(一)、設(shè)計課題 1(二)、設(shè)計要求 1(三)、設(shè)計步驟 2 (三)、低速極直齒圓柱齒輪設(shè)計 12 (只校核中間軸) 20 (一)、中間軸上的鍵 23(二)、高速軸上的鍵 24(三)、低速軸上的鍵 25 (一)、中間軸上的滾動軸承 25(二)、高速軸上的滾動軸承 27(三)、低速軸上的滾動軸承 27 (一)、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 27(二)、箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計 28 1(一)、設(shè)計課題設(shè)計帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置已知條件：(1)運(yùn)輸帶工作拉力F=7500N；(2)運(yùn)輸帶工作速度v=1.3ms；(3)滾筒直徑D=400mm；(4)工作機(jī)傳動效率n=1；w(5)工作情況：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)；(6)工作環(huán)境：室內(nèi)工作，濕度和粉塵含量為正常狀態(tài)，環(huán)境最高溫度為35度；(7)要求齒輪使用壽命為15年(每年按300天計)；(8)生產(chǎn)批量：中等；(9)動力來源：電力，三相交流，電壓380V。(二)、設(shè)計要求(1)建立組成減速器的各零件的三維模型及減速器裝配模型；(2)減速器裝配圖1張(A0或A1圖紙)；(3)零件工作圖1張；(4)設(shè)計計算說明書1份。2(三)、設(shè)計步驟(1)總體設(shè)計：運(yùn)動和動力參數(shù)計算；(2)傳動零件的設(shè)計計算(3)軸的設(shè)計徑估算；(4)軸的校核(5)鍵的選擇和校核(6)滾動軸承的選擇和校核(7)聯(lián)軸器的選擇(8)箱體及其附件設(shè)計(9)潤滑、密封的設(shè)計(1)：選擇電動機(jī)類型：(2)：選擇電動機(jī)功率：工作機(jī)使用功率;P=FV=75001.3Kw=9.75Kww1234n,n,n,n分別代表V帶輪傳動，滾動軸承，直齒圓柱齒輪，聯(lián)軸器的效率，由設(shè)計指導(dǎo)書查表分12343P故：所需電動機(jī)功率：P=w=11.35Kwnn(3):選擇電動機(jī)額定功率：edned(4)：選擇電動機(jī)轉(zhuǎn)速：vi=(8~40)cvcw符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1000、1500、3000r/min三種。根據(jù)計算出的容量，由表查得有三種適用的號，其技術(shù)要求及傳動比比較情況如下表：總傳動總傳動比.62.5147.18Y180L-6Y160L-4Y160M2-2額定功率滿載轉(zhuǎn)速9703綜合考慮電動機(jī)、傳動裝置尺寸、重量以及傳動比分配，比較上表中的三種方案：方案1電動機(jī)轉(zhuǎn)速低,和長度42X110高額定功率滿載轉(zhuǎn)速Y160L-4三、計算總傳動比及分配各級的傳動比(1)：傳動系統(tǒng)的總傳動比：n1460w4 (2):分配傳動系統(tǒng)的各級傳動比：假設(shè)V帶傳動分配的傳動比i=2.2,則二級展開式圓柱齒輪減速器總1ii=10.69i1高速級齒輪傳動比：i=1.3i=3.732i3i2(1)：各軸轉(zhuǎn)速：減速器傳動裝置從各軸從高速至低速依次編號為：Ⅰ軸、Ⅱ軸、Ⅲ軸。n=n=1460r/min0mn1460n=m==663.64r/mini2.21n663.64nⅡ=iⅠ=3.73=177.92r/min2n3(2)：各軸輸入功率：按電動機(jī)所需功率P計算各軸輸入功率，即n0n第一根軸的輸入功率：P=Pn=11.35*0.95=10.78kwⅠn1第二根軸的輸入功率：P=Pnn=10.78*0.99*0.97=10.35kwⅡⅠ23第三根軸的輸入功率：P=Pnn=10.35*0.99*0.97=9.94kwⅢⅡ23工作機(jī)軸功率：P=Pnn=9.94*0.99*0.99=9.74kwwⅢ24(3)：各軸轉(zhuǎn)矩：5電動機(jī)軸的轉(zhuǎn)矩：T=9550n=9550N?m=74.24N?mm第一根軸的轉(zhuǎn)矩：T=9550Ⅰ=9550N?m=155.13N?mnⅠⅡP9.94第三根軸的轉(zhuǎn)矩：T=9550Ⅲ=9550N?m=1532.07N?mn61.96ⅢP9.74工作機(jī)軸的轉(zhuǎn)矩：T=9550w=9550N?m=1497.86N?mwⅢⅢ軸1.9694662.10741名(r/min)距率η5663.6455.546已知帶傳動的工作條件：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn);傳遞的功率P=15Kw,小帶輪轉(zhuǎn)速edn=1460r/min，大帶輪轉(zhuǎn)速n=663.64,傳動比i=2.2。121設(shè)計內(nèi)容包括：帶的型號、長度、根數(shù)、傳動中心距，帶輪的直徑及結(jié)構(gòu)尺寸等等。(1)：確定設(shè)計功率PdAA(2)：選擇帶型根據(jù)設(shè)計功率P和小帶輪轉(zhuǎn)速n，選擇B型帶(D=125~140)d11(3)：選擇帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速6①為了避免彎曲應(yīng)力過大，應(yīng)使小帶輪直徑D之D所以取小帶輪基準(zhǔn)直徑D=132mm1min1其中普通V帶v=25~30m/smax帶速也不宜過低，否則帶受的拉力過大。一般帶速v=5~25m/s(4)：計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑212轉(zhuǎn)速誤差12012000按下式計算帶的基準(zhǔn)長度L：dd02214a0由表查得基準(zhǔn)長度L=1800mmd22考慮安裝調(diào)整的需要，中心距的變動范圍為7mindmaxd(6)驗(yàn)算小帶輪包角a=180。a=180。2157.3。1a(7)：確定帶的根數(shù)0K——包角修正系數(shù)，查表5-9得0.96；aL021(8)：確定帶的初拉力F0zvK610.090.96aP182.5(9)：計算帶輪作用在軸上的力FFF=2zFcos=2zFsina1=26256sin164=3042NQ02022F——帶跟帶的初拉力；0(10)：V帶輪設(shè)計8B.帶輪的結(jié)構(gòu)形式：腹板式設(shè)計功率小帶輪直徑大帶輪直徑帶的根數(shù)初拉力軸上壓力d12d10Q(1)：選擇齒輪材料、熱處理、精度等級、齒輪齒數(shù)根據(jù)工作條件與已知條件，減速器應(yīng)采用閉式硬齒面齒輪；小齒輪齒數(shù)z=20，大齒輪齒數(shù)1zz=iz=3.7320=75，取z=75；傳動比i=2=3.752Ⅱ12z1設(shè)計說明HBHBS),8級精度，查表6-2得大齒輪表面淬火表面淬火HB=40~50HBCHB=40~50HBC9因因?yàn)樾↓X輪是高速極，在嚙合過程中，小齒輪的嚙合次數(shù)比大齒輪多，小齒輪齒面硬度比大齒輪高30~50HBS。(2)：按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計確定式中各項(xiàng)數(shù)值:AtdC.小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩Tn64ⅠD.重合度系數(shù)1212aF.由圖6-19、6-20，查得Fa1Sa1G.應(yīng)力循環(huán)次數(shù)1ⅡhN2iⅡN1N2Hlim1Hlim2I.許用接觸應(yīng)力I.許用接觸應(yīng)力H取S1.25FminFS1.25FminaF2S1.25FminF1F1將確定后的各項(xiàng)數(shù)值代入設(shè)計公式，求得mmta修正m：tV由圖6-10查得K1.09(減速器軸的剛度較大);由表6-4查得K1.2AVbaK1.4tK1.5tK1.5t2222d121(3)：校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度HEcHEHH1HcN1N2Hlim1Hlim2取Hmin[]=Hlim1ZN1=902MPaSHmin[]=Hlim2ZN2=943MPaH2SHmin將確定出的各項(xiàng)數(shù)值代入彎曲強(qiáng)度校核公式，得H366023.75H1接觸疲勞強(qiáng)度足夠。高速極大齒高速極大齒輪表面淬火40~50HRC835mm0mm高速極小齒輪表面淬火40~50HRC8m5mm齒輪材料熱處理方法齒面硬度精度等級齒數(shù)比模數(shù)齒輪直徑齒輪厚度(三)、低速極直齒圓柱齒輪設(shè)計(1)：選擇齒輪材料、熱處理、精度等級、齒輪齒數(shù)zz2Ⅱ12z1設(shè)計說明HBHBS),8級精度，查表6-2得表面淬火表面淬火因?yàn)樾↓X輪是高速極，在嚙合過程中，小齒輪的嚙合次數(shù)比大齒輪多，小齒輪齒面硬度比大齒輪高30~50HBS。HB=48~55HRCHB=48~55HRC大齒輪0Cr0Cr(2)：按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計確定式中各項(xiàng)數(shù)值:AtdC.小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩TⅡD.重合度系數(shù)aF.由圖6-19、6-20，查得Fa1Sa1G.應(yīng)力循環(huán)次數(shù)1ⅡhN2iⅡNN2H.由圖6-22d，查得大、小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度G=470MPa、G=470MPaFlim1Flim2I.許用接觸應(yīng)力FminHFminFminF1F1將確定后的各項(xiàng)數(shù)值代入設(shè)計公式，求得76修正m：tVbaAVbaK1.7tK1.5tK1.5t222222d121(3)：校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度HEcHHH1EHZeZZN1N2由圖6-16e，按齒面硬度均值，在MQ和ML線中間查出==1450MPaHlim1Hlim2取S=1HminH1SHminH2SHmin將確定出的各項(xiàng)數(shù)值代入彎曲強(qiáng)度校核公式，得H52.88822.86H1接觸疲勞強(qiáng)度足夠。低低速極大齒輪0Cr表面淬火48~55HRC8低速極小齒輪0Cr表面淬火48~55HRC8齒輪材料熱處理方法齒面硬度精度等級齒數(shù)比模數(shù)齒輪直徑齒輪直徑齒輪厚度2mmm設(shè)計(1)：軸的材料選擇和最小直徑估算抗抗拉強(qiáng)度極限屈服強(qiáng)度極限彎曲疲勞強(qiáng)度剪切疲勞極限許用彎曲應(yīng)力/MPa/MPa/MPaT/MPa[]/MPabs11164035527515560(2)：初步估算軸的直徑P按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度法進(jìn)行最小直徑估算，即：d=A3初算軸徑時，若最小直徑軸段開有鍵槽，還要考慮min0n鍵槽對軸強(qiáng)度的影響。當(dāng)該軸段截面上有一個鍵槽是，d增大5%~7%，兩個鍵槽是，d增大10%~02031鍵槽，則：d=d'(1+7%)=31.97mm，由《機(jī)械設(shè)計手冊》取為B型帶帶輪基準(zhǔn)孔徑系列標(biāo)準(zhǔn)值1min1min1min22標(biāo)準(zhǔn)值d=45mm。2min3個鍵槽，則：d=d'(1+7%)=63.95mm，聯(lián)軸器的孔徑取為d=65mm。3min3min3min(3)：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1)中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計①各段軸直徑的確定d：最小直徑，滾動軸承處軸段，d=d=45mm。滾動軸承選取6409，其尺寸為d×D×B=45mm21212min2224232424d：滾動軸承處軸段，d=d=45mm。52521②各軸段長度的確定L:由滾動軸承、擋油環(huán)及裝配關(guān)系等確定，L=58mm。2121115L:軸肩寬度，L=10mm。23L:由高速級大齒輪的轂孔寬度B=40mm，確定，L=38mm。24224L:由滾動軸承、擋油環(huán)及裝配關(guān)系等確定，L=L=58mm。2525212).高速軸軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計①各軸段直徑的確定d:最小直徑，安裝大帶輪的外伸軸段，d=d=32mm。11111mind：密封處軸段，根據(jù)大帶輪的軸向定位要求，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)(擬采用氈圈密封)，d=35mm。12ddmm尺寸為d×D×B=40mm×90mm×23mm。13sd=45mm。d:齒輪過渡段，d=52mm。15d：齒輪處軸段：由于小齒輪直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。所以軸和齒輪的材料和熱處理方式需一位17d：滾動軸承處軸段，d=d=40mm。1713②各軸段長度的確定m11L:由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定，L=90mm。12L:由滾動軸承、擋油環(huán)及裝配關(guān)系等確定，L=39mm。13L:由裝配關(guān)系、箱體結(jié)構(gòu)等確定，L=68mm。14L：齒輪前段，L=12.5mm。15115L：齒輪前段，L=12.5mm。17L：由滾動軸承、擋油環(huán)及裝配關(guān)系等確定，L=41mm。173).低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計①各軸段直徑的確定ddmm，其尺寸為d×D×B=75mm×130mm×25mm。3131dd：滾動軸承處軸段，d=d=75mm。353531d：密封處軸段，根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)(擬采用氈圈密封)，d=70mm。3636n②各軸段長度的確定L：由滾動軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等確定，L=60.5mm。31L：由低速級大齒輪的轂孔寬B=53確定，L=51mm。32432L：軸肩寬度，L=12mm。33L：由裝配關(guān)系、箱體結(jié)構(gòu)等確定，L=55.5mm。34L35：由滾動軸承、擋油環(huán)及裝配關(guān)系等確定，L=39mm八、軸的校核(只校核中間軸)按彎扭合成強(qiáng)度條件計算(1)：由所決定的軸結(jié)構(gòu)可確定出簡支梁的支撐距離：深溝球軸承中心(1點(diǎn))到低速極小齒輪齒寬中心(3點(diǎn))L=70.5mm，低速極小齒輪齒寬中心(3)到高速極大齒輪齒寬中心(4點(diǎn))L=59mm，高12速極大齒輪齒寬中心(4點(diǎn))到深溝球軸承中心(2點(diǎn))L=61.5mm，據(jù)此求出低速極小齒輪寬度中心3HVe(2)：計算軸上作用力低速極小齒輪2T2555.54103F=1==12625.91Ntd881高速極大齒輪F=2==5171Nt4d602(3):計算支反力水平面內(nèi)支反力F?(L+L+L)=F?(L+L)+F?LH1123t323t43F=F+FF=8166.34NHtt4H1垂直面內(nèi)支反力F?(L+L+L)=F?(L+L)+F?LV1123r323r43F=F+FF=2981.12N(4):計算軸的彎矩，并畫彎矩圖水平面彎矩H3H11H4H2垂直面彎矩VV11VV23合成彎矩4H4V4ⅡⅡe3e323e414e424進(jìn)行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩的截面(即危險截面)的強(qiáng)度。(一)、中間軸上的鍵22PkldPkldⅡPⅡPd(二)、高速軸上的鍵b該軸段d=d=32mm,鍵的工作長度為l=L=58mm；鍵的接觸高度111min2ⅠP(三)、低速軸上的鍵ⅢP(鍵、聯(lián)軸器輪轂和軸的材料均為45鋼調(diào)質(zhì))。Pkldb372的轉(zhuǎn)矩為：T=T=1532.07N?m；由《機(jī)械設(shè)計》表4-1查得鍵靜連接時的擠壓許用應(yīng)力ⅢPPkld十、滾動軸承的選擇與校核(一)、中間軸上的滾動軸承根據(jù)載荷及速度情況，擬定選用深溝球軸承：mmmr1)徑向載荷Fr2)當(dāng)量動載荷P由《機(jī)械設(shè)計》表9-8得，載荷系數(shù)f=1.1。p1pR12pR23)驗(yàn)算軸承壽命其為15(年)×300(天)×16(小時)即：72000h;溫度系數(shù)f=1。t(二)、高速軸上的滾動軸承(三)、低速軸上的滾動軸承mmm選擇根據(jù)工作要求，為了緩和沖擊，保證減速器的正常工作，輸出軸選用彈性柱銷聯(lián)軸器?？紤]到轉(zhuǎn)矩變化很小，取KA=1.5，則T=KT=2246.79。按照計算轉(zhuǎn)矩Tca小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件查標(biāo)準(zhǔn)GB/TcaA及其附件設(shè)計(一)、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計的設(shè)計a結(jié)結(jié)構(gòu)尺寸和計算公式0annD=1.6D4D=(D+D)/2103D=d424代號腹板最大直徑D0倒角尺寸n1腹板最小直徑D3板孔中