1、1. 傳動方案的設計1.1 電機的選擇 21.2 計算各軸的運動及動力參數 42. 齒輪的設計2.1 齒輪材料的數據 52.2 齒輪的設計及強度校核 53. 軸的設計計算3.1軸的材料的選擇和最小直徑的估算 83.2 軸的強度校核 104. 滾動軸承的選擇與計算4.1 滾動軸承的選擇 134.2 滾動軸承的校核 135. 鍵連接的選擇與計算5.1 鍵連接的選擇 155.2 鍵連接的校核 156. 聯軸器的選擇6.1 聯軸器的選擇 166.2 聯軸器的校核 167. 潤滑方式、潤滑油型號及密封方式的選擇7.1 潤滑方式的選擇 167.2 密封方式的選擇 178. 箱體及附件的結構設計和選擇8.1

2、 箱體的結構尺寸 178.2 附件的選擇 189. 設計小結 2010. 參考資料 20設計題目：帶式輸送機中單級斜齒圓柱齒輪減速工作條件：兩班制工作，使用年限為 5年，單向 連續運轉，載荷平穩。已知條件：1傳動系統的方案設計1.1電機的選擇電動機的類型和結構形式應根據電源種類、工作環境、工作時間及載荷 的性質、大小、啟動性能和過載情況等來選擇。丫系列綜合性能好，本課程設計采用丫系列三相異步電動機。111電動機功率的選擇假設：Pw 工作機所需功率(kw)；Pe 電動機的額定功率(kw)；Pd 電動機工作功率(kw)；工作機到電動機之間的總效率()。貝U：Pw 二 Fv/1000 = 4500

3、2 .5/1000=11.25kw32n =n xn xn xn 軸承聯軸器滾筒齒輪查表可得：聯軸器=0.99，軸承=0.98,齒輪=0.97,滾筒=0.96 ,所以：=0.983X).992X).96 0.97=0.859 ,Pd =Pw/=13 .097 kw 。1.1.2電動機的數據及總傳動比60 1000v: D60 1000 2.53.14 250二 190.99r /min取191r/m i nnm 970 i=5.079nw 191萬案 號電動機型號額定功 率(kw)同步轉速(r/mi n )滿載轉速(r/min )總傳 動比軸伸尺寸DX E mm1Y180L- 6- B?151

4、0009705.07948 X101.2計算各軸的運動及動力參數1.2.1各軸的轉速軸一：n =nm=97Cr/min, 軸二：n =九=19丫/min。122各軸的輸入功率P =匕 * 聯軸器-13.097 0.99=12.966kW齒輪* 軸承=12.966 0.97 0.98 = 12.325kW1.2.3各軸的輸入轉矩P12.966=95509550127.65N m1n970p12 325T =9550= 9550.=616.25N mq1911.2.4各軸的運動及動力參數軸號轉速nr/mi n功率P kW轉矩TN.m傳動比iI97012.966127.655.079II19112.

5、325616.252齒輪的設計2.1齒輪材料的原始數據材料熱處理方法彎曲強度屈服極限硬度O-F lim/ MpaHlim / MpaHBS45鋼正火160390180調質2206102202.2齒輪的設計及強度校核(1)由上述硬度可知，該齒輪傳動為閉式軟尺面傳動，軟尺面硬度V350HBS，所以齒輪的相關參數按接觸強度設計，彎曲強度校核。HPH limSHminFP*ZN ZWF limYsTShminYnYx上式中各參數:SHmin -接觸強度的最小安全系 數，取SHmin =13Zn -接觸疲勞強度計算的壽命系數，取Zn =1； Zw -工作硬化系數，取Zw =1；SFmin -彎曲強度的最

6、下安全系 數，取SFmin =16Yst-試驗齒輪額應力修正系 數，取Yst=2；Yn -彎曲疲勞強度計算的壽 命系數，一般取Yn =1； Yx -彎曲疲勞強度計算的尺寸系數，一般取Yx =1o由教材圖529查得：小齒輪：；Hlim1 =610Mpa大齒輪：二 Hiim2 =390Mpa所以：cHP1如 ZnZw=610 1 1 =46231M p aSHmin1-3-HP2遊 ZnZw 二390 1 仁 300M p aSHmin1-3心卄嚀 Yn1 Y1 =弓晉 1 1 =275Mpa Emin1-6“尸訕2 It ynm 二型三 1 1 =20(M paSFmin1-6(2)按接觸疲勞強

7、度進行設計：C億彳KT u1 a 蘭712二 | 一1 1 lHP丿叫 uZ ；=0.750.88，取 Z =0.8 ；式中：正號表示外嚙合，負號表示內嚙合;Z ；重合度系數，對于斜齒輪傳動K載荷系數，一般近視取K=1.31.7，因是斜齒輪傳動，故K取小 K=1.3 ；屮d 齒寬系數，對于軟尺面(V350HBS)，齒輪相對于軸承對稱布置時；-d =0.81.4,取為 1 ；u 齒數比，對于斜齒圓柱齒輪，u?=67可取為3.9初選 Z1 =25，貝V Z2 =5.079 25 =126.975,取為 127, 一： =20 則：d1 _7123Z= 7123眄2K3qq J1.3I27.653.

8、9+181.1878mm3.9確定中心距mn 二d1 cos :-81878 論0 = 3.052mm，25取 mn =3mm。d1 d22m/乙 Z)2cos：3 25 1272cos20二 242.633m m圓整得中心距a = 250mm,則co4豐卻91224詼(4)計算傳動的幾何尺寸小齒輪:mn乙cos：=82.237mm大齒輪：42=旦令=417763mmcosP鳥，dd1 =1 67.227= 82.237mm 取鳥=83mm b 二d 亠i5 10 =8893mm，取=92mn%(5)齒輪彎曲疲勞強度的校核FPF limSF minYnYx上述式中：Yst 試驗齒輪的應力修正系

9、數，取 丫或=2；Fl i r試驗齒輪的齒根的彎曲強度極限應力，匚 F lim 1 = 220M p a f lim 2 = 160M p SF,im -彎曲強度的最小安全系 數，SFlim =1.63.0,取1.6Yn 彎曲疲勞強度壽命系數，取 Yn =1 ；Yx 彎曲疲勞強度的計算尺寸系數，取 Yx =1。所以:FP1嘗嚅1 Spa二 FP2J F lim 2 YstSF minYn1Yx160 2 1 1 = 200M p a1.6又因為:；2000Vyfs1Y0003 傢65 4.32 0.6 亦Z1283 325= 46.065Mpa ：；FP1 =275MPa+ 二冒 YFS2Y，

10、20003 61625 4.02 0.6b2m2Z2283 3127=40.736Mpafp2 =200M P a式中：Yfs 外齒輪的符合齒形系數;丫 螺旋角系數。(其他字符的意義同前。)Zv1乙cos3 ：務=32.9 5,80.9123Zv2乙cod： 0.9 1 321 2 7 =1 6.4 2。5由教材圖 526 可得：YFS1 =4.32,YfS2 =4.02,? =1.88-3.2(1/Zi+1/Z2)cos1 =1.57由教材圖541可得，螺旋角系數丫 =0.6 綜上所述:兩齒輪符合強度條件。2齒輪的相關參數名稱代號單位小齒輪大齒輪中心距amm250傳動比i5.079模數mnm

11、m3螺旋角p24130變位系數X0齒數z25127分度圓直 徑dmm82.237417.763齒頂圓直 徑damm88.237423.763齒根圓直 徑dfmm74.737410.263齒寬bmm92833軸的設計計算3.1軸的材料選擇和最小直徑估算3.1.1軸的材料選用45號鋼，調質處理。3.1.2高速軸直徑和軸長的確定初算直徑時，若最小直徑段開于鍵槽，應考慮鍵槽對軸強度的影響，當該段 截面上有一個鍵槽時，d增加5%7%兩個鍵槽時，d增加10%15%由教材表12-2，高速軸C1 =110，同時要考慮電動機的外伸直徑 d=48mm。所以：d1 王 5.旦05 = 110 漢 3 12.966

12、如.05 = 27.411mm :n1970D1 ： (0. 8 1.2)d電動機=38. 4 57. 4mm取兩者的最大值，則d1二40mm初選 LT7聯軸器，LT7 Y48一空 GEBT4323 - 2002 Y 40x112d2 =d1(2 7)m =42 47mm,取d2 =45mmd3 =d2 (1 5)mm取5的倍數，d3 =50mm則：安裝在3處的軸承類型選擇:6210d4 =根據滾動軸承查da = 57mmd5二小齒輪=82d6 =d4 =57mmd7 =d50mm咼速軸:10-15抽35,脂 10-1567l 1=110mm,b=46mm,3=22mm,4=24mml 5=b

13、1=92mm,k=l 4=24,1 7=13=223.1.3低速軸直徑和軸長的確定* 喩忖 肓|. Bd3二d3高速級(5 10) mm取5勺倍數為55則：安裝在3處的軸承類型為6211d2 = d3 - (1 5)mm取為52mmdi = d2 -(5 10)mm二 40 45mmd1 - C3 P 1.05 = 1103 12.3251.05 = 46.327.191取兩者之間的最大值，則dj =: 48mmd4 = d3 (2 5)mm取d4 二 60mmd5d4 (10 12)mm取d5 = 70mmde =根據滾動軸承da, da = 64mm軸環定位高度h = (0. 07 0.1

14、)軸環寬度 b = 1.4h = 1.45 二 7mmd7 = d3 = 55mm低速軸的聯軸器選擇LT9聯軸器,LT9GBT4323 - 2002Y50112所以低速軸的軸長初步確定為丨1 = l 聯軸器-（2 3） mm取 J 二 110mm12 =由結構定，要保證（10 15）mr和B,取12 = 48mm丨3 I 7由高速軸確定13 二 50mml 4 = b2 二 82mml 5 = b = 12mml 6 二 18mml 7 二 20mm3.2軸的強度校核（低速軸所受轉矩大，且兩軸的直徑相差很小，只校核低速軸）(1)求齒輪上作用力的大小、方向 齒輪上作用力的大小：轉矩：I 二 95

15、50 及 二 616.25N m圓周力：2000T22000 616.25F222951.433Nd2417.763徑向力：巳-電 tan 1n - 2951.433怕門20 一 1177.888Ncos00. 912軸向力：E2 = F2 tan 1： = 2951.433 tan24 13 0 = 1327. 466N(2)求軸承的支反力水平面上支力Fra二Frb二斤2 / 2二1475.717N垂直面上支力Fra =(-Fa2 d2Fr2 81) 162 - -1122.680NFrb =(Fa2 d2Fr281) 1 62= 230.C56N(3)畫彎矩圖水平面上的彎矩MC =81Fr

16、a10 3811475.71710 = 119.533 N m垂直面上的彎矩M C1M C281 Fra 10 = -90.937 N m(81 F raFa2d2 /2)10 = 186.346N m合成彎矩Mc1vmC + MC2150.192 NMC2221.389 N畫轉矩圖T2 二 616.25N m(5)畫當量彎矩圖因單向回轉，視轉矩為脈動轉矩,:二二 / b/；0b，已知二b = 600Mpa，查表 12-1 可得=b =54Mpa、Sb =93Mpa , 、= Jb/；oh =54/93 = 0.581 剖面C處的當量彎矩：Mc1二M(二T2)2二 388.267NmMc2二M

17、f2(二T2)2二 420. 959Nm(a )壹力簡圖AtcxzFa2BD31X/bii1Ii11111111Ft2Fl2FRAFRB(b)水平面的受力和彎 拒圖(c) 垂直面的竟力和育矩圉(d) 臺成哥矩圏(e) 轉題(f) 當雖罵是凰Fa2II111 丨丨 111 山弓 11ITTEi臨I if FiTF(6)判斷危險剖面并驗算強度a)剖面C當量彎矩最大，而且直徑與相鄰段相差不大，故剖面 C為危險面M 二 M C2 = 420 .959 N m匚 _丄二 54.0 MPa則二eMe420.959 10000.1d30.1 823= 7.635MPa 十b=54Mpab)軸7的剖面雖僅受彎

18、矩，但其直徑最小，則該剖面為危險面Md（訂2）2 =；汀2 =0.581 616.25 = 358.041MPaMd0.1d3358.041 10000.1 483= 32.375MPa :：: ；Jb所以軸的強度足夠4滾動軸承的選擇與計算4.1滾動軸承的選擇高速軸和低速軸的軸承段的直徑分別為50mm,55mr在軸的設計計算部分已經選用 如下表所示深溝球軸承:軸號裝軸承處的軸徑軸承型號I50mm滾動軸承 6210 GB/T276-94n55mm滾動軸承 6211 GB/T276-944.2滾動軸承的校核由于低速軸的轉矩大于高速軸，同時低速軸和高速軸的直徑相差很小， 所以 只需校核低速軸的深溝球

19、軸承。FaFriFr24.2.1軸的受力狀況及軸承載荷計算水平面上支力Fra 二 Frb 二 F2 / 2 二 1475.717N垂直面上支力Fra =(-Fa2d2Fr2 81) 162 二-1122.680NFrb =(Fa2d2Fr2 81) 162 二 230Q 568N軸承所承受的徑向載荷FR1 = JfrA + FrA = V1475.7172(-1122.680)2 = 1854.225NFr2 = JfRB FrB f ；1475.71722300.568 2733.188N軸向外載荷Fa =1327.466N軸承的轉速n=191r/min4.2.2求當量動載荷低速軸受軸向載荷

20、Fa1二Fa，貝U, P二fp(XFR YFa)由教材表14-13可得,減速器中等沖擊取fp =1.5查有關軸承手冊可得。6211軸承C0r =29.2 10X0=432 1弘低速軸：Fa1 / Cr = 152920017 = 0. 0527 , 29200可得 X = 0. 56,Y =1.7P =fp(XF2Y F0 = 1.5 (0. 56 1683.880 1.7 1538. 417) = 5337. 422N4.2.3求軸承壽命已知球軸承；=3 Cr = 43. 2 103N仝已1060n P 6019143200 )35337.422)二 46267. 052h按兩班制計算每天工

21、作16小時，一年工作350天，則農礦置黔8262滿足年限要求)5鍵連接的選擇與計算5.1鍵連接的選擇選擇普通平鍵：軸代號公稱直徑d (mm公稱尺寸h(mm mm)長度L(mm)深度 (mm112X100GB/T1096200338441281005.0214X100GB/T10962003445014X 91005.5齒 輪18X72GB/T10962003586518X 11727.05.2鍵連接的校核由教材10-1得鍵連接時的擠壓應力V- p =110MPa，由于低速軸的轉矩大于高速軸，而兩者的直徑相差很小，且對同一個軸來說，只需校核短鍵，所以只需 校核鍵 18X72GB/T1096 20

22、034T2 x 10004漢616.25X000“ 小仆 r - 一小” p68.030MPa :卜1 p = 110Mpap dhl60 11 54p式中：T為傳遞的轉矩，T=616.25N - md為軸的直徑,d=60mmh為鍵的高度,h=11mml為鍵的工作長度,l=L-b=54mmb為鍵的寬度，b=18mm所以鍵連接符合強度要求。6聯軸器的選擇6.1聯軸器的選擇結合電動機的外伸直徑d=48mm,高速軸和低速軸的最小直徑分別為 40mm 和48mm。高速軸初選彈性套柱銷聯軸器 LT7聯軸器丫48 112 GB /T 4323，低速Y4052軸選擇彈性套柱銷聯軸器LT9聯軸器丫5 112

23、GB仃4323。Y50 漢 1126.2聯軸器的校核因為低速軸所受的轉矩較大，只校核低速軸T616.25N m，考慮到轉矩變化很小取KA =1.3。所以 Tc 二 KaT2 =1.3 616.25 =801.125N m 1000N m，聯軸器符合其強度要求。7潤滑方式、潤滑油牌號及密封方式的選擇7.1潤滑方式的選擇潤滑方式有兩種:當2m/s時，采用油潤滑;當、.： 2m/s時，采用脂潤滑3 14 漢 82 237 匯 97060 100060 10003. = 4.177m/所以小齒輪大齒輪均米用油潤7.2密封方式的選擇一般選用接觸式密封：氈圈油封。8箱體及附件的結構設計和選擇8.1箱體的結

24、構尺寸減速器鑄造箱體的結構尺寸表名稱符號結構尺寸（mm齒輪減速器箱座（體）壁厚38箱蓋壁厚8箱座、箱蓋、箱底座凸緣的厚度b,b,b2b = 1.55=12, bi=1.5d=12, b2 = 2.56=20箱座、箱蓋的肋厚mmm = 8, mi =8軸承旁凸臺的高度和半徑h,RiH由結構要求來確定軸承座的外徑D2凸緣式：低速軸 D=D弋55.5鳧地腳螺 釘直徑與數目df單級減速器a三250ndf20通孔直徑d 25沉頭座直徑Do48底座凸緣直徑C1m in,30C2min,25連接螺 栓軸承旁連接螺栓直徑di15箱座、箱蓋連接螺栓 直徑d216連接螺栓直徑d12通孔直徑1d13.5沉頭座直徑D

25、26凸緣尺寸Cim in,20C2min,16定位銷直徑d8軸承蓋螺釘直徑d310視空蓋螺釘直徑d48吊環螺釘直徑d5由減速器的重量來確定，取16箱體外壁至軸承座斷面的距離li42大齒輪頂圓與相體內壁的距離街1.2 S =9.6 取 10齒輪斷面與箱體內壁的距離也21015取 10備注：1、a值代表兩齒輪的中心距;2、厶與減速器的級數有關，對于單級減速器，取：=1;3、0.0250.030，軟尺面取 0.025，硬尺面 0.0304、 當算出的和小于8mm時，取8mm。8.2箱體附件的選擇82.1窺視孔及窺視蓋的選擇查表14-4，因為是單級a 250,則窺視孔及窺視蓋的相關尺寸如下表(mm)1

26、1121 314bib2bsddR直孔數徑12010590-9075607445822油標指示裝置的選擇選擇游標尺M16(16)，其具體尺寸如下表(mm)H9 d(d h9d1d2dahabcDD1M 12(12)416635128526228.2.3通氣器的選擇選擇M12X 1.5，其具體尺寸如下表(mm)dDD1sLladM16X 1.52219.617231225824起吊裝置的選擇起重裝置選為吊耳環和吊鉤。對吊耳環(起吊箱蓋用),d = ( 1.82.5 ) S ,取為16mmR=( 11.2) d取為16mm e= (0.81) d取為 16mm b=2S 取為 16mm對吊鉤，B=36mm H=28.8mm,h=14.4mm,r=9mm,b=16mm825螺塞和封油墊的選擇選擇外六角螺塞、封油墊，M18X 1.5，具體尺寸見下表(mr)dd1DesLhbb1cM18X 1.515.82824.2212715331.09設計小結一星期的的奮戰終于落下帷幕，拖著疲憊的身軀，背著可謂此生最大的杰作，扛著沉甸甸的畫板走出航海樓，此刻的心情，不可謂不大喜若狂。偶有來犯的頸椎病早已滲透至身體 里每一個神經，但一切都告一段落，我算是完成了自己的一次突破，一次涅槃重生。面對復雜如天書般的設計計算，我沒有退卻，與隊友一起分工合作，經過各種求教，從電動機的選擇、齒輪的設計、軸的