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編號
無錫太湖學院
畢業(yè)設(shè)計（論文）
題目： 工業(yè)窯爐的設(shè)計（輸送裝置）
信機 系 機械工程及自動化 專業(yè)
學 號： 0923220
學生姓名： 李 歡
指導(dǎo)教師： 陳偉明（職稱： 教 授 ）
（職稱： ）
2013年5月25日
無錫太湖學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）
誠 信 承 諾 書
本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） 《工業(yè)窯爐的設(shè)計（輸送裝置）》 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的成果，除了在畢業(yè)設(shè)計（論文）中特別加以標注引用、表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。
班 級： 機械95
學 號： 0923220
作者姓名：
2013 年 5 月 25 日
無錫太湖學院
信機 系 機械工程及自動化 專業(yè)
畢 業(yè) 設(shè) 計論 文 任 務(wù) 書
一、題目及專題：
１、 題目 工業(yè)窯爐的設(shè)計（輸送裝置）
２、專題 總體設(shè)計，部件設(shè)計
二、課題來源及選題依據(jù)
來源于導(dǎo)師布置的任務(wù)導(dǎo)老師。
輸送裝置的設(shè)計是機械工程及其自動化專業(yè)所包含的一個較為基礎(chǔ)的內(nèi)容，選擇輸送裝置方向的畢業(yè)設(shè)計題目完全符合本專業(yè)的要求，從應(yīng)用性方面來說，輸送裝置又是很多機器所必不可少的一個部分。有效保證輸送裝置的功率及穩(wěn)定性能夠達到設(shè)計的要求，具有很好的發(fā)展前途和應(yīng)用前景。帶式輸送機是膠帶兼作牽引機構(gòu)和承載機構(gòu)的一種機械設(shè)備，因此本課題研究帶式輸送機的工作原理，以及整體機械中的零件尺寸計算、選用標準和強度校核，必須要求學生要有良好的心理素質(zhì)和仔細認真的作風，對學生也是一次很好的練習機會。
三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達到的要求：
具體內(nèi)容如下：
① 選擇電動機，計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)；
② 擬定、分析傳動裝置的運動和動力參數(shù)；
③ 進行傳動件的設(shè)計計算，校核軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵等；
④ 繪制減速器裝配圖及典型零件圖（圖紙數(shù)達到3張或以上）
⑤ 完成設(shè)計說明一份，分析明晰，計算正確，闡述清楚。
四、接受任務(wù)學生：
機械95班 姓名 李 歡
五、開始及完成日期：
自 2012 年 11 月12 日 至 2013年 5 月 25 日
六、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）：
指導(dǎo)教師 簽名
簽名
簽名
教研室主任
〔學科組組長研究所所長〕 簽名
系主任 簽名 2012年11月12日
I
摘 要
機械專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計針對廣大完成機械專業(yè)相關(guān)學科學習的應(yīng)屆畢業(yè)生，一次重要的事件性教學環(huán)節(jié)。同時也是高等工科院校大多數(shù)專業(yè)學生第一次較全面的設(shè)計能力訓(xùn)練，在此過程中，畢業(yè)生們將會對所學專業(yè)知識進行全面復(fù)習與實踐。其目的是培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想，訓(xùn)練綜合運用機械設(shè)計和相關(guān)選修課程的理論，結(jié)合實際分析和結(jié)局工程實際問題的能力，鞏固、加深和擴展有關(guān)機械設(shè)計方面的知識。
此次設(shè)計的論文題目是《工業(yè)窯爐的設(shè)計（輸送裝置）》。選擇輸送裝置方向的畢業(yè)設(shè)計題目完全符合本專業(yè)的要求，從應(yīng)用性方面來說，輸送裝置又是很多機器所必不可少的一個部分。有效保證輸送裝置的功率及穩(wěn)定性能夠達到設(shè)計的要求，具有很好的發(fā)展前途和應(yīng)用前景。帶式輸送機是膠帶兼作牽引機構(gòu)和承載機構(gòu)的一種機械設(shè)備，因此本課題研究帶式輸送機的工作原理，以及整體機械中的零件尺寸計算、選用標準和強度校核，必須要求學生要有良好的心理素質(zhì)和仔細認真的作風，對學生也是一次很好的練習機會。根據(jù)題目要求和機械設(shè)計的特點做了以下幾方面的工作：①選擇適宜的帶式輸送機的總體設(shè)計方案；②選擇電動機并計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)；③傳動零件以及軸的設(shè)計計算，軸承、滾動軸承、鍵、聯(lián)軸器的選擇及校驗計算；④繪制減速器裝配圖及典型零件圖；⑤編寫一份分析明晰，計算正確，闡述清晰的設(shè)計說明。
關(guān)鍵詞：帶式輸送機；減速器 ；機械設(shè)計計算；校驗計算
Abstract
Mechanical design course design is in complete mechanical design course, an important practical teaching link. Is higher engineering college students is the first time most comprehensive design ability training, but also of the mechanical course thoroughly review and practice. Its purpose is to develop the theory with the practice of design thought, training comprehensive use of mechanical design and relevant elective curriculum theory, combining with the production design analysis and the ability of solving engineering problems, consolidate, deepen and expand the mechanical design knowledge.
This design topic is the design of industrial furnace（the conveying appliance）.Choose the graduation design topic conveyor direction completely meet the professional requirements. From the application aspect, Conveying device is a part of the essential for many machine. Effectively guarantee the power and stability of conveying device can meet the design requirements, Having the good development prospect and application prospect. Belt conveyor is a kind of mechanical equipment tape used as traction mechanism and carrying mechanism, Therefore, the research of belt conveyor working principle,And the whole machinery parts size calculation, selection criteria and strength check, Must require students to have a good psychological quality and carefully, The student is also a very good opportunity to practice. According to the topic request and mechanical design features the following aspects of work to do:①Select the general design scheme of belt conveyor is suitable for the design ；②Kinematic and dynamic parameters selection and calculation of the motor drive device ；③Calculation of transmission parts and shaft design, selection and check of bearing, rolling bearing, bond, coupling calculation； ④Rendering speed reducer assembly drawings and parts of typical figure ；⑤To prepare an analytical calculation is correct, clarity, clarity on the design description .
Key words: belt conveyer; speed reducer; Mechanical design ; check computation
目 錄
摘 要 III
Abstract IV
目 錄 V
1 緒論 1
1.1 課題研究的背景和依據(jù) 1
1.2 本課題的研究意義 1
1.3 課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1
1.3.1 國外帶式輸送機技術(shù)的現(xiàn)狀及趨勢 1
1.3.2 國產(chǎn)帶式輸送機的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 1
2 帶式輸送機簡介 3
2.1 帶式輸送機概述 3
2.2 帶式輸送機的特點 3
2.3 帶式輸送機安全運行保護裝置 3
3 輸送裝置的總體設(shè)計 5
3.1 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求 5
3.2 傳動方案分析 5
3.2.1 所選方案的優(yōu)缺點 5
3.3 電動機的選擇 5
3.3.1 選擇電動機的功率 5
3.3.2 選擇電動機的轉(zhuǎn)速 6
3.3.3 選擇電動機的類型 6
3.4 傳動比的分配 6
3.5 傳動裝置的運動和動力參數(shù)分析 7
4 傳動件的設(shè)計計算 9
4.1 齒輪傳動的設(shè)計計算 9
4.1.1 高速級齒輪的傳動設(shè)計 9
4.1.2 低速級齒輪的傳動設(shè)計 12
5 軸系零部件設(shè)計 16
5.1 軸的設(shè)計和計算 16
5.2 滾動軸承的選擇和計算 20
5.2.1 1軸上的軸承的選擇和壽命計算 20
5.2.2 2軸上軸承的選擇計算 20
5.2.3 3軸上軸承的選擇計算 21
5.3 鍵連接的選擇與計算 22
5.4 聯(lián)軸器的選擇與計算 23
6 潤滑與密封的說明 24
6.1 潤滑說明 24
6.2 密封說明 24
6.2.1 減速器的密封 24
6.2.2 軸伸出端的密封 24
6.2.3 箱體結(jié)合面密封 24
6.2.4 軸承靠近箱體內(nèi)外側(cè)的密封 24
7 拆裝和調(diào)整的說明 26
8 減速器箱體附件的說明 28
9 結(jié)論和展望 29
9.1 結(jié)論 29
9.2 不足之處及未來展望 29
致謝 31
參考文獻 32
V
工業(yè)窯爐的設(shè)計（輸送裝置）
1 緒論
1.1 課題研究的背景和依據(jù)
帶式輸送機發(fā)展已逾百余年，隨著科技和社會生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，帶式輸送機的設(shè)計由初期的主要用于農(nóng)業(yè)作物等較小密度物料的輸送，發(fā)展至用于制造、設(shè)計和安裝的各種新技術(shù)、新方法的出現(xiàn)以及輸送帶接頭技術(shù)的不斷完善，帶式輸送機技術(shù)進入了一個高速發(fā)展階段。它既可以進行散物料的輸送，也可以進行成件物品的輸送。除進行純粹的物料輸送外，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程中的 工藝過程的要求相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線。 帶式輸送機可以用于水平運 輸或傾斜運輸，使用非常方便，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中，如：礦山的井下巷道、礦井地面運輸系統(tǒng)、露天采礦場及選礦廠中。
1.2 本課題的研究意義
隨著帶式輸送機在各行業(yè)的廣泛應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)簡單、運行平穩(wěn)、能耗低、對環(huán)境污染小、便于集中控制和實現(xiàn)自動化、管理維護方便、并可在連續(xù)裝載條件下實現(xiàn)連續(xù)運輸?shù)仍S多優(yōu)點，人們越發(fā)深刻理解和認識，因而帶式輸送機得到更多重視和高速發(fā)展。本設(shè)計在全面考慮多齒嚙合、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)等運動學和動力學的要求，實現(xiàn)高承載能力、高傳遞效率、高可靠性、優(yōu)良動力學性能和送料定位準確等指標，而且要便于制造、裝配和檢修，設(shè)計了該具有合理結(jié)構(gòu)的帶式輸送機。
此次畢業(yè)設(shè)計為設(shè)計一臺工業(yè)窯爐的上下料輸送機構(gòu)。適用于產(chǎn)品340*340*30。要設(shè)計出結(jié)構(gòu)，并且各個部件結(jié)構(gòu)可以對應(yīng)安裝起來。生產(chǎn)率為80件/每分鐘。要求運動平穩(wěn)，送料定位準確。
1.3 課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
1.3.1 國外帶式輸送機技術(shù)的現(xiàn)狀及趨勢
國外帶式輸送機技術(shù)的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在2個方面：一方面是帶式輸送機多元化功能、擴大應(yīng)用范圍化（高傾角帶輸送機、管狀帶式輸送機、空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送等各種機型）方向發(fā)展；另一方面是帶式輸送機本身的硬件設(shè)備和技術(shù)有了很大提高，長距離、大運量、高帶速等大型帶式輸送機成為重點發(fā)展，而將動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)用于帶式輸送機，從而使得運行性能和可靠性得到提升.
1.3.2 國產(chǎn)帶式輸送機的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
我國帶式輸送機行業(yè)起步相對國外較晚，但是在冶金、礦山、煤炭、交通、能源、建材等基礎(chǔ)工業(yè)的帶動下，我國帶式輸送機行業(yè)發(fā)展速度較快。近年來國產(chǎn)帶式輸送機產(chǎn)量逐年增長，根據(jù)中國重型機械工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，2009年我國帶式輸送機產(chǎn)量超過800萬米。在產(chǎn)量逐年增長的同時，國產(chǎn)帶式輸送機產(chǎn)品的種類和技術(shù)水平也有了較大程度的提高。當前我國已經(jīng)建成以北方重工、安徽盛運、山東礦機為代表的大型的帶式輸送機生產(chǎn)企業(yè)，并且隨著國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及節(jié)能減排等政策的實施，行業(yè)內(nèi)企業(yè)開始逐漸加大技術(shù)的研發(fā)力度，液壓自動張緊技術(shù)、轉(zhuǎn)彎技術(shù)、柔性制動技術(shù)、膠帶防跑偏技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)以及變頻技術(shù)在帶式輸送機上的逐步應(yīng)用，使得帶式輸送機的安全可靠性得到了大幅度提高，同時，多轉(zhuǎn)彎、上運、下運以及膠帶翻轉(zhuǎn)等關(guān)鍵技術(shù)都得到了很好地解決。當前，我國自主開發(fā)的帶式輸送機產(chǎn)品已經(jīng)具備裝備國內(nèi)重大工程的能力，并已開始向海外市場進軍。據(jù)資料顯示，2009年，我國帶式輸送機出口產(chǎn)值約占帶式輸送機工業(yè)總產(chǎn)值的
15%-20%。
從未來國內(nèi)市場的發(fā)展前景來看，煤炭、礦山開采、港口碼頭、電力、鋼鐵、糧食等行業(yè)的投資規(guī)模將繼續(xù)擴大，這也必將帶動帶式輸送機的市場需求不斷增大；國際市場上，發(fā)展中國家正大力發(fā)展其本國的基礎(chǔ)工業(yè)，如印度、巴西、東南亞、非洲、拉美等國家和地區(qū)對帶式輸送機的需求量也在逐漸增加。國產(chǎn)帶式輸送機由于的性價比較高，在國際市場上具有很強的競爭力。因此國內(nèi)外市場的發(fā)展角度來看，國產(chǎn)帶式輸送機都具有較大的需求空間。根據(jù)市場的需求趨勢，帶式輸送機將朝著長距離、大功率、大運量的方向發(fā)展，同時隨著節(jié)能減排等政策的實施以及政府和全社會對安全生產(chǎn)的重視程度的增加，小規(guī)?；痣?、煤礦及水泥等生產(chǎn)企業(yè)相繼關(guān)閉，取而代之的是具有先進工藝的大型企業(yè)，因此，對帶式輸送機的性能、質(zhì)量、安全可靠性等方面的要求更高。由于帶式輸送機的核心部件決定了其整機的綜合性能，因此帶式輸送機核心部件的專業(yè)化分工與協(xié)作將成為該行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，在帶式輸送機市場需求的帶動下，其核心部件的市場價值也逐漸凸顯。
2 帶式輸送機簡介
2.1 帶式輸送機概述
帶式輸送機又稱膠帶輸送機，人們通常成為“皮帶輸送機”?，F(xiàn)今輸送帶不光有橡膠帶，還研發(fā)出例如PVC、PU、特氟龍、尼龍帶等輸送帶。帶式輸送機基本原理為驅(qū)動裝置拉緊輸送帶，由中部構(gòu)架和托輥組成牽引和承載構(gòu)件的。
帶式輸送機是一種依靠摩擦驅(qū)動以達到連續(xù)方式運輸物料的機械。應(yīng)用它可以將物料在一定的輸送線上從供料點送至最終的卸料點的輸送流程。如今的帶式輸送機不僅可以進行碎散無聊的輸送，也可以進行成件物品的輸送，還可將其與各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程相融合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線，大大提高生產(chǎn)效率，因此帶式輸送機被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化的工業(yè)中。
圖2.1 帶式輸送機圖
2.2 帶式輸送機的特點
(1)結(jié)構(gòu)簡單。帶式輸送機主要有驅(qū)動裝置、制動裝置、輸送帶等幾大部件組成。因其組成部件少，部件通用性強，所以便于進行標準化生產(chǎn)，且部件代替性也強。
(2)輸送物料種類廣泛。帶式輸送帶因不同承載物分有抗磨、阻燃、耐腐蝕、耐高溫等各種特殊要求，因而能輸送各種散料、塊料、化學品和混凝土等。
(3)輸送量大。運量從每小時幾千克到幾噸，且實現(xiàn)連續(xù)性運輸，這是其相比其他輸送裝置無法比擬的優(yōu)勢。
(4)運距長。單機長度最大達十幾千米一條，在國外已十分普及。
(5)能耗低，效率高。由于運動部件自重輕，無效運量少，在所有連續(xù)式和非連續(xù)式運輸中，帶式運輸機能耗最低、效率最高。
綜上所述，帶式運輸機的優(yōu)越性已十分明顯。但運輸成本高、已損壞、不適宜運送尖銳的、有棱角的貨物是其一大軟肋。
2.3 帶式輸送機安全運行保護裝置
斷帶、打滑保護裝置，又叫防滑保護裝置，主要起到帶式輸送機在運轉(zhuǎn)中發(fā)生斷帶或膠帶與驅(qū)動滾筒打滑時控制帶式輸送機停機，從而避免發(fā)生膠帶著火等惡性事故發(fā)生。
1、斷帶，打滑保護裝置
斷帶，打滑保護裝置由速度傳感器及控制箱構(gòu)成，磁鐵安裝在機頭導(dǎo)向滾筒輪幅側(cè)面上，速度傳感器安裝在支架上，帶式輸送機的滾筒每裝一周，安裝在滾筒端面的磁鐵就裝一周并經(jīng)過速度傳感器一次，通過磁力作用，送入一個脈沖信號給保護裝置，當發(fā)生斷帶，打滑時機頭導(dǎo)向滾筒轉(zhuǎn)速降低，當達到設(shè)定值時（如滾筒的轉(zhuǎn)速低于正常速度的70﹪時）控制箱控制帶式輸送機停機。
2、滾輪式斷帶，打滑保護裝置
滾輪式斷帶，打滑保護裝置，由滾輪傳感器和控制箱組成，正常運轉(zhuǎn)時，在膠帶的帶動下，滾輪保持一定的速度，保護裝置不動作，當發(fā)生斷帶打滑時，膠帶運行速度減慢或停止，當滾輪速度達到設(shè)定值時，發(fā)生開關(guān)信號，停止帶式輸送機運轉(zhuǎn)。
3、防偏保護裝置
帶式輸送機大多采用行程開關(guān)或防偏保護裝置，它由防偏傳感器和控制箱組成，當膠帶跑偏時，膠帶將立輥推向外側(cè)，使傳感器的觸頭和固定觸頭接觸，控制箱控制帶或輸送機斷電停電。
4、堆積保護裝置
堆積保護裝置，安裝在兩部帶式輸送機搭接處，當發(fā)生堆積時，保護裝置控制帶式輸送機停機。
5、防撕裂保護裝置
6、飛帶保護裝置
它的作用就是在下運帶式輸送機失控的情況下或在制動后膠帶與滾筒打滑的情況下，及時捕捉膠帶，防止發(fā)生飛帶事故。
7、綜合保護與集中控制裝置
8、軟啟動裝置
軟啟動裝置的作用就是膠帶輸送機啟動平穩(wěn)，可以減少啟動電流電網(wǎng)的沖擊，減輕啟動力矩對負載帶來的機械振動。
31
工業(yè)窯爐的設(shè)計（輸送裝置）
3 輸送裝置的總體設(shè)計
3.1 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求
表3-1 原始數(shù)據(jù)表
數(shù)據(jù)編號
1
輸送機牽引力F（KN）
4.5
帶速V（m/s）
1.8
鼓輪直徑D（mm）
400
要求：輸送產(chǎn)品規(guī)格340*340*30，質(zhì)量為3kg,生產(chǎn)率為80件/每分鐘
3.2 傳動方案分析
本設(shè)計采用V帶傳動作為外傳動，配備兩級展開式斜齒輪減速器。方案簡圖如下：
圖3.1 輸送裝置簡圖
3.2.1 所選方案的優(yōu)缺點
帶作為外傳動，因其具有緩沖吸振能力，從而減輕振動帶來的影響，并且該工作機載荷變化不大，可以采用V帶這種簡單的結(jié)構(gòu)，帶式輸送機本身便具有價格便宜，標準化程度高特點，使成本大幅降低。減速器部分為兩級展開式斜齒輪減速，這是兩級減速器中應(yīng)用較廣泛一種。齒輪相對于軸承不對稱，要求軸具有較大剛度。高速級齒輪常布置在遠離扭矩輸入端的一邊，以減小因彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均現(xiàn)象。原動機部分為Y系列三相交流異步電動機?？傮w來講，該傳動方案滿足工作機的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成本低，效率高。
3.3 電動機的選擇
3.3.1 選擇電動機的功率
1、傳動裝置的總效率：
（3-1）
由手冊表1-7查得
（3-2）
2、工作機所需的功率
（3-3）
3、電動機功率Pd
（3-4）
3.3.2 選擇電動機的轉(zhuǎn)速
3電動機轉(zhuǎn)速n
滾筒工作轉(zhuǎn)速： （3-5）
（3-6）
電動機轉(zhuǎn)速: （3-7）
符合的有1500 r/min
由取
3.3.3 選擇電動機的類型
表3-2 電動選擇方案1
方案
電動機型號
額定功率/KW
電動機同步轉(zhuǎn)速/r/min
滿載轉(zhuǎn)速/r/min
額定轉(zhuǎn)矩/n·mm
軸中心高/mm
1
Y160M1-2
11
3000
2930
2.0
42
2
Y160M1-4
11
1500
1460
2.0
42
綜上所述，選取方案2 選n=1500 r/min
表3-3 電動機選擇方案2
電動機型號
額定功率/KW
電動機同步轉(zhuǎn)速/r/min
滿載轉(zhuǎn)速/r/min
額定轉(zhuǎn)矩/n·mm
軸中心高/mm
軸直徑/mm
Y160M1-4
11
1500
1460
2.0
42
160
3.4 傳動比的分配
1、總傳動比
（3-8）
分配
取 則 （3-9）
3.5 傳動裝置的運動和動力參數(shù)分析
1、各軸轉(zhuǎn)速 = 1460r/min 滿載時
= / =1460/1=1460 r/min （3-10）
= /=1460/8.48=172.16r/min （3-11）
圓筒 = = / =172.16/2.6=66.21 r/min （3-12）
2、各軸輸入功率
Ⅰ軸 （3-13）
Ⅱ軸 （3-14）
Ⅲ軸 （3-15）
卷筒軸 （3-16）
Ⅰ~Ⅳ軸輸出功率=輸入功率×η軸承 =0.99×Pn
（3-17）
3、 各軸輸入扭矩（N·m）
電動機 （3-18）
Ⅰ軸 （3-19）
Ⅱ軸 （3-20）
Ⅲ軸 （3-21）
卷筒軸 （3-22）
輸入扭矩
（3-23）
圖3.2 減速器裝配圖
4 傳動件的設(shè)計計算
4.1 齒輪傳動的設(shè)計計算
1精度等級，材料及齒數(shù)
（1）選用斜齒圓柱齒輪閉式軟齒面?zhèn)鲃?
（2）初選7級精度
（3）材料選擇：小齒輪材料40Cr（調(diào)質(zhì)）齒面硬度為280HBS
大齒輪材料45鋼（調(diào)質(zhì)）齒面硬度為240HBS
4.1.1 高速級齒輪的傳動設(shè)計
選小齒輪Z1=17 齒數(shù)比i=3.26 Z2=17×3.26=55.42 取Z2=55
（4-1）
初選螺旋角β=14
（4-2）
確定公式內(nèi)各計算數(shù)值
a.試選
b.由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)
c.由圖10-26查得則
d.小齒輪傳遞轉(zhuǎn)距
（4-3）
e.由表10-7選取齒寬系數(shù)
f.由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)
g.由圖10-21d查得齒輪的接觸疲勞強度極限
h.應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
（4-4）
（4-5）
i.由表10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)
j.計算接觸疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù)S=1
（4-6）
（4-7）
k.圓周速度
(4-8)
l.計算齒寬b及模數(shù)
(4-9)
m.計算縱向重合度
(4-10)
n.計算載荷系數(shù)K
由表10-2查得使用系數(shù)
根據(jù)v=2.32級精度，有圖10-8查得動載荷系數(shù)，故
(4-11)
由表10-13查得
由表10-3查得
故載荷系數(shù) (4-12)
0.按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑
（4-13）
p.計算模數(shù)
（4-14）
按齒根彎曲強度設(shè)計
（4-15）
確定計算參數(shù)
a.計算載荷系數(shù)
（4-16）
b.根據(jù)縱向重合度，從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)
c.計算當量齒數(shù)
（4-17）
d.查取齒形系數(shù)
由表10-5查得
e.計算大、小齒輪的并加以比較
（4-18）
取S=1.4 （4-19） （4-20）
大齒輪的數(shù)值大。
設(shè)計計算
mm （4-21）
因此取，可滿足齒根彎曲疲勞強度。為滿足齒面接觸疲勞強度取
（4-22）
取,則??；
幾何尺寸計算
a.計算中心距
(4-23)
將中心距圓整為138mm
b.按圓整后的中心距修正螺旋角
(4-24)
因β值改變不多，故等值不必修正。
c.計算大、小齒輪的分度圓直徑
(4-25)
d.計算齒輪寬度
(4-26)
所以取
(4-27)
4.1.2 低速級齒輪的傳動設(shè)計
選小齒輪Z1=21，齒數(shù)比i=2.6， Z2=21×3.26=54， 取Z2=54
(4-28)
a.試選
b.由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)
c.由圖10-26查得,則
d.小齒輪傳遞轉(zhuǎn)距
(4-29)
e.由表10-7選取齒寬系數(shù)
f.由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)
g.由圖10-21d查得齒輪的接觸疲勞強度極限
h.應(yīng)力循環(huán)次數(shù) (4-30)
i.由表10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)
j.計算接觸疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù)S=1
(4-31)
(4-32)
k.圓周速度
(4-33)
l.計算齒寬b及模數(shù)
(4-34)
m.計算縱向重合度
(4-35)
n.計算載荷系數(shù)K
由表10-2查得使用系數(shù) 根據(jù)v=1.03m/s，7級精度，有圖10-8查得動載荷系數(shù)，故
(4-36)
由表10-13查得
由表10-3查得
故載荷系數(shù)
o.按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑
(4-40)
p.計算模數(shù)
(4-41)
按齒根彎曲強度設(shè)計
(4-42)
確定計算參數(shù)
a.計算載荷系數(shù)
(4-43)
b.根據(jù)縱向重合度，從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)
c.計算當量齒數(shù)
(4-44)
d.查取齒形系數(shù)
由表10-5查得
e.計算大、小齒輪的并加以比較
(4-45)
取S=1.4 (4-46)
(4-47)
大齒輪的數(shù)值大。
設(shè)計計算
mm (4-48)
因此取，可滿足齒根彎曲疲勞強度。為滿足齒面接觸疲勞強度取
(4-49)
取，則 取
幾何尺寸計算
a.計算中心距
(4-50)
將中心距圓整為155mm
b.按圓整后的中心距修正螺旋角
(4-51)
因β值改變不多，故等值不必修正。
c.計算大、小齒輪的分度圓直徑
(4-52)
d.計算齒輪寬度
(4-53)
所以取
圖4-1 低速齒輪圖
5 軸系零部件設(shè)計
5.1 軸的設(shè)計和計算
初步計算軸徑
軸的材料選用常用的45鋼
當軸的支撐距離未定時， 無法由強度確定軸徑，要用初步估算的方法，即按扭 矩并降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力確定軸徑d，計算公式為：
（5-1）
1，3軸為外伸軸，初算軸徑作為最小直徑，應(yīng)取較小的A值；2軸為非外伸軸，
初算軸徑作為最大直徑，應(yīng)取較大的A值；查表15-3，取A1=A3=110，A2=120。
（5-2）
考慮到1軸要與帶輪聯(lián)接，初算直徑d1必須與其和電動機相匹配，所以初定
取
軸的彎扭合成強度計算
a.求作用在齒輪上的力，軸承對軸的力，軸上的彎距、扭距，并作圖
齒輪1上的作用力:
(5-3)
齒輪2上的作用力：
(5-4)
再由下圖求出軸承對軸的作用力
(5-5)
圖 5-1 2軸受力分析和扭矩圖
再計算出各個作用點處的彎距和扭距
水平面H內(nèi)
（5-6）
豎直面V內(nèi)
（5-7）
扭矩
校核軸的強度
由軸的扭距、彎距圖可知，齒輪軸的輪齒處存在危險截面，因此在該處計算應(yīng)力
（5-8）
（因扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力不是對稱循環(huán)應(yīng)力，故引入折合系數(shù)α）取
右齒輪：
抗彎截面系數(shù) （5-9）
截面上的彎曲應(yīng)力 （5-10）
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 （5-11）
軸的彎扭強度條件為
查表15-1得
所以 （5-12）
符合彎扭強度條件
圖5-2 低速級軸圖
左齒輪
（5-13）
（5-14）
符合條件
5.2 滾動軸承的選擇和計算
5.2.1 1軸上的軸承的選擇和壽命計算
選擇角接觸球軸承的型號為6210，主要參數(shù)如下：
基本額定靜載荷 Co=23.2kN
基本額定動載荷 C =35.1 kN
極限轉(zhuǎn)速
因1軸所受的軸向力向右（以作用簡圖為準），所以只有最右邊的深溝球軸承受軸向力
（5-15）
該軸承所受的徑向力約為
（5-16）
右軸承 （5-17）
查表13-5得深溝球軸承判斷系數(shù) e =0.24
（5-18）
所以 （5-19）
當量動載荷 （5-20）
深溝球軸承所受的徑向力約為
（5-21）
當量動載荷
所以 ，應(yīng)用核算軸承的壽命
因為是球軸承，所以取指數(shù)
軸承計算壽命 （5-22）
減速器設(shè)計壽命 （5-23）
所以
滿足壽命要求
5.2.2 2軸上軸承的選擇計算
.軸承的選擇
選擇使用深溝球軸承，根據(jù)軸直徑d=45mm，選用深溝球軸承的型號為6209，
主要參數(shù)如下： d×D×B=45×85×19
基本額定靜載荷 C0=20.7 kN
基本額定動載荷 C =31.7 kN
極限轉(zhuǎn)速 Vmax=7000 r / min
壽命計算
由,知2軸的右軸承受軸向力
（5-24）
對左軸承：僅受徑向力 （5-25）
對右軸承：受徑向力 ,受軸向力
取e=0.27 （5-26）
又
則查表13-5，取X=1,Y=0
（5-27）
由P1＜P2,所以取P=P2,
軸承計算壽命 （5-28）
則，需每兩年換一次。
5.2.3 3軸上軸承的選擇計算
軸承的選擇
選擇使用深溝球軸承，根據(jù)軸直徑d=45mm，選用深溝球軸承的型號為6209，
主要參數(shù)如下：
基本額定靜載荷 Co=20.7 kN
基本額定動載荷 C =31.7 kN
極限轉(zhuǎn)速
（5-29）
該軸承所受的徑向力約為
（5-30）
右軸承 （5-31）
查表13-5得雙列角接觸球軸承判斷系數(shù) e =0.26
（5-32）
所以 （5-33）
當量動載荷 （5-34）
深溝球軸承所受的徑向力約為
（5-35）
當量動載荷
所以 ，應(yīng)用核算軸承的壽命
因為是球軸承，所以取指數(shù)
軸承計算壽命 （5-36）
所以 （5-37）
滿足壽命要求
5.3 鍵連接的選擇與計算
鍵的選擇
I軸 b×h×l=12×8×56
II軸 b×h×l=14×9×56 （5-38）
III軸 左b×h×l=28×16×100（與輸出聯(lián)軸器匹配）
右b×h×l=20×12×70（與齒輪匹配）
強度計算 取 （5-39） a. 1軸上鍵的強度計算
（5-40）
所以 （5-41）
滿足強度條件
b.2軸上鍵的強度計算
(5-42)
所以 (5-43)
滿足強度條件
c.3軸左端鍵的強度計算
(5-44)
所以 滿足強度條件
右端鍵的強度計算
(5-45)
所以 (5-46)
滿足強度條件
5.4 聯(lián)軸器的選擇與計算
計算聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)距
(5-47)
查表14-1得小轉(zhuǎn)距、電動機作原動機情況下取
(5-48)
型號選擇
根據(jù)計算轉(zhuǎn)距，選擇撓性聯(lián)軸器LH5型
主要參數(shù)如下：
公稱扭距 （滿足要求）
許用轉(zhuǎn)速 （滿足要求）
軸孔直徑
軸孔長度
6 潤滑與密封的說明
6.1 潤滑說明
因為是下置式蝸桿減速器，且其傳動的圓周速度，故蝸桿采用浸油潤滑，取浸油深度h=12mm；大、小斜齒圓柱齒輪采用飛濺潤滑；潤滑油使用50號機械潤滑油。軸承采用潤滑脂潤滑，因為軸承轉(zhuǎn)速v<1500r /min，所以選擇潤滑脂的填入量為軸承空隙體積的1/2。減速器傳動零件和軸承都需要良好的潤滑，其目的是為了減少摩擦、磨損，提高效率，防銹、冷卻和散熱。絕大多數(shù)減速器傳動零件都采用油潤滑，其潤滑方式多采用浸油潤滑，對于高速傳動則采用壓力噴油潤滑。
由于高速級齒輪圓周速度v=πd1n1/60×1000=π×37.5×1445/60×1000 =2.84(m/s)≤12（m/s） 所以采用浸油潤滑箱體內(nèi)應(yīng)有足夠的潤滑油，以保證潤滑及散熱的需要，為了避免大齒輪回轉(zhuǎn)時將油池底部的沉積物攪起，大齒輪齒頂圓到油池底面的距離應(yīng)大于30～50mm。為保證傳動零件充分潤滑且避免攪油損失過大，傳動零件應(yīng)有合適的浸油深度，二級圓柱齒輪減速器傳動零件浸油深度推薦值如下 高速級大齒輪，約為0.7個齒高，但不小于10mm。低速級大齒輪，約為1個齒高～（1/6～1/3）個齒輪半徑。
減速器中的滾動軸承可以采用油潤滑或脂潤滑。當浸油齒輪的圓周速度v＜2m/s時，齒輪不能有效地把油飛濺到箱壁上，因此滾動軸承通常采用脂潤滑，當浸油齒輪的圓周速度v＞2m/s時，齒輪能將較多的油飛濺到箱壁上，此時滾動軸承通常采用油潤滑，也可以采用脂潤滑。
6.2 密封說明
6.2.1 減速器的密封
密封件是減速器中應(yīng)用最廣的零部件之一，為防止減速器內(nèi)的潤滑劑泄出，防止灰塵、切削微粒及其他雜物和水分侵入，減速器中的軸承等其他傳動部件、減速器箱體等都必須進行必要的密封，以保持良好的潤滑條件和工作環(huán)境，使減速器達到預(yù)期的壽命。
6.2.2 軸伸出端的密封
軸承的密封裝置，一般分為非接觸式和接觸式兩類，由于粗羊毛氈圈適用的圓周速度≤3m/s，所以軸承伸出端選粗羊毛氈圈。
6.2.3 箱體結(jié)合面密封
箱蓋與箱座的密封常用在箱蓋與箱座的接合面上涂上密封膠和水玻璃的方法實現(xiàn)，為了提高接合面的密封性，可在箱座接合面上開油溝，使?jié)B入接合面之間的潤滑油重新流回箱體內(nèi)部。為了保證箱體座孔與軸承的配合，接合面上嚴禁加墊片密封。
6.2.4 軸承靠近箱體內(nèi)外側(cè)的密封
軸承靠近箱體內(nèi)外側(cè)的密封作用可分為封油環(huán)和擋油環(huán)兩種。擋油環(huán)用于脂潤滑軸承的密封，作用是使軸承室與箱體內(nèi)部隔開，防止箱內(nèi)的稀油飛濺到軸承腔內(nèi)，是潤滑脂變稀而流失。甩油環(huán)用于潤油潤滑的軸承，甩油環(huán)與軸承座孔之間留有不大的間隙，其作用是防止過多的油雜質(zhì)等沖刷軸承，但同時又要保證有一定的油量仍能進入軸承腔內(nèi)進行潤滑。
在試運轉(zhuǎn)過程中，所有聯(lián)接面及軸伸密封處都不允許漏油。剖分面允許涂以密封膠或水玻璃，不允許使用任何碘片。軸伸處密封應(yīng)涂上潤滑脂。選擇接觸式密封中的氈圈密封，其密封效果是靠安裝與梯形軸上的梯形槽中所產(chǎn)生的徑向壓力來實現(xiàn)的，可補償磨損后所產(chǎn)生的徑向間隙，且便于更換氈圈。其特點是：結(jié)構(gòu)簡單，廉價，但磨損較快、壽命短，它主要用于軸承采用脂潤滑，且密封軸的表面圓周速度較小的場合。
7 拆裝和調(diào)整的說明
在安裝調(diào)整滾動軸承時，必須保證一定的軸向游隙，因為游隙大小將影響軸承的正常工作。當軸直徑為30~50mm時，可取游隙為40~70mm。在安裝齒輪或蝸桿蝸輪后，必須保證需要的側(cè)隙及齒面接觸斑點，側(cè)隙和接觸斑點是由傳動精度確定的，可查手冊。當傳動側(cè)隙及接觸斑點不符合精度要求時，可以對齒面進行刮研、跑合或調(diào)整傳動件的嚙合位置。也可調(diào)整蝸輪軸墊片，使蝸桿軸心線通過蝸輪中間平面。
調(diào)整皮帶輸送的各方法總結(jié)
皮帶輸送機可以分為簡易型與重型兩大類，其中簡易型一般應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，用來輸送機散狀或袋裝的各種糧食；重型則常用于輸送礦石、煤炭、水泥、石灰等物料。由于皮帶輸送機的使用頻率比較高，所以使用一段時間后就需要重新調(diào)整一下，如果長時間不調(diào)整就會出現(xiàn)比較嚴重的故障！
(1)調(diào)整皮帶輸送機的張緊處
調(diào)整皮帶張緊處是皮帶運輸機跑偏調(diào)整的一個非常重要的環(huán)節(jié)。位于重錘張緊處的兩個改向滾筒不僅要垂直于皮帶長度方向還應(yīng)與重力垂線垂直，即保證其軸中心線水平。使用螺旋張緊或液壓油缸張緊時，張緊滾筒的兩個軸承座應(yīng)當同時平移，以保證滾筒軸線與皮帶縱向方向垂直。具體的皮帶跑偏的調(diào)整方法與滾筒處的調(diào)整類似。
(2)雙向運行皮帶輸送機跑偏的調(diào)整
調(diào)整雙向運行的皮帶輸送機皮跑偏比單向皮帶運輸機相對要困難許多，在實際工作時應(yīng)先校對好某一個方向，然后調(diào)整另外一個方向。調(diào)整時對跑偏趨勢與皮帶運動方向之間的關(guān)系進行詳細的研究，依次做調(diào)整。重點應(yīng)放在驅(qū)動滾筒和改向滾筒的調(diào)整上，托輥的調(diào)整與物料的落料點的調(diào)整是元素分析儀第二點。同時應(yīng)注意皮帶在硫化接頭時應(yīng)使皮帶斷面長度方向上的受力均勻，如果使用的是導(dǎo)鏈要保證兩側(cè)的力盡可能均勻。
(3)調(diào)整驅(qū)動滾筒與改向滾筒位置
驅(qū)動滾筒與改向滾筒的調(diào)整是皮帶跑偏調(diào)整的重要環(huán)節(jié)。由于在每條皮帶運輸機上都會存在5個以內(nèi)的滾筒所有的滾筒都應(yīng)安裝在垂直于皮帶運輸機長度中心線方向若偏斜過大必然發(fā)生跑偏現(xiàn)象。其調(diào)整方法與調(diào)整托輥組類似。對于頭部滾筒如皮帶向滾筒的右側(cè)跑偏，元素分析儀則右側(cè)的軸承座應(yīng)當向前移動，皮帶向滾筒的左側(cè)跑偏，則左側(cè)的軸承座應(yīng)當向前移動，相對應(yīng)的也可將左側(cè)軸承座后移或右側(cè)軸承座后移。尾部滾筒的調(diào)整方法與頭部滾筒剛好相反。經(jīng)過反復(fù)調(diào)整直到皮