帶式輸送機(jī)兩級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)

帶式輸送機(jī)兩級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì),輸送,兩級(jí),圓柱齒輪,減速器,設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書目錄第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書 11 設(shè)計(jì)任務(wù) 1第二章 傳動(dòng)系統(tǒng)方案的總體設(shè)計(jì) 11 電動(dòng)機(jī)的選擇 12 傳動(dòng)比的分配 23 傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)設(shè)計(jì) 3第三章 高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)41 按齒面強(qiáng)度設(shè)計(jì) 42 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 6第四章 低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) 81 按齒面強(qiáng)度設(shè)計(jì) 82 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 103 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 124 斜齒輪各參數(shù)的確定 13第五章 各軸設(shè)計(jì)方案 141 中間軸的設(shè)計(jì)及軸承的選取 142 中間軸的受力和彎矩圖及計(jì)算 163 高速軸的設(shè)計(jì) 194 高速軸的設(shè)計(jì) 205 各軸圖示與標(biāo)注 21計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書1設(shè)計(jì)任務(wù)1、設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，采用兩級(jí)圓柱齒輪減速器的齒輪傳動(dòng)。2、原始數(shù)據(jù)輸送帶的有效拉力 F=2500N輸送帶的工作速度 v=1.3輸送帶的滾桶直徑 d=300mm 3、工作條件兩班制工作，空載啟動(dòng)。載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)（單向）運(yùn)轉(zhuǎn)，工作環(huán)境多塵；三相交流電源，電壓為380/220V。第二章 傳動(dòng)系統(tǒng)方案的總體設(shè)計(jì)一、帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)方案如下圖所示 1電動(dòng)機(jī)的選擇 1電動(dòng)機(jī)容量選擇根據(jù)已知條件由計(jì)算得知工作機(jī)所需有效功率設(shè)： 一對(duì)流滾動(dòng)軸承效率。 =0.99計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果為齒式聯(lián)軸器的效率。 =0.99為8級(jí)齒輪傳動(dòng)的效率。 =0.97輸送機(jī)滾筒效率。 =0.96估算傳動(dòng)系統(tǒng)的總效率：工作機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)攻率為： Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)中應(yīng)滿足：。,因此綜合應(yīng)選電動(dòng)機(jī)額定功率2、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速選擇根據(jù)已知條件由計(jì)算得知輸送機(jī)滾筒的工作轉(zhuǎn)速方案比較方案號(hào)型號(hào)額定功率同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比Y160M411.0KW1500146024.31Y160L611.0KW100097016.01通過兩種方案比較可以看出：方案選用電動(dòng)機(jī)的總傳動(dòng)比為15.99，適合于二級(jí)減速傳動(dòng)，故選方案較為合理。Y160L6型三相異步電動(dòng)機(jī)額定功率為11.0kw，滿載轉(zhuǎn)速為970r/min,電動(dòng)機(jī)中心高H=160mm，軸伸出部分用于裝聯(lián)軸器，軸段的直徑和長度分別為：D=42mm、E=110mm2傳動(dòng)比的分配帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比：.1 傳動(dòng)系統(tǒng)各傳動(dòng)比為：計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果3 傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算如下：0軸電動(dòng)機(jī)軸 1軸減速器中間軸 2軸減速器中間軸 3軸減速器低速軸4軸工作機(jī) 計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果軸號(hào)電動(dòng)機(jī)減速器工作機(jī)0軸1軸2軸3軸4軸轉(zhuǎn)速1440144030382.7982.79功率3.823.78183.633.48593.4165轉(zhuǎn)矩25.3325.0767114.39402394聯(lián)接、傳動(dòng)件聯(lián)軸器齒輪齒輪聯(lián)軸器傳動(dòng)比14.753.661傳動(dòng)效率0.990.96030.96030.9801(單位：； PkW; TNm)第三章 高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)一、選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。1)選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)2)運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)，速度不高，故用7級(jí)精度（GB10095-88）3)材料選擇。 由文獻(xiàn)【一】表10-1得可選小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，二者材料硬差為40HBS。4)選取小齒輪齒數(shù)Z1=17，大齒輪齒數(shù)：Z2=iZ1=4.7517=79.75取Z2=80。5)選取螺旋角。初螺旋角為=1401按齒面強(qiáng)度設(shè)計(jì)即：1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（1） 試選Kt=1.6（2） 由文獻(xiàn)【一】圖10-30得ZH=2.433（3） 由文獻(xiàn)【一】圖10-30得：（4） 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩P1/n1=95.51053.7818/1440=2.5104Nm各參數(shù)如左圖所示T1=2.5103Nm計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果(5) 文獻(xiàn)【一】表10-7得：(6) 文獻(xiàn)【一】表10-6得：材料彈性影響系數(shù)(7)由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的疲勞強(qiáng)度極限。(8)設(shè)每年工作時(shí)間按300天計(jì)算(9)由文獻(xiàn)【一】圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)(10)疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1。2)計(jì)算(1)小齒輪分度圓直徑d1t(2)計(jì)算圓周的速度：(3)計(jì)算齒寬b及模數(shù)mnt計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果H=2.25mnt=2.045mm b/h=35.83/4.6=7.789(4)計(jì)算重合度(5)計(jì)算載荷系數(shù)K根據(jù)v=2.7m/s、7級(jí)精度，由文獻(xiàn)【一】圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.10;由查得：KH=1.41;KF=1.3;KHa=KFa=1.4(6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的(7)計(jì)算模數(shù)Mn 2 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)根據(jù)縱向重合度1.35,從圖10-28查得(3)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)： (4)查取齒形系數(shù)，由表10-5查得：(5)查取應(yīng)力校正系數(shù)，由表10-6得：(6)由圖10-20C得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE1=500MPa計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限(7)由圖10-18查得彎曲疲勞強(qiáng)壽命系數(shù)KFN1=0.85,KFN2=0.88(8)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)1.4(9)計(jì)算大、小齒輪下面的值，并加以比較。大齒輪的數(shù)值大)設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)Mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取Mn=2.0mm,已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸強(qiáng)度極限算得分度圓直徑d1=39.66mm來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由取則)幾何尺寸計(jì)算)計(jì)算中心距將中心距圓整為113mm2)按圓整后中心距修正螺旋角mm計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果)計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 )計(jì)算齒輪寬度圓整后取5)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第四章 低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)1、選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。1)選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)2)運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度高，故用7級(jí)精度（GB10095-88）3)材料選擇。 由文獻(xiàn)【一】表10-1得可選小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，二者材料硬差為40HBS。4)選取小齒輪齒數(shù)Z1=17，大齒輪齒數(shù)：Z2=iZ1=3.6617=62取Z2=62。5)選取螺旋角。初螺旋角為=1401按齒面強(qiáng)度設(shè)計(jì)即：2） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（5） 試選Kt=1.6（6） 由文獻(xiàn)【一】圖10-30得ZH=2.433（7） 由文獻(xiàn)【一】圖10-30得：計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果(4)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩P2/n2=95.51053.7818/1440=25.0767104Nm(5) 文獻(xiàn)【一】表10-7得：(6) 文獻(xiàn)【一】表10-6得：材料彈性影響系數(shù)(7)由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。(8)設(shè)每年工作時(shí)間按300天計(jì)算(9)由文獻(xiàn)【一】圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)(10)疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1。2)計(jì)算(1)小齒輪分度圓直徑d1t(2)計(jì)算圓周的速度：(3)計(jì)算齒寬b及模數(shù)mnt 計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果H=2.25mnt=2.045mm b/h=60.19/7.7=7.8(4)計(jì)算重合度(5)計(jì)算載荷系數(shù)K根據(jù)v=1m/s、7級(jí)精度，由文獻(xiàn)【一】圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv=0.7;由查得：KH=1.422;KF=1.33;KHa=KFa=1.4(6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的(7)計(jì)算模數(shù)Mn 2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)根據(jù)縱向重合度1.35,從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)(3)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)： H=2.25mm計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果(4)查取齒形系數(shù)，由表10-5查得：(5)查取應(yīng)力校正系數(shù)，由表10-6得：(6)由圖10-20C得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE1=500MPa大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限(7)由圖10-18查得彎曲疲勞強(qiáng)壽命系數(shù)KFN1=0.85,KFN2=0.88(8)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)1.4(9)計(jì)算大、小齒輪下面的值，并加以比較。大齒輪的數(shù)值大)設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)Mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取Mn=3mm,已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸強(qiáng)度極限算得分度圓直徑d1=86.26mm來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由取則計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果.幾何尺寸計(jì)算)計(jì)算中心距將中心距圓整為139mm2)按圓整后中心距修正螺旋角)計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑)計(jì)算齒輪寬度圓整后取：3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、參考文獻(xiàn)【一】第228頁圖10-392、以大齒輪為例在3號(hào)圖紙上繪圖3、圖示可參考附錄【一】4 斜齒輪各參數(shù)的確定名稱符號(hào)高速1齒高速2齒低速1齒低速2齒螺旋角13.4013.4014.25014.250法面模數(shù)2.52.533端面模數(shù)2.572.573.093.09法面壓力角200200200200端面壓力角20.5020.5020.6020.60法面齒距7.857.859.429.42端面齒距8.708.709.729.72法面齒頂高系數(shù)1111法面頂隙系數(shù)0.250.250.250.25法面基圓齒距7.387.388.858.85齒頂高2.52.533齒根高3.1253.1253.753.75法面齒厚3.9253.9254.714.71齒頂圓直徑71.82308.2692.52308.82齒根圓直徑60.57297.0179.52295.82分度圓直徑66.82303.2686.52302.82基圓直徑62.59284.0680.99283.46計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果 第五章 各軸設(shè)計(jì)方案1軸的設(shè)計(jì)軸的布置如下圖： 計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果1 中間軸的設(shè)計(jì)及軸承的選取1、初選軸的最小直徑與計(jì)算各段軸長。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)【二】表15-3取A0=112，于是得。輸出軸的最小直徑顯然是是安裝滾動(dòng)軸承處的直徑，由文獻(xiàn)【二】附表E-2，根據(jù)軸最小直徑38.3mm，可選標(biāo)準(zhǔn)軸球軸承的安裝直徑為40mm，即軸的直徑為40mm，那么寬B=15mm.由文獻(xiàn)【二】表5-2得d2=49.75mm考慮相鄰齒輪軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入尺寸S=10mm；考慮齒輪與箱體內(nèi)壁沿軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入尺寸K=10mm；為保證黨總支軸承放入箱體軸承座孔內(nèi)，訂入尺寸C=5mm。2、受力分析（如下頁圖示）2 中間軸的受力和彎矩圖如下計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果3、求水平面內(nèi)的支承力，作水平面的彎矩圖 由軸的水平面的受力圖可得：彎矩圖如上圖4、求垂直面內(nèi)的支承力，作垂直面的彎矩圖軸在垂直面內(nèi)的彎矩圖如上圖所示。5、求支承反力、作軸的合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖。計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果(軸向力Fa1、Fa2用于支承軸的滾動(dòng)軸承擬選用深溝球軸承，并采用丙端固定式組合方式，故軸向力作用在軸承A、B上)彎矩圖如上圖所示6、軸的初步計(jì)算經(jīng)查資料軸的材料為45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理此處開有一個(gè)鍵槽時(shí)，直徑增大4%，所以 7、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器高速級(jí)從動(dòng)軸的危險(xiǎn)截面直徑：由文獻(xiàn)【二】表5-1，取減速器中間軸的危險(xiǎn)面直徑d =65mm.軸的最小直徑取d2就不當(dāng)了，應(yīng)定為：60mm(為軸承處直徑大小)8、鍵的選?。河晌墨I(xiàn)【二】附錄G可得：bh=1811,軸:-0.0430轂：0.0215; 深度：軸：7（00.2）,轂：4.4(00.2); 半徑：r=0.250.40RB=2829.57合彎矩大小左側(cè)所示D=65mm計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果3 高速軸的設(shè)計(jì)及聯(lián)軸器的選取 1、初選軸的最小直徑與計(jì)算各段軸長。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由文獻(xiàn)【二】表15-3取A0=112，于是得。輸出軸的最小直徑顯然是是安裝聯(lián)軸器處的直徑。2、初步選定聯(lián)軸器和計(jì)算轉(zhuǎn)矩：Tca=KAT1由文獻(xiàn)【二】表14-1得KA=1.3; Tca=1.387330=113529Nmm查標(biāo)準(zhǔn)Gb/T5014-1985或手冊(cè)，選用TL5型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為125000Nmm；半聯(lián)軸器的孔徑d1=25;半聯(lián)軸器長度L=62mm；轂孔長度L1=44mm。由文獻(xiàn)【二】表5-2得：d1=25 時(shí)，d2= d1+3.1c=25+3.11.6=29.9mm3、選角接觸球軸承由文獻(xiàn)【二】附表E-3可選7006C:d3=35mm, D=62mm, B=14mm4、d4=d2+3.11.6=39.96; 取d4=40mm5、鍵的選取1）聯(lián)軸器處鍵的選取2)齒輪處鍵的選取6、軸的跨度跟據(jù)中間軸的尺寸來定。（標(biāo)注如附錄二）d1=25d2= 30mmd3=35mmd4=40mmd5=46mm計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果4 低速軸的設(shè)計(jì)及聯(lián)軸器的選取 1、初選軸的最小直徑與計(jì)算各段軸長。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由文獻(xiàn)【二】表15-3取A0=112，于是得。輸出軸的最小直徑顯然是是安裝聯(lián)軸器處的直徑。2、聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩：Tca=KAT3由文獻(xiàn)【二】表14-1得KA=1.3; Tca=1.3128900=1675700Nmm查標(biāo)準(zhǔn)Gb/T5014-1985或手冊(cè)，選用TL5型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為2000000Nmm；半聯(lián)軸器的孔徑d1=60;半聯(lián)軸器長度L=142mm；轂孔長度L1=107mm。由文獻(xiàn)【二】表5-2得：d1=60mm時(shí)，d2= d1+3.5c=60+3.52=67mm3、選角接觸球軸承由文獻(xiàn)【二】附表E-3可選7014C:d3=70mm, D=110mm, B=20mm4、d4=74mm5、鍵的選取1）齒輪處鍵的選取2)聯(lián)軸器處鍵的選取6、軸的跨度跟據(jù)中間軸的尺寸來定。（標(biāo)注如附錄二）d1=60mmd2=67mmd3=70mmd4=84mm5 各軸圖示與標(biāo)注高速級(jí)軸承中間軸承低速級(jí)軸承【注】：上圖為二級(jí)傳速軸的示圖和相應(yīng)尺寸標(biāo)注，單位：mm- 24 -