帶式輸送機(jī)齒輪減速器課程設(shè)計報告一、設(shè)計背景與任務(wù)分析帶式輸送機(jī)作為散狀物料連續(xù)運(yùn)輸?shù)暮诵脑O(shè)備，廣泛應(yīng)用于礦山、港口、冶金等領(lǐng)域。齒輪減速器作為其動力傳輸?shù)年P(guān)鍵部件，需滿足低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩的工作需求，同時兼顧結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率高、可靠性強(qiáng)的設(shè)計要求。本次課程設(shè)計以某型號帶式輸送機(jī)為研究對象，通過理論計算與工程實(shí)踐結(jié)合，完成二級圓柱齒輪減速器的設(shè)計，為實(shí)際生產(chǎn)提供理論支撐與設(shè)計參考。（一）工作條件與原始參數(shù)輸送物料：煤炭（堆積密度\(\boldsymbol{\rho=0.85\,\text{t/m}^3}\)，安息角\(\boldsymbol{\alpha=30^\circ}\)）輸送帶參數(shù)：帶寬\(B=800\,\text{mm}\)，帶速\(v=1.25\,\text{m/s}\)，填充系數(shù)\(k=0.7\)滾筒參數(shù)：滾筒直徑\(D=630\,\text{mm}\)，滾筒效率\(\eta_{\text{滾筒}}=0.96\)工作制度：連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，每天工作8小時，使用壽命5年（總工作時長約____小時）二、傳動系統(tǒng)參數(shù)計算（一）輸送量與驅(qū)動功率1.輸送量計算：輸送量公式為\(Q=3.6\cdotB\cdotv\cdot\rho\cdotk\)（\(B\)以米為單位，\(v\)以\(\text{m/s}\)為單位，\(\rho\)以\(\text{t/m}^3\)為單位），代入?yún)?shù)得：\[Q=3.6\times0.8\times1.25\times0.85\times0.7\approx2.14\,\text{t/h}\]2.驅(qū)動功率計算：滾筒轉(zhuǎn)速\(n_{\text{滾筒}}=\frac{60\cdotv}{\pi\cdotD}=\frac{60\times1.25}{\pi\times0.63}\approx37.8\,\text{r/min}\)。假設(shè)電機(jī)功率\(P_{\text{電}}=7.5\,\text{kW}\)、轉(zhuǎn)速\(n_{\text{電}}=1440\,\text{r/min}\)，總傳動效率（含聯(lián)軸器、減速器）\(\eta_{\text{總}}\approx0.88\)，則滾筒軸功率\(P_0=P_{\text{電}}\cdot\eta_{\text{總}}\approx6.6\,\text{kW}\)，滿足輸送需求。（二）減速器傳動比與軸參數(shù)1.總傳動比：\(i=\frac{n_{\text{電}}}{n_{\text{滾筒}}}=\frac{1440}{37.8}\approx38.1\)。2.傳動比分配：二級圓柱齒輪減速器，按“高速級傳動比\(i_1\approx\sqrt{i}\times1.1\)”分配，取\(i_1=3.15\)，\(i_2\approx12.1\)（\(i_1\cdoti_2\approx38.1\)）。3.各軸轉(zhuǎn)速：輸入軸（高速軸）\(n_1=1440\,\text{r/min}\)中間軸\(n_2=\frac{n_1}{i_1}\approx457\,\text{r/min}\)輸出軸（低速軸）\(n_3=\frac{n_2}{i_2}\approx37.8\,\text{r/min}\)（與滾筒轉(zhuǎn)速一致）4.各軸轉(zhuǎn)矩：輸入軸轉(zhuǎn)矩\(T_1=\frac{9550\cdotP_1}{n_1}\approx49.7\,\text{N·m}\)（\(P_1\)為輸入軸功率，含聯(lián)軸器效率）中間軸轉(zhuǎn)矩\(T_2=\frac{9550\cdotP_2}{n_2}\approx142.5\,\text{N·m}\)（\(P_2\)為中間軸功率，含齒輪、軸承效率）輸出軸轉(zhuǎn)矩\(T_3=\frac{9550\cdotP_3}{n_3}\approx1650\,\text{N·m}\)（\(P_3\)為輸出軸功率，驅(qū)動滾筒）三、齒輪傳動設(shè)計（一）材料與熱處理高速級：小齒輪（40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度240~280HB）；大齒輪（45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度200~240HB）。低速級：小齒輪（40Cr，淬火+回火，硬度45~50HRC）；大齒輪（45鋼，淬火+回火，硬度40~45HRC）。（二）高速級齒輪設(shè)計（接觸強(qiáng)度主導(dǎo)）1.許用接觸應(yīng)力：40Cr調(diào)質(zhì)的接觸疲勞極限\(\sigma_{H\lim}=580\,\text{MPa}\)，安全系數(shù)\(S_H=1.2\)，故\([\sigma_H]=\frac{\sigma_{H\lim}}{S_H}\approx483\,\text{MPa}\)。2.載荷系數(shù)：使用系數(shù)\(K_A=1.2\)（載荷平穩(wěn)），動載系數(shù)\(K_V=1.1\)（轉(zhuǎn)速1440r/min，精度8級），齒向載荷分布系數(shù)\(K_{H\beta}=1.2\)，齒間載荷分配系數(shù)\(K_{H\alpha}=1.1\)，總載荷系數(shù)\(K=K_A\cdotK_V\cdotK_{H\beta}\cdotK_{H\alpha}\approx1.74\)。3.參數(shù)確定：齒數(shù)：\(z_1=24\)（小齒輪），\(z_2=72\)（大齒輪，\(i_1=3\)）。模數(shù)：按接觸強(qiáng)度公式計算，取\(m=5\,\text{mm}\)（齒寬\(b=100\,\text{mm}\)，中心距\(a=144\,\text{mm}\)）。4.強(qiáng)度校核：接觸應(yīng)力\(\sigma_H\approx486\,\text{MPa}\)（接近許用應(yīng)力），彎曲應(yīng)力\(\sigma_F\approx12\,\text{MPa}\)（遠(yuǎn)小于許用應(yīng)力\(321\,\text{MPa}\)），滿足要求。（三）低速級齒輪設(shè)計（彎曲強(qiáng)度主導(dǎo)）齒數(shù)：\(z_3=20\)（小齒輪），\(z_4=240\)（大齒輪，\(i_2=12\)）。模數(shù)：按彎曲強(qiáng)度公式計算，取\(m=8\,\text{mm}\)（齒寬\(b=160\,\text{mm}\)，中心距\(a=1040\,\text{mm}\)）。強(qiáng)度校核：接觸應(yīng)力\(\sigma_H\approx520\,\text{MPa}\)（許用值\(545\,\text{MPa}\)），彎曲應(yīng)力\(\sigma_F\approx15\,\text{MPa}\)（許用值\(350\,\text{MPa}\)），滿足要求。四、軸系部件設(shè)計（一）輸入軸設(shè)計1.直徑估算：按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度公式\(d\geqA_0\cdot\sqrt[3]{\frac{P_1}{n_1}}\)（\(A_0=110\)，45鋼調(diào)質(zhì)），得\(d\approx20\,\text{mm}\)（安裝聯(lián)軸器段）。2.結(jié)構(gòu)設(shè)計：軸段長度結(jié)合聯(lián)軸器、軸承、齒輪安裝尺寸確定（聯(lián)軸器段\(d_1=20\,\text{mm}\)，軸承段\(d_2=25\,\text{mm}\)，齒輪段\(d_3=30\,\text{mm}\)）。3.強(qiáng)度校核：當(dāng)量彎矩\(M_e\approx12.9\,\text{N·m}\)，抗彎截面系數(shù)\(W\approx8482\,\text{mm}^3\)，應(yīng)力\(\sigma\approx1.5\,\text{MPa}\)（遠(yuǎn)小于許用應(yīng)力\(120\,\text{MPa}\)），滿足要求。（二）軸承選型輸入軸軸承選用深溝球軸承\(zhòng)(6205\)（\(d=25\,\text{mm}\)，額定動載荷\(C=14.0\,\text{kN}\)），壽命計算得\(L_h\approx____\,\text{h}\)（大于設(shè)計壽命____h），滿足要求。（三）鍵連接設(shè)計齒輪與軸采用普通平鍵（\(b=8\,\text{mm}\)，\(h=7\,\text{mm}\)，\(L=80\,\text{mm}\)），擠壓應(yīng)力\(\sigma_p\approx5.9\,\text{MPa}\)（遠(yuǎn)小于許用值\(100\,\text{MPa}\)），滿足要求。五、箱體與附件設(shè)計（一）箱體結(jié)構(gòu)采用剖分式箱體（材料HT200），壁厚\(\delta=10\,\text{mm}\)，肋板厚度\(\delta_1=8\,\text{mm}\)，軸承座凸臺高度\(h=30\,\text{mm}\)。總中心距\(a_{\text{總}}=144\,\text{mm}+1040\,\text{mm}=1184\,\text{mm}\)，箱體長度\(L\approx560\,\text{mm}\)（含齒輪、軸承安裝空間）。（二）附件設(shè)計通氣器：箱蓋頂部安裝\(M16\times1.5\)通氣器，平衡箱內(nèi)壓力。放油孔：箱體底部設(shè)直徑\(20\,\text{mm}\)放油孔，配螺塞+密封墊。觀察孔：箱蓋上方設(shè)\(150\times100\,\text{mm}\)觀察孔，配蓋板+密封墊。起蓋螺釘：2個\(M16\)螺釘，輔助拆卸箱蓋。六、潤滑與密封（一）齒輪潤滑高速級齒輪圓周速度\(v_1\approx5.4\,\text{m/s}\)，低速級\(v_3\approx0.3\,\text{m/s}\)，采用浸油潤滑（油面高度至齒輪中心線下5mm），潤滑油選用L-CKC220中負(fù)荷工業(yè)齒輪油。（二）軸承潤滑高速級軸承采用飛濺潤滑（油霧潤滑）；低速級軸承采用脂潤滑（LGWA2潤滑脂，填充量為軸承腔的1/3~1/2）。（三）密封設(shè)計軸端采用氈圈密封（型號TC25×40×10），防止漏油/防塵。箱體結(jié)合面涂硅酮密封膠，螺栓預(yù)緊保證密封。七、設(shè)計總結(jié)本次設(shè)計通過理論計算與工程實(shí)踐結(jié)合，完成了二級圓柱