同軸減速器,同軸,減速器 目 錄 設計任務書…………………………………………………… 1傳動方案的擬定及說明……………………………………… 2電動機的選擇………………………………………………… 3計算傳動裝置的運動和動力參數…………………………… 4傳動件的設計計算…………………………………………… 5軸的設計計算………………………………………………… 6滾動軸承的選擇及計算……………………………………… 7鍵聯接的選擇及校核計算…………………………………… 8連軸器的選擇………………………………………………… 9減速器附件的選擇…………………………………………… 10潤滑與密封…………………………………………………… 設計小結……………………………………………………… 參考資料目錄………………………………………………… 機械設計課程設計任務書 設計題目：帶式運輸機的傳動裝置的設計 一??帶式運輸機的工作原理 帶式運輸機的傳動示意圖如圖 1、電動機2、帶傳動3、齒輪減速4、軸承5、聯軸器、6、鼓輪7、運輸帶 二 工作情況：已知條件 1? ? ? 工作條件：兩班制，連續(xù)單向運轉，載荷較平穩(wěn)，室內工作，有灰塵，環(huán)境最高溫度35℃； 2? ? ? ? 使用折舊期；8年； 3? ? ? ? 檢修間隔期：四年一次大修，兩年一次中修，半年一次小修； 4 ? ? ? 動力來源：電力，三相交流電，電壓380/220V； 5 ? ? ? 運輸帶速度容許誤差：±5%； 6 ? ? ? 制造條件及生產批量：一般機械廠制造，小批量生產。 三 原始數據 ? ? ? ? 題號 參數? ? ? ? 1? ? ? ? 2? ? ? ? 3? ? ? ? 4? ? ? ? 5? ? ? ? 6? ? ? ? 7? ? ? ? 8? ? ? ? 9? ? ? ? 10 運輸帶工作拉力（A） F/KN ? ? 1500? ? 2200? ? ?2300? ?2500? ? ?2600? ? ?2800? ? 3300? ? 4000? ? 4500? ? 4800 運輸帶工作速度（B） v/(m/s)? ? ?1.1? ? ?1.15? ? ? ?1.2? ? ?1.25? ? ?1.?3 ? ? 1.35? ? ? 1.4? ? ? 1.45? ? ? 1.5 ? ? 1.5 卷筒直徑（C） D/mm? ? ? 200? ? ?250? ? ? 310? ? ? 410? ? ?230? ? ? 340? ? ? 350? ? ?400? ? ?420? ? ? 500 注：運輸帶與卷筒之間卷筒軸承的摩擦影響已經在F中考慮 四??傳動方案（D） 編號? ? ? ? 方案? ? ? ? 編號? ? ? ? 方案 1? ? ? ? 帶——單級斜齒輪圓柱齒輪減速器? ? ? ? 2? ? ? ? 二級同軸式圓柱齒輪減速器 3 圓錐圓柱齒輪減速器 4 二級展開式圓柱齒輪減速器 5? ? ? ? 單級蝸桿減速器? ? ? ? 五 ? 設計內容 1.? ? ? ? 電動機的選擇與運動參數計算； 2.? ? ? ? 斜齒輪傳動設計計算 3.? ? ? ? 軸的設計 4.? ? ? ? 滾動軸承的選擇 5.? ? ? ? 鍵和連軸器的選擇與校核； 6.? ? ? ? 裝配圖、零件圖的繪制 7.? ? ? ? 設計計算說明書的編寫 六 ? ?設計任務 1．? ? ? ? 減速器總裝配圖一張 2．? ? ? ? 齒輪、軸零件圖各一張 3．? ? ? ? 設計說明書一份 七? ? ? 設計進度 1、? ? ? ? 第一階段：總體計算和傳動件參數計算 2、 第二階段：軸與軸系零件的設計 3、 第三階段：軸、軸承、聯軸器、鍵的校核及草圖繪制 4、 第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計算說明書的編寫 八 評分細則 1、設計任務說明書. 40分 2、圖紙質量 40分 3、進度檢查表(每天進行一次進度檢查) 20分 一　傳動方案的擬定及分析 我的題號為A6B6C1D3 A6----運輸帶工作拉力F=2800N B6----運輸帶工作速度V=1.35m/s C6----卷筒直徑D=340mm B----二級圓同軸式柱齒輪減速器 由題目所給的傳動方案，本設計為同軸式二級圓柱齒輪減速器，同軸齒輪減速器是常用減速器之一：減速器同軸輸出,閉式傳動,能有效減少灰塵帶來的影響,減速器橫向尺寸較小，兩大齒輪浸油深度可以大致相同。結構較復雜，軸向尺寸大，中間軸較長、剛度差，中間軸承潤滑較困難。 1—電動機；2—聯軸器；3—齒輪減速器；4—帶式運輸機；5—鼓輪；6—聯軸器 二　電動機的選擇 1． 電動機類型和結構的選擇 　　根據環(huán)境條件要求，電力，三相交流電，電壓380/220V。所以采用Y系列三相異步電動機。 2． 電動機容量的選擇 1） 工作機所需功率Pw 其中 =0.96 (見機械設計課程設計手冊P9，以下簡稱課設) 2） 3） 電動機的輸出功率 Pd＝Pw/η η＝＝0.918 取 3． 電動機轉速的選擇 nd＝（i1’·i2’…in’）nw 初選為同步轉速為1000r/min的電動機 4．電動機型號的確定 由表20－1查出電動機型號為Y132S-4,其額定功率為5.5kW，滿載轉速1440r/min。基本符合題目所需的要求。 計算傳動裝置的運動和動力參數 傳動裝置的總傳動比及其分配 1． 計算總傳動比 由電動機的滿載轉速nm和工作機主動軸轉速nw可確定傳動裝置應有的總傳動比為： i＝nm/nw nw＝75.87 i＝18.97 2． 合理分配各級傳動比 由于減速箱是同軸式布置，所以i1＝i2。 因為i＝18.97，取i＝4.36，i1=i2=4.36 速度偏差為<5%，所以可行。 各軸轉速、輸入功率、輸入轉矩 項 目 電動機軸 高速軸I 中間軸II 低速軸III 轉速（r/min） 960 960 269.67 75.75 功率（kW） 5.5 5.25 5.15 5.05 轉矩（N·m） 34.85 148.9 636.5 三　齒輪傳動設計計算 　　對于同軸減速器設計，只需設計第二級齒輪傳動 1． 選精度等級、材料及齒數 1） 材料及熱處理； 選擇小齒輪材料為40Cr（調質），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調質），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。 2） 精度等級選用7級精度； 3） 試選小齒輪齒數z1＝24，大齒輪齒數z2＝104.64的； 4） 初選β＝14。 2． 按齒面接觸強度設計 按式試算，即 dt≥ 1） 確定公式內的各計算數值 （1） 試選Kt＝1.6 （2） 由圖10－30選取區(qū)域系數ZH＝2.433 （3） 由表10－7選取尺寬系數φd＝1 （4） 由圖10－26查得εα1＝0.79，εα2＝0.87，則εα＝εα1＋εα2＝1.66 （5） 由表10－6查得材料的彈性影響系數ZE＝189.8Mpa （6） 由圖10－21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限σHlim1＝600MPa；大齒輪的解除疲勞強度極限σHlim2＝550MPa； （7） 由式10－13計算應力循環(huán)次數 N1＝60n1jLh＝7.6×10e9 N2＝N1/i＝1.75×10e9 （8） 由圖10－19查得接觸疲勞壽命系數KHN1＝0.91；KHN2＝0.95 （9） 計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為1％，安全系數S＝1.2，由式（10－12）得 [σH]1＝540MPa [σH]2＝522.5MPa2.433 2） 計算 （1） 試算小齒輪分度圓直徑d1t d1t≥ =65.08 （2） 計算圓周速度 v==1.12m/s （3） 計算齒寬b及模數mnt b=φdd1t=1×65.08mm=65.08mm mt=2.63 h=2.25mnt=2.25×2.63mm=5.92mm b/h=10.99 （4） 計算載荷系數K 已知載荷平穩(wěn)，所以取KA=1.1 根據v=0.0.996m/s,7級精度，由圖10—8查得動載系數KV=1.1；由表10—4查的KHβ的計算公式和直齒輪的相同， 故 KHβ=1.4 由表10—13查得KFβ=1.42 由表10—3查得KHα=KHα=1.4。故載荷系數 K=KAKVKHαKHβ=2.193 （5） 按實際的載荷系數校正所得的分度圓直徑，由式（10—10a）得 d1==mm=72.27mm （6） 計算模數mn mn =2.83 3． 按齒根彎曲強度設計 由式(10—17) mn≥ 1） 確定計算參數 （1） 計算載荷系數 K=KAKVKFαKFβ=2.187 （2） 查取齒型系數 由表10－5查得YFa1=2..57；Yfa2=2.16 （3） 查取應力校正系數 由表10－5查得Ysa1=1.58；Ysa2=1.81 （4） 計算[σF] σF1=500Mpa σF2=380MPa KFN1=0.95 KFN2=0.98 [σF1]=339.29Mpa [σF2]=266MPa （5） 計算大、小齒輪的并加以比較 =0.013376 =0.016368 大齒輪的數值大。 2） 設計計算 mn≥=2.09取mn=2.5 4． 幾何尺寸計算 1） 計算中心距 z1=28.05，取z1=29 z2=126.44 取Z2=127 a=199.68 a圓整后取200mm 按調整后的中心距修正螺旋角 14.3615。 修正 d1=74.84mm d2=325.16mm 2） 計算齒輪寬度 B1=80mm，B2=75mm 3） 結構設計 以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大于160mm，而又小于500mm，故以選用腹板式為宜。其他有關尺寸參看大齒輪零件圖。 五　軸的設計計算 擬定輸入軸齒輪為右旋 中間軸： 1． 初步確定軸的最小直徑 d≥＝=30.28mm 2． 求作用在齒輪上的受力 Ft1==1306.5N Fr1=Ft=463N Fa1=Fttanβ=321N； Ft2=4580N Fr2=1718N Fa2=428.43N 3． 軸的結構設計 1） 擬定軸上零件的裝配方案 i. I-II段軸用于安裝軸承33306，故取直徑為30mm。 ii. II-III段軸肩用于固定軸承，查手冊得到直徑為33mm。 iii. III-IV段為小齒輪，外徑90mm。 iv. IV-V段分隔兩齒輪，直徑為38mm。 v. V-VI段安裝大齒輪，直徑為34mm。 vi. VI-VIII段安裝套筒和軸承，直徑為30mm。 2） 根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1. I-II段軸承寬度為22.75mm，所以長度為22.75mm。 2. II-III段軸肩考慮到齒輪和箱體的間隙12mm，軸承和箱體的間隙4mm，所以長度為16mm。 3. III-IV段為小齒輪，長度就等于小齒輪寬度85mm。 4. IV-V段用于隔開兩個齒輪，長度為120mm。 5. V-VI段用于安裝大齒輪，長度略小于齒輪的寬度，為80mm。 6. VI-VIII長度為44mm。 4． 求軸上的載荷 5． 精確校核軸的疲勞強度 1） 判斷危險截面 由于截面IV處受的載荷較大，直徑較小，所以判斷為危險截面 2） 截面IV右側的 截面上的轉切應力為 由于軸選用40cr，調質處理，所以 ，，。 （[2]P355表15-1） a) 綜合系數的計算 由，經直線插入，知道因軸肩而形成的理論應力集中為，， （[2]P38附表3-2經直線插入） 軸的材料敏感系數為，， （[2]P37附圖3-1） 故有效應力集中系數為 查得尺寸系數為，扭轉尺寸系數為， （[2]P37附圖3-2）（[2]P39附圖3-3） 軸采用磨削加工，表面質量系數為， （[2]P40附圖3-4） 軸表面未經強化處理，即，則綜合系數值為 b) 碳鋼系數的確定 碳鋼的特性系數取為， c) 安全系數的計算 軸的疲勞安全系數為 735 故軸的選用安全。 輸入軸： 1． 初步確定軸的最小直徑 2． 軸的結構設計 1） 確定軸上零件的裝配方案 3． 按彎扭合成應力校核軸的強度 W=74569N.mm T=50336N.mm 45鋼的強度極限為，又由于軸受的載荷為脈動的，所以。 輸出軸 1． 初步確定軸的最小直徑 2． 軸的結構設計 1） 軸上零件的裝配方案 4． 求軸上的載荷 Mm=9875N.mm T=659000N.mm 6. 彎扭校合 連軸器的選擇 由于彈性聯軸器的諸多優(yōu)點，所以考慮選用它。 二、 高速軸用聯軸器的設計計算 由于裝置用于運輸機，原動機為電動機，所以工作情況系數為， 計算轉矩為 所以考慮選用彈性柱銷聯軸器TL4（GB4323-84），但由于聯軸器一端與電動機相連，其孔徑受電動機外伸軸徑限制，所以選用TL5（GB4323-84） 其主要參數如下： 材料HT200 公稱轉矩 軸孔直徑， 軸孔長， 裝配尺寸 半聯軸器厚 （[1]P163表17-3）（GB4323-84） 三、 第二個聯軸器的設計計算 由于裝置用于運輸機，原動機為電動機，所以工作情況系數為， 計算轉矩為 所以選用彈性柱銷聯軸器TL10（GB4323-84） 其主要參數如下： 材料HT200 公稱轉矩 軸孔直徑 軸孔長， 裝配尺寸 半聯軸器厚 （[1]P163表17-3）（GB4323-84） 減速器附件的選擇 通氣器 由于在室內使用，選通氣器（一次過濾），采用M18×1.5 油面指示器 選用游標尺M16 起吊裝置 采用箱蓋吊耳、箱座吊耳 放油螺塞 選用外六角油塞及墊片M16×1.5 潤滑與密封 一、 齒輪的潤滑 采用浸油潤滑，由于低速級周向速度為，所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為50m。 二、 滾動軸承的潤滑 由于軸承周向速度為，所以宜開設油溝、飛濺潤滑。 三、 潤滑油的選擇 齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設備，選用L-AN15潤滑油。 四、 密封方法的選取 選用凸緣式端蓋易于調整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉軸唇型密封圈實現密封。 密封圈型號按所裝配軸的直徑確定為（F）B25-42-7-ACM，（F）B70-90-10-ACM。 軸承蓋結構尺寸按用其定位的軸承的外徑決定。 設計小結 由于水平有限，且是第一次做機械設計，所以這次的設計還存在許多缺點，比如說箱體結構龐大，重量也很大。齒輪的計算不夠精確等等缺陷，我相信，通過這次的實踐，能使我在以后的設計中避免很多不必要的工作，有能力設計出結構更緊湊，傳動更穩(wěn)定精確的設備。 參考資料目錄 [1]《機械設計課程設計》，高等教育出版社，王昆，何小柏，汪信遠主編，1995年12月第一版； [2]《機械設計（第七版）》，高等教育出版社，濮良貴，紀名剛主編，2001年7月第七版； [3]《簡明機械設計手冊》，同濟大學出版社，洪鐘德主編，2002年5月第一版； [4]《減速器選用手冊》，化學工業(yè)出版社，周明衡主編，2002年6月第一版； [5]《工程機械構造圖冊》，機械工業(yè)出版社，劉希平主編 [6]《機械制圖（第四版）》，高等教育出版社，劉朝儒，彭福蔭，高治一編，2001年8月第四版； [7]《互換性與技術測量（第四版）》，中國計量出版社，廖念釗，古瑩庵，莫雨松，李碩根，楊興駿編，2001年1月第四版。 16