防爆型有轨运输牵引机车变速箱的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 陕西理工学院成人教育学院 - 1 - 摘 要 本次对机车变速箱的设计是适应了当前形势的需要 ,它以柴油作为燃料 ,投资少 ,效率高 ,可靠性高 ,也是一代环保产品；它结构简单 ,紧凑；工作灵活 ,方便 ,适应范围广。此机车的变速箱与其它汽车的变速箱不同点是： a) 其它汽车的变速箱一般只有一个后退挡； b) 轨道运输牵引机车前进挡和后退挡基本相同，速度差不多。 防爆型有轨运输牵引机车的变速箱是以常州 8马力的防爆柴油发动机作动力，通过带传动将高速传入变速箱。高转速在变速箱里通过拨叉使不同齿数齿轮合理相啮合，从而使变速箱的输出转速达到前行 3 3.2 km/h，8 km/h 和后行 3 3.2 km/h， 8 km/ 本设计分为七个主要方面，依次对机车的特点、传动方案、齿轮、轴、轴承、润滑及它的变速的实现作了详细的设计。另外，还包括装配图的设计、零件图的设计和相关的设计说明书。 关键词 ：机械；防爆；变速箱；齿轮啮合；拨叉 题目类型 ：工程设计类 工程技术研究类 软件开发类 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 陕西理工学院成人教育学院 - 2 - 目 录 1. 机车的用途，特点及主要技术参数 . 机车的用途 . 机车的特点 . 机车的主要技术参数 . 变速箱传动方案设计 . 传动方案的拟订 . 齿数选择与传动比的分配 . 机车牵引速度计算 . 变速箱各轴最大功率计算 . 变速箱各轴最大扭矩计算 . 几何尺寸计算 . 各齿轮传动的受力分析 . 变速箱主要传 动零件的设计与校核 . 齿轮的设计与校核 . 齿轮的校核 . 前进挡 轮设计结果报告 . 前进 1 挡 轮设计结果报告 . 前进 2 挡 轮设计结果报告 . 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 陕西理工学院成人教育学院 - 3 - 前进档 轮设计结果报告 . 后退挡 惰轮 . 后退挡惰轮 轮设计结果报告 . 后退档 轮设计结果报告 . 退 1 挡 轮设计结果报告 . 退 2 挡 轮设计结果报告 . 传动轴的设计计算及校核 . 传动轴材料的选取 . 初步计算轴径 . 轴的设计及强度校核 . 平键的强 度计算 . 轴承的选择与寿命计算 . 确定四根轴的轴承 . 轴承的寿命计算及校核 . 润滑与密封 . 轴承的润滑与密封 . 齿轮的润滑 . 档位控制设计 . 结束语 . 考文献 . 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 陕西理工学院成人教育学院 - 4 - 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 陕西理工学院成人教育学院 - 5 - 1 机车的用途，特点及主要技术参数 科学技术的飞速发展，社会所需求机械产品的结构越来越合理，其 性能和效率要求也越来越高。因此，为了适应国民经济发展的需求，提高生产效率，在运输系统上对运输工具相应的提出了高性能，高技术，高效率的要求。 能源是国民经济的命脉。就我国煤炭系统目前发展的状况而言，在煤矿运输中有三种运输类型：有轨运输、无轨运输和皮带运输。而有轨运输以其效率高、安全性好等优点在煤矿业中得到较广泛的使用。在目前有轨运输中作为动力系统的有三种形式：矿井电力、蓄 电池和柴油机。而以防爆柴油机作为动力的轨道运输牵引机车以其特有的防爆安全和大功率的特点作为有轨运输的主力军。虽然防爆柴油机轨道运输牵引机车目前已在某些矿井使用，但并未普及，而象此次设计功率 18 马力的牵引机车目前还未开发生产。所以，此设计可以说填补了国内空白。 设计轨道运输牵引机车的变速箱，就是为了解决过去运输牵引机车变速复杂，变速范围小，效率低等问题。该轨道运输牵引技术的变速箱的工作原理是，防爆柴油发动机作为动力，通过带传动将高转速传入变速箱。高转速在变速箱里通过拨叉使不同齿数齿轮合理相啮合，从而使变速箱的 输出转速达到前行 3 3.2 km/h、 8 km/ 3.2 km/h、 8 km/ 变速箱是轨道牵引机车的主要组成部分，同时变速箱又是由许多不同的部分组成，其中包括一根传入轴、二根传递轴、一根输出轴和一根惰轮轴、十个圆柱齿轮和三个拨叉，此外，还有变速箱壳体、轴承等其他零件。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 陕西理工学院成人教育学院 - 6 - 装备此次设计变速箱的轨道运输牵引机车一般选用常州 8马力柴油机作为动力。牵引机车上的照明、喇叭信号及蓄电池充电都是由柴油机带动直流发电机发电来供给的。本牵引机车功率大，燃料消耗率低。此外 ，机车还具有催化器及水洗箱两极净化装置。本次设计的变速箱在速度上具有前行和后行共 4 种不同的速度，使机车在不同的情况下采用不同的挡位。所以，此轨道运输牵引机车具有节能、高效、方便、污染少、变速广、适用面宽等优点，可以广泛推广生产使用。但目前这种具有该设计变速箱的机车正处于研究开发阶段。随着各种技术的完善，此种大功率牵引机车的前景一定辉煌！ 机车的用途 就我国目前而言 ,此种机车有其非常重要的作用 ,应说是填补了一项空白 ,我国目前还没有此类型号的牵引机车。它使用于广大厂矿企业的货物、能源、资料、产品等的运 输。 机车的特点 此机车的设计适应了当前形势的需要 ,它以柴油作为燃料 ,投资少 ,效率高 ,可靠性高 ,也是一代环保产品；它结构简单 ,紧凑；工作灵活 ,方便 ,适应范围广。此机车的变速箱与其它汽车的变速箱不同点是： a) 其它汽车的变速箱一般只有一个后退挡； b) 轨道运输牵引机车前进挡和后退挡基本相同，速度差不多。 机车的主要技术参数 (1) 动力装置：防爆柴油发动机 功 率： P=18 马力 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 陕西理工学院成人教育学院 - 7 - 额定转速： n=2200 2) 高速级带传动 传动比为 2/28/132=变速箱后有链轮驱动，链传动比为 2/7/13=3) 车轮直径： D=300 4) 牵引车速度：前进 3 8 km/h 后退 3 8 km/h (5) 防爆柴油机输出转矩： T = 06 P/n=0618/2200 n T = n ： T = 103 n 6) 变速箱的输入转速： n / 2200/ ： 1274 7) 变速箱输入轴扭矩： 01i 1 = 03n 103 n ： 103 n 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 陕西理工学院成人教育学院 - 8 - 2 变速箱传动方案设计 传动方案的拟订 主变速传动系从动力机到主轴，通常为降速传动，接近动力机的传动件转速较高，传递的扭矩较小，尺寸小一些；反之，靠近主轴的传动件转速较底，传递的扭矩较大，尺寸就较大。因此在拟订主变速传动系时，应尽可能将传动副较多的变速组安排在前面，传动副数少的变速组放在后面。这符合传动副前多后少原则。在设计主变速传 动时，还应尽可能做到变速组的传动顺序与扩大顺序相一直。此外，变速组的降速要前慢后快，中间轴的转速不宜超过动力机的转速。上述原则在设计主变速传动系时一般应该遵循，也要根据具体情况加以灵活运用。防爆型有轨运输牵引机车变速箱为四轴式，具有前行、后行各两种速度。由于变速箱能以较少的齿轮数获得较多的挡位数和较大的变速范围，并且变速箱体积较小，所以选用空间型组成式变速箱。拟订传动方案，包括传动型式的选择以及开停、换向、制动、操纵等整个传动系统的确定。为了使牵引机车得到适当的车速以增强运输能力，选择变速级数为两级，牵引车 便有前行、后行各两个挡位。在 -轴间采用滑移齿轮，在 -轴间采用双联滑移齿轮。 齿数选择与传动比的分配 由动力机满载转速 得传动装置总传动比为： nm/传动比为各级传动比 动比分配得合理，可以减小传动装置的外廓尺寸、重量，达到结构紧买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 陕西理工学院成人教育学院 - 9 - 凑、降低成本的目的，还可以得到较好的润滑条件。分配传动比主要应考虑以下几点： (1) 各级传动比均应在推荐范围内选取，不得超过最大值。各种传动的传动比常用值参见设计手册（课程设计手册 2）。 (2) 各级传动零件应做到尺寸协调，结构匀称，避免相互间发生碰撞或安装不便。 (3) 尽量使传动装置的外廓尺寸紧凑或重量较小。 (4) 在变速箱中，各级齿轮都应得到充分润滑。 高速级带传动传动比为 2/28/132=变速箱后有链轮驱动，链传动比为 2/7/13=5)由于发动机的标定转速多在 1500前 2000 2500有提高的趋势。所以，变速箱的多数挡为减速档，传动比大于 1，个别升速挡的传动比不宜小于 对齿轮的传动比不宜小于 避免齿轮转速过高而增大轮齿上的载荷和增加搅油损失。 (6)要保证拖拉机工作速度范围，使变速箱各档传动比能“拉的开”距离。 (7)为了减少零部件的尺寸和质量，应降低零部件的载荷。为此，应尽量使前级部件的传动比减小，而使最终传动的传动比增大。所以变速箱的传动比以较小为益。 综合考虑以上各因素制定了以下的传动比分配方案： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 陕西理工学院成人教育学院 - 10 - 表 1 变速箱传动比分配 - - - - - - 前进挡 1 模数 3 1 模数 3 23 模数 4 31 模数 5 32 模数 5 1 模数 3 总传 动比 70/30 61/22 54/18 40/32 30/30 1 挡 挡 退挡 1 65/30 1 挡 . 77273 3 挡 . 77273 带传动的传动比 i= 链传动的传动比 i=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 陕西理工学院成人教育学院 - 11 - 机车牵引速度计算 ni=n/I 前进 后退 变速箱总传动比 1 挡 2 挡 1 挡 2 挡 传动传动比 传动传动比 动机转速 2200 机车轮轴转速 车行驶速度 变速箱各轴最大功率计算 挡 链传动效率 带传动效率 7 级齿轮传动效率 发动机功率 1 挡时各级传动比 2 挡时各级传动比 速箱 1轴功率 2 轴功 率 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 陕西理工学院成人教育学院 - 12 - 3 轴功率 4 轴功率 变速箱各轴最大扭矩计算 挡 发动机输出扭矩 挡时 1轴转速 轴扭矩 轴转速 轴扭矩 轴转速 轴扭矩 轴转速 轴扭矩 几何尺寸计算 齿数 模数 分度 圆 直径 中心 距 齿宽 齿顶 圆 直径 齿根 圆 直径 齿形 角 全齿 高 0 3 90 150 20 96 0 21 70 3 210 20 216 0 22 65 3 195 与 0 201 0 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 陕西理工学院成人教育学院 - 13 - 2 4 88 166 35 96 78 20 8 99 1 4 244 35 252 234 20 8 99 8 5 72 180 35 80 62 20 41 54 5 270 35 280 0 32 32 5 160 180 35 170 0 42 40 5 200 35 210 0 轮 0 3 90 与 0 20 96 0 各齿轮传动的受力分析 1 23 31 32 惰轮 与22 与 惰轮 度圆直径 90 88 72 160 90 90 轴扭矩 周力T/d 向力T/d* 变速箱主要传动零件的设计与校核 齿轮的设计与校核 齿轮设计要考虑以下几个方面： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 陕西理工学院成人教育学院 - 14 - (1)齿轮运转性能方面：噪声低、振动小、传动效率高。 (2)承载能力方面：具有所要求的强度和工作寿命，或在规定寿命下的可靠度。 (3)工艺性方面：能采用容易得到的刀具加工，齿轮参数与刀具参数相协调。 (4)经济性方面：在保证使用性能和耐久性的条件下，加工和使用成本低。 所选齿轮一般不产生根切既 17，齿轮齿根圆到键槽的壁厚一般取 5轮的齿宽 b= 齿宽系数的选 择与齿面硬度、齿向精度和支承刚度有关，它直接影响轮齿的承载能力。对于变速箱齿轮 =5 7，低档齿轮取大值，高挡取小值。 齿轮的校核 拖拉机圆柱齿轮承载能力计算方法及有关系数的特点，拖拉机圆柱齿轮承载能力计算方法，是在国家标准 83渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法的基础上，结合拖拉机齿轮的具体情况，参照 辆圆柱齿轮承载能力计算方法标准，吸取国内外齿轮设计、制造和使用中的最近技术和积累的经验而提出来的。 其基本公式为： (1) 接触应力公式： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 陕西理工学院成人教育学院 - 15 - (2) 弯曲应力公式： 前进挡 轮设计结果报告 、齿轮设计输入参数 1. 传递功率 P 2. 传递转矩 T 3. 齿轮 1 转速 r/ 4. 齿轮 2 转速 r/ 5. 传动比 i 6. 预定寿命 H 28000 (小时 ) 7. 原动机载荷特性 中等振动 8. 工作机载荷特性 中等振动 、齿轮传动结构形式和布置形式 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 陕西理工学院成人教育学院 - 16 - 1. 结构形式 闭式 2. 齿轮 1 布置形式 非对称布置 (轴刚性较小 ) 3. 齿轮 2 布置形式 非对称布置 (轴刚性较小 ) 、材料及热处理 1. 齿面类型 硬齿面 2. 热处理质量要求级别 3. 齿轮 1 的材料及热处理 材料名称 40热处理 表面 淬火 硬度范围 48 55( 硬度取值 52 ( 接触强度极限应力 b( 1186 (N/) 接触强度安全系数 S( 弯曲强度极限应力 b( 337 (N/) 弯曲强度安全系数 S( 4. 齿轮 2 的材料及热处理 材料名称 40热处理 表面淬火 硬度范围 48 55( 硬度取值 52 ( 接触强度安全系数 S( 弯曲强度极限应力 b( 337 (N/) 弯曲强度安全系数 S( 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 陕西理工学院成人教育学院 - 17 - 弯曲强度许用应力 ( 470 (N/) 、齿轮基本参数 (目名称 齿轮 1 齿轮 2 1. 模 数 m 2. 齿 数 z 30 70 3. 变位系数 x 4. 总变位系数 x 5. 齿 宽 B 6. 齿宽系数 d 7. 分度圆直径 d 8. 齿顶圆直径 9. 齿根圆直径 10. 基圆直径 11. 节圆直径 d 12. 齿 顶 高 13. 齿 根 高 14. 全 齿 高 h 15. 齿 数 比 u 16. 标准中心距 A 17. 实际中心距 A 18. 中心距变动系数 y 19. （端面）啮合角 (度） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 陕西理工学院成人教育学院 - 18 - 20. 齿高变动系数 y 21. 齿顶压力角 a 度） 22. 端面重合度 a 23. 纵向重合度 b 24. 总重合度 25. 分度圆弦齿厚 s 26. 分度圆弦齿高 h 27. 固定弦齿厚 28. 固定弦齿高 29. 公法线跨齿数 K 3 8 30. 公法线长度 接触强度、弯曲强度校核结果和参数 . 齿轮 1 接触强度许用应力 H1 N/) . 齿轮 2 接触强度许用应力 H2 N/) . 接触强度计算应力 H N/) 满足 . 齿轮 1 弯曲强度许用应力 F1 N/) . 齿轮 1 弯曲强度计算应力 F N/) 满足 . 齿轮 2 弯曲强度许用应力 F2 N/) . 齿轮 2 接触强度计算应力 F N/) 满足 1. 圆 周 力 N) 2. 齿轮线速度 V m/s) 3. 使用系数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 陕西理工学院成人教育学院 - 19 - 4. 动载系数 5. 齿向载荷分布系数 6. 综合变形对载荷公布的影响 7. 安装精度对载荷分 布的影响 8. 齿间载荷分布系数 9. 安装处理方法 一般 10. 是否修形齿轮 0 11. 节点区域系数 12. 材料的弹性系数 13. 接触强度重合度系数 14. 接触强度螺旋角系数 15. 重合、螺旋角系数 16. 接触疲劳寿命系数 17. 是否允许有一定量的点蚀 1 18. 润滑油膜影响系数 19. 润滑油粘度（ 50度） 20. 工作硬化系数 21. 接触强度尺寸系数 22. 齿向载荷分布系数 23. 齿间载荷分布系数 24. 抗弯强度重合度系数 25. 抗弯强度螺旋角系数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 陕西理工学院成人教育学院 - 20 - 26. 抗弯 强度重合、螺旋角系数 27. 复合齿形系数 8. 应力校正系数 9. 寿命系数 0. 齿根圆角敏感系数 1. 齿根表面状况系数 2. 尺寸系数 3. 载荷类型 对称循环载荷 34. 齿根表面粗糙度 16 m 、齿轮精度 目名称 齿轮 1 齿轮 2 1. 第一组精度 7 7 2. 第二组精度 7 7 3. 第三组精度 7 7 4. 上偏差 F F 5. 下偏差 H H 检验项目 目 名 称 齿轮 1 齿轮 2 1. 齿距累积公差 2. 齿圈径向跳动公差 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 陕西理工学院成人教育学院 - 21 - 3. 公法线长度变动公差 4. 齿距极限偏差 ) 5. 齿形公差 6. 一齿切向综合公差 7. 一齿径向综合公差 8. 齿向公差 9. 切向综合公差 10. 径向综合公差 11. 基节极限偏差 ) 12. 螺旋线波度公差 13. 轴向齿距极限偏差 ) 14. 齿向公差 15. 16. 17. 齿厚上偏差 18. 齿厚 下偏差 19. 中心距极限偏差 ) 前进 1 挡 轮设计结果报告 、齿轮设计输入参数 1. 传递功率 P 2. 传递转矩 T 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 陕西理工学院成人教育学院 - 22 - 3. 齿轮 1 转速 r/ 4. 齿轮 2 转速 r/ 5. 传动比 i 6. 预定寿命 H 28000 (小时 ) 7. 原动机载荷特性 中等振动 8. 工作机载荷特性 中等振动 、齿轮传动结构形式和布置形式 1. 结构形式 闭式 2. 齿轮 1 布置形式 非对称布置 (轴刚性较大 ) 3. 齿轮 2 布置形式 非对称布置 (轴刚性较大 ) 、材料及热处理 1. 齿面类型 硬齿面 2. 热处理 质量要求级别 3. 齿轮 1 的材料及热处理 材料名称 40热处理 表面淬火 硬度范围 48 55( 硬度取值 52 ( 接触强度极限应力 b( 1186 (N/) 接触强度安全系数 S( 弯曲强度极限应力 b( 337 (N/) 弯曲强度安全系数 S( 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 陕西理工学院成人教育学院 - 23 - 4. 齿轮 2 的材料及热处理 材料名称 40热处理 表面淬火 硬度范围 48 55( 硬度取值 52 ( 接触强度安全系数 S( 弯曲强度极限应力 b( 337 (N/) 弯曲强度安全系数 S( 弯曲强度许用应力 ( 457 (N/) 、齿轮 基本参数 (目名称 齿轮 1 齿轮 2 1. 模 数 m 2. 齿 数 z 18 54 3. 变位系数 x 4. 总变位系数 x 5. 齿 宽 B 6. 齿宽系数 d 7. 分度圆直径 d