設(shè)計計算及說明結(jié)果一、設(shè)計任務(wù)書11傳動方案示意圖圖一、傳動方案簡圖12原始數(shù)據(jù)傳送帶拉力FKN傳送帶速度VM/S滾筒直徑D（MM）241648013工作條件兩班制，使用年限為10年（每年300個工作日），連續(xù)單向于運轉(zhuǎn)，工作時有輕微振動，小批量生產(chǎn)，輸送機工作軸轉(zhuǎn)速允許誤差為。514設(shè)計內(nèi)容1、傳動系統(tǒng)方案的分析；2、電動機的選擇與傳動裝置運動和動力參數(shù)的計算；3、傳動零件的設(shè)計計算；4、軸的設(shè)計計算；5、軸承及其組合部件選擇和軸承壽命校核；6、鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器的選擇及校核；7、減速器箱體，潤滑及附件的設(shè)計；8、裝配圖和零件圖的設(shè)計；9、設(shè)計小結(jié)；10、參考文獻；二、傳動系統(tǒng)方案的分析傳動方案見圖一，其擬定的依據(jù)是結(jié)構(gòu)緊湊且寬度尺寸較小，傳動效率高，適用在惡劣環(huán)境下長期工作，雖然所用的錐齒輪比較貴，但此方案是最合理的。其減速器的傳動比為815，用于輸入軸于輸出軸相交而傳動比較大的傳動。設(shè)計計算及說明結(jié)果2電動機的選擇和傳動裝置的運動和動力參數(shù)21電動機的選擇211電動機類型和結(jié)構(gòu)型式根據(jù)直流電動機需直流電源，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高且一般車間都接有三相交流電，所以選用三相交流電動機。又由于Y系列籠型三相異步交流電動機其效率高、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、起動性能較好、價格低等優(yōu)點均能滿足工作條件和使用條件。根據(jù)需要運送型砂，為防止型砂等雜物掉入電動機，故選用封閉式電動機。根據(jù)本裝置的安裝需要和防護要求，采用臥式封閉型電動機。YIP44籠型封閉自扇冷式電動機,具有防止灰塵或其他雜物侵入之特點。故優(yōu)先選用臥式封閉型Y系列三相交流異步電動機。212選擇電動機容量1工作機所需功率PW工作機所需功率及所需的轉(zhuǎn)速WNKWVF10/R/MIND6R/MIN693480106DNWKW4VFP2由電動機至工作機的總效率N4321帶傳動V帶的效率0961一對滾動軸承的效率0992圓柱齒輪傳動的效率0983一對錐齒輪傳動的效率0974聯(lián)軸器的效率0995870980960343213電動機所需的輸出功率DPR/MIN693WNKW4P870設(shè)計計算及說明結(jié)果KW74850WDP4確定電動機的額定功率PED又PEDPD取PED55KW213電動機額定轉(zhuǎn)速的選擇WLHVDNIN式中電動機轉(zhuǎn)速DNIVV帶的傳動比高速齒輪的傳動比H低速齒輪的傳動比LI工作機的轉(zhuǎn)速WN展開式雙級圓柱齒輪減速器傳動比936LHI推薦V帶傳動比24IV69346932WLHVDNIN114642917136R/MIN214確定電動機的型號一般同步轉(zhuǎn)速取1000R/MIN或1500R/MIN的電動機。初選方案表21電動機型號額定功率KW同步轉(zhuǎn)速R/MIN最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩滿載轉(zhuǎn)速R/MIN質(zhì)量KGY132S455150023144068215電動機的主要參數(shù)（1）電動機的主要技術(shù)數(shù)據(jù)KW74DPKW5ED設(shè)計計算及說明結(jié)果表22（2）電動機的外形示意圖圖21Y型三相異步電動機（3）電動機的安裝尺寸表（單位MM）表23電動機型號額定功率KW同步轉(zhuǎn)速R/MIN最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩滿載轉(zhuǎn)速R/MIN質(zhì)量KGY132S455150023144068設(shè)計計算及說明結(jié)果電機型號Y132S22總傳動比的確定及各級傳動比的分配221理論總傳動比I37265410WMNINM電動機滿載轉(zhuǎn)速222各級傳動比的分配1V帶傳動的理論傳動比VI初取3VI2兩級齒輪傳動的傳動比79826VLHI3齒輪傳動中，高低速級理論傳動比的分配取，可使兩極大齒輪直徑相近，浸油深度接近，有利于浸LHI油潤滑。同時還可以使傳動裝置外廓尺寸緊湊，減小減速器的輪廓尺寸。但過大，有可能會使高速極大齒輪與低速級軸發(fā)生干涉碰HI撞。所以必須合理分配傳動比，一般可在中取，要413LHII求D2LD2H2030MM。（由2P9圖22）取，又35，381LHII798LHIHI52LI23各軸轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩與輸入功率231各軸理論轉(zhuǎn)速設(shè)定電動機軸為0軸高速軸為軸中間軸為軸低速軸為軸1電動機R/MIN140MDN尺寸型號HABCDEFGDGADACHDL132216140893880108332101353154753726I3VI,798LHI53HI2LR/MIN140DNMIN/480RNR/MIN16設(shè)計計算及說明結(jié)果2軸R/MIM48031VDIN3軸R/MIN6VI4軸R/MIN45210LIN232各軸的輸入功率1電動機KW5DP2軸KW25901D3軸KW01878532P4軸KW聯(lián)324901233各軸的理論轉(zhuǎn)矩1電動DNPTMN4106832軸NMM8256653軸NMM160910596NPT510924軸NMM4856657234各軸運動和動力參數(shù)匯總表R/MIN64NKWPD5KW2KP0185W4DT410683NMM5104NMMT51092NMM510897NMM設(shè)計計算及說明結(jié)果表243、傳動設(shè)計31V帶傳動設(shè)計311原始數(shù)據(jù)電動機功率KW5DP電動機轉(zhuǎn)速R/MIN140NV帶理論傳動比3VI單班制、工作機為帶式運輸機312設(shè)計計算（1）確定計算功率PCAPCAKAPD根據(jù)單班制工作，即每天工作8小時，工作機為帶式運輸機，查得工作系數(shù)KA125PCAKAPD125556875KW（2）選取普通V帶帶型根據(jù)PCA，ND確定選用普通V帶A型。（3）確定帶輪基準直徑DD1和DD2軸號理論轉(zhuǎn)速（R/MIN）輸入功率（KW）輸入轉(zhuǎn)矩NMM傳動比電動軸14405536481043高速軸480522510410535中間軸16050182995105低速軸644818718910525PCA6875KWA型普通V帶140MM1DV1056M/SDD2450MM設(shè)計計算及說明結(jié)果A初選小帶輪基準直徑140MM1DB驗算帶速5M/S取LD2000MM計算實際中心距AMLAD512239740520（5）驗算主輪上的包角13571802AD90145240主動輪上的包角合適（6）計算V帶的根數(shù)ZLCAKPZ0A500MM145Z3設(shè)計計算及說明結(jié)果P0基本額定功率得P0228P0額定功率的增量P0017包角修正系數(shù)得091KK長度系數(shù)得103LL299LCAZ0328756取Z3根（7）計算預(yù)緊力F02015QVKZVPCAQV帶單位長度質(zhì)量Q010KG/M2MIN05VVFCA2610926138750200N應(yīng)使帶的實際出拉力MIN0F（8）計算作用在軸上的壓軸力FP1145N215SIN8732SIN210MIN0ZFVP314帶傳動主要參數(shù)匯總表表31帶型LDMMZDD1MMDD2MMAMMF0NFPNA200031404505122001145313帶輪材料及結(jié)構(gòu)（1）帶輪的材料帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用材料的牌號為HT150或HT200F0200N1145NP設(shè)計計算及說明結(jié)果2帶輪的結(jié)構(gòu)帶輪的結(jié)構(gòu)形式為孔板式，輪槽槽型B型32高速級齒輪傳動設(shè)計321原始數(shù)據(jù)輸入轉(zhuǎn)矩NMMT5104小齒輪轉(zhuǎn)速480R/MININ齒數(shù)比3HI由電動機單班制工作、工作壽命為5年、工作機為帶式運輸機、輕微振動。（設(shè)每年工作日為300天）322設(shè)計計算一選齒輪類、精度等級、材料及齒數(shù)1為提高傳動平穩(wěn)性及強度，選用斜齒圓柱齒輪；2因為運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用7級精度；3為簡化齒輪加工工藝，選用閉式軟齒面?zhèn)鲃有↓X輪材料45號鋼調(diào)質(zhì)HBS1280接觸疲勞強度極限MPA5701LIMH彎曲疲勞強度極限MPA4FE大齒輪材料45號鋼正火HBS2240接觸疲勞強度極限MPA02LIMH彎曲疲勞強度極限MPA3FE4初選小齒輪齒數(shù)41Z大齒輪齒數(shù)Z2Z1243584HI5初選螺旋角T二按齒面接觸強度設(shè)計計算公式設(shè)計計算及說明結(jié)果MM32112HEDTTZUTK1確定公式內(nèi)的各計算參數(shù)數(shù)值初選載荷系數(shù)6T小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩NMM51104T齒寬系數(shù)D材料的彈性影響系數(shù)MPA1/289EZ區(qū)域系數(shù)432H，78010612應(yīng)力循環(huán)次數(shù)53081401HJLNN856381297HI接觸疲勞壽命系數(shù)501HNK12HN接觸疲勞許用應(yīng)力取安全系數(shù)SMPAHNH541791LIM1SK02LI2MPAAH4931754521取MPA7502計算（1）試算小齒輪分度圓直徑TD1322HEDTTZTKMPAH75406255MMTD1157M/SVB6255MM253MMNTMH57MMB/H11設(shè)計計算及說明結(jié)果325754081936810426255MM（2）計算圓周速度157M/S10652106NDVT（3）計算齒寬B及模數(shù)MNTMM1TD5324COS52COSZMNTHNT752B/H11（4）計算縱向重合度90314213803180TGTGZD（5）計算載荷系數(shù)HVAHKK1）使用系數(shù)A根據(jù)電動機驅(qū)動得2512）動載系數(shù)V根據(jù)V157M/S、7級精度061VK3）按齒面接觸強度計算時的齒向載荷分布系數(shù)HK根據(jù)小齒輪相對支承為非對稱布置、7級精度、1、MM，得1422D562BH4）按齒根彎曲強度計算時的齒向載荷分布系數(shù)F根據(jù)B/H11、421K351FK5）齒向載荷分配系數(shù)、HF假設(shè)，根據(jù)7級精度，軟MNBTA/10/齒面?zhèn)鲃樱?1FHK125106141422264HVA（6）按實際的載荷系數(shù)修正所算得的分度圓直徑1D264HK7391MM1DK25設(shè)計計算及說明結(jié)果MKDTHT91736/4256/331三按齒根彎曲強度設(shè)計3MAX21COSFSADNYZYTM1確定計算參數(shù)（1）計算載荷系數(shù)K5231406251FVA（2）螺旋角影響系數(shù)Y根據(jù)縱向重合系數(shù)，得9088Y（3）彎曲疲勞系數(shù)KFN得9201FNK802FN（4）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力F取彎曲疲勞安全系數(shù)S14得MPASFENF142894191K307022（5）計算當量齒數(shù)ZV，614COS331ZV，9582（6）查取齒型系數(shù)YF應(yīng)力校正系數(shù)YS得5921FAY2698FA6S73512S（7）計算大小齒輪的并加以比較AF041FSAY206MMMN設(shè)計計算及說明結(jié)果01892FSAY比較7391MM314COS5291NMZD26317MM024計算齒輪寬度B7482MM82741DB圓整后75MM80MM21六驗算NDTFT278074051根據(jù)電動機驅(qū)動得2512動載系數(shù)V根據(jù)V077M/S7級精度80VK3按齒面接觸強度計算時的齒向載荷分布系數(shù)HK根據(jù)小齒輪相對支承為非對稱布置、7級精度、1MM，得1429D92BHK4按齒根彎曲強度計算時的齒向載荷分布系數(shù)F2222HK99MM3DK189設(shè)計計算及說明結(jié)果根據(jù)B/H1284291HK351F5齒向載荷分配系數(shù)、F假設(shè)，根據(jù)7級精度，軟MNBTA/0/齒面?zhèn)鲃樱?1FHK125081414292HVA6）按實際的載荷系數(shù)修正所算得的分度圓直徑1D99MM3361/29/THTD三按齒根彎曲強度設(shè)計3MAX23COSFSADNYZYKTM1確定計算參數(shù)（1）計算載荷系數(shù)K89135480251FVA（2）螺旋角影響系數(shù)Y根據(jù)縱向重合系數(shù)，得088Y（3）彎曲疲勞系數(shù)KFN得903FN9204FN（4）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S14得MPASFENF8624133K90944（5）計算當量齒數(shù)ZV，6531COS283ZV，7034（6）查取齒型系數(shù)YF應(yīng)力校正系數(shù)YS得25MMMN設(shè)計計算及說明結(jié)果523FAY274FAY61S631S（7）計算大小齒輪的并加以比較AF0453FSAY184比較取A0110MNPD4768133MIN由于需要考慮軸上的鍵槽放大,D050MM61IN設(shè)計計算及說明結(jié)果段軸需與聯(lián)軸器連接，為使該段直徑與連軸器的孔徑相適應(yīng)，所以需同時選用連軸器，又由于本減速器屬于中小型減速器，其輸出軸與工作機軸的軸線偏移不大。其次為了能夠使傳送平穩(wěn)，所以必須使傳送裝置具有緩沖，吸振的特性。因此選用彈性柱銷聯(lián)軸器。得TKACA得工作情況系數(shù)15A得選用LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器主要參數(shù)為公稱轉(zhuǎn)矩TN1250NMM軸孔長度L112MM孔徑D148MM聯(lián)軸器外形及安裝尺寸表41型號公稱扭矩NM許用轉(zhuǎn)速R/MIN軸孔直徑MM軸孔長度MMDMM轉(zhuǎn)動慣量KGM2LX312504800481121600026413軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計直徑,長度來歷一低速軸的結(jié)構(gòu)圖圖41二根據(jù)軸向定位要求，確定軸的各段直徑和長度,設(shè)計計算及說明結(jié)果1段與聯(lián)軸器配合取DIII48，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上取LIII112。2為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，段右側(cè)設(shè)計定位軸肩，氈圈油封的軸徑取DIIIII50MM由軸從軸承座孔端面伸出1520MM,由結(jié)構(gòu)定取LIIIII49。3軸肩為非定位軸肩，軸承取DIIIIV55考慮軸承定位穩(wěn)定，LIIIIV略小于軸承寬度加擋油環(huán)長度取LIIIIV32。4根據(jù)軸上零件（軸承）的定位要求及箱體之間關(guān)系尺寸取DIVV65M，LIVV795取DVVI67MM，LVVI8MM6段安裝齒輪取DVIVII65取LVIVII101M。7取DVIIVIII55M根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)取LVIIVIII37軸上齒輪、半聯(lián)軸器零件的周向定位均采用鍵聯(lián)接。取軸端倒角245，各軸肩處圓角半徑R16MM二、中速軸尺寸設(shè)計計算及說明結(jié)果圖42（1）確定各軸段直徑D140MMD250MMD370MMD450MMD540MM（2）確定各軸段長度L130MML2101MML38MML475MML530MM圖43三、高速軸尺寸（1）確定各軸段直徑D125MMD232MMD335MMD440MMD544MMD650MMD730MM2確定各軸段長度L156MML258MML345MML4122MML575MML68MML7285MM42低速軸強度校核421作用在齒輪上的力NDTFT568321089724TGTGARN44COS563S1728422計算軸上的載荷載荷分析圖NFT5683R142A7設(shè)計計算及說明結(jié)果圖441垂直面NLFTNV91783056321TMMNV532107298載荷分析圖水平垂直面由裝配圖俯視受力視角決定2水平面MNDFA51082537148NLMARNH517745321NFNV91783NV09382NFNH517MMH41062N52設(shè)計計算及說明結(jié)果NLMFARNH2309701531825322M4167NNH5322093總彎矩MNMV52425111071067H52230從軸的結(jié)構(gòu)以及扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險截面，現(xiàn)將計算出的截面C處的MH、MV、MV及M的值例于下表載荷水平面H垂直面V支反力FFNH11715NFNH22309NFNV117839NFNV2389909N彎矩MMH1262104NMMMH2161105NMMMV27105NMM總彎矩M1271105NMMM2314105NMM扭矩TTNMM0897423按彎扭合成校核軸的強度進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面C）的強度。由1P362表（151），得MPA601由1P374式（155），取，軸的計算應(yīng)力為32525221710897WTMCAPAA60304143鍵聯(lián)接強度校核431低速軸齒輪的鍵聯(lián)接1選擇類型及尺寸根據(jù)D65MM，L101MM，設(shè)計計算及說明結(jié)果選用A型，BH149，L90MM2鍵的強度校核1鍵的工作長度L及鍵與輪轂鍵槽的接觸高度KLLB901476MMK05H45MM2強度校核此處，鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，取P110MPATNMM510473PP6574NM10892KLD鍵安全合格432低速軸聯(lián)軸器的鍵聯(lián)接1選擇類型及尺寸根據(jù)D48MM，L112MM，選用C型，BH149L110MM2鍵的強度校核1鍵的工作長度L及鍵與輪轂鍵槽的接觸高度KLLB/2103MMK05H45MM2強度校核此處，鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，取P110MPATNMM510473PP62108925KLD鍵安全合格該軸強度合格設(shè)計計算及說明結(jié)果5軸承選擇計算51減速器各軸所用軸承代號普通齒輪減速器，其軸的支承跨距較小，較常采用兩端固定支承。軸承內(nèi)圈在軸上可用軸肩或套筒作軸向定位，軸承外圈用軸承蓋作軸向固定。設(shè)計兩端固定支承時，應(yīng)留適當?shù)妮S向間隙，以補償工作時受熱伸長量。表51外形尺寸（MM）安裝尺寸（MM）項目軸承型號DDBD1MIND2MAXRAMAX設(shè)計計算及說明結(jié)果高速軸600630551336491中間軸600840681546621低速軸60115590186283152低速軸軸承壽命計算521預(yù)期壽命從減速器的使用壽命期限考慮，軸承使用期限為5年年工作日為300天。預(yù)期壽命5300812000HHL522壽命驗算載荷分析圖（俯視）設(shè)計計算及說明結(jié)果左旋圖511軸承所受的徑向載荷FR和軸向載荷FAN9230A715FA8,983，R2當量動載荷P1和P2低速軸軸承選用6011，由1P321表（136）得到21PF已知，（常溫）3TF由2P145表（153）得到KNCRR63,2800FA1/COR0010,由插值法并由2P144表（153），得到E015FA1/FR12705/17839E,由1P321表（135）得到X056,Y25P1FPXFR1YFA112056X1783925X17151712NFA2/C0R0048由插值法并由2P144表（153），得到E0248FA2/FR223099/389909E,由1P321表（135）得到X056,Y1794P2FPXFR2YFA212056X3899091794X23099759014N取PMAXP2759014N設(shè)計計算及說明結(jié)果3）驗算軸承壽命因為，所以按軸承2的受力大小驗算2P1H5362610421759084010CRFNLTHLL，所以所選軸承可滿足壽命要求。H6減速器的潤滑與密封61齒輪傳動的潤滑各級齒輪的圓周速度均小于12M/S，所以采用浸油潤滑。另外，傳動件浸入油中的深度要求適當，既要避免攪油損失太大，又要充分的潤滑。油池應(yīng)保持一定的深度和儲油量。兩級大齒輪直徑應(yīng)盡量相近，以便浸油深度相近。62潤滑油牌號及油量計算621潤滑油牌號選擇由2P153表（162），得閉式齒輪傳動潤滑油運動粘度為220MM2/S軸承采用鈣基脂潤滑密封件是氈圈密封圈密封方式是接觸式密封最低油深3534MM最高油深7069MM設(shè)計計算及說明結(jié)果由2P153表（161），得選用N220工業(yè)齒輪油622油量計算1）油量計算以每傳遞1KW功率所需油量為350700，各級減速器需油量CM3按級數(shù)成比例。該設(shè)計為雙級減速器，每傳遞1KW功率所需油量為7001400CM3實際儲油量由高速級大齒輪浸油深度約07個齒高，但不小于10MM；低速大齒輪浸油深度在齒輪半徑；大齒輪齒頂距箱底距離大于3163050MM的要求得（設(shè)計值為50）最低油深MD3450250214最高油深697143箱體內(nèi)壁總長L641MM箱體內(nèi)壁總寬B252MM3MIN087142564CMV可見箱體有足夠的儲油量63軸承的潤滑與密封由于高速級齒輪的圓周速度小于2M/S，所以軸承采用脂潤滑。由于減速器工作場合的需要，選用抗水性較好，耐熱性較差的鈣基潤滑脂（GB49187）。軸承內(nèi)密封由于軸承用油潤滑，為了防止齒輪捏合時擠出的熱油大量沖向軸承內(nèi)部，增加軸承的阻力，需在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)置擋油盤。軸承外密封在減速器的輸入軸和輸出軸的外伸段，為防止灰塵水份從外伸段與端蓋間隙進入箱體，所有選用氈圈密封。64減速器的密封減速器外伸軸采用2P158表（169）的密封件，具體由各軸的直徑取值定，軸承旁還設(shè)置封油盤。設(shè)計計算及說明結(jié)果7減速器箱體及其附件71箱體結(jié)構(gòu)形式及材料本減速器采用剖分式箱體，分別由箱座和箱蓋兩部分組成。用螺栓聯(lián)接起來，組成一個完整箱體。剖分面與減速器內(nèi)傳動件軸心線平面重合。此方案有利于軸系部件的安裝和拆卸。剖分接合面必須有一定的寬度，并且要求仔細加工。為了保證箱體剛度。在軸承座處設(shè)有加強肋。箱體底座要有一定寬度和厚度，以保證安裝穩(wěn)定性和剛度。減速器箱體用HT150制造。鑄鐵具有良好的鑄造性能和切削加工性能，成本低。鑄造箱體多用于批量生產(chǎn)。72箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸表（單位MM）設(shè)計計算及說明結(jié)果表71名稱數(shù)值MM箱座壁厚8箱蓋壁厚18B12B112箱體凸緣厚度B220M68加強肋厚M168地腳螺釘直徑20地腳螺釘數(shù)目N4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑M16箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓直徑M12高速軸選用M8N4中間軸選用M8N4軸承蓋螺釘直徑和數(shù)目低速軸選用M8N6高速軸95中間軸108軸承蓋（軸承座端面）外徑低速軸130觀察孔蓋螺釘直徑M8DF26D122DF、D2、D3至箱外壁距離D2C118DF24D120D