带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器的设计.doc
0108-带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器的设计【CAD图+说明书】
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通常原动机的转速与工作机的输出转速相差较大，在他们之间常采用多级传动来减速。
齿轮传动具有承载能力大、效率高、允许速度高、尺寸紧凑、寿命长等特点，因此在传动装置中一般应首先采用齿轮传动。在该装置中无特殊要求可以采用直齿圆柱齿轮。
带传动具有传动平稳﹑吸振等特点，且能起过载保护的作用。但由于它是靠摩擦力来工作的，在传递同样功率的条件下，当带速较低时，传动结构尺寸较大。为了减小带传动的结构尺寸，应将其布置在高速级。
- 内容简介：
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带式输送机传动装置 设计计算说明书 设计课题带式输送机传动装置中的 一级圆柱齿轮减速器的设计 系（院） 班 级 姓 名 学 号 学习小组 同组成员 指导教师 . 2 目 录 1 设计任务 书 附 1 2 传动方案的分析与拟定 3 3 电动机 的选择和传动 系统 的 计算 3 4 传动装置运动和动力参数的计算 4 5 传动零件的设计计算 5 齿轮传动设计计算 7 7 轴 的设计计算及校核 8 轴承的设计 11 键连接的选择及校核 13 10 联轴器的选择 14 11 箱体的设计 142 密封和润滑的设计 16 13 减速器附件的确定及说明 16 14 设计小结 17 15 参考文献 17 3 传动装置的总体方案设计 【 1】 分 析确定方案 通常原动机的转速与工作机的输出转速相差较大，在他们之间常采用多级传动来减速。 齿轮传动具有承载能力大、效率高、允许速度高、尺寸紧凑、寿命长等特点，因此在传动装置中一般应首先采用齿轮传动。 在该装置中无特殊要求可以采用直齿圆柱齿轮。 带传动具有传动平稳吸振等特点，且能起过载保护的作用。但由于它是靠摩擦力来工作的，在传递同样功率的条件下，当带速较低时，传动结构尺寸较大。为了减小带传动的结构尺寸，应将其布置在 高 速级。 【 2】 电动机的选择 （ 1）确定电动机的功率 根据原始数据： 运输带拉力 F = 2300 N 运输带速度 v = 2.2 m/s 滚筒直径 D = 330 作机所需要的 功率 : w = 000 = 2300 总 = 1 2 3 24 5 1 2 轴承的传动效率 3 齿轮的传动效率 4 联轴器的传动效率 5 滚筒的传动效率 总= 动机所需的功率 :d= 2) 确定电动机的转速 4 传动比分配 工作机转速： D *1000*60= 330*22*1000*60= 127 总传动比： 工作机轴的转速 电动满载转速= 1271440= 2 4 3 5 则 动机转速： n = (2 4) * ( 3 5) 762 2540 查表 12择电动机的型号为 动机 功率： 满载转速 ： 1440 电动机转速： 1440 【 3】 计算传动装置的运动参数及动力参数 转矩 ： 9550 = 9550* = m 输入轴 *9550m i 101011101010101输出轴 *9550m i 212122212121212 5 【 4】 传动零部件的设计计算 带传动 确定计算功率并选择 V 带的带型 (1) 由 表 13, 故： * = 2) 根据 1440 ， 选用 A 型 。 (3) 设： 大、小带轮基准 直径 35, ， 所以取 100 mm 1 ) = 5761440* 100 * ( 1 247 : 由表 13250 (4) 验算带速 V = 1000*60 1 0 = 60000 1440*100*带速在 5 25 围内 ， 合适 。 （ 5） 求 a 初步选取中心距 （ = （ 100 + 250 ） = 525 （ 120 合适 。 （ 7）求 v 带根数 Z 由式 13 ： Z = 00 1440 ， 100 查表 13： 单根普通 v 带 i 1 时额定功率的增量 ) 由 1= 表 13 13： k = 包角修正系数） = 带长修正 系数） Z = 3 根 。 （ 8）求作用在带轮轴上的压力 3得 q = 0.1 , 故可得单根 V 带的初拉力 * (K+ = 00* (+ 237N 作用在轴上的压力 = 21 = 2*3*237* = 1379N 7 【 5】 齿轮 传动设计计算 (1)材料及 确定许应力 查表 11齿轮用 45 刚调制，齿 面 硬度为： 197286 100100齿轮用 45 刚正火，齿 面 硬度为： 156217 200200表 11 取 1 , 1H = 600 1F = = 320 2H = 600 1F = = 3202)按齿面接触强度设计 设齿轮按 8级精度制造，取载荷系数 K = 1 ，齿宽系数 = 齿轮上的转矩： P = 带*轴= 1 = 106 * 05 N*m 取 188 （查表 11 3 21 1*2 齿数 0 ，则 128 故实际传动比： i = 12数 m = 11宽 b = d *取 0 85表（ 4 m = 3实际的 m = 90 m = 384 中心距 a = 2 21 = 237 8 (3) 验算齿轮弯曲强度 查图 11 11形系数： 小齿： 齿： 上可得： 1F= 121112 3202F= 1Y 1F= 240全 (4) 齿轮圆周速度 V = 1000*60 11 6 对照表 11级精度是合适的。 【 6】 轴的设计 计算及校核 (1)选择轴的材料： 由已知条件可 知减速器传递的功率属中小功率 选 45 钢调制 B =650 =60d c 3 由表 14c = 118以 d c3 虑到轴的最小直径处要装联轴器，会有键槽存在故直径加大 3%取 手册取标准直径 402)设计 轴 的结构并绘制结构草图 由于设计的是单级减速器，可将齿轮布置在箱体内部中央，将轴承对称安装在齿轮两侧；轴的外伸端安装半联轴器。 9 （ a） 确定轴上的零件的位置和固定方式 (b) 确定各轴段的直径 轴段 1 外伸端直径最小 0段 2 上应有轴肩（对安装在轴段 1 上的联轴器 进行定位）为顺利地 在 轴段 2 上安装轴承轴段 2 必须满足轴承内径的标准，故轴段 2 的直径 5段 3 上安装齿轮 取 0段 4 0轴查轴承 6209 型滚动轴承的安装高度为 x 2 3)确定各段长度 轴段 3 的长度为 68保证齿轮端面与箱体内壁不相碰，齿轮端面与箱体内壁间应 留有一定的间距，取该间距为 15保证轴承安装在箱体轴承度孔中 (轴承宽为B=18考虑轴承的润滑，取轴承端面距箱体内壁的距离为 5轴承支点距离为 128根据箱体结构及联轴器距轴承盖要有一定的距离的要求，取轴段 2 的长度为 80 轴段 1 为 75轴段 1 , 3 上为口键槽，使两键槽处于轴的同一圆柱母线上，键槽的长度比相应轮毂宽小约 5宽轴 1 键 b * h=12 * 8 轴 3 键 14 * 9=b* h （ 4）选 轴的结构细节如图角，倒角退刀槽等尺寸 按设计结果画出轴的结构草图。 按弯扭合成强度校核轴径 （ a） 画出轴受力图 (b) 作水平面内弯矩图，支点反力为 = 222 10 大齿分度圆直径 D1=84 2 截面的弯矩为： 5096N* 截面的弯矩为： 1535N* 作垂直面内的弯矩图（图 d）支点反力为 t* 2 截面弯矩为： L = 截面弯矩为： 5） 作合成弯矩图（图 e） M = 22 截面： 79849N* 截面： 43093N* 6） 作转矩图 （图 f） T=610 *407292N* 7） 求当量弯矩 因减速器单向运转，故可以为转为为脉动循环，变化，修正系数又为 = 截面： 22 = 257089N* 截面： 22 =248146N* 8） 确定危险截面及校核强度 由图可知截面 ， 所受转矩相等，但 轴上还有键槽，故截面 11 为危险截面，由于轴径 d1也应对截面 进行校核 ： eI= 1 大 3%d =1d =25轴段 1 的直径 2d =30轴段 2 的直径 3d =35轴段 3 的直径 4d =45轴段 4 的直径 5d =36查表得 6206 型滚动轴承的安装高度为 7】 轴承的设计 轴承的选择 选择轴承型号为 6209 ，根据任务书规定使用寿命为：一天两班制，使用期限为 10年（每年按 300 天计算） 300*10*16 = 48000h 12 (1) 先求当量动载荷 须求出当量动载荷 轴向系数 Y 要根据轴承型号为选出前暂不知道，故用公式算法。 2 0 0 e 根据表 16 11 X=1 Y=0 P=查教材表 16 查教材表 16 且该轴承为深沟球轴承，故取 = 3 查手册选轴承型号 6209查得 2) 计算所需的径向基本额定动载荷值 161060* 2839 N 31.5 故 6290适用。 轴承的选择 （ 1）选择轴承型号为 6207 其 P= 查教材表 16 查教材表 16 查手册选轴承型号 6207查得 13 (2) 计算所需的径向基本额定动载荷值 161060* 4088 N 25.5 故 6207符合要求。 【 8】 键连接的选择及校核 （ 1） 轴段 1上的键 选用 45钢 ，查教材表 10 p=100 120据轴段 1直径查教材表 10b=12h=8=70p =100 120合条件 轴段 3上的键 选用 45 钢，查表 10 p=100 120据轴段 3直径查教材表 10b=14h=9=70p =100 120合条件 （ 2） 轴段 1上的键 选用 45 钢，查表 10 p=100 120据轴段 1直径查教材表 10b=8h=7=45 14 p =100 120合条件 轴段 3上的键 选用 45 钢，查表 10 p=100 120据轴段 1直径查教材表 10b=12h=8=80p =100 120合条件 【 9】 联轴器的选择 根据 轴 段 1的直径及 由工作情况，查教材表 17择工作情况系数 算转矩： m 查手册表 8择弹性柱销联轴器 选取公称转矩为 1250N*m 故确定联轴器型号为 。 【 10】 箱体的设计 箱体壁厚 = 237+1=盖壁厚 1=37+1=盖 凸缘厚度 2箱 座 凸缘厚度 b =2 盖凸缘厚度 =20 15 地脚螺栓直径 2=取整偶数 20脚螺钉数 目 a250， n=4 轴承旁联结螺栓直径 取 16与座 联 接螺栓直径 123192取 2承端盖的螺钉直径 视孔盖螺钉直径 接螺栓 l = 150 200 定位销直径 d =（ 外箱壁距离 = 26/22/16 凸缘边缘距离 = 24/14 凸台高度 h 根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准 外箱壁至轴承座端面距离 1+ 5 10） 铸造过渡尺寸 x 、 y （表 1 大齿轮顶圆与箱体内壁的距离 1l 8= 1l =10轮端面与内箱壁距离 2l = 8 箱座的肋厚 m = 7 箱盖的肋厚 7承端盖外径 +(5 0+（ 5 8 = 轴承旁连接螺栓距离 S 16 【 11】 密封和润滑的设计 （ 1）密封 由于选用的电动机为低速，常温，常压的电动机，所以可选用毛毡密封。毛毡密封是在壳 体圈内填以毛毡圈以堵塞泄露间隙，达到密封的目的。毛毡具有天然弹性，呈松孔海绵状，可储存润滑油和遮挡灰尘。轴旋转时，毛毡又可以将润滑油自行刮下反复自行润滑。 （ 2）润滑 对于齿轮来说，由于传动件的圆周速度 v12m/s，采用浸油润滑，因此机体内需要有足够的润滑油，用以润滑和散热。同时为了避免油搅动时泛起沉渣，齿顶到油池底面的距离 H 不应小于 30 50于单级减速器，浸油深度为一个齿全高，这样就可以决定所需油量，单级传动，每传递 1油量 m 。 对于滚动轴承来说，由于传动件的速度不高，且难以经常供油，所以选用润滑脂润滑。这样不仅密封简单，不宜流失，同时也能形成将滑动表面完全分开的一层薄膜。 【 12】 减速器附件的确定及说明 （ 1）窥视孔及盖 窥视孔是用来检查传动件的啮合情况，齿侧间隙接触斑点及润滑情况等。箱体内的润滑油也由此孔注入，但为了减少油内的 杂质进入箱内，可在窥视孔口处装一过滤网。窥视孔通常开在箱盖的顶部，且要能看到啮合区的位置。其大小可视减速器的大小而定，但至少能将手伸入箱内进行检查操作。窥视 孔要有盖板。盖板可用钢板的材料制成，用 螺钉紧固。： （ 2）透气孔 减速器工作时，箱体内的温度和压力都会升高，热涨的气体可以通过透气孔。 减速器工作时，箱体内的温度和压力都会升高，热涨的气体可以通过透气孔及时排出，使箱体内、外压力平衡，使得密封件不受高压气体的损坏。透气孔多装在箱盖的顶部或窥视孔盖上。 （ 3）排油口 为了换油和清洗箱体时排出油污，应在油池最低处 设置排油孔。平时排油口加油封圈用螺栓堵住。螺栓直径约为箱体壁厚的 23倍。放油螺塞和箱体接合面应加防漏用的垫圈。 （ 4）定位销 为了确定箱座与箱盖的相对位置，并保证每次拆装厚轴承座的上下半孔始终保持加工时的位置精度，应在精加工轴承底孔前，在上箱盖和下箱座的联接凸缘上配装两个定位销。两定位销应布置在箱体对角线方向，距箱体中线不要太近；此外还要考虑加工和拆装方便，并且不与其他零件干涉。定位销是标准件，采用圆锥销，直径为箱体凸缘联接螺栓直径的 左右，便其长度应大于箱体联接凸缘总厚度，标记：圆 锥销 308A （ 5）启盖螺钉 启盖螺钉的直径与箱盖凸缘连接螺栓直径相同，其长度应大于箱盖凸缘的厚度。其端部应为圆柱形半圆柱形，以免在拧动时将其端部螺纹破坏。 d D 1D S L l a 1d 5 36 4 32 10 6 3 17 【 13】 设计小结 机械设计课程设计是我所花费时间与精力最多的课程设计，老师对我们要求比较严格，在严格的操练之下，我收获很大。此时，我由衷地要对我们的 所有的 指导老师说声谢谢，是老师在百忙之中挤出宝贵的时间辅导我们，为我们纠错指正 。 机械设计课程设计历时 2 周，内容涉及 大学以来所有与专业课程相关的知识。它是一种很好的把理论与实际结合起来的训练。理论与实际的脱节是我们以前不甚注意的，然而这次的经历令我为此付出了沉重的代价。许多自己认为可行的设计，经过查阅相关手册，通过详细计算，我才发现很多东西都不可
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