1、機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計計算說明書設(shè)計題目 帶式運輸機上的單級圓柱齒輪減速器 系 機電工程系 專業(yè) 數(shù)控技術(shù) 班級 設(shè)計者 指導(dǎo)教師 2011年 07 月 12 日目錄一、設(shè)計任務(wù)書0二、帶式運輸送機傳動裝置設(shè)計1三、普通V帶傳動的設(shè)計5四、直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計6五、低速軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計和校核9六、高速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計16七、低速軸軸承的選擇計算18八、低速軸鍵的設(shè)計19九、聯(lián)軸器的設(shè)計20十、潤滑和密封20十一設(shè)計小結(jié)21參考資料22一.設(shè)計任務(wù)書一.設(shè)計題目設(shè)計帶式輸送機傳動裝置。二.工作條件及設(shè)計要求1.設(shè)計用于帶式運輸機的傳動裝置。2.該機室內(nèi)工作，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，空載啟動。運輸帶速允許

2、誤差為5%。3.在中小型機械廠小批量生產(chǎn)，兩班制工作。要求試用期為十年，大修期為3年。三.原始數(shù)據(jù)第三組選用原始數(shù)據(jù)：運輸帶工作拉力F=1250N 運輸帶工作速度V=1.5m/s 卷筒直徑D=240mm四.設(shè)計任務(wù)1.完成傳動裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計。2.完成減速器裝備草圖一張（A1）。3.完成設(shè)計說明書一份。二.帶式運輸送機傳動裝置設(shè)計電動機的選擇1.電動機類型的選擇：按已知的工作要求和條件，選用Y型全封閉籠型三相異步電動機2.電動機功率的選擇：=Fv/1000=1250*1.5/1000=1.875kw3.確定電動機的轉(zhuǎn)速：卷筒工作的轉(zhuǎn)速 =60*1000/(*D)=60*1000*1.5/(3.1

3、4*240)=119.43r/min 4.初步估算傳動比：=/=/=或=8.3712.55因為根據(jù)帶式運輸機的工作要求可知，電動機選1000r/min或1500r/min的比較合適。5.分析傳動比，并確定傳動方案（1）機器一般是由原動機，傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動機的運動和動力，變換其運動形式以滿足工作裝置的需要，是機器的重要組成部分。傳動裝置是否合理將直接影響機器的工作的性能、重量和成本。合理的傳動方案除滿足工作裝置的功能外，還要結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本低廉，傳動效率高和使用維護方便。 本設(shè)計中原動機為電動機、工作機為皮帶輸送機。傳動方案采用兩級傳動，第一級傳動為帶傳動，

4、第二級傳動為單級直齒圓柱齒輪減速器（由機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書表2.2V帶傳動比在24比較合適，圓柱齒輪傳動比在35比較合適，=620在8.3712.55范圍內(nèi)）選用V帶傳動是V帶傳動承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過載保護的優(yōu)點，還可以緩和和沖擊振動。齒輪傳動的傳動效率高，使用的功率和速度范圍廣、使用壽命較長。由于本運輸送機是在室內(nèi)，考慮工作的背景和安全問題，固在齒輪區(qū)采用封閉式，可達到更好的效果。故其方案示意圖如下圖所示：方案簡圖6.傳動裝置的總功率由圖1可知：由表9-3可知。初選彈性聯(lián)軸器、球軸承、8級齒輪精度查表可知=096*099*0.97*0.99*09

5、9*0.99*0960.867.電動機所需的工作功率查機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書附錄8可知。符合同步轉(zhuǎn)速1000r/min Y132S-6和1500r/min Y100L2-4適合，考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格比較，則選n=1000r/min。即確定Y132S-6，其額定功率，滿載轉(zhuǎn)速為960r/min。8.分配傳動比又 取 則 9.計算各軸的轉(zhuǎn)速軸 軸 10.計算各軸的功率 11.計算各軸的轉(zhuǎn)12.運動和動力參數(shù)計算結(jié)果列出表軸名參數(shù)電動機軸卷筒軸轉(zhuǎn)速n（r/min）960477.6119.4119.43輸入功率P（kw）2.22.112.031.99輸入轉(zhuǎn)矩T()21.8942.1

6、9162.37159.13傳動比i 2.014 1效率 0.96 0.94 0.94三.普通V帶傳動的設(shè)計設(shè)計說明書步驟計算及說明結(jié)果（1）計算功率查表10-4可知取則（2）選擇帶型據(jù)和由 圖10-3可知 選A型帶A型（3）確定帶輪基準直徑由表10-1可知，確定則查表取標準值（4）驗算帶速V=5.024 因為5m/sv25m/s符合要求（5）計算帶長初定中心距取帶的基準長度由表10-3選取相近的（6）確定中心距a=386.5 mm（7）驗算包角 符合要求（8）確定帶的根數(shù)Z據(jù)和 ，查表10-5可知。i=2.01和查表10-6可知.由小輪包角查表10-7。查表10-3可知. 則有取Z=3(9)單

7、根V帶的的初拉力（10）作用在軸的力四.直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計設(shè)計說明書步驟計算及說明結(jié)果（1）選擇齒輪材料和精度小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度為217255HBS;大齒輪選用45鋼正火，硬度為169217HBS。因為是普通減速器，有表11-2選用8及精度。小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度為217255HBS;大齒輪選用45鋼正火，硬度為169217HBS(2)接觸疲勞強度設(shè)計載荷系K小齒輪轉(zhuǎn)矩齒數(shù)和齒寬系數(shù)許用接觸應(yīng)力兩齒輪均為剛質(zhì)齒輪，由式（11.6）可求出值，先確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)；查表11-3取K=1.1K=1.1 小齒輪齒數(shù)取.則大齒輪齒數(shù)為,單級齒輪傳動對稱布置，由表11-5取齒寬系數(shù)由

8、圖11-8查得查表11-7查得安全系。按預(yù)期壽命10年，單向運轉(zhuǎn)，兩班制工作，計算應(yīng)許用接觸應(yīng)力分度圓直徑力循環(huán)次數(shù)、.則由圖11-11得 ,由式（11.9）有由式（11.6）得 （3）幾何尺寸計算查表4-3.取標準模數(shù)m=2.5mm. 則 （3）幾何尺寸計算（4）按齒根彎曲疲勞強度校核許用彎曲應(yīng)力齒形系數(shù)及應(yīng)力修正系數(shù)強度校核齒輪圓周速度根據(jù)式11.7,如,則校驗合格 由表11-9查得 由表11-7查得。由圖11-10查得由表11-6查得 由式11.7得可知選8級精度合適五. 低速軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計和校核一.低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1.選擇軸的材料及熱處理方法，并確定許用應(yīng)力。 選用45號鋼，正火處理，

9、查表12.1得抗拉強度，查表12-4得許用彎曲應(yīng)力2.估算最小直徑：查表12-2 取C=110 則 考慮軸外伸端和聯(lián)軸器用一個鍵連接，故將軸徑放大5%。查機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書附表9.3可知聯(lián)軸器選HL2。軸徑放大5%即取合適。2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）軸上零件的定位，固定和裝配單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以套筒定位，則采用過渡配合固定（2）確定軸各段直徑和長度I段：聯(lián)軸器取D=30,L=82則 長度取h=2c c=2mmII段: 初選用6008型深溝球軸承，其內(nèi)徑為40mm,寬度為15mm.考慮齒輪

10、端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長為20mm，通過密封蓋軸段長應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，取該段長為42mm，安裝齒輪段長度應(yīng)比輪轂寬度小2mm,故II段長：III段直徑段直徑長度取但此段左面的套筒的定位軸肩考慮，應(yīng)便于軸承的拆卸，因此將段直徑為55mm由手冊得：c=2.25 h=2c=2×2.25=4.5mm段直徑. 長度段直徑. 長度由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=107mm二.低速軸的校核按彎矩復(fù)合強度計算求分度圓直徑：已知求轉(zhuǎn)矩：已知=162370N/mm求圓周力：根據(jù)課本式得求徑向力根據(jù)課本式得因為該軸兩軸承對

11、稱，所以： (1)繪制軸受力簡圖（如圖a） （2）繪制垂直面彎矩圖（如圖b） MC1=16N/m軸承支反力：由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為(3)繪制水平面彎矩圖（如圖c） 截面C在水平面上彎矩為： =43.984N/m(4)繪制合彎矩圖（如圖d） =46.8N/m(5)繪制扭矩圖（如圖e） =162.37N/m轉(zhuǎn)矩： =162.37N/m(6)繪制當量彎矩圖（如圖f） =106.62N/m轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪力按脈動循環(huán)變化，取=0.59，截面C處的當量彎矩： =+(T)= (7)校核危險截面C的強度由式（6-3）該軸強度足夠。六.高速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計輸入軸的設(shè)計計算1、按扭矩初算

12、軸徑選用45號調(diào)質(zhì)處理，硬度（217255HBS）根據(jù)課本取c=110d110mm=18.04mm考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則d=18.04×(1+5%)mm=18.94選d=20mm2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）軸上零件的定位，固定和裝配單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以套筒定位，則采用過渡配合固定（2）確定軸各段直徑和長度I段：直接連V帶輪長度取h=2c c=2.5mmII段: 初選用6007型深溝球軸承，其內(nèi)徑為35mm,寬度為14mm.考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取

13、套筒長為18mm，通過密封蓋軸段長應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，取該段長為42mm，故II段長：III段直徑段直徑長度取此段為齒輪軸部分，且齒輪軸在中間左面的套筒的定位軸肩考慮，應(yīng)便于軸承的拆卸，因此將段直徑為42mm由手冊得：c=1.75 h=2c=2×1.75=3.5mm段直徑. 長度段直徑. 長度七.低速軸軸承的選擇計算(1)已知 2、計算輸出軸承(2)計算軸向載荷、兩軸承徑向反力： (3)計算當量動載荷P (4)計算軸承壽命根據(jù)手冊6008型軸承Cr=17000N, =3根據(jù)工作要求，查課本表19-9得：f=1.0, 表12-10得f=1.

14、0.故此軸承預(yù)期壽命足夠八.低速軸鍵的設(shè)計由前面可知，低速軸齒輪的直徑為，輪寬度50mm（1） 平鍵類型和尺寸選擇：選A型平鍵，根據(jù)軸徑直徑d=40mm和輪 寬度50mm。從表12-6查得鍵的截面尺寸b=12 h=8 L=40mm。此鍵的標記為GB/T10951990。（2） 校核擠壓強度工作長度 由，查表12-6得，則（3） 校核剪切強度查表12-6得故擠壓和剪切強度足夠。九聯(lián)軸器的設(shè)計（1）類型選擇 由于兩軸相對位移很小，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，且結(jié)構(gòu)簡單，對緩沖要求不高，故選用彈性柱銷聯(lián)。 （2）載荷計算 由可知其中為工作情況系數(shù)，由課本表5-2得計算轉(zhuǎn)矩（3）型號選擇根據(jù)，軸徑d，軸的轉(zhuǎn)速n， 查標

15、準GB/T 5014-2003，選用HL2型彈性柱銷聯(lián)，其額定轉(zhuǎn)矩 許用轉(zhuǎn)速n=5600r/min 。因為故符合要求十 .潤滑和密封1.密封 由于選用的電動機為低速，常溫，常壓的電動機則可以選用毛氈密封。毛氈密封是在殼體圈內(nèi)填以毛氈圈以堵塞泄漏間隙，達到密封的目的。毛氈具有天然彈性，呈松孔海綿狀，可儲存潤滑油和遮擋灰塵。軸旋轉(zhuǎn)時，毛氈又可以將潤滑油自行刮下反復(fù)自行潤滑。2潤滑(1)對于齒輪來說，由于傳動件的的圓周速度v< 12m/s,采用浸油潤滑，因此機體內(nèi)需要有足夠的潤滑油，用以潤滑和散熱。同時為了避免油攪動時泛起沉渣，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH不應(yīng)小于3050mm。對于單級減速器，浸油深度為一個齒全高，這樣就可以決定所需油量，單級傳動,每傳遞1KW需油量V0=0.350.7m3。(2)對于滾動軸承來說，由于傳動件的速度不高，且難以經(jīng)常供油，所以選用潤滑脂潤滑。這樣不僅密封簡單，不宜流失，同時也能形成將滑動表面完全分開的一層薄膜。十一. 設(shè)計小結(jié)機械設(shè)計課程設(shè)計是我們機械類專業(yè)學(xué)生第一次較全面的機械設(shè)計訓(xùn)練，是機械設(shè)計和機械設(shè)計基礎(chǔ)課程重要的綜合性與實踐性環(huán)節(jié)。(1) 通過這次機械設(shè)計課程的設(shè)計，綜合運用了機械設(shè)計課程和其他有關(guān)先修課程的理論，