《用于帶式運輸機的展開式二級圓柱齒輪減速器》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《用于帶式運輸機的展開式二級圓柱齒輪減速器（29頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、頁第 29 頁 共 29 頁 機械設計課程設計 計算說明書 設計題目用于帶式運輸機的展開式二級圓柱齒輪減速器 理學院 （院） 機械電子工程 （專業(yè)） 班 級: 學 號: 設 計 人 指導教師 2012年 月 日 目 錄 1 設計任務書 3 1.1設計題目 3 1.2原始數(shù)據(jù)和技術要求 3 1.3設計內容與要求 4 1.4進

2、度安排 4 2 設計計算及說明 5 2.1傳動方案的擬定及說明 5 2.2電動機的選擇 5 2.3傳動裝置的運動和動力參數(shù)的選擇和計算 5 2.4傳動零件的設計計算 7 2.5軸的設計計算 11 2.6軸承的選擇和計算 22 2.7鍵連接的選擇和計算 25 2.8減速器附件的選擇和密封類型的選擇 26 2.9聯(lián)軸器的選擇 27 2.10減速器箱體的設計 27 3 設計小結 28 參考文獻 28 1 設計任務書 1.1 設計題目 用于帶式運輸機的展開式二級圓柱齒輪減速器。傳動

3、裝置簡圖如右圖所示 1.2 原始數(shù)據(jù)和技術要求 (1)工作條件 單班制工作，空載啟動，單向、連續(xù)運轉，工作中有輕微振動。運輸帶速度允許速度誤差為5%。 (2)使用期限 工作期限為十年，檢修期間隔為三年。 (3)生產批量及加工條件 小批量生產。 （4）數(shù)據(jù)要求 運輸機工作軸轉矩T（Nm） 800 運輸機帶速v(m/s) 1.3 卷筒直徑D（mm） 370 1.3 設計內容與要求 設計的內容包括：確定傳動裝置的總體設計方案；選擇電動機；計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)；傳動零件、軸的設計計算；軸承、聯(lián)軸器、潤滑、密封和聯(lián)接件的選擇及校核計算；箱體結構及

4、其附件的設計；繪制裝配工作圖及零件工作圖；編寫設計計算說明書。 在設計中完成以下工作： 　?、?減速器裝配圖1張（A1或A2圖紙）； 　?、?零件工作圖2～3張（傳動零件、軸、箱體等）； 　?、?設計計算說明書1份，6000～8000字。 1.4 進度安排 內 容 時間安排 1．設計準備 1天 2．傳動裝置的總體設計 1天 3．傳動零件的設計計算 5天 4．裝配圖設計 2天 5．零件工作圖設計 1天 6．編寫設計計算說明書 2天 7．設計總結和答辯 1天 2 設計計算及說明

5、 計算及說明 結果 2.1傳動方案的擬定及說明 兩級展開式圓柱齒輪減速器,結構簡單，但齒輪相對于軸承的位置不對稱，因此要求軸有較大的剛度。高級齒輪布置在遠離轉矩輸入端，這樣，軸在轉矩作用下產生的扭轉變形和軸在彎矩作用下產生的彎曲變形可部分地互相抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象。高速級一般做成斜齒，低速級可做成直齒。減速器橫向尺寸較小，兩對齒輪浸入油中深度大致相同，但軸向尺寸大，且中間軸較長、剛度差，使載荷沿齒寬分布不均勻，因此考慮選擇兩級展開式圓柱齒輪減速，卷筒與輸出軸之間直接使用聯(lián)軸器相連。 2.2電動機的選擇 2.2.1確定電動機類型 按工作要求和條件,選用y

6、系列三相交流異步電動機。 2.2.2確定電動機的容量 (1)運輸帶工作的拉力 (2)運輸機所需的功率 (3)電動機所需的輸出功率 設η1、η2、η3、η4、η5分別為彈性聯(lián)軸器、閉式齒輪傳動（設齒輪精度為7級）， 滾動軸承、v帶、滾筒的效率，由[2]表2-2 P6查得η1 = 0.99，η2 = 0.98，η3 = 0.99， η4 = 0.96，η5 = 0.96，則傳動裝置的總效率為 η總=η1η22η33η4η5 = 0.99 x 0.982 x 0.993 x 0.96x0.96=0.85 5.6/0.85=6.6kw 查機械設計手冊選用Y 1

7、32M-4電動機，其功率為7.5kw，額定轉速為1440r/min,同步轉速為1500r/min. 2.3傳動裝置的運動和動力參數(shù)的選擇和計算 2.3.1總傳動比 運輸機的轉速 i總= =1440/67.14＝21.4 2.3.2分配各裝置傳動比 展開式二級圓柱齒輪減速器，查表可得V帶傳動單級傳動比常用值2~4 取 2.3.3各軸的轉速 2.3.4各軸輸入功率 2.3.5各軸輸入轉矩 表1 傳動裝置各軸運動參數(shù)和動力參數(shù)表 項目 軸號 功率 轉速 轉

8、矩 傳動比 Ⅰ軸 7.2 576 119.38 2.5 Ⅱ軸 6.99 172.46 385.07 3.34 Ⅲ軸 6.78 67.11 964.82 2.57 2.4傳動零件的設計計算 2.4.1 v帶傳動的設計計算 1. 確定計算功率 查《機械設計手冊》表得工作情況系數(shù) 則 2. 選擇V帶型號 根據(jù)查圖可以選用A型帶 3. 確定帶輪的基準直徑并驗算帶速 查《機械設計手冊》取V小帶輪基準直徑d1=125mm 驗算帶速 因為5

9、定 500mm 查《機械設計基礎》普通V帶基準長度表取L=1800mm 按選取的基準長度計算中心距 考慮安裝調整，中心距的變化范圍為（a-0.015L）~(a+0.03L) 即（518.5mm~599.5mm） 5. 驗算小帶輪上的包角 6. 計算帶的根數(shù) V帶根數(shù)的計算公式為 由d1=125mm，i=2.5和n=1440r/min 查《機械設計基礎》表得 由查《機械設計基礎》表 得，將查得得值代入得 故取V帶的根數(shù)為4根 7. 計算單根V帶的初拉力 查表可得A帶單位長度質量q=0.1kg/m 普通V帶的初拉力計算公式 8.

10、 計算作用在帶輪軸上的壓力 9. 帶輪的輪寬 大帶輪的帶輪寬 2.2.4高速級齒輪的設計 1. 選定齒輪類型、精度等級、材料 （1）選用斜齒圓柱齒輪，且速度不高，故選用9級精度 （2）查《機械設計基礎》表取小齒輪為20CrMnTi（滲碳淬火）， 齒面硬度為56~62HRC, 大齒輪材料為20Cr（滲碳淬火），齒面硬度為56~62HRC， 2.按齒輪彎曲強度設計 查《機械設計基礎》表取 查《機械設計基礎》表取載荷系數(shù)K=1.5，齒寬系數(shù) 彈性系數(shù)， 初選螺旋角β=15 齒數(shù)取 實際傳動比 當量齒數(shù) 查《機械設計基礎》表取齒形系數(shù) 應力修正系數(shù)

11、 需進行彎曲強度計算 法面模數(shù) 查《機械設計基礎》表取模數(shù)m=2 中心距 取中心距為127mm 確定螺旋角 齒輪分度圓直徑 齒寬 3. 齒面接觸強度 所以是安全的 4. 圓周速度 查《機械設計基礎》表可知選用9級精度是合適的 2.2.5 速級齒輪的設計 1. 選定齒輪類型、精度等級、材料 （1）選用直齒圓柱齒輪，且速度不高，故選用9級精度 （2）查《機械設計基礎》表取小齒輪為45鋼（調質）， 齒面硬度為197~286HBS 大齒輪材料為45鋼（正火），齒面硬度為156~217HRC， 2. 齒面接觸疲勞強度

12、設計 查《機械設計基礎》表取 查《機械設計基礎》表取載荷系數(shù)K=1.5，齒寬系數(shù) 彈性系數(shù) 齒數(shù)取 模數(shù) 齒寬 3. 齒彎曲強度 查《機械設計基礎》表取齒形系數(shù) 應力修正系數(shù) 所以是安全的 4. 齒輪的圓周速度 查《機械設計基礎》表可知選用9級精度是合適的 2.5軸的設計計算 2.5.1高速軸的設計 1. 作用在齒輪上的力 高速級齒輪的分度圓直徑為 2選擇軸的材料 可選軸的材料為45鋼，調質處理，查表得 由插值法得 3.計算軸的最小直徑，查表取C=110， 考慮到軸上開有鍵槽，故

13、將軸的直徑增大5％則 將其圓整后取28mm 應該設計成齒輪軸，軸的最小直徑是安裝連接大帶輪。 4.擬定軸的裝配草圖 5.根據(jù)軸向定位的要求，確定軸的各段直徑和長度 （1）取左端與帶輪連接處軸直徑，查《機械設計手冊》取，為滿足大帶輪的定位要求，則其右側有一軸肩，故取，根據(jù)軸的直徑初選角接觸球軸承7208AC，則其尺寸為，左右軸承取相同型號，右側軸肩，由前面設計知齒輪齒寬為65mm，齒面和箱體內壁距離取,根據(jù)計算及配合知 （2）大帶輪與軸的周向定位采用普通平鍵C型連接，其尺寸為,大帶輪與軸的配合為，深溝球軸承與軸的軸向定位是通過軸套和軸承內圈固定的，此外選軸的直徑尺寸公差為m

14、6. 6.軸的強度校核 （1）畫軸的受力簡圖 （2）求支反力并畫出彎矩圖 垂直面內 其中 解得 截面C左側彎矩 截面C右側彎矩 水平面內 解得 截面C處彎矩 （3）繪制合成彎矩圖 根據(jù) （4）繪制扭矩圖 (5) 繪制當量彎矩圖 由前面圖可知，C處可能是危險截面，軸和齒輪的交界處也有可能是危險截面 此處的軸的扭矩應力視為脈動循環(huán)，取 C截面 （6）校核危險截面處得強度 用齒輪軸左側軸直徑來校核 所設計軸滿足要求。 2.5．2中間軸的設計 1.求作用在

15、齒輪上的力 高速級齒輪的分度圓直徑為 低速級齒輪的分度圓直徑為 2選擇軸的材料 可選軸的材料為45鋼，調質處理，查表得 由插值法得 3.計算軸的最小直徑，查表取C=110， 考慮到軸上開有鍵槽，故將軸的直徑增大5％則 將其圓整后取40mm 4.擬定軸的裝配草圖 5.根據(jù)軸向定位的要求，確定軸的各段直徑和長度 （1）取左端軸直徑，根據(jù)軸的直徑初角接觸球軸承7208AC，則其尺寸為，左右軸承取相同型號，齒面和箱體內壁距離取，由前面設計知齒輪齒寬為155mm，右側軸肩，齒面和箱體內壁距離取20mm，右側齒輪齒寬為60mm，直徑取45

16、mm。 （2）左側齒輪與軸的周向定位采用普通平鍵A型連接，其尺寸為,軸向定位采用軸套，右側齒輪與軸的周向定位采用普通平鍵A型連接，其尺寸為，齒輪與軸配合都為，角接觸球軸承與軸的軸向定位是通過軸套和軸承外圈固定的，此外選軸的直徑尺寸公差為m6. 6.軸的強度校核 （1）畫軸的受力簡圖 （2）求支反力并畫出彎矩圖 垂直面內 其中 解得 截面C彎矩 截面D彎矩 水平面內解得 截面C處彎矩 截面D處彎矩 （3）繪制合成彎矩圖 根據(jù) （4）繪制扭矩圖 （4）繪制當量彎矩

17、圖 由前面圖可知，C處可能是危險截面，軸和齒輪的交界處也有可能是危險截面 此處的軸的扭矩應力視為脈動循環(huán)，取 C截面 （5）校核危險截面處得強度 校核C處軸 所設計軸滿足要求。 2.5.3低速軸的設計 1.求作用在齒輪上的力 低速級齒輪的分度圓直徑為 2選擇軸的材料 可選軸的材料為45鋼，調質處理，查表得 由插值法得 3.計算軸的最小直徑，查表取C=110， 考慮到軸上開有鍵槽，故將軸的直徑增大5％則 將其圓整后取55mm 4.擬定軸的裝配草圖 5.根據(jù)軸向定位的要求，確定軸的各段直徑和長度 （1）取左端軸直徑

18、，齒面和箱體內壁距離取17.5mm，根據(jù)軸的直徑初選角接觸球軸承7213AC，則其尺寸為，左右軸承選相同型號，由前面設計知齒輪齒寬為150mm，取直徑右側軸肩，為滿足聯(lián)軸器的定位要求，則其左側有一軸肩，直徑取60mm，長度為50mm，與聯(lián)軸器相配合軸直徑取為55mm，查表取長度為112mm。 （2）左側角接觸球軸承與軸的軸向定位是通過軸套和軸承外圈固定的，齒輪與軸的周向定位采用普通平鍵A型連接，其尺寸為,軸向定位采用軸端擋圈，右側軸承軸向定位是通過軸肩和軸承內圈固定的，齒輪與軸配合都為，此外選軸的直徑尺寸公差為m6,聯(lián)軸器的軸向定位采用普通平鍵C型連接，其尺寸為 6.軸的強度校核 （1）

19、畫軸的受力簡圖 （2）求支反力并畫出彎矩圖 垂直面 其中 解得 截面C彎矩 截面D彎矩 水平面 其中 解得 截面C彎矩 截面D彎矩 （3）繪制合成彎矩圖 根據(jù) （4）繪制扭矩圖 （5）繪制當量彎矩圖 由前面圖可知，C處可能是危險截面，軸和齒輪的交界處也有可能是危險截面 此處的軸的扭矩應力視為脈動循環(huán)，取 C截面 （6）校核危險截面處得強度 用D軸直徑來校核 所設計軸滿足要求。 2.6軸承的選擇和計算 2.6.1高速軸承 由前面設計

20、可得初選角接觸球軸承7208AC，則其尺寸為，查《機械設計基礎》，可得 （1） 計算軸承受到的徑向載荷 由前面計算知 （2） 計算軸承所受軸向力 查表知 齒輪受到軸向力 ,則軸承1壓縮，軸承2放松 軸承1所受軸向力 軸承2所受軸向力 (3) 算軸承當量動載荷 查《機械設計基礎》可得e=0.68 軸承1 軸承2 查《機械設計基礎》可得徑向動載荷系數(shù)和軸向動載荷系數(shù) 當量動載荷分別為 (4)驗算軸的壽命 應以1軸承的當量動載荷為計算依據(jù)，由軸承溫度正常， 查表得，因載荷平穩(wěn)無沖擊，取 軸

21、承預期壽命 故所選軸承滿足要求 2.6.2中間軸軸承 由前面設計可得初選角接觸球軸承7208AC，則其尺寸為，查《機械設計基礎》，可得 （1）軸承受到的徑向載荷 由前面計算知 （2）計算軸承所受軸向力 查表知 齒輪受到軸向力 ,則軸承1壓縮，軸承2放松 軸承1所受軸向力 軸承2所受軸向力 (3)計算軸承當量動載荷 《機械設計基礎》可得e=0.68 軸承1 軸承2 查《機械設計基礎》可得徑向動載荷系數(shù)和軸向動載荷系數(shù) 當量動載荷分別為 (4)驗算軸的壽命 應以1軸承的當量動載荷為計算依據(jù)，由軸承

22、溫度正常， 查表得，因載荷平穩(wěn)無沖擊，取 軸承預期壽命 故所選軸承滿足要求 2.6．3低速軸承 由前面設計可得初選角接觸球軸承7213AC，則其尺寸為，查《機械設計基礎》，可得 （1）計算軸承受到的徑向載荷 由前面計算知 (2) 計算軸承當量動載荷 查《機械設計基礎》可得徑向動載荷系數(shù)和軸向動載荷系數(shù) 當量動載荷分別為 (3) 驗算軸的壽命 應以1軸承的當量動載荷為計算依據(jù)，由軸承溫度正常， 查表得，因載荷平穩(wěn)無沖擊，取 軸承預期壽命 故所選軸承滿足要

23、求 2.7鍵連接的選擇和計算 大帶輪與軸的周向定位采用普通平鍵C型連接，其尺寸為 設載荷均勻分布，查表得則平鍵連接的擠壓強度 軸2左側齒輪與軸的周向定位采用普通平鍵A型連接，其尺寸為 設載荷均勻分布，查表得則平鍵連接的擠壓強度 軸2右側齒輪與軸的周向定位采用普通平鍵A型連接，其尺寸為 設載荷均勻分布，查表得則平鍵連接的擠壓強度 軸3齒輪與軸的周向定位采用普通平鍵A型連接，其尺寸為 設載荷均勻分布，查表得則平鍵連接的擠壓強度 軸3聯(lián)軸器的軸向定位采用普通平鍵C型連接，其尺寸為 設載荷均勻分布，查表得則平鍵連接的擠壓強度 由以上計算

24、知鍵符合要求 2.8減速器附件的選擇和密封類型的選擇 2.8.1減速器附件的選擇 1窺視孔和窺視孔蓋 設在箱蓋頂部能夠看到齒輪嚙合區(qū)的位置，其大小以手能夠伸進箱體進行檢查操作為宜。 其尺寸選擇為： 2.通氣塞和通氣器 通氣器設置在箱蓋頂部或視孔蓋上，較完善的通氣器內部制成一定曲路，并設置金屬網。 主要尺寸：M16x1.5,D=22,D1=19.8,S=17,L=23,l=12,a=2,d1=5 3.油標、油尺 由于桿式油標結構簡單，應用廣泛，選擇桿式油標尺，其尺寸選擇為:M12 4.油塞、封油墊 其尺寸選擇為:M20X1.5 5.起吊裝置 選擇吊耳環(huán)和吊

25、鉤 2.8.2潤滑與密封 1．齒輪傳動潤滑 因為齒輪圓周速度，故選擇浸油潤滑。 2．滾動軸承的潤滑 因為齒輪圓周速度v<2m/s,滾動軸承采用脂潤滑 3.軸外伸端密封 I軸：與之組合的軸的直徑是25mm，選d=28mm氈圈油封 II軸：無需密封圈 III軸：與之配合的軸的直徑是55mm，選d=55mm 選氈圈油封 4.箱體結合面的密封 軟鋼紙板 2.9聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)題目的要求要選擇彈性套注銷聯(lián)軸器，又因為經各軸功率的計算，低速軸的輸出轉矩為T=958.250Nm,所以選用LT8Y型聯(lián)軸器。 2.10減速器箱體的設計 箱座壁厚δ1=10mm； 箱蓋壁厚δ1=8

26、mm； 箱座凸緣厚度b=15mm 箱蓋凸緣厚度b1=12mm 箱座底凸緣厚度b2=25mm 地腳螺栓直徑df=M20 地腳螺栓數(shù)目n=4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d1=16mm 凸緣聯(lián)接螺栓d2=10mm 軸承端蓋螺釘直徑d3=10mm 定位銷直徑d=8mm 檢查孔蓋連接螺栓直徑d4=8mm 軸承旁凸臺半徑R＝20mm 凸臺高度根據(jù)低速軸承座外半徑確定 外箱壁至軸承座端面距離L1=52mm 齒輪端面與內箱壁距離15mm 選用Y 132M-4電動機

27、 總傳動 A型帶 a=545.5mm Z=4根 大帶輪輪寬B=36mm 小齒輪為20CrMnTi 大齒輪材料為20Cr（滲碳淬火）

28、 載荷系數(shù)K=1.5，齒寬系數(shù) 實際傳動比i=3.36 m=2 a=126.3mm V=1.26m/s 小齒輪為45鋼（調質） 大齒輪材料為45鋼（正火） m=5

29、 選軸的材料為45鋼，調質處理 d=28mm

30、 選軸的材料為45鋼，調質處理 d=40mm

31、 材料為45鋼，調質處理 d=55mm

32、 初選角接觸球軸承7208AC 初選角接觸球軸承7208AC

33、 平鍵C型連接 浸油潤滑 選d=28mm氈圈油封 II軸：無需密封圈 選d=55mm 選氈圈油封 選用LT8Y型聯(lián)軸器 3設計小結 我們這次機械設計課程設計是做《用于帶式運輸

34、機的展開式二級圓柱齒輪減速器》,在兩個星期的設計過程中，讓我明白一個簡單機械設計的過程，知道一個設計所必須要準備些什么，要怎樣去安排工作，并學習機械設計的一般方法，掌握機械設計的一般規(guī)律；也通過課程設計實踐，培養(yǎng)了我綜合運用機械設計課程和其他先修課程的理論與生產實際知識來分析和解決機械設計問題的能力；學會怎樣去進行機械設計計算、繪圖、查閱資料和手冊、運用標準和規(guī)范。還有就是激發(fā)了我的學習興趣，能起到一種激勵奮斗的作用，讓我更加對課堂所學內容的更加理解和掌握。 這次機械課程設計中，我遇到了很多問題，但同學討論和老師 指導起到了很大的作用，這就是團隊的精神。自己在設計中所遇到的困難，讓

35、我明白要做好一個機械設計是一件不容易的事，必須有豐富的知識面和實踐經驗，還必須有一個好的導師。設計讓我感到學習設計的緊張，能看到同學間的奮斗努力，能讓大家很好地回顧以前所學習的理論知識，也明白只有在學習理論基礎上才能做設計，讓我以后更加注重理論的學習并回到實踐中去。還這次自己沒有很好地把握設計時間的分配，前面?zhèn)鲃臃桨冈O計和傳動件設計時間太長，而在裝配草圖設計、裝配工作圖設計時間太緊，還有就是在裝配草圖設計中遇到一些尺寸不是很確定，而減慢了AutoCAD工程制圖的速度，這也很好讓我們更加掌握AutoCAD工程制圖的操作。這是自己設計思維不太嚴謹，沒有很好地熟悉一些理論知識，沒有過此類設計的經驗；

36、在設計過程中自己也做了一些重復的計數(shù)，很多往往是一個參數(shù)所取不正確或沒有太在意一些計數(shù)，而在尺寸計算校核才發(fā)現(xiàn)問題，而白白花了重復工作的時間，但也能讓我更加深刻一些設計的過程，積累了一些設計的經驗。 這次機械設計課程設計是我們一次進行的較長時間、較系統(tǒng)、 較全面的工程設計能力訓練，很好地提高了我們實踐能力和運用綜合能力的水平。我們可以通過設計，明白到學習的內容的目的，更加明確大學學習的目標方向，能激起學生學習激情，也讓我們有學習的成就感，希望以后有更多合適實訓教學安排。 參考文獻 [1] 王繼煥主編. 2011.《機械設計》（第二版）. 華中科技大學出版社 [2]機械設計手冊軟件版 29