1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書題目:帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置兩級(jí)圓錐-圓柱齒輪減速器專業(yè)班級(jí)：熱能和動(dòng)力工程專業(yè)10級(jí)二班學(xué)號(hào):2學(xué)生姓名：陳秀峰指導(dǎo)教師：呂冬青老師景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院2012年3月機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)系統(tǒng)圖：圖一原始數(shù)據(jù):運(yùn)輸帶工作拉力F/N運(yùn)輸帶工作速度v/(ms)卷筒直徑D/mm25001.4250工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微振動(dòng)，小批量生產(chǎn)，單班制工作，使用期限8年，運(yùn)輸帶速度允許誤差為土5%要求完成：減速器裝配圖1張（A2）。零件工作圖2張（齒輪和軸）。設(shè)計(jì)說(shuō)明書1份,6000-8000字。開始日期2010年12月_06_日完成日期2

2、0010年12月日目錄TOCo1-5hz1選擇電動(dòng)機(jī)11.1電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式11.2電動(dòng)機(jī)容量11.3電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速1.4電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形，安裝尺寸2計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比32.1傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比32.2分配各級(jí)傳動(dòng)比33計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)43.1各軸轉(zhuǎn)速43.2各軸輸入功率43.3各軸轉(zhuǎn)矩44傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1圓錐直齒輪設(shè)計(jì)選定齒輪齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)6按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)6校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度8幾何尺寸計(jì)算94.2圓柱直齒齒輪設(shè)計(jì)10選定齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù)422按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)10按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)105軸的設(shè)計(jì)計(jì)算155.1輸

3、入軸設(shè)計(jì)155.2中間軸設(shè)計(jì)215.3輸出軸設(shè)計(jì)266滾動(dòng)軸承的詵擇及校核計(jì)算326.1輸入軸滾動(dòng)軸承計(jì)算327鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算337.2中間軸鍵計(jì)算337.3輸出軸鍵計(jì)算33&聯(lián)軸器的選擇及校核計(jì)算-348.1各種聯(lián)軸器的比較34剛性聯(lián)軸器34彈性元件的撓性聯(lián)軸器348.2聯(lián)軸器的選擇348.3聯(lián)軸器的校核計(jì)算35減速器附件的選擇369.1視孑L蓋和窺視孑L369.2放油孔和螺塞369.3油標(biāo)369.4通氣孔369.5起蓋螺釘369.6定位銷369.7吊環(huán)37潤(rùn)滑和密封38鑄鐵直齒錐齒輪減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸的確定39設(shè)計(jì)小結(jié)-40參考文獻(xiàn)41結(jié)果結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明計(jì)算驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速n3二

4、107.01r/min1選擇電動(dòng)機(jī)n=0.9960 x1000vn3冗D6010001.43.14250=107.01r/min選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min的電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī),可擬定以下傳動(dòng)方案：1.1電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式按工作要求和工作條件，選用一般用途的異步電動(dòng)機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。丫(IP44)系列三相1.2電動(dòng)機(jī)容量(1)工作機(jī)的輸出功率PwFv1000w25001.410000.96kWn=0.98n=0.97n=0.96n=0.84Pd二4.3kWPd二Pwn傳動(dòng)裝置的總效率24n二nnnn(2)電動(dòng)機(jī)輸出功率Pd依次確定式中各效率：2個(gè)聯(lián)軸器n=0.99、

5、4個(gè)滾動(dòng)軸承n=0.98、圓柱齒輪傳動(dòng)n=0.97、圓錐齒輪傳動(dòng)nt=0.9624n二二0.84125001.41000=4.3kW(3)電動(dòng)機(jī)額定功率PedPed=5.5kWnm=960r/minia=8.97i-8.97h=2.4i2=3.7m二960r/minnn=400r/minn皿二108.1r/minR二4.26kWP廠4.01kWP皿二3.81kWP工作機(jī)軸=3.70kWTdi二T廠T=T工作機(jī)軸=326.87N.mu二2.4乙=23z?=56Kt=1.3Ti=4.238104N.mm1林=32.1傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比ianmnw960=8.97107.01由文獻(xiàn)【4】中選取電動(dòng)機(jī)額

6、定功率Ped=5.5kW。1.3電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍，由文獻(xiàn)【2】表1中查得圓錐-圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍ia=815，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為：nd=ian=856.081605.15r/mi1.4電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形，安裝尺寸根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，查文獻(xiàn)【4】丫系列三相異步電動(dòng)機(jī)，選定電機(jī)Y132M2-6，額定功率Ped=5.5kW，滿載轉(zhuǎn)速nm=960r/min，同步轉(zhuǎn)速n=1000r/min。由文獻(xiàn)【4】表19-1查得主要數(shù)據(jù)，并記錄備用，如表1-1所示：表1-1電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)電機(jī)型號(hào)額定功率電流滿載轉(zhuǎn)速電機(jī)質(zhì)量軸徑mmY132M2-65.5Kw12.6A960輕382計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳

7、動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比2.2分配各級(jí)傳動(dòng)比所以減速器傳動(dòng)比i二ia=8.97圓錐齒輪傳動(dòng)比（h乞3）h=2.4圓柱齒輪傳動(dòng)比i2=L=3.7i13計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)3.1各軸轉(zhuǎn)速m=匹=960r/min10ni960“c/.nn400r/min2.4nn400n皿108.1r/min3.73.2各軸輸入功率按電動(dòng)機(jī)所需功率Pd計(jì)算各軸輸入功率，即R二Pdn01=4.30.99=4.26kWPn=Pn12=4.260.960.98=4.01kWPm=Pnn23=4.010.970.98=3.81kWP工作機(jī)軸=Pmn34=3.810.980.99=3.70kWP輸出-P輸入0.98(式中

8、：n011；n12-nn2n23n3n2n34-n21)3.3各軸轉(zhuǎn)矩TOCo1-5hzP43Td=9550dnm960則Ti二9550P1=95504.26m960P401二95502=9550：n2400P33.81T皿二9550=9550:3108.1P工作機(jī)軸3.70T工乍機(jī)軸=9550-9550n工作機(jī)軸108.1表3-1運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)功率P/kw轉(zhuǎn)矩T/(n.m)軸號(hào)輸入輸出輸入輸出轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比i效率n電動(dòng)機(jī)軸4.342.7896010.99I軸4.264.1742.3841.539602.40.94U軸4.013.9395.7493.834003.70.95川軸3.813.7333

9、6.59329.86108.110.97工作機(jī)軸3.703.63326.87320.33108.14傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1圓錐直齒輪設(shè)計(jì)已知輸入功率4.26kw，小齒輪轉(zhuǎn)速960r/min，齒數(shù)比u=2.4,由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命8年（設(shè)每年工作300天），單班制，工作時(shí)有輕微振動(dòng)。選定齒輪齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）按傳動(dòng)方案選用直齒錐齒輪傳動(dòng)。（2）圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用7級(jí)精度（GB10095-88）（3）材料選擇由文獻(xiàn)【1】表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS。選小齒輪齒數(shù)乙=2

10、3，大齒輪齒數(shù)Z2=232.4=55.2,取整z2=56。則u取整z2=56。則u56:2.4乙23按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由文獻(xiàn)由文獻(xiàn)【1】式10-9a由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即dlt-292MrJ0T5r2u(1)試選載荷系數(shù)Kt=1.3確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩為輸Ti二95504.261000=4.238104N.mm960選齒寬系數(shù)R=3由文獻(xiàn)【1】圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限二Hlim1OOMPa,大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；hlim2=550MPa由文獻(xiàn)【1】表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)1Ze=189.8MPa2計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N60n1jL609

11、601(83008)=1.1061099J.10610_=4.6081082.4由文獻(xiàn)【1】圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)Khn1二0.95,KHN2-1.00計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力式10-12取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,得二Hl:-H2心山訕1=0.95x600=570MPaSKHN1Hlim1=1.0沢550=550MPaS(2)計(jì)算試算小齒輪分度圓直徑g,代入匚H中較小的值3KTiR(1-0.5R)2辺92囂8)21.3X42380仆66.49mm112(1-0.5)22.433平均分度圓直徑dm二d(1-0.5r)二55.41計(jì)算圓周速度Vv二601000755.419602.78

12、m/s601000計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v=2.78m/s,7級(jí)精度，由文獻(xiàn)【1】圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv=仁1表10-3直齒輪心廠心：11Ze=189.8MPa2N=1.1061098N2=4.60810KHN1=0.95KHN2=1.0匚Hh=570MPa；H2=550MPad鐵丄66.49mmv=2.78m/s由文獻(xiàn)【1】表10-2查得使用系數(shù)Ka*.25根據(jù)小齒輪一端懸臂布置，查文獻(xiàn)【1】表10-9得軸承系數(shù)Khbe=1.25，則Kh二Kl=1.5KHbe=1.88接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)K=KaKvKh一Kh，=2.59按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得d1=d1tK=66.4932.5

13、9=83.66mm.Kt,1.3計(jì)算模數(shù)m=也=8366=3.64mmz123取標(biāo)準(zhǔn)值，文獻(xiàn)【5】表10-6模數(shù)圓整為m=3.75mm計(jì)算齒輪相關(guān)參數(shù)d1d2=mz1=3.7523=86.25mm=3.7556=210mmZ123。二arctanarctan221943Z256=90。-、1=67。4017r=(d1)2(d)2/d討沁1=86.25沃2(56)1232=113.51m計(jì)算齒寬J113.51=37.84mm3文獻(xiàn)【5】r10-7圓整為b=b2=37mm(B取整)K=2.59m=3.75mmdi=86.25mmd2二210mm也=221943、2=67。4017R=113.51m

14、mbb2=37mmK=2.59Zv1=24.9Zv2=147.4KFN1=0.9KFN2=0.95匚fe1=500MPa二FE2=380MPa“h=321.43MPa二f2=257.86MPamd86.25mmd2=210mmR=113.51mm6=221943、2=67。4017”校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度(1)確定計(jì)算參數(shù)載荷系數(shù)K-KaKvKf：K=2.59計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)Zv1dv1Z1mmcos、cos22194323=24.9dv2Z2Zv256mmcos2cos674017=147.4由文獻(xiàn)【1】表10-5查得齒形系數(shù)YFa產(chǎn)2.623YFa產(chǎn)2.623YFa2.142應(yīng)力應(yīng)力校正系數(shù)Ys

15、a1.589Ysa2=1.828安全系數(shù)安全系數(shù)S=1.4由文獻(xiàn)【1】圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn1二.9Kfn1二.9KFN2=0.95由文獻(xiàn)【1】圖10-20C查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限匚FE1=500MPa,大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限-FE-380MPa許用應(yīng)力；F1；F1KfN1；fe10.9500KFN2；FE20.953801.4=2576MPa(2)校核強(qiáng)度由式10-23計(jì)算得十KFgYsabm(1-0.5R)2KTYFaYsabm2(1-0.5R)F1=110.099乞J可知彎曲強(qiáng)度滿足，參數(shù)合理。幾何尺寸計(jì)算(1)(1)錐齒輪大端分度圓直徑d1=86.25mm,d2=

16、210mm計(jì)算錐距RR=113.51mm(3)節(jié)圓錐角：=22。9436=674017(4)大端齒頂圓直徑：dai=di+2hacosd=di+2mcosd=93.19mmda1=93.19mm(5)計(jì)算齒寬b=rR=1113.51=37.84mm3r文獻(xiàn)【5】表10-7圓整為b=b2二37mm(B冬古取整)4.2圓柱直齒齒輪設(shè)計(jì)(軟齒面)已知輸入功率4.01kw，小齒輪轉(zhuǎn)速400r/min，齒數(shù)比u=3.7,由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命8年(設(shè)每年工作300天),單班制，工作有輕微震動(dòng)。g=b2二37mmu=3.7Z1=24Z2=89Kt-1.34=9.57410Nmm選定齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù)

17、1ZE=189.8MPa2Hlim1二550Mpa(1)(2)圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用7級(jí)精度(GB10095-88)材料選擇由文獻(xiàn)【1】表10-1選擇大小齒輪材料均為45鋼(調(diào)質(zhì))，小齒輪齒面硬度為硬度為220HBS。250HBS，大齒輪齒面(3)選小齒輪齒數(shù)乙=24,大齒輪Z2-243.7=88.889按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即2.汽dU1,Ze、2uIh)(1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)Kt=1.3計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩=955010004.01=9.574104Nmm400選齒寬系數(shù)d=1由文獻(xiàn)【1】表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)1ZE=1

18、89.8MPa2二Hlim2-510Mpa4.108108N2=1.245108Khn1=0.95KHN21.0Uh=522.5MPa；h2=510MPad1t-64906mmv=1.36m/sb=64.906mmmnt=2.704mmh=6.084mm=10.67hK=1.921di=73.929mm由文獻(xiàn)【1】圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限二Hlimi=550Mpa,大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限二Hlim2=510Mpa計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由文獻(xiàn)【1】式10-13N=60njLh82=60mjLh=604001(83008)=881.245108N23.7由文獻(xiàn)【1】圖10-

19、19取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=095,KHN2計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1，由式10-12得12Khn1?h吋亠0.95匯550=522.5MPaSKg-Hlim2=1.0510=510MPaS(2)計(jì)算試算小齒輪分度圓直徑d1t，由計(jì)算公式得KT1U1.ZEd2.32m：)2；fE1=400MPa二fE2=350MPaKFN1=0.9KFN2=0.95“h=257.14MPar2=237.50MPaK=1.823m=2.5mmz)=30z2=111di=75mmd2二277.5mma=176.25mmb=75mmBi=80mmB2二75mm=2.32313阿4104

20、站嚴(yán)與.64.906mm3.75101計(jì)算圓周速度v二d1tn1v=60100064.9064001.36m/s601000計(jì)算齒寬b及模數(shù)齒寬b二dd1t=164.906=64.906mmd1t64.906模數(shù)mnt=2.704mmZ24齒高h(yuǎn)=2.25mnt二二6.084mmb64.906齒咼比10.67h6.084計(jì)算載荷系數(shù)載系數(shù)Kv=1.08由文獻(xiàn)【1】表10-3查得Kh：.=Kf“1由文獻(xiàn)【1】表10-2查得使用系數(shù)KaJ.25由文獻(xiàn)【1】表10-4查得心“1.423由文獻(xiàn)【1】圖10-13查得K=1.35接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)KKaKvKh-K16.15Nm50.3Nm校核聯(lián)軸器處的鍵

21、連接該處選用普通平鍵尺寸為bhI=8mm7mm45mm，接觸長(zhǎng)度IL-b45837mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：T=0.25hdbp=0.237x37x30 x11S100213.675Nm16.15Nm故單鍵即可。7.2中間軸鍵計(jì)算校核圓錐齒輪處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為bhC=10mm8mmx32mm,接觸長(zhǎng)度r=L-b=32-10=22mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：T=0.25hldbp50.3Nm故單鍵即可。7.3輸出軸鍵計(jì)算校核聯(lián)軸器處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為Mh=18mm1mm汽56mm,接觸長(zhǎng)度r=L-b=56-18=38mm,則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：T=0.25

22、hdbp=0.2511匯3涉621101000=689.7Nm194.15Nm故單鍵即可。Lh=19200h8.聯(lián)軸器的選擇及校核計(jì)算Faa=0.333Fr8.1各種聯(lián)軸器的比較fp2p=400.92N剛性聯(lián)軸器缺點(diǎn)：對(duì)兩軸對(duì)中性要求較高，當(dāng)兩軸有相對(duì)位移存在時(shí)，就會(huì)在機(jī)件內(nèi)引起附加載荷，使工作環(huán)境惡化。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，可傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，故當(dāng)轉(zhuǎn)速低時(shí),無(wú)沖擊；當(dāng)軸的剛性大，對(duì)中性較好時(shí)常用。（1）撓性聯(lián)軸器：無(wú)彈性元件的聯(lián)軸器，因有撓性，故可補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移。（2）十字滑塊聯(lián)軸器一般用于轉(zhuǎn)速n88箱座凸緣厚度b1.5612箱蓋凸緣厚度b11.5毎12箱座底凸緣厚度b22.5620地腳

23、螺栓直徑df0.015+d2戶1亠1220地腳螺栓數(shù)目n6:軸承旁連接螺栓直徑d10.75df15箱蓋和座連接螺栓直徑d2f10聯(lián)接螺栓d2的間距l(xiāng)150-200200軸承端蓋螺釘?shù)闹睆絛3(0.4-0.5山8視孔蓋螺釘直徑d4(0.3-0.4山6定位銷直徑d(0.7-0.8)d15dfd1d2至外箱壁距離c26dd2至凸緣邊緣距離C224軸承旁凸臺(tái)半徑R124凸臺(tái)高度h40外箱壁至軸承座端面距I1q+c2+5855大齒輪頂圓和內(nèi)機(jī)壁距街68齒輪端面和內(nèi)機(jī)壁距離也28箱蓋、箱座肋厚gmm趾0.85dm常0.8567高速軸軸承端蓋外徑D2D+55.5d3111中間軸軸承端蓋外徑122低速軸軸承端蓋外徑1281軸承旁連接螺栓距離s120設(shè)計(jì)小結(jié)這次關(guān)于鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)上的兩級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計(jì)是我們真正理論聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)