1、機械零件設計（設計說明）機加工部件設計（設計指標）題目：帶式輸送機單級圓柱齒輪減速機設計機械零件設計課程設計任務書1、項目設計：帶式輸送機單級圓柱齒輪減速機二、練習圖1、三角帶傳動；2、單級減速機；3、輸送帶；4、聯(lián)軸器；5、電機；6. 卷軸。3. 原始數(shù)據(jù)輸送帶工作張力為4000 ；輸送帶工作速度為1.5 ；輸送帶速度內(nèi)容誤差為5% ；卷筒直徑325 ；工作時間為8年2班。4. 設計工作量減速機裝配圖（ A號1號圖） 1張；零件工作圖（第3張圖） 3 ；1、大皮帶輪工作示意圖1；2、低速軸工作示意圖1；三、大齒輪工作示意圖 1。1份設計手冊。5.設計期計算與說明主要結果1.傳輸參數(shù)計算1.1

2、 工作機功率原始數(shù)據(jù)：輸送帶工作拉應力： F= 4000 N輸送帶工作速度： V=1。 5米/秒工作年限 8 年，2 班倒傳輸效率：查看1第14頁表2-3得到V帶傳動效率：滾動軸承效率：8級精度通用齒輪傳動效率：彈性聯(lián)軸器的傳動效率：驅動滾筒效率：總效率：輸入電機功率：由于負載穩(wěn)定，電機功率P ed rate 可以略大于P d ，取P ed =2.2kW 。確定電機轉速：由1第10頁表2-1：三角帶傳動比： 3 6，由1第10-14頁表2-2：一級圓柱齒輪減速機=2-4，則總傳動比為6-24，電機轉速可選范圍為6-24 ，得到電機的可選范圍。為了：( 6至24 ) 88.192 = 1400至

3、2112 r/min滿足此圓的同步轉速分別為750 r/min、1000 r/min 和 1500 r/min 。比較這三種方案的列表，從1的第203頁的表17-1中得到：綜合考慮，選用電機型號為：Y132S-4。來自 1 的第 204 頁的表 17-3：電機軸伸長度： E= 80 mm電機軸心高： H=112mm電機軸徑： D=28mm 41.2 確定傳動系統(tǒng)總傳動比，分配各級傳動比總傳動比：V帶傳動比取齒輪比為i齒= 3.5 ，我們得到：1.3 計算傳動系統(tǒng)的運動學和動力學參數(shù)0軸（電機軸）P 0 =P d = 6千瓦n 0 =n m = 1440轉/分鐘I軸（高速軸）軸（低速軸）軸（滾子

4、軸）每個軸的運動和動態(tài)參數(shù)軸名稱P /kW扭矩噸/（牛米）轉速/(r/min)電機軸6401440高速軸5.76133.74 11.4低速軸5.53603.687.5輥軸5.42591.687.52、傳動件設計計算2.1 皮帶傳動計算功率：眾所周知，傳動負載平穩(wěn)，兩班倒工作，工作機為輕載輸送機。從 2 的第 218 頁的表 13-8 中檢查：KA = 1.1 _所以計算功率：選擇三角帶型號：使用普通V帶已知： PC = 6.05 kWn 0 = 14 40 r/min從2第219頁圖13-15得到的點位于B型區(qū)域，所以選擇B型。大小帶輪直徑：2 的第 219 頁上的表 13-9 中稱為 A 型

5、皮帶輪：, 現(xiàn)在選擇d 1 =25 0 mm取d 2 = 858 mm檢查皮帶速度V ：在5 20m/s ，所以滑輪直徑是合適的。求 V 型皮帶參考長度 L d和中心距 a：初步選擇中心距： a 0 =1.5( 250 + 858 )= 1662 mm滿足：V帶參考長度的初步確定：2 212213的表13-2：L d = 5000毫米然后計算實際中心距：檢查小皮帶輪包角：太合適了。求 V 波段根數(shù)：已知n 1 = 14 40 r/min，d 1 = 250 mm，從 2 的第 214-215 頁的表 13-3 中，我們得到：傳動比：已知i帶2 ，為B型帶輪，小輪轉速1440 r/min從 2

6、的第 216 頁的表 13-5 中，我們發(fā)現(xiàn)：已知 = 164.6 ，來自 2 表 13-7，結合線性校正：給定L d = 50 00mm ，來自 2 的第 212-213 頁的表 13-2：K L =1.01取 Z=2。找出作用在皮帶輪上的預緊力和壓力被稱為常見的B型V帶，可以從2的第212頁的表13-1中找到：q=0.1 8公斤/米單條三角帶的預緊力為：軸上的壓力F Q滑輪姓名結果姓名結果姓名結果皮帶式B型傳動比i波段= 3.5的數(shù)量2底徑d d1 =25 0mm基長L d = 5000毫米預載454牛d d2 =8 58mm中心距a= 1600毫米壓軸力量1816V波段結構參數(shù)來自 2

7、的第 224 頁的表 13-10：槽一個b d14mm_ _哈敏_2.75毫米e1 9毫米f分鐘11.59毫米小時_10.8毫米最小值6mm343 的第 149 頁上的表 12-3：選擇板孔皮帶輪2.2 傳動裝置選擇材料許用應力小齒輪采用45#鋼，調(diào)制加工；大齒輪采用45#鋼，正火。來自 2 的第 166 頁的表 11-1：大小齒輪許用接觸應力和彎曲應力的計算已知齒輪具有一般可靠性，然后從2的第171頁的表11-5：兩個齒面的接觸應力應相等，故取較危險的一個，即許用接觸應力越?。焊鶕?jù)齒面接觸強度設計已知該裝置的原動機為電動機，載荷為中等沖擊載荷，由2的第169頁表11-3得出： K=1.3已獲

8、得T 1 = 1.337 10 4 Nm已知齒輪相對于軸承對稱布置，齒輪選用材料為軟齒面，由2第175頁表11-6得出： d = 1已獲得U= 4.7已知45#鋼為鍛鋼，取自2第171頁表11-4： Z E =189.8已知齒輪是標準齒輪，所以Z H = 2.5求得 H =3 75 MPa將上述值代入公式可得：取齒數(shù)z 1 =30 ，則z 2 =303.5= 141然后從2第57頁的表4-1中，選擇第一個系列，取m=2.5 ，則：齒寬：中心距：檢查齒輪彎曲強度由2第173頁圖11-8可知， z 1 =30，z=105 ：Y Fa1 =2.52 Y Fa2 =2.18由2第173頁圖11-8可知

9、， z 1 =30，z=105 ：Y Sa1 = 1.65 Y Sa 2 = 1.79設計的齒輪滿足抗彎強度要求齒輪圓周速度V6m/s 8級精度。根據(jù)2第168頁表11-2可知，可以選擇8級精度。大小齒輪齒頂圓和齒根圓的大小已知所選齒輪為正齒系統(tǒng)，從2第58頁表4-2得到：附錄圈：根圓：軸設計和強度計算3.1 高速軸（小齒輪軸）設計材料選擇選用45，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理。結構設計根據(jù)軸上零件的安裝固定要求，將軸分為七段軸段：安裝V型皮帶輪；軸段：軸肩；軸段：安裝軸承；軸段：過渡段；軸：齒輪；軸段：過渡段；軸：安裝軸承。每個軸段的軸徑最小軸徑C=118107由2的第245頁的表14-2得到。已知P=2.

10、0544 kW，n=411.2 r/min，帶入公式可得考慮到鍵的存在，軸徑應擴大5%7%，考慮與V帶的配合，從1第82頁表9-3的標準數(shù)據(jù)中選擇d 1 =25mm 。軸徑根據(jù) 2 第 243 頁的圖 14-10 中的公式：1 第 37 頁的表 5-1 中：其中， C 1一般取1.6或2，我們可以得到：現(xiàn)在綜合考慮這兩種情況，取d 2 =33 mm軸徑和d 2 =33mm ，所以最初使用的是深溝球軸承6207。根據(jù)1第120121頁表12-1 ，直徑為35mm，所以d 3 =d 7 =35mm。軸徑和這部分是軸承與齒輪的過渡段，齒輪分度圓的尺寸為75mm。選擇d 4 =d 6 =45mm。軸徑

11、這部分是小齒輪，分度圓的尺寸是75mm ，齒尖圓的尺寸是80mm 。每個軸的長度軸長V帶輪的孔徑長度為42mm ，軸長應比它短23mm ?，F(xiàn)在選擇它的長度為L 1 =40mm。軸長從 1 的第 142 頁的表 13-21 中：從1 120121頁，表12-1，我們得到：B=17mm從 1 第 140 頁，表 13-17：導油器伸入罐壁13mm，選擇2mm觀察裝配圖得到：軸長觀察圖形得到：軸長 和 觀察裝配圖得到：來自 1 表 4-1：摘 要： 2 =10所以：軸長軸長該段的長度為過渡區(qū)，所以最后進行計算：已知所用螺栓為M16，可從1第30頁表4-1中獲得：C 1 = 22mm, C 2 = 2

12、0mm, =8mm來自 1 的第 120121 頁的表 12-1：B=17mmK 2為打開螺絲所需的距離，取K 2 =40mm來自 1 第 35 頁的圖 5-9：檢查高速軸的強度一、分析轉軸受力：齒輪力的作用被簡化到齒輪的中點。V形帶輪上的壓力作用點簡化為帶輪輪緣的中點支撐和反作用力的作用點簡化為滾動軸承的中點，分別為A點和B點。從上圖可以看出，軸上分別有徑向平面力和軸向力。然后計算每個段的長度：周向：根據(jù)徑向受力平衡分析：同時解決：然后計算彎矩：可以得到彎矩圖：由圖中可以得出，復合彎曲距離M aA = 74.5N m 最大，可以檢查該點的強度。選擇 = 0.6，則：軸的材質(zhì)為45鋼，校核 B

13、 = 650MPa，取自2第246頁表14-3： -1b = 60MPa。最危險部分的直徑是：d。這是安裝軸承的地方，所以這個軸段的直徑是35mm23.7mm。所以滿足強度要求。3.2 低速軸（大齒輪軸）設計選擇材料45鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理。結構設計根據(jù)零件的安裝固定要求，軸應分為六段：軸段：安裝聯(lián)軸器；軸段：軸肩；軸段：安裝軸承；軸段：安裝大齒輪；軸段：軸肩；軸：軸承。每個軸段的直徑軸徑這個軸上有兩個鍵槽，所以，增加 107% 2 ，我們得到：眾所周知，我們選用的是LT型彈性套筒銷聯(lián)軸器。從第 1 147 頁的表 14-4 中可以看出，應選擇 LT5 耦合。軸孔直徑可選：32或35，取d 1 =

14、35mm。軸徑這一段軸用作軸肩，查看1第82頁表9-3，選擇d 2 =45mm。軸徑軸承安裝在此軸段，d 2 =45mm，軸承直徑必須大于此值，查看1120121頁表12-1即可，可選擇6210深溝球軸承，其直徑為50mm，所以d 3 =50mm。軸徑本節(jié)用于安裝齒輪。根據(jù)1第82頁表9-3，選擇大于50mm的標準值，取d 4 =56mm。軸段該截面作為軸肩，選擇h=5mm，得到：軸徑此段也安裝有軸承，所以d 6 =50mm每個軸的長度軸長選擇了軸孔直徑為35mm的LT5聯(lián)軸器。從1第147頁，軸孔長度為82mm，L 1 =82-2=80mm。軸長已知所用螺栓為M16，可從1第30頁表4-1中

15、獲得：C 1 = 22mm, C 2 = 20mm, =8mm來自 1 的第 120121 頁的表 12-1：B=20mmK 2為打開螺絲所需的距離，取K 2 =40mm來自 1 第 35 頁的圖 5-9：軸長B為軸承寬度，已求得： B=20mm ；e為軸承端蓋厚度，已求得：e=12mm；L為齒輪與箱壁的距離，可計算為L=12.5mml 為安裝間隙，l=2mm。所以：軸長在這里安裝齒輪已知 B齒= 75，所以：軸長來自 2 第 243 頁的圖 14-10：h=5mm，所以：軸長B為軸承寬度，已求得： B=20mm ；e為軸承端蓋厚度，已求得：e=12mm；C為1.5mm的倒角；2為導油環(huán)的深度

16、（來自1第140頁，表13-17：導油環(huán)伸入箱壁13mm，選擇2mm）10.5是軸段的套筒長度，這里的肩段應該是7mm，所以減去它。代入：軸強度校核一、分析轉軸受力：齒輪力的作用點簡化為齒輪中點 C 。耦合力的作用點簡化為耦合輪緣的中點 D。支撐和反作用力的作用點簡化為滾動軸承的中點，分別為A點和B點。從圖中可以看出，存在周向力和徑向力。然后計算每個長度：圓周力：徑向力：然后計算彎矩：得到彎矩圖：可以看出C點的彎矩最大，查一下：最危險部分的直徑d：軸的材質(zhì)為45鋼，校核 B = 650MPa，取自2第246頁表14-3： -1b = 60MPa。所以”考慮到齒輪安裝在這里，有一個鑰匙，所以增加

17、5%的d。這里的直徑為56mm27.51mm ，滿足強度要求。4、軸承壽命計算4.1 高速軸軸承壽命計算該軸不承受軸向力，即F a =0，由2的第280頁表16-11，我們得到e=0 ，X=1，Y=0，即：P=F rMAX =1255N已知軸承的工作溫度低于100 ，從2的第279頁表16-8得到：f t =1從 2 的第 279 頁的表 16-9 可知，負載會受到中度沖擊：f p = 1.5已知選用6207的軸承，從1的120121頁的表12-1：C=25.5kN: n= 411.2 轉/分鐘從第 278 頁 2 中得知選擇深溝球軸承： = 3代入：眾所周知，采用的是六年兩班制，所以要求壽命

18、：L=628525=24960h因此，所選擇的軸承符合要求。4.2 低速軸軸承壽命計算該軸不承受軸向力，即F a =0，由2的第280頁表16-11，我們得到e=0 ，X=1，Y=0，即：P=F rMAX =236.16N已知軸承的工作溫度低于100 ，從2的第279頁表16-8得到：f t =1從 2 的第 279 頁的表 16-9 可知，負載會受到中度沖擊：f p = 1.5已知選用6207的軸承，從1的120121頁的表12-1：C=35kN獲得： n = 117.5 r/min從第 278 頁 2 中得知選擇深溝球軸承： = 3代入：眾所周知，采用的是六年兩班制，所以要求壽命：L=62

19、8525=24960h因此，所選擇的軸承符合要求。5. 其他零件選型及強度校核5.1 密鑰強度檢查滑輪：已知使用平鍵連接：獲得：T=47.7Nm , d=25mm知道 d=25mm，查看 1 的第 115 頁上的表 11-6：h=7mm；長=32mm； b=8mm從 2 的第 159 頁的圖 10-37：l=Lb=32-8=24mm代入：已知皮帶輪為鑄鐵材質(zhì)，負載有輕微影響，來自2158頁表10-10： p = 55MPa45.43MPa = p _因此，粘結強度滿足要求。大齒輪：獲得：T= 160.36 Nm , d=56mm知道 d=25mm，查看 1 的第 115 頁上的表 11-6：h

20、=10mm； L=63mm； b=16mm從 2 的第 159 頁的圖 10-37：l=Lb=63-16=47mm代入：已知齒輪是鋼制的，負載有輕微的沖擊，從2的158頁表10-10得到： p = 110MPa24.37MPa = p _因此，粘結強度滿足要求。5.2 聯(lián)軸器的選擇根據(jù)軸徑和機械設計基礎課程設計表17-1選擇聯(lián)軸器設備型號：GB3852-83 J1對組合軸孔直徑：d=30mm，長度：L=60mm5.3 鑄鐵減速箱主要結構尺寸窺孔及窺孔蓋 在減速機上部，可見傳動件嚙合處應開窺孔，以檢查齒面接觸點及齒面間隙。紅方了解嚙合情況。潤滑油也由此注入體內(nèi)。窺視孔上有一個蓋子，可以防止污垢進

21、入機身和潤滑油濺出。放油螺塞 減速機底部設有放油孔，用于排出臟油，注油前用螺塞打注。油位用于檢查油位，確保有正常的油量。油標的結構型式多種多樣，其中一些已被指定為國家標準件。呼吸機減速機在運轉時，由于摩擦和發(fā)熱，機體溫度升高，氣壓升高，導致潤滑油從間隙向外泄漏。因此，在罩蓋頂部或窺視孔罩上安裝更多的換氣扇，使機體的熱脹氣可以自由逸出，使集體的外部氣壓相等，機體間隙的密封性能得到改善。機蓋與機座的接合面常涂有水玻璃或密封膠，接合處嚴密，不易分離。為了方便蓋子的拆卸，在蓋子的法蘭上通常安裝一個或兩個蓋子打開螺釘。開蓋時，可先擰上螺絲，將上蓋掀起。蓋螺絲也可以安裝在軸承端蓋上，方便端蓋的拆卸。對于需

22、要軸向調(diào)整的軸環(huán)，安裝兩個蓋板螺絲即可輕松調(diào)整。定位銷 為保證軸承座孔的安裝精度，機蓋與機座用螺栓連接后，鉆孔前安裝兩個定位銷，孔位盡量遠。如果機體結構正確，則銷孔位置不應對稱排列。調(diào)整墊片 調(diào)整墊片由多片軟金屬薄片制成，用一塊調(diào)整軸承游隙。有的墊片還起到調(diào)整傳動部件軸向位置的作用。吊環(huán)螺栓、吊環(huán)和掛鉤 吊環(huán)螺栓安裝在蓋子上，或者鑄造吊環(huán)或吊鉤以搬運或拆卸護蓋。(9)出線軸與密封裝置端蓋之間有間隙，必須加裝密封件，防止漏油和污物進入機體。密封件大多為標準件，其密封效果差別很大，應根據(jù)具體情況選用。盒子結構尺寸選擇如下：箱座厚度8蓋壁厚度8箱座法蘭厚度12箱座法蘭厚度12箱座法蘭厚度20錨釘直徑

23、20地腳螺釘數(shù)量4軸連接螺栓直徑16蓋板和閥座連接螺栓直徑12連接螺栓間距l(xiāng) d 160軸承蓋螺釘直徑d 3 10檢查孔蓋螺絲直徑d 48定位銷直徑d8d f凸臺和法蘭的結構尺寸26、22、18d 1凸臺和法蘭的結構尺寸26、22、18d 2凸臺和法蘭的結構尺寸24,16軸承側半徑 R 124老板身高根據(jù)低速軸承座外徑確定1從外箱壁到軸承座端面60, 44齒輪頂圓與外殼之間的距離12齒輪端面與箱體距離10箱蓋和箱座的肋條厚度7, 7軸承端蓋外徑90, 105軸承側連接螺栓距離105.4 滾動軸承的設計根據(jù)任務書上注明的條件：載荷穩(wěn)定，軸承主要受軸向力，故選用圓錐滾子軸承。輕窄（2）系列根據(jù)機械

24、設計基礎課程設計表15-7從軸徑對應截面中選取，其尺寸分別為：直徑：d1=25mm，d2=35mm外徑：D1=52mm。 D2=72mm寬度：B1=15mm，B2=17mm滾動軸承的當量載荷為： =0，X =1； Y=0；但C額定動載荷，機械設計基礎課程設計表15-7問題要求的軸承壽命 ，所以軸承壽命完全滿足要求5.5 潤滑與密封設計1、齒輪的潤滑采用油浸潤滑。由于是單級圓柱齒輪減速機，速度為12m/s。當m20時，油浸深度h約為1齒高，但不小于10mm，所以油浸高度約為36mm。 .2、滾動軸承的潤滑由于軸承的圓周速度為 ，建議開油槽并進行飛濺潤滑。三、潤滑油的選擇齒輪和軸承使用同一種潤滑油

25、更方便?？紤]到該裝置用于小型設備，選用GB443-89全損系統(tǒng)油L-AN15潤滑油。4、密封方式的選擇選用法蘭式端蓋，調(diào)整方便，采用骨架式轉軸唇形密封圈實現(xiàn)密封。密封圈的型號根據(jù)要裝配的軸的直徑確定為GB894.1-86-25。軸承蓋的結構尺寸根據(jù)定位用軸承的外徑確定。技能要求1.1 使用1號機械油潤滑各部件。1.2 試車過程中，所有接合面和延伸密封均不內(nèi)容漏油。1.3 正反向空載試驗1小時。要求運轉平穩(wěn)，低噪音的固定接頭不得松動。負荷試驗時，油池溫升不應超過軸承溫升。1.4 支腿軸及其零部件應涂油包裝嚴密，機體表面涂漆，運輸和裝卸時不得翻轉?？傂剩? 0.868P d =6kW電機功率：Ped = 5.16千瓦_總傳動比：我= 16.36 _V帶傳動比：i波段= 4.7P 0 = 6千瓦n 0 = 14 40 轉/分鐘T 0 = 40牛米KA = 1.1 _PC = 6.05 千瓦_d 1 =250mmd 2 =858mmV=5.4 米/秒L d =5000mma=540.4mm 1 =179.62P 0 =2.5i波段=3.5K = 0.9638K L =1.01Z=2F 0 =454NF Q = 1816 NK=1.3T 1 = 1.337 10 4 Nm d =1Z E = 189.8Z H = 2.5H =3 75兆帕d 1 40.7毫米z 1 =30z 2