帶式輸送機傳動裝置二級斜齒圓柱齒輪減速器設(shè)計（全套圖紙）

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1、畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套CAD圖紙) QQ 36396305 目錄 1 前言 - 1 - 2 設(shè)計任務(wù)書 - 2 - 3傳動方案的分析和擬定（附傳動方案簡圖） - 3 - 4電動機的選擇 - 4 - 5傳動裝置運動和動力參數(shù)計算 - 5 - 6傳動零件設(shè)計計算 - 6 - 7軸的設(shè)計計算 - 9 - 8滾動軸承的選擇與計算 - 13 - 9聯(lián)軸器的選擇 - 14 - 10鍵連接的選擇與計算 - 15 - 11潤滑方式、潤滑劑牌號及密封裝置的選擇 - 16 - 12其他技術(shù)說明 - 17 - 13結(jié)束語 - 18 - 設(shè)計小結(jié)： - 18 -

2、 1 前言 本學期學了機械設(shè)計基礎(chǔ)，稍微接觸了一些基本理論， “紙上學來終覺淺，要知此事需躬行”，唯有把理論運用到實踐才能真正的了解到自己對機械設(shè)計知識方面的掌握情況，正因為如此，學校安排了為期兩周的機械設(shè)計課程設(shè)計，內(nèi)容為“二級齒輪減速器的設(shè)計”。 2 設(shè)計任務(wù)書 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書 專業(yè) 班級 設(shè)計者 學號 設(shè)計題目：帶式輸送機傳動裝置二級斜齒圓柱齒輪減速器設(shè)計 設(shè)計帶式輸送機傳動系統(tǒng)。采用兩級圓柱齒輪減速器的傳動系統(tǒng)參考方案（見圖）。 帶式

3、輸送機由電動機驅(qū)動。電動機1通過聯(lián)軸器2將動力傳入良機圓柱齒輪減速器3，在通過聯(lián)軸器4，將動力傳至輸送機滾筒5，帶動輸送帶6工作。 原始數(shù)據(jù)： 輸送帶有效拉力F=3600N 輸送機滾筒轉(zhuǎn)速n=60r/min （允許誤差±5%） 輸送機滾筒直徑D=360mm 減速器設(shè)計壽命為10年（250天/年）。 工作條件： 兩班制（15h/天），常溫下連續(xù)工作；空載起動，工作載荷平穩(wěn)，單向運轉(zhuǎn)；三相交流電源，電壓為380/220伏。 設(shè)計任務(wù)：1、減速器裝配圖1張（0號或1號圖紙）； 2、零件圖2張（低速軸及上面大齒輪，3號或號圖紙） 3、設(shè)計計算

4、說明書一份 設(shè)計期限：20**年6月23日至20**年7月4日 頒發(fā)日期：20**年6月23日 3傳動方案的分析和擬定（附傳動方案簡圖） 題目要求設(shè)計帶式輸送機傳動裝置，二級斜齒圓柱齒輪減速器，為了提高高速軸的剛度，應(yīng)是齒輪遠離輸入端，為了便于浸油潤滑，軸需水平排放，任務(wù)書中給出的參考方案可以采用。 方案簡圖如下: 輸出端 輸入端 4電動機的選擇 1） 工作機所需功率Pw Pw= m/s V= m/s 代入數(shù)據(jù)得 v=1.13 m/s 。 2） 電動機的輸出功率 Pd Pd= ηα=η3軸承·η2齒

5、輪·η2聯(lián)軸器 ηw=η軸承·η卷筒 查表可知η軸承=0.99 η卷筒=0.96 η齒輪=0.97 η聯(lián)軸器 =0.992 帶入數(shù)據(jù)得 ηα=0.898 ηw=0.951 Pd=4.768kw nd=ia·n=(8～25)n=480～1500 r/min 查《機械工程及自動化簡明設(shè)計手冊（上冊）》p30: 選電動機型號為 Y132s-4， 滿載轉(zhuǎn)矩為1440 r/min, Pe=5.5kw 。 3)分配速比 ia== 1440/60= 24 i1=1.3i2 ia= i1·i2=1.3i22

6、  i2= 代入數(shù)據(jù)得：i2=4.2962 取i2=4.3 。 i1=ia/i2 代入數(shù)據(jù)得 i1=5.6 。 5傳動裝置運動和動力參數(shù)計算 1） 各軸轉(zhuǎn)速的計算： n1=ned=1440r/min ， n2=n1/i1=1440/5.6=257 r/min ， n3=n2/i2=258/4.3=60 r/min 2） 各軸功率的計算： p1=pd·η聯(lián)軸器=5.50.992=5.456kw p2=p1·η軸承·η齒輪=5.4560.990.97=5.239kw p3=p2·η軸承·η齒輪=5

7、.2390.990.97=5.031kw p4=p3·η軸承·η聯(lián)軸器=5.0310.990.992=4.941kw 3） 各軸扭矩的計算 Td=9549=36.47 N·m T1= Td·η聯(lián)軸器=36.470.992=36.18 N·m T2= T1·i1·η軸承·η齒輪 代入數(shù)據(jù)得： T2=194.56 N·m T3= T2·i2·η軸承·η齒輪 代入數(shù)據(jù)得： T3=803.39 N·m T卷筒= T3·η軸承·η聯(lián)軸器 代入數(shù)據(jù)得： T卷

8、筒=789 N·m 6傳動零件設(shè)計計算 1）齒輪的設(shè)計計算 選材 ： 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》p222 表11.8 因為一級齒輪為中速中載，所以選高速軸齒輪的材料為 40Cr鋼 調(diào)質(zhì) 260HBS。 因為小齒輪要比大齒輪硬度高30～50HBS，所以中速軸大齒輪的材料為45鋼 調(diào)質(zhì) 230HBS。 因為中速軸的小齒輪為低速中載，所以選材為為45鋼 調(diào)質(zhì) 240HBS。 同樣小齒輪要比大齒輪硬度高30～50HBS，所以低速軸大齒輪的材料為 45鋼 正火 210 HBS 。 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》p251 表11.21

9、 因為是標準系列減速器中的齒輪，所以選各齒輪精度為7級。 因為各齒輪硬度小于350HBS,所以是閉合式軟齒面，所以齒面點蝕是主要的失效形式。 齒數(shù)設(shè)計：取高速軸齒輪齒數(shù)為 z1=27 ， 則中速軸大齒輪的齒數(shù) z2=i1·z1 z2=5.627=151.2 ， 圓整 z2=151 u，==151/27=5.59 ， ε==|5.6-5.59|/5.6=0.18 5 中速軸齒數(shù)z3=33 ， 則 z4= z3·i2=334.3=141.9 圓

10、整 z4=142。 同理可計算 ε 5。 2）齒輪的強度設(shè)計與校核 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》p250 表11.19 ， 因為齒輪是軟齒面對稱布置，所以取 ψd=1 。 初選螺旋角 β=15。。 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》p227 表11.11 ，因為齒輪材料是鍛鋼，所以取彈性系數(shù) ZE=189.8。 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》p223 圖11.23 ，根據(jù)硬度，查取許用接觸應(yīng)力： бHlim1=700Mpa ，бHlim2=560 Mpa ，бHlim3=560 Mpa ，бHlim4=5

11、50 Mpa 。 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》p224 表11.9 ，因為是軟齒面，所以取安全系數(shù) SH=1。 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 的計算：N1=60n·j·Lh=601440110250=3.24109 N2= N1/i1=3.24109/5.6=5.8108 N3= N2/ i2=5.8108/4.3=1.3108 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》p225 圖 11.26 ，根據(jù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)和材料以及熱處理方式，查取接觸疲勞壽命系數(shù)： Z

12、N1=1 ， ZN2=1 ， ZN3=1.1 。 齒面接觸疲勞許用應(yīng)力[бH]： [бH] = 代入數(shù)據(jù)得: [бH]1=700Mpa [бH]2=560Mpa [бH]3=560Mpa [бH]4=605Mpa ① 初算齒輪分度圓直徑： d ，法面模數(shù) mn=· 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》p226 表11.10 ，因為原動機是電動機且所受載荷是均勻、輕微沖擊，所以取載荷系數(shù)K=1.2。 代入數(shù)據(jù) 得：d，136.6 mn1==1.32 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》p201 表11.3

13、， 取mn1=1.5。 d，370.03 mn2==2.07 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》p201 表11.3， 取mn2=2。 ② 精算齒輪分度圓直徑： d= 代入數(shù)據(jù)得：d1=1.5=41.865 mm d2= 1.5 =234.135 mm d3=2 =68.640 mm d4=2=295.360 mm ③中心距a的計算： a1==1.5（27+151）/2=138.2 mm 取 a1=138 mm β1=arc=14.672。 與15。相差不大，不必重新計算。 同理可算出a2=181

14、.2mm， 取a2=182 mm，β2=15.942。 與15。相差不大， 不必重新計算。 ③ 齒面寬b的計算： b2=ψd·d1=141.865=41.865mm 取b2=42，b1= b2+5=47mm 同理，b4=ψd·d3 取b4=70mm b3=75mm 。 ⑤按齒根彎曲疲勞強度校核： zv1==27/14.672。=30 同理zv2=167 ， zv3=37 ， zv4=157 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》p229 表11.12

15、 ，根據(jù)齒輪的齒數(shù)，查取標準外齒輪的齒形系數(shù)YF： YF1=2.54 , YF2=2.18 , YF3=2.47 , YF4=2.18 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》p230 表11.13 ，根據(jù)齒輪的齒數(shù)，查取標準外齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)YS： YS1=1.63 , YS2=1.80 , YS3=1.65 , YS4=1.80 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》p224 圖11.24 ，根據(jù)齒輪的硬度，查取齒輪的彎曲疲勞極限 бFlim：

16、 бFlim1=240Mpa , бFlim2=210Mpa , бFlim3=210Mpa , бFlim4=200Mpa 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》p224 表11.9 ，因為齒輪是軟齒面，所以查取安全系數(shù) SF=1.4。 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》p225 圖11.25 ，根據(jù)齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)和熱加工工藝，查取彎曲疲勞壽命系數(shù)YN： YN2=1 ， YN2=1 ， YN3=1 ， YN4=1 計算齒根彎曲疲勞許用應(yīng)力 [бF] : [бF]= 代入數(shù)據(jù)得：[бF1]=184.6Mpa ，[бF2]=161

17、.5Mpa [бF3]=161.5Mpa ，[бF4]=153.8Mpa ⑥校核齒根彎曲疲勞應(yīng)力：бF=YFYS 代入數(shù)據(jù)得： бF1=97.3Mpa[бF1] , бF2=99.3Mpa[бF2] , бF3=149Mpa[бF2] бF4=142Mpa[бF4] 。 ⑦檢驗齒輪圓周速率：v1==3.2m/s17m/s , v3= =0.95m/sm/s 滿足7級精度要求。 da1=d1+2ha=41.865+21.5=44.865mm , da2=d2+2ha=234.135+21.

18、5=237.135mm， da3=d3+2ha=68.640+22=72.640mm， da4=d4+2ha=295.360+22=295.360mm， df1=d1-2hf=41.865-21.5=38.865mm , df2= d2-2hf=234.135-21.5=231.35mm， df3= d3-2hf=68.640-22=64.640mm, df4= d4-2hf=295.360-22=291.360mm。 綜上所述，齒輪設(shè)計參數(shù)如下： z1=27 ， d1=41.865 mm， b1=47mm

19、 ，da1=44.865mm， df1=38.865mm 齒輪軸 z2=151 ，d2=234.135 mm， b2=42 ，da2=237.135mm ， df2=231.35mm 腹板式 z3=33， d3=68.640mm, b3=75mm , da3=72.640mm , df3=64.640mm 實體式 z4=142 , d4=295.360mm ，b4=71mm ，da4=295.360mm ， df4=291.360mm 腹板式 mn1=1.5 ， mn2=2 ， β1=14.672。 ， β

20、2=15.942。 7軸的設(shè)計計算 1） 軸的選材：因為是一般用軸，所以選材料為45鋼 ，調(diào)質(zhì)。 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》p333 表16.1 ，查取бB=637Mpa。 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》p342 表16.3 ，因為材料是碳素鋼，所以取許用彎曲應(yīng)力[б-1b]=60Mpa。 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》p341 表16.2 ， 因為是45鋼，所以查取[τ]=30～40Mpa ， C=118～107。 2）高速軸的設(shè)計： 按純扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑（最小軸徑）： d d1C=(107～118)mm=16.7～18.4mm 考慮到軸的最小處要

21、安裝聯(lián)軸器，增大3%～5%。 故d1取17.4～19.2mm 查《機械工程及自動化簡明設(shè)計手冊（上冊）》p38 聯(lián)軸器 可知：Tn=6336, 取d1=22mm。 選聯(lián)軸器型號為：TL4 , 軸承為:7205C 因為軸兩端要安裝軸承，所以取dmin=25mm，其具體參數(shù)如下圖： 3）中速軸的設(shè)計： d2C=(107～118)mm=29.2～32.2mm

22、 取d2=35mm 選用軸承 7207C 具體參數(shù)如下圖： 4）低速軸的設(shè)計與強度校核： d3C=(107～118)mm=47.7～52.6mm 考慮最小直徑要裝聯(lián)軸器，開鍵槽，要增大3%～5%。 故d3取50.1～55.3mm 查《機械工程及自動化簡明設(shè)計手冊（上冊）》p37 表2-6，選聯(lián)軸器型號為 YL11 J型， d=55mm L=84mm, 選軸承型號為7212C 。 圓周力：Ft==28

23、03/295.360=5.44kN 軸向力：Fa=Ft·tanβ2=5.44tan15.942。=1.56kN 徑向力：Fr==5.44tan20。/cos15.942。=2.06kN FA: -FA194+ Fr(194-68)+ Fad4/2=0 解之 得： FA=2.5 kN FB: FA+ FB=Fr 解之得：FB=-0.44 kN F1: F1= Ft(194-68)/194=3.54 kN F2: F2= Ft68/194=1.91 kN 軸力圖如下： 由圖可知：1截面 ，2截面

24、為危險截面 1截面的當量彎矩Me1= =500.7N·m 2截面的當量彎矩Me2= =557.8 N·m 校核危險截面：б1= 代入數(shù)據(jù)得：б1=23.2Mpa[б-1b]=60Mpa б2= 代入數(shù)據(jù)得：б2=16.3 Mpa[б-1b]=60Mpa 因此該軸滿足剛度條件。 8滾動軸承的選擇與計算 在第四章中，選軸承的型號為：因為高速軸最小端軸徑是22mm，所以選軸承的內(nèi)徑取成國標的25mm， 即軸承型號為7205C ；因為初算中速軸時的最小軸徑為32mm，所以取成國標選軸承的內(nèi)徑為35mm，型號為 72

25、07C ；因為在低速軸初算最小軸徑是52mm，考慮到要與聯(lián)軸器相連且載荷比較大（803N·m），所以選低速軸軸承的內(nèi)徑略大些，為60mm，所以型號為7212C。 低速軸軸承的壽命校核： 在低速軸的剛度校核中，算得：FA=2.5 kN ，F(xiàn)B=-0.44 kN ，F(xiàn)1=3.54 kN F2= 1.91 kN 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》p372 表17.7，因為是向心角接觸球軸承7000C且α=15。，所以取Fs=0.4Fr。 Fr1==4.73 kN Fr2==1.96 kN Fs1=0.4Fr1=1.75 kN Fs

26、2=0.4Fr2=0.79 kN 因為FA + Fs2=3.25kN> Fs1=1.75 kN ,所以1端受壓，2端放松，所以 Fa1=FA+FS2=2.5+0.79=3.29kN Fa2= FS2=0.79 kN 查《機械工程及自動化簡明設(shè)計手冊（上冊）》p454 表D-2 取7212C的Cor=48.5kN Cr=61.0 kN =3.29/48.5=0.067 , 0.79/48.5=0.016 查得 e1=0.46 ，e2=0.38

27、 =3.29/4.37=0.753e1 , =0.79/1.96e2 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》p380 表17.10 ，因為α=15。，根據(jù)e值和的值的大小情況，查取當量動載荷 X Y X1=0.44 , Y1=1.23 , X2=0.44 , Y2=1.23 。 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》p381 表17.11 ，因為是輕微沖擊載荷，所以取載荷系數(shù) fP=1.1。 當量動載荷P: P=fT(XFr+YFa)

28、 代入數(shù)據(jù)得： P1=7.44Kw , P2=2.02Kw 取 P1 校核壽命 因為滾動體是球，所以取ε=3，取fT=1 ，Cr=61.0 kN Lh=（）3 代入數(shù)據(jù)得：Lh=7.65106 h 37500 , 所以滿足壽命要求。 9聯(lián)軸器的選擇 1）輸入軸聯(lián)軸器的選擇： 電動機與減速器高速軸連接用的聯(lián)軸器，一般選用彈性可移式聯(lián)軸器，如彈性柱銷聯(lián)軸器。電動機軸徑38mm，軸頸長80mm。減速器輸入軸軸徑22mm，軸頸長50mm。所以可選TL6聯(lián)軸器GB4323-84。在第四章中選聯(lián)軸

29、器的型號為TL4 2）輸出軸聯(lián)軸器的選擇：減速器輸出軸軸徑45mm，軸頸長72mm。所以可選YL11聯(lián)軸器GB4323-84。 在第四章中選聯(lián)軸器的型號為YL11 J型。 10鍵連接的選擇與計算 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》p133 表8.1及p134 表8.2 ，因為鍵的材料是鋼且載荷性質(zhì)是輕微中載，所以查取許用擠壓應(yīng)力[бjy]=100Mpa （鋼）。 1）高速軸的（連接聯(lián)軸器的）鍵，根據(jù)聯(lián)軸器的鍵的需要，選A型平鍵，因為d=22mm，所以選b=6mm，h=6mm ，L=20mm ，材料 ：鋼 。 2）中速軸的兩個鍵，與大齒輪相連的，考慮到中速軸的軸

30、身設(shè)計長度，所以選B型平鍵，因為d=40mm，所以選b=12mm ，h=8mm，L=25mm材料：鋼 。 與小齒輪相連的選A型平鍵，應(yīng)為d=40mm，所以選b=12mm，h=8mm，L=38mm， 材料：鋼 。 3）低速軸的鍵：與聯(lián)軸器相連的，因為聯(lián)軸器所需的鍵的類型有要求，所以選B型，因為d=55mm，所以選b=16mm，h=10mm，L=60mm ，材料：鋼。 與齒輪相連的鍵，因為考慮到軸身的長度，所以選B型，因為d=70mm，所以選b=20mm，h=12mm，L=48m

31、m ， 材料：鋼。 4）低速軸鍵的強度校核： бjy= 與齒輪相連的鍵：бjy=4000803/(70)=79.3Mpa 與聯(lián)軸器相連的鍵：бjy=4000803/(551060)=97.4Mpa 經(jīng)校核，低速軸鍵的強度符合要求。 11潤滑方式、潤滑劑牌號及密封裝置的選擇 1）潤滑方式 齒輪的潤滑 當齒輪的圓周速率小于12m/s時（vmax=3.2m/s），通常采用浸油潤滑，浸油高度約為六

32、分之一大齒輪半徑，取為50mm。再加上齒輪到箱底的距離30～50mm，所以油深85mm。 滾動軸承的潤滑 ：因為齒輪可以將底部的潤滑油帶起且在箱體上設(shè)計了油溝，所以軸承的潤滑方式采用油潤滑方式 2）潤滑油牌號 齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用L-CKC90～110潤滑油 3）密封裝置 選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用氈圈油封密封圈實現(xiàn)密封。 密封圈型號按所裝配軸的直徑確定為 氈圈55JB/ZQ4606-86 氈圈80JB/ZQ4606-86 氈圈120JB/ZQ4606-86。 12其他

33、技術(shù)說明 1）裝配前所有零件進行清洗，因為在箱體底座要加液體潤滑油，所以要在箱體內(nèi)涂耐油油漆。 2）用涂色法檢驗斑點，在齒高和齒長方向接觸斑點不小于50%。 3）高速軸軸承的軸向間隙為0.1；低速軸軸承的軸向間隙為0.13。 4）減速器剖分面及密封處均不許漏油，剖分面可涂水玻璃或密封膠。 5）減速器表面涂灰色油漆。 13結(jié)束語 設(shè)計小結(jié)： 通過這次設(shè)計，使我認識到上課時的內(nèi)容雖然已經(jīng)很很豐富，但如果沒有實踐的話，學習再多的理論也只是紙上談兵，就像用到的各種符號，往往就同其它的一些符號相混，結(jié)果往

34、往是張冠李戴。但如果書上的知識沒有掌握，在設(shè)計的過程中會遇到很多麻煩，就像有許多公式記不起來，結(jié)果是弄得自己手忙腳亂，只好再從書上查找；通過這次設(shè)計，我查找資料的能力也得到了很大的提高。更重要的是，通過這次的課程設(shè)計，我們初步嘗試了去獨立地去發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，反思問題的能力，并且設(shè)計的是一個整體，所以考慮問題的方向也全面了，不單單是去解一道題目，而是去解決一系列相關(guān)聯(lián)的題目鏈，大大地提高了我們在這方面的能力，而且這種能力的培養(yǎng)恰恰是在學校學習階段很難得接觸到的，但卻在以后踏上工作崗位中常常會遇到的，所以覺得此次的設(shè)計受益匪淺，并且稍有成就感，感謝開了這門課程設(shè)計課。 參考

35、資料 1、《機械設(shè)計基礎(chǔ)》 陳立德 主編 高等教育出版社 07年11月 2、《機械工程及自動化簡明設(shè)計手冊（上冊）》 葉偉昌 主編 機械工業(yè)出版社 08年2月 3、《現(xiàn)代工程圖學教程》 湖北科學技術(shù)出版社。2002年8月版 4.《機械零件設(shè)計手冊》 國防工業(yè)出版社 1986年12月版 5.《機械設(shè)計手冊》 機械工業(yè)出版社 2004年9月第三版 6.《實用軸承手冊》 遼寧科學技術(shù)出版社 2001年10月版 7、《機械設(shè)計》（第七版）—濮良貴，紀名剛主編 北京：高等教育出版社，2006。 8、《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》（第3版）—吳宗澤，羅盛國主編 北京：高等教育出版社，2006。 9、《簡明機械設(shè)計手冊》，同濟大學出版社，洪鐘德主編，2002年5月第一版； 10、《減速器選用手冊》，化學工業(yè)出版社，周明衡主編，2002年6月第一版； - 2 - 附件圖紙 齒輪 軸 裝配圖