選帶為A型 據(jù)表8—8 選 圓整到315 初選 其中，根據(jù)表8—2選1600 驗算小帶輪山上的包角： 根據(jù)表8—5 選 據(jù)表8—4a 選 插值法 據(jù)表8—4b 選 則 選Z=6 確定帶的初拉力 N 壓軸力 根據(jù)表14—1 選 則 據(jù)查表選LT6型彈性套柱銷聯(lián)軸器 軸徑為32~42之間 （電動機軸徑為38mm) 選定軸材料為45剛，[]=45 表(15-3) 根據(jù)所選聯(lián)軸器，將軸徑設(shè)計為32mm 因 所以選腹板式小帶輪 帶輪寬為 5e+2f=93 四、傳動件的設(shè)計計算 圓錐直齒輪設(shè)計 已知輸入功率，小齒輪轉(zhuǎn)速480r/min，齒數(shù)比=2.1，由電動機驅(qū)動，工作壽命8年，兩班制，工作平穩(wěn)，不反轉(zhuǎn) 1.選定齒輪精度等級、材料及齒數(shù) 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用8級精度(GB10095-88) 1） 材料選擇 由《機械設(shè)計（第八版）》表10-1選擇小齒輪材料為(調(diào)質(zhì)，表面淬火)，硬度為280HBS、大齒輪材料均為45剛(調(diào)質(zhì)，表面淬火)，齒面硬度為240HBS，材料硬度差為40HBS。 2） ， 2.按齒面接觸強度設(shè) 由設(shè)計計算公式進行試算，即 （1） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1） 試選載荷系數(shù)=1.3 2） 計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩 選齒寬系數(shù) 4） 由《機械設(shè)計（第八版）》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪、大齒輪的接觸疲勞強度極限 5）由《機械設(shè)計（第八版）》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) ，確定區(qū)域載荷系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動，由圖10-30 得 6） 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 7) 由《機械設(shè)計（第八版）》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 8) 計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)，得 = = （2） 計算 1） 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值 ==85mm 2） 計算圓周速度v 計算模數(shù) m=3.5 計算載荷 根據(jù)，8級精度，由《機械設(shè)計（第八版）》圖10-8查得動載系數(shù)=1.08 由表10-3查得= 由《機械設(shè)計（第八版）》表10-2查得使用系數(shù) 根據(jù)大齒輪兩端支撐，小齒輪作懸臂布置 查表10-9，選則 接觸強度載荷系數(shù) 結(jié)果 符合要求 3） 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得 4） 計算模數(shù) 5） 計算齒寬 錐齒齒寬相同 3.按齒根彎曲強度設(shè)計 (1) 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1）K=2.025 2) 3）計算當(dāng)量齒數(shù) 4）由《機械設(shè)計（第八版）》表10-5查得兩齒輪齒形系數(shù), 由《機械設(shè)計（第八版）》表10-5查得兩齒輪齒形系數(shù), 5)由《機械設(shè)計（第八版）》表10-20C查得兩齒輪彎曲疲勞強度極限, 由圖10-18查的彎曲疲勞強度系數(shù) 6) 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力; 取彎曲疲勞安全系數(shù) 7)計算大小齒輪的并比較取較大值. (2)設(shè)計計算 取 4. 計算齒輪相關(guān)參數(shù) 小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù) 小齒輪分度圓直徑 大齒輪分度圓直徑 齒寬 中心距 a=151.875mm 圓柱斜齒輪設(shè)計 已知輸入功率,小齒輪轉(zhuǎn)速228.6r/min，齒數(shù)比=3，由電動機驅(qū)動，工作壽命8年，兩班制，工作平穩(wěn)，不逆轉(zhuǎn)。 1、 選定齒輪精度等級、材料及齒數(shù) 1） 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用8級精度(GB10095-88) 2） 材料選擇 由《機械設(shè)計（第八版）》表10-1選擇大齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì),表面淬火），齒面硬度250HBS，小齒輪材料均為40Cr（調(diào)質(zhì),表面淬火），齒面硬度300HBS,二者硬度差為50HBS。 3） 選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù) 4） 選取螺旋角。初選螺旋角 2、 按齒面接觸強度設(shè)計 由設(shè)計計算公式進行試算，即 (1) 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1） 試選載荷系數(shù) 2） 計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩 3） 選齒寬系數(shù) 4） 由《機械設(shè)計（第八版）》圖10-30選取區(qū)域系數(shù) 5） 由《機械設(shè)計（第八版）》圖10-26查得，，則 6） 由《機械設(shè)計（第八版）》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) 7） 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 8） 由《機械設(shè)計（第八版）》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪、大齒輪的接觸疲勞強度極限 9) 由《機械設(shè)計（第八版）》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 10）計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1， = = =678.9 （2）計算 1）試算小齒輪分度圓直徑，由計算公式得 2） 計算圓周速度v 3） 計算齒寬b及模數(shù) b=d=1×67.2=67.2 模數(shù) m= 齒高 h=2.25×m=2.25×2.7=6.08 =67.2/6.08=11.05 4)計算縱向重合度 5).計算載荷系數(shù) 根據(jù)V=0.8，8級精度，由《機械設(shè)計（第八版）》圖10-8查得動載系數(shù) 由《機械設(shè)計（第八版）》表10-2查得使用系數(shù) 由表10-4查得 K=1.46, 由表10-13查得K= 1.39, 由表10-3查得 故載荷系數(shù) K＝=1×1.05×1.4×1.46=2.146 6）按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得 d=d=70.2× 7)計算模數(shù) 3.按齒根彎曲強度校核 m≥ 1）?載荷系數(shù)K K＝K K K K=1×1.05×1.4×1.39=2.04 2）?當(dāng)量齒數(shù)????? ? 3)由課本表10-5查得齒形系數(shù)Y和應(yīng)力修正系數(shù)Y 4)螺旋角系數(shù) 軸向重合 =678.9MPa 由圖10-28查得 5)查課本由圖10-20c得齒輪彎曲疲勞強度極限 ? 查課本由圖10-18c得彎曲疲勞壽命系數(shù) K=0.9 K=0.87 S=1.4 []= []= 6)計算大小齒輪的,并加以比較 ???????????大齒輪的數(shù)值大,選用小齒輪的尺寸設(shè)計計算 (2)計算模數(shù) 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，按GB/T1357-1987圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù),取m=3但為了同時滿足接觸疲勞強度，需要按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d=77.5來計算應(yīng)有的齒數(shù). 取,則 4.初算主要尺寸 1)計算中心距 a===155.29 將中心距圓整為155 2)修正螺旋角 因值改變不多,故參數(shù),,等不必修正 ?? 分度圓直徑 d= d= 3)計算齒輪寬度 圓整后取 五、軸的設(shè)計計算 輸入軸設(shè)計 1、 求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 2初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機械設(shè)計（第八版）》表15-3，取，得,因為軸上有一個鍵槽，故軸要加大5%輸入軸的最小直徑，初選軸承為7307AC。 3.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1） 選大帶輪為腹板式，則大帶輪寬度 2） 端蓋厚度 為螺釘直徑 根據(jù)軸承選出固定端蓋所用螺釘為M16的。 3）取 ， 。 4）軸承端蓋的總寬度為17.2mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑油 求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離 ，故取 5） 軸承寬度為35mm 6)軸上的周向定位 圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由《機械設(shè)計（第八版）》表6-1 查得平鍵截面 ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為60mm，同時為保 證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為k6。 7)確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 4.軸結(jié)構(gòu)設(shè)計 5軸上載荷 6合成應(yīng)力校核軸的強度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計算應(yīng)力 已選定軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），由《機械設(shè)計（第八版）》表15-1查得，故安全 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 彎矩M 扭矩T 中間軸設(shè)計: 1、求中間軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 =6.7kw; =480r/min; =139 2、求作用在大齒輪上的力 已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑 而 3、初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機械設(shè)計（第八版）》表15-3，取，得， 4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1 取軸的最小直徑為44mm，非定位軸肩高度為2mm，錐齒對的軸長為44mm，軸頸為直徑48mm，軸肩寬度為38mm，斜齒對的軸經(jīng)為44mm，長度為82mm，配有盤對的軸頸為40mm，長為18mm，軸承對的長度為18mm （3）軸上的周向定位 圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由《機械設(shè)計（第八版）》表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為28mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為m6。 （4）確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 3、 求軸上的載荷 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 彎矩M 總彎矩 扭矩T 280200 6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計算應(yīng)力 前已選定軸的材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)），由《機械設(shè)計（第八版）》表15-1查得，故安全 輸出軸設(shè)計: 1、求輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 =6.432kw; =76.2r/min; =806.9 2、求作用在齒輪上的力 已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑 而 3.初步確定軸的最小直徑 1)先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機械設(shè)計（第八版）》表15-3，取，得 與聯(lián)軸器相連的軸長112mm，聯(lián)軸器選LT9，非定位軸肩為1，端蓋厚度為7.2，軸承選用7011AC,擋油盤寬度為7.2，軸肩長度為12，軸的長度分別為L1=112mm，L2=59.6，L3=26,L4=82,L5=12，L6=78，L7=38. 3）軸上的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接，按由《機械設(shè)計（第八版）》表6-1查得平鍵截面 ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為40mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵，半聯(lián)軸器與軸的配合為，滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為k6。 （3） 確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為 3、 求軸上的載荷 4、 5、 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 彎矩M 總彎矩 扭矩T 6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），由《機械設(shè)計（第八版）》表15-1查得，故安全。 六、滾動軸承的選擇及計算： 輸入軸承： 初步選擇滾動軸承，由《機械設(shè)計課程設(shè)計》表5-12中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸7307AC，其尺寸為， ，e=0.68, ,額定動載荷 則 則 則 所以按軸承1的受力大小驗算 故所選軸承滿足壽命要求。 中軸： 2. 初步選擇滾動軸承，由《機械設(shè)計課程設(shè)計》表5-12中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承7208C，其尺寸為， ，e=0. 68,額定動載荷 則 則 則 則 所以按軸承2的受力大小驗算 故所選軸承滿足壽命要求。 輸出軸軸滾動軸承計算 初步選擇滾動軸承，由《機械設(shè)計課程設(shè)計》表5-12中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承7011C，其尺寸為，， ，則 則 則 則 所以按軸承1的受力大小驗算 故所選軸承滿足壽命要求。 七、鍵連接的選擇及校核計算 輸入軸鍵計算 1、 校核聯(lián)軸器處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： 鍵可以。 中間軸鍵計算 1、 校核圓錐齒輪處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： ，故單鍵即可。 輸出軸鍵計算 1、 校核小鏈輪處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： 校核圓柱齒輪處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： ，故單鍵既可 八、聯(lián)軸器的選擇 在軸的計算中已選定聯(lián)軸器型號。 1.、輸入軸選LT4型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為63000，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為38mm。 2、輸出軸選LT8型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為710000，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為84mm 3.減速器附件的選擇 由《機械設(shè)計（機械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計》選定通氣帽，A型壓配式圓形油標(biāo)A20（GB1160.1-89），外六角油塞及封油墊,箱座吊耳，吊環(huán)螺釘M12（GB825-88），啟蓋螺釘M8。 4，潤滑與密封 齒輪采用浸油潤滑，由《機械設(shè)計（機械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計》表16-1查得選用N220中負(fù)荷工業(yè)齒輪油（GB5903-86）。由于大圓錐齒輪的直徑185mm，大圓柱齒輪的直徑240mm，圓柱齒輪與錐齒輪直徑相差較大，可利用帶油輪將油到未浸入油池內(nèi)的錐齒輪齒面上。齒輪圓周速度，大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x≥30~60mm。由于大圓錐齒輪，可以利用齒輪飛濺的油潤滑軸承，并通過油槽潤滑其他軸上的軸承，且有散熱作用，效果較好。 密封防止外界的灰塵、水分等侵入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┑穆┦? 九．箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 名稱 符號 減速器型式及尺寸 機匣壁厚 考慮鑄造工藝，壁厚取10 機座底凸緣厚度 取 地腳螺釘直徑 取 地腳螺釘數(shù)目 取 軸承端蓋螺釘直徑 取 窺視孔蓋螺釘直徑 取 定位銷直徑 取 蝸輪外圓與內(nèi)機壁距離 Δ1 > 取Δ1= 齒輪輪轂端面與內(nèi)機壁距離 Δ2 > 取Δ2= 軸承端蓋外徑 取 軸承端蓋凸緣厚度 取 九、設(shè)計總結(jié) 帶式運輸機上的兩級圓錐圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設(shè)計概念和設(shè)計過程的實踐考驗，對于提高我們機械設(shè)計的綜合素質(zhì)大有用處。通過兩個星期的設(shè)計實踐，使我對機械設(shè)計有了更多的了解和認(rèn)識.為我們以后的工作打下了堅實的基礎(chǔ). 　　機械設(shè)計是機械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當(dāng)強的技術(shù)課程，它融《機械原理》、《機械設(shè)計》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《互換性與技術(shù)測量》、《工程材料》、《機械設(shè)計（機械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計》等于一體。 這次的課程設(shè)計,對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想、訓(xùn)練綜合運用機械設(shè)計和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實際反應(yīng)和解決工程實際問題的能力，鞏固、加深和擴展有關(guān)機械設(shè)計方面的知識等方面有重要的作用。這次課程設(shè)計也使我重新溫習(xí)了以前的制圖知識及電腦知識，更好的利用了繪圖軟件。 平時的學(xué)習(xí)僅僅是片面的，這次總體性的學(xué)習(xí)使我感受到了統(tǒng)籌兼顧的重要性，使我深刻的認(rèn)識到了細節(jié)的重要性。同學(xué)們分組進行學(xué)習(xí)，也使我感受到了團隊合作的快樂及重要性。有些問題自己看不出來，隊友的提醒卻起了很大的作用 本次設(shè)計得到了指導(dǎo)老師的細心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助。設(shè)計中還存在不少錯誤和缺點，需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機械設(shè)計的知識，繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計習(xí)慣從而提高設(shè)計實踐操作能力。 十、參考文獻 【1】、《機械設(shè)計（第八版）》　高等教育出版社 【2】、《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊（第3版）》　高等教育出版社 【3】、《機械設(shè)計基礎(chǔ)實訓(xùn)指導(dǎo)（第三版）》　高等教育出版社 【4】、《機械原理（第七版）》　高等教育出版社 【5】、《公差配合與技術(shù)測量（第3版）》　高等教育出版社 m=3mm 3 附件圖紙 裝配圖 軸 大齒輪