618 爬式加料机传动装置设计【CAD图+说明书+PPT+翻译】
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摘 要
爬式加料机可把块状、颗粒状物料从贮料仓中均匀、定时、连续地给到受料装置中去，广泛用于冶金、煤矿、选矿、建材、化工、磨料等行业的破碎、筛分联合设备中。本设计主要是对爬式加料机传动装置的设计。机电传动装置已广泛应用于社会各个行业，。机电传动装置除了要实现基本的工作要求，还要美观、操作简便、维修容易等功能。机械传动装置的改进在今后的机械领域的发展是至关重要的。
本设计首先分析了爬式加料机传动装置，通过对三种传动方案的分析确定了工作机的传递方案；然后结合题目中所提供的数据确定了电动机的功率和转速,而后确定了电动机的类型和型号，计算出了传动装置的动力参数；接下来是对传动零件的设计，确定了V带带型并且完成了齿轮传动设计；最后是轴的设计，确定了轴上零件的装配方案。完成了减速传递装置设计和计算，利用Auto CAD绘制了减速传动装置装配图及零件图。
关键词：爬式加料机机械，传动装置，齿轮传动
- 内容简介：
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1 机械设计理论 机械设计是一门通过设计新产品或者改进老产品来满足人类需求的应用技术科学。它涉及工程技术的各个领域，主要研究产品的尺寸、形状和详细结构的基本构思，还要研究产品在制造、销售和使用等方面的问题。 进行各种机械设计工作的人员通常被称为设计人员或者机械设计工程师。机械设计是一项创造性的工作。设计工程师不仅在工作上要有创造性，还必须在机械制图、运动学、工程材料、材料力学和机械制造工艺学等方面具有深厚的基础知识。 如前所诉，机械设计的目的是生产能够满足人类需求的产品。发明、发现和科技知识本身并不一 定能给人类带来好处，只有当它们被应用在产品上才能产生效益。因而，应该认识到在一个特定的产品进行设计之前，必须先确定人们是否需要这种产品。 应当把机械设计看成是机械设计人员运用创造性的才能进行产品设计、系统分析和制定产品的制造工艺学的一个良机。掌握工程基础知识要比熟记一些数据和公式更为重要。仅仅使用数据和公式是不足以在一个好的设计中做出所需的全部决定的。另一方面，应该认真精确的进行所有运算。例如，即使将一个小数点的位置放错，也会使正确的设计变成错误的。 一个好的设计人员应该勇于提出新的想法，而且愿意承担一定的 风险，当新的方法不适用时，就使用原来的方法。因此，设计人员必须要有耐心，因为 所花费的时间和努力并不能保证带来成功。一个全新的设计，要求屏弃许多陈旧的，为人们所熟知的方法。由于许多人墨守成规，这样做并不是一件容易的事。一位机械设计师应该不断地探索改进现有的产品的方法，在此过程中应该认真选择原有的、经过验证的设计原理，将其与未经过验证的新观念结合起来。 新设计本身会有许多缺陷和未能预料的问题发生，只有当这些缺陷和问题被解决之后，才能体现出新产品的优越性。因此，一个性能优越的产品诞生的同时，也伴随着较高的风险。 应该强调的是，如果设计本身不要求采用全新的方法，就没有必要仅仅为了变革的目的而采用新方法。 在设计的初始阶段，应该允许设计人员充分发挥创造性，不受各种约束。即使产生了许多不切实际的想法，也会在设计的早期，即绘制图纸之前被改正掉。只有这样，才不致于堵塞创新的思路。通常，要提出几套设计方案，然后加以比较。很有可能在最后选定的方案中，采用了某些未被接受的方案中的一些想法。 心理学家经常谈论如何使人们适应他们所操作的机器。设计人员的基本职责是努 2 力使机器来适应人们。这并不是一项容易的工作，因为实际上并不存在着一个对所有人来说都是最优的操作范围和操作过程。 另一个重要问题，设计工程师必须能够同其他有关人员进行交流和磋商。在开始阶段，设计人员必须就初步设计同管理人员进行交流和磋商，并得到批准。这一般是通过口头讨论，草图和文字材料进行的。为了进行有效的交流 ，需要解决下列问题： （ 1） 所设计的这个产品是否真正为人们所需要？ （ 2） 此产品与其他公司的现有同类产品相比有无竞争能力？ （ 3） 生产这种产品是否经济？ （ 4） 产品的维修是否方便？ （ 5） 产品有无销路？是否可以盈利？ 只有时间能对上述问题给出正确答案。但是 ， 产品的设计、制造和销售只能在对上述问题的初步肯定答案的基础上进行。设计工程师还应该通过零件图和装配图，与制造部门一起对最终设计方案进行磋商。 通常 ，在制造过程中会出现某个问题。可能会要求对某个零件尺寸或公差作一些更改，使零件的生产变得容易。但是，工程上的更改必须要经过设计人员批准，以保证不会损伤产品的功能。有时，在产品的装配时或者装箱外运前的试验中才发现设计中的某种缺陷。这些事例恰好说明了设计是一个动态过程。总是存在着更好的方法来完成设计工作，设计人员应该不断努力，寻找这些更好的方法。 近些年来，工程 材料的选择已经显得重要。此外，选择过程应该是一个对材料的连续不断的重新评价过程。新材料不断出现，而一些原有的材料的能够获得的数量可能会减少。环境污染、材料的回收利用、工人的健康及安全等方面经常会对材料选择附加新的限制条件。为了减轻重量或者节约能源，可能会要求使用不同的材料。来自国内和国际竞争、对产品维修保养方便性要求的提高和顾客的反馈等方面的压力，都会促使人们对材料进行重新评价。由于材料选用不当造成的产品责任诉讼，已经产生了深刻的影响。此外，材料与材料加工之间的相互依赖关系已经被人们认识得更清楚。因此，为了 能在合理的成本和确保质量的前提下获得满意的结果，设计工程师的制造工程师都必须认真仔细地选择、确定和使用材料。 制造任何产品的第一步工作都是设计。设计通常可以分为几个明确的阶段：（ a）初步设计；（ b）功能设计；（ c）生产设计。在初步设计阶段，设计者着重考虑产品应该具有的功能。通常要设想和考虑几个方案，然后决定这种思想是否可行；如果可行，则应该对其中一个或几个方案作进一步的改进。在此阶段，关于材料选择唯一要考虑的问题是：是否有性能符合要求的材料可供选择；如果没 3 有的话，是否有较大的把握在成本和时间都允许的限度内研 制出一种新材料。 在功能设计和工程设计阶段，要做出一个切实可行的设计。在这个阶段要绘制出相当完整的图纸，选择并确定各种零件的材料。通常要制造出样机或者实物模型，并对其进行试验，评价产品的功能、可靠性、外观和维修保养性等。虽然这种试验可能会表明，在产品进入到生产阶段之前，应该更换某些材料，但是，绝对不能将这一点作为不认真选择材料的借口。应该结合产品的功能，认真仔细地考虑产品的外观、成本和可靠性。一个很有成就的公司在制造所有的样机时，所选用的材料应该和其生产中使用的材料相同，并尽可能使用同样的制造技术。 这样对公司是很有好处的。功能完备的样机如果不能根据预期的销售量经济地制造出来，或者是样机与正式生产的装置在质量和可靠性方面有很大不同，则这种样机就没有多大的价值。设计工程师最好能在这一阶段完全完成材料的分析、选择和确定工作，而不是将其留到生产设计阶段去做。因为，在生产设计阶段材料的更换是由其他人进行的，这些人对产品的所有功能的了解不如设计工程师。 在生产设计阶段中，与材料有关的主要问题是应该把材料完全确定下来，使它们与现有的设备相适应，能够利用现有设备经济地进行加工，而且材料的数量能够比较容易保证 供应。 在制造过程中，不可避免地会出现对使用中的材料做一些更改的情况。经验表明，可采用某些便宜材料作为替代品。然而，在大多数情况下，在进行生产以后改换材料要比在开始生产前改换材料所花费的代价要高。在设计阶段做好材料选择工作，可以避免多数这样的情况。在生产制造开始后出现了可供使用的新材料是更换材料的最常见的原因。当然，这些新材料可能降低成本、改进产品的性能。但是，必须对新材料进行认真的评价，以确保其所有性能都满足要求。应当记住，新材料的性能和可靠性很少像现有材料那样为人们所了解。大部分的产品失效和产品责任事故 案件是由于在选用新材料作为替代材料之前，没有真正了解它们的长期使用性能而引起的。 产品的责任诉讼迫使设计人员和公司在选择材料时，采用最好的程序。在材料过程中，五个最常见的问题为：（ a）不了解或者不会使用关于材料应用方面的最新最好的信息资料； (b)未能预见和考虑擦黑年品可能的合理用途（如有可能，设计人员还应进一步预测和考虑由于产品使用方法不当造成的后果。在近年来的许多产品责任诉讼案件中，由于错误地使用产品而受到伤害的原告控告生产厂家，并且赢得判决）； (c)所使用的材料的数据不全或是有些数据不确定，尤其是当其长 期性能数据是如此的时候； (d)质量控制方法不适当和未经验证； (e)由一些完全不称职的人员选择材料。 通过对上述五个问题的分析，可以得出这些问题是没有充分理由存在的结论。对这些问题的研究分析可以为避免这些问题的出现指明方向。尽管采用最好 4 的材料选择方法也不能避免发生产品责任诉讼，设计人员和工业界按照适当的程序进行材料选择，可以大大减少诉讼的数量。 从以上的讨论可以看出，选择材料的人们应该对材料的性质，特点和加工方法有一个全面而基本的了解。 5 he is or to It in so on on of to be or is a in in so on If is to on to on in a do of as is on a to to is is to in a On be on if a to A to is to is to to to A of 6 is an A of in it to a is at is a if to is to In to to of if in in of is to up of in in to s is to is an to to in is be to on In to to on on is is In to on to (1) is (2) (3) of is (4) is (5) is to be to to 7 in on to on of to in to or to in to to in of or in in of is a a to to be In be to so on s to of In to or to s so on to on to In is by in to in to to to of is (a) (b) (c) In of is If is to or In 8 of to to to be to If a in in of In to a up in of or on to so of in to in in be as as to if to to or is in is of is in is it to is on in by to to In is to to on be to In to to to in in on to to in to to to to be of in 9 to to is on to to on of by is in to in of In (a) or (b) to to to to be to to (c) as is in (d) is (e) is by to is to of to be to on of to to 本科毕业设计论文 题 目 爬式加料机传动装置 1 毕业 任务书 一、 题目 爬式加料机传动装置设计 二、指导思想和目的要求 毕业设计是学生在校期间进行最后一次理论结合实际的较全面和基本的训练，是对几年来所学知识的系统运用和检验，也是走向工作岗位之前的最后一次的过渡性练兵。 通过这次毕业设计要求达到以下基本目的： 1）巩固、加强、扩大和提高以往所学的有关基础理论和专业知识。 2）培养学生综合运用所学的知识以解决实际工程问题的独立工作能力， 并初步掌握机械装备或部件设计的思想、设计程序、设计原则、步骤和方法。 3）培养学生使用有关设计规范、手册、参考文献以及分析计算、绘图和编写设计说明书等项能力的基本技能训练。 对本次毕业设计的基本要求是： 1）设计者应在规定时间内圆满完成要求的设计内容。设计成果包括：设计说明书一份（按规范格式，不少于 字），设计图纸一套（文本版 +电子版，不少于 2 张 励用三维软件建模和装配并生成二维图纸；另外还应翻译与课题有关的外文资料，译文字数不少于 5000 字。 2） 设计者必须充分重视和熟悉原始资料，明确设计任 务，在学习和参考他人经验的基础上，发挥独立思考能力，创造性地完成设计任务；合理利用标准零件和标准部件，非标准件应满足工艺性好、操作方便、使用安全等要求，降低成本提高效益；绘制图纸应符合国家标准，各项技术要求和尺寸标注应符合规范，说明书论述要充分，层次清楚，文字简洁，计算步骤正确。 设计 论文 2 三、主要技术指标 设计下面 爬式加料机的传动装置 ： 要求及技术参数如下： 1） 加料量 3500N，料车速度 v =s。 2） 双班制工作，间歇运转，有较大振动，环境有灰尘，寿命 5 年。 设计任务： 计算所需动力参数和运动参数，设计传动装置。 四、进度和要求 1. 熟悉题目背景、查阅相关资料、复习有关知识；查找与课题相关的英文资料并翻译成中文；完成开题报告。 寒假 2. 确定主要技术参数：进行运 动和动力参数计算，确定原动机型号； 第 1 3. 绘制装配草图，并 对重要零件（如轴、轴承等）进行工作能力校核； 第 3 4. 绘制传动部件装配图； 第 6 5. 绘制 非标准件 零件图； 第 9 6. 撰写说明书初稿； 第 12 3 7. 修改说明书，准备答辩。 第 14 周 五、 主要参考书及参考资料 1黄珊秋， 机械设计课程设计 ，机械工业出版社 ,1999； 2蒲良贵，纪明刚， 机械设计（第八版） ， 高等教育出版社， 2006； 3李波， 械设计完全自学手册 ， 机械工业出版社 ,2011； 4马兰， 机械制图 ， 机械工业出版社， 2006； 5孙恒 ，机械原理，高等教育出版社， 2006； 6蒲良贵，纪明刚，机械设计学习指南，高等教育出版社， 2001； 7徐灏 ，机械设计手册，机械工业出版社， 1991； 8成大先，机械设计图册，化学工业出版社， 2000； 9花家寿，新型联轴器与离合器，上海科学技术出版社， 1989。 4 摘 要 爬式加料机 可把块状、颗粒状物料从贮料仓中均匀、定时、连续地给到受料装置中去，广泛用于冶金、煤矿、选矿、建材、化工、磨料等行业的破碎、筛分联合设备中 。 本设计主要 是对爬式加料机传动装置的设计。机电传动装置已广泛应用于社会各个行业，。机电传动装置除了要实现基本的工作要求，还要美观、操作简便、维修容易等功能。机械传动装置的改进在今后的机械领域的发展是至关重要的。 本 设计 首先分析了 爬式加料机传动装置 ， 通过对三种传动方案的分析确定 了工作机的 传递方案 ； 然后 结合 题目中所提供的数据确定了电动机的功率和转速 ,而后确定了电动机的类型和型号，计算出了传动装置的动力参数；接下来是对传动零件的设计，确定了 V 带带型并且完成了齿轮传动设计；最后是轴的设计，确定了轴上零件的装配方案。 完成 了 减速传递装置 设计和计算， 利用 减速传动装置装配图及零件图 。 关键词 ： 爬式加料机机械，传动装置， 齿轮传动 5 be in to go to in is in of to in of of is of of to of of of to of of is of a of of of AD a 目 录 第一章 绪论 . 7 第二章 确定传动方案 . 8 第三章 电动机的选择 . 10 动机的类型选择 . 10 动机型号的确定 . 10 动比分配 . 11 动装置动力参数计算 . 11 第四章 传动零件的设计 . 13 V 带的传动设计 . 13 速级齿轮传动的设计计算 . 14 速级齿轮 计算 . 18 第五章 轴的设计 . 21 定低速轴上零件的装配方案 . 21 速轴的结构设计 . 21 承的校核 . 25 间轴的结构设计 . 25 速轴的结构设计 . 26 第六章 密封与润滑 . 27 轮传动润滑 . 27 速器密封 . 27 第七章 箱体及附件的结构设计 . 28 体的设计 . 28 件的设计 . 28 第八章 全文总结 . 30 第九章 参考文献 . 31 第十章 致谢信 . 32 第十一章 毕业设计小结 . 33 7 第一章 绪论 随着科学技术的发展和进步，机电传动装置已广泛应用于社会各个行业。在日常生活和工业、农业等各项生产活动中，对机电传动装置表现出极大需求，人们对 机电传动装置的要求也越来越高。机电传动装置除了要实现基本的工作要求，还要美观、操作简便、维修容易、安全、节能、环保、智能、遥控等附件功能。 常用的机械传动部件有齿轮传动、带传动、链传动、螺旋传动以及各种非线性传动部件等。 齿轮传动装置主要应用于使用要求不高，主机成本较低的部分铲土运输机械，工程起重机械，压实机械和内燃叉车等产品的变速器，驱动桥主传动和轮边减速器 。 我国机械式齿轮传动装置技术水平较低，具有较大的发展空间。应该大力推广优化设计方法，改进齿轮，轴类，壳体等关键零件的材料与工艺，进一步提高使用寿命，减轻 重量，缩小体积；采用先进的换挡元件和换挡方式，努力减轻司机的劳动强度，缩短动力中断时间，提高工程机械的作业效率。国内已经引进的变速器的先进设计和零部件，应该大力推广采用。 本课题着重于 爬式加料机传动装置的设计计算，来 培养学生综合运用所学的知识以解决实际工程问题的独立工作能力，并初步掌握机械装备或部件的设计思想，设计程序，设计原则，步骤和方法。培养学生使用有关设计规范，手册，参考文献以及分析计算，绘图和编写设计说明书等各项能力的基本技能训练。 对于爬式加料机传动装置 的 设计 ， 首先要对爬式加料机传动装置的工作原理进行分析，确定工作机的 传递方案 ； 然后 结合 题目中所提供 工况条件分析确定电动机的类型和型号，计算出传动装置的动力参数；选择合适的 V 带带型并且完成齿轮传动设计；最后完成对轴的设计，确定轴上零件的装配方案。这就完成了减速传递装置 设计和计算，而后 用 制 减速传动装置装配图及零件图 。 8 第二章 确定传动方案 合理的传动方案除应满足工作机的性能要求和适应工作条件外，还应该满足工作可靠、传动效率高、结构简单、尺寸紧凑、成本低廉、工艺性好、使用和维护方便的要求。要同时满足上述要求十分困难，因此 设计时应优先保证重点要求。为了确定传动方案，根据已知条件计算出工作机的输入转速为 01000v(D)=601000 300） =同容量的同类异步电动机，其同步转速有 3000r/1500r/000r/750r/种，电动机转速越高，则级数越少，尺寸和重量越小，价格也越低，但是机械传动装置的总传动比增大，传动级数要增多，传动尺寸和成本都要增加，因此通常 选用同步转速为 1000r/ 1500r/电机，则可估算出传 动装置的总传动比 i 约为 30 或 48。 根据以上要求可确定三种传动方案： 方案一：单级蜗杆减速器，结构紧凑，传动平稳，噪声较低，在外廓尺寸不大的情况下，可以获得大的传动比。但长期连续运转条件下蜗杆传动效率低，功率损失大，而且蜗轮市场价格高，生产成本高，不适合大规模推广。 方案二：锥齿轮 率及可靠性高，工作寿命长，维护简便，但是锥齿轮承载能力较低，且加工比较圆柱齿轮困难。 方案三：二级圆柱齿轮减速器如图 1示，齿轮相对于 轴承对称布置， 载荷 分布均匀 ，齿轮传动 具有 较 大的承载能力、效率高、尺寸紧凑 ， 传动平稳 、又能吸 振，而且加工比较容易，价格较低，适合广泛应用。 综合考虑题目给定的爬式加料机工况条件： 双班制工作，间歇运转，有较大振动，环境有灰尘，寿命 5 年，以及生产成本、效率、承载能力、实际应用等对以上三种方案的优缺点对比分析，方案三可以达到最佳的效果。 9 图 1此决定采用方案三作为 爬式加料机 传动装置的设计方案。 10 第三章 电动机的选择 动机的类型选择 三相异步电动机 构造简单，制造、使用和维护方便，运行可靠，成本较低。异步电动机按绕组型式，分为笼型和绕线型俩类。其中一般用途的全封闭自扇冷式笼型 Y 系列异步电动机应用最多。它适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机械上，如金属切削机床、风机、运输机、搅拌机、农业机械和食品机械等。由于 Y 系列电动机 具有较好的启动性能，因此也适用于某些对起动转矩有较高要求的机械，若无特殊要求，优先选用 Y 系列三相异步电动机。 动机型号的确定 动机功率的选择 加料机工作所需要的有效功率为 v/1000=（ 3500/000=（ 3500/3） 000=设 1 弹性联轴器、 2 闭式齿轮传动（设齿轮精度为 8 级）、 3 滚动轴承、 4 5 卷扬机效率，查资料书得 1=2=3= 4=5= 则传动装置的总效率为 =1223345=动机的功率为 w/=据技术指标选择电动机容量时，需使电动机的额定功率 于或大于电动机所需的输出功率 动机便不会过热。 选取电动机的额定功率为 3 电动机型号的确定 选择常用的同步转速为 1000r/ 1500r/根据电动机所需功率和同步转速，查机械设计课程设计可知电动机型号，将两种电动机的数据和总传动比列于下表 1 11 表 1 两种电机的相关参数 综合 上表 以及题目给定的工况条件，考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和减速器的传动比，为了使传动装置结构紧凑，节约成本，所以 选择电动机型号 为总传动比 为 45。 动比分配 由选定的电动机的满载转速 工作机 的转速 可计算出 二级减速器的 总传动比为 i=nm/=45 分配传动装置传动比 i=i0i 1， 减速器的传动比。查 机械设计课程设计 取 减速器的传动比为 5/二级圆柱齿轮减速器高速级传动比： 低速级的传动比为： 3 动 装置动力参数计算 各轴转速计算： 420r/ 2 r / m i n=n= r / m i n=3 . 11 0 0 r / m i n=in= 0 r / m i n=4 . 04 0 6 r / m i n=in= 6 r / m i n=3 . 51 4 2 0 r / m i n=in=额定功率/步转速/（ r/ 满载转速/r/ 总传动比 轴外伸轴颈 轴外伸长度 1000 960 30 38 80 1500 1420 45 28 60 12 各轴的输出功率计算： 1 . 9 8 k w=0 . 9 9 ) k w0 . 9 60 . 9 9( 2 . 1 0=P= 1 0 k w= 9 90 . 9 7( 2 . 1 8=P= 1 8 k w= 9 50 . 9 9( 2 . 3 2=P= 3 2 k w= 9 50 . 9 9( 2 . 4 7=P=）各轴的输出转矩计算： m5 9 0 . 9 7 N=m1 . 9 8 / 3 2 ) N( 9 5 5 0= 5 0 P= 2 6 . 7 2 N=m2 . 1 0 / 3 2 ) N( 9 5 5 0= 5 0 P= 0 8 . 1 9 N=m2 . 1 8 / 1 0 0 ) N( 9 5 5 0= 5 0 P= 4 . 5 7 N=m2 . 3 2 / 4 0 6 ) N( 9 5 5 0= 5 0 P=四章 传动零件的设计 V 带的传动设计 定计算功率 已知 P=420r/查机械设计得工况系数 据 机械设计 选取 V 带带型普通 A 带。 定带轮基准直径 查主动轮基准直径 00动轮基准直径 0050际传动比 i 实 =350/100。带的速度 v= 601000） =s25m/s 合适 定 V 带的基准长度和传动中心距 根据 （ 初步确定中心距 00 （ +（ （ 2500+/2（ 100+350） +（ 3502/2000） 738取基准长度 800际中心距 a= （ a=1800-（ 35062=1540 14 算 V 带根数 z 查机械设计得 = 整 z=2 为了使各根 V 带受力均匀，带的根数不宜过多，一般应少于 10 根。 算预紧力 机械设计 的 A 型 V 带的单位长度质量 q=m 单根 V 带所需的最小初拉力 00(新安装的 V 带初拉力为 算作用在轴上的力 轴力的最小值为 =（ 22154.7N=速级齿轮传动的设计计算 定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 已选直齿圆柱齿轮传动，爬式加料机数度不高，故选用 8 级精度，当小齿轮与大齿轮的齿面具有较大硬度差，且速度又较高时，较硬的小齿面会对较软的大齿面会起较显著的冷作硬化效应，从而提高了大齿轮面的疲劳极限。因此，当配对的俩 齿轮面具有较大的硬度差时，大齿轮的接触疲劳许用应力应该提高 20%。选择小齿轮材料为 40质），齿心硬度为 280齿轮材料为 45 钢（调质），齿心硬度为 240大小齿轮硬度相差 40 选小齿轮齿数 20大齿轮齿数 22z 取整 82 按齿面接触强度设计 试选载荷系数为 小齿轮的转矩： 1 15 选取齿宽系数 1d，查得材料的弹性影响系数 1E 查 机械设计 得： 小齿轮的接触疲劳强度极限 ； 大齿轮的接触疲劳强度极限 。 应力循环次数： 取接触疲劳寿命系数： 取失效率为 1%，安全系数 。则： M P l i M P l i 试计算小齿轮分度圆直 径 带入 H 中较小的值： ）（）（计算圆周速度： s/ 计算齿宽： 计算齿宽齿高之比： 16 t 根据 ， 8 级精度，查得动载系数： 直齿轮， 1H ，由机械设计得使用系数 1 根据 8 级精度，小齿轮相对支承对称布置时， 由 ， ，查得 。 故载荷系数： 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径： 3 计算模数： 1 齿根弯曲 强度设计 查 机械设计 得： 小齿轮的弯曲疲劳极限： 大齿轮的弯曲疲劳极限： 疲劳寿命系数： 计算弯曲疲劳许用应力：取弯曲疲劳安全系数 ，得： M P M P 计算载荷系数： 17 查 2得齿形系数和应力校正系数： 0 1 43 1 1 2 2 取数值较大的，即 设计计算： 6 4 233对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 大于齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数 m 的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关， 。 算出小齿轮齿数： 1z z 取整得 281z ，取整得： 1142z。 何尺寸计算 计算分度圆直径： z 11 z 22 计算中心距： 28562 1 18 计算齿轮宽度： d 取 ， 速级齿轮 计算 已选直齿圆柱齿轮传动，爬式加料机的速度要求不高，故选用 8 级精度选择小齿轮材料为 40质），硬度为 280齿轮材料为 45 钢（调质），硬度为 240 选小齿轮齿数为 203z，大齿轮齿数 44z。 齿面接触强度设计 试选载荷系数 小齿轮的转矩 3 选取齿宽系数 1d查得材料的弹性影响系数 1E 查得小齿轮的接触疲劳强度极限 ，大齿轮的解除疲劳强度极限 M P 。 应力循环次数： 23 取接触疲劳寿命系数： 计算接触疲劳许用应力：（取失效率为 1%，安全系数为 S= M P l i M P l i 试计算小齿轮分度圆直径 : 19 0 计算圆周速度： s/ 计算齿宽： d 计算齿宽齿高之比： t 根据 ， 8 级精度，查得动荷载系数 ，直齿轮， 1H ,使用系数 1。根据 8 级精度，小齿轮相对支承对称布置时， 。 由 ，查得 ，故载荷系数： 按实际的载荷系数校正 所得的分度圆直径： 3 计算模数： 齿根弯曲强度设计 查得小齿轮的弯曲疲劳极限： 查得大齿轮的弯曲疲劳极限： 20 取疲劳寿命系数： 计算弯曲疲劳许用应力：取弯曲疲劳安全系数 : ,得： M P M P 计算载荷系数： 查得齿形系数和应力校正系数 : 7 0 1 2 0 F 3 Y 4取数值较大值 233T 3 取标准值 ，算出小齿轮齿数 3z ，取整 30 取整 94 何尺寸计算 计算分度圆直径与中心距： 3 4 82902 3 计算齿轮宽度： d 取 ， 。 21 第五章 轴的设计 定低速轴上零件的装配方案 通过对传动装置的分析初步拟定输出轴的装配方案如下图 速轴的结构设计 出轴上的功率 c ，转速 c ，转矩 c 。 作用在齿轮上的力 2定联轴器和轴的最小直径 取轴的材料为 45 钢，调质处理，查表取 110 ，则： 3i n 轴上会有两平键用来定位，会削减轴的承 载能力，应适当放大轴径，输出轴22 的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径。为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故需要同时选取联轴器型号。 联轴器用来可用来传递运动和转矩，能够有效消除由于制造及安装误差、承载后的变形以及温度变化的影响，使轴与轴之间的传动更加平稳。弹性套柱销联轴器属于有弹性元件的挠性联轴器，这种联轴器制造容易，拆装方便，成本较低，因为通过蛹状的弹性套传递转矩，故可缓冲减振。通常套的材料常用耐油橡胶，并做成截面网状，提高弹性。半联轴器的材料一般为 销材料多采用35 钢。 选择公称 转矩 T 与计算转矩 从 4323000Nm，许用最大转速为 2850r/颈为 50 85合用。半联轴器的孔径可以取 55最小直径取 55联轴器长度 ，半联轴器与轴配合的毂孔长度 。 速轴的结构设计 根据装配方案图可画出轴的简图如下 图： 23 已经确定 B ，为了满足半联轴器的轴向定位要求， 段右端需制出一轴肩，故取 的直径 C ， C 半联轴器与轴配合的毂孔长度 ，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的 端面上，故取 得长度应比 短一些，现取 B 。 因轴承只承受径向力作用，故选用深沟球轴承，根据 D ，选用深沟球轴承 6212，其尺寸为： = ，故： ，而 。 右端滚动轴承采用轴肩定位，故取 G 查得 6212 的轴肩定位高度为 5此取： G 。 取安装齿轮处的轴径 E 。齿轮左端与轴承之间采用套筒定位 长度 , D 已知齿轮宽度为 100取 。齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度 ，故取 ，因此轴肩处的直径 F ，轴肩宽度 。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求 ，故取 。 至此，已初步确定了轴的各段长度和直径。 齿轮与轴的周向定位均采用双圆头平键。按 查得平键尺寸： ，键槽用键槽铣刀加工；同时为了保证良好的对中性，故选择齿轮与轴的配合为6样，半联轴器与轴选用 半圆头平键 ，尺寸为 ，半联轴器与轴的配合 为6 对所选的平键进行校核： pp 其中： ， 。 M P l 1p M P l 2p 24 根据轴的材料为 45 钢，查得 M P 01 0 0p ，故所选平键合适。 查得 F、 G、 H 处轴肩圆角半径为 余均为 先根据轴的结构图做出轴的计算简图。算出简支梁轴的支撑跨度，再做出弯矩图、扭矩图。如下图所示： 从轴的结构图以及弯矩图和扭矩图中可以看出截面 W 是轴的危险截面。 计算得出轴上载荷参数，如 下表 。 载荷 水平面 H 垂直面 V 支座反力 弯矩 总弯矩 2H 2 25 扭矩 按弯扭组合应力校核轴的强度，通常只校核承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面）的强度。取 ，轴的计算应力： M P 21032222 根据已选定轴的材料为 45 钢，调质处理，查得 ， 1 ，故安全。 承的校核 承的受力 径向力： 2111r 2222r 轴向力等于零。 轴承当量载荷 查得在轴向力为零时，径向载荷系数和轴向载荷系数分别为 1X ， 0Y 。 查得 ，取 。则： 算轴承寿命 计算预期寿命 : 0 0 0 085 选用大的当量载荷验算，查得 ，则： 03626h 轴承满足使用要求。 间轴的结构 设计 26 已知 = ， 转 速 = ， 转 矩 c = 。3i n = = 弹性套柱销联轴器 ， 40 速轴的结构设计 已知 = ，转速 = ，转矩 = 。3i n = = 弹性套柱销联轴器 ， 30 27 第六章 密封与润滑 轮传动润滑 因为齿轮圆周速度小于 12m/s，并且传动装置 属于轻型的，且传速较低，所以采用油润滑，箱体内选用 的 50 号油润滑，装至规定高度。圆柱齿轮浸入油的深度约一个齿高，三分之一齿轮半径，大齿轮的齿顶到油底面的距离 3060 速器密封 为防止外界的灰尘、水分等侵入轴承，并阻止润滑剂的漏失。轴外伸端密封用毛毡圈油封；轴承靠箱体内侧的密封使用挡油环；箱体结合面的密封，箱体结合面的密封性要求是指在箱体剖分面、各接触面及密封处均不允许出现漏油和渗油现象，剖分面上不允许加入任何垫片或填料。为了保证机盖与机座联接处密封，联接凸缘应 有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度应为 封的表面要经过刮研。而且，凸缘联接螺柱之间的距离不宜太大，不大于 150200 28 第七章 箱体及附件的结构设计 体的设计 箱座壁厚： 箱座壁厚： 箱座、箱盖、箱底座凸缘的厚度： 1 = 地脚螺钉的直径： 轴承旁联接螺栓的直径： 上下机体结合处连接螺栓的直径： = 轴承端盖的螺钉直径： 窥 视孔盖的螺钉直径： 轴承旁凸台半径： 外机壁至轴承端面的距离： 45 上下机体肋厚度： = 轴承端盖直径： = ，件的设计 择材料 因为铸铁易切削，抗压性能好，并具有一定的吸振性，且减速器的受载不大，所以箱体可用灰铸铁制成。 查孔和视孔盖 检查孔用于检查传动件的啮合情况、润滑情况、接触斑点及齿侧间隙，还可用来注入润滑油，检查要开在便于观察传动件啮合区的位置，其尺寸大小应便于29 检查操作。视孔盖用铸铁制成，它和箱体之间加密封垫。 放油螺塞 放油孔设在箱座底面最低处，其附近留有足够的空间，以便于放容器，箱体底面向放油孔方向倾斜一点，并在其附近形成凹坑，以便于油污的汇集和排放。放油螺塞为六角头细牙螺纹，在六角头与放油孔的接触面处加封油圈密封。 标 油标用来指示油面高度，将它设置在便于检查及油面较稳定之处。 气器 通气器用于通气，使箱内外气压一致，以避免由于运转时箱内温度升高，内压增大，而引起减速器润滑油的渗漏。将通气器设置在检查孔上，其里面还有过滤网可减少灰尘进入。 吊装 置 起吊装置用于拆卸及搬运减速器。减速器箱盖上设有吊孔，箱座凸缘下面设有吊耳，它们就组成了起吊装置。 盖螺钉 为便于起盖，在箱盖凸缘上装设 2 个起盖螺钉。拆卸箱盖时，可先拧动此螺钉顶起箱盖。 位销 在箱体连接凸缘上相距较远处安置两个圆锥销，保证箱体轴承孔的加工精度与装配精度。 30 第八章 全文总结 在本次设计中，没有经验，理论知识学的不牢固，所以这次的设计存在许多缺点，遇到许多问题，设计也不是很合理，如箱体的工艺性，齿轮的计 算不够精确 ,螺钉的数量和大小的选用也不够合理，一些小零件选择的有些随意，缺乏必要的计算论证等等缺陷。不过在最后自己都有了一定的认
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