防爆型有轨运输牵引机车变速箱的设计【6张CAD图纸】【优秀】

防爆型有轨运输牵引机车变速箱的设计

88页 19000字数+说明书+任务书+6张CAD图纸

任务书.doc

装配图.dwg

防爆型有轨运输牵引机车变速箱的设计论文.doc

零件图2轴.dwg

零件图3轴.dwg

零件图4轴.dwg

零件图单啮合齿轮.dwg

零件图双联滑移齿轮.dwg

目    录

1.   机车的用途，特点及主要技术参数-1-

1.1  机车的用途-2-

1.2  机车的特点-2-

1.3  机车的主要技术参数-2-

2    变速箱传动方案设计-4-

2.1  传动方案的拟订-4-

2.2  齿数选择与传动比的分配-4-

2.3  机车牵引速度计算-7-

2.4  变速箱各轴最大功率计算-7-

2.5  变速箱各轴最大扭矩计算-8-

2.6  几何尺寸计算-8-

2.7  各齿轮传动的受力分析-9-

3    变速箱主要传动零件的设计与校核-9-

3.1  齿轮的设计与校核-9-

3.2  齿轮的校核-10-

3.3  前进挡Z1—Z21齿轮设计结果报告-11-

3.4  前进1挡Z31—Z41齿轮设计结果报告-17-

3.5  前进2挡Z32—Z42齿轮设计结果报告-24-

3.6  前进档Z23—Z33齿轮设计结果报告-30-

3.7  后退挡Z1—惰轮Z5齿轮设计结果报告-37-

3.8  后退挡惰轮Z5—Z22齿轮设计结果报告-43-

3.9  后退档Z23—Z33齿轮设计结果报告-50-

3.10 后退1挡Z31—Z41齿轮设计结果报告-56-

3.11 后退2挡Z32—Z42齿轮设计结果报告-63-

4    传动轴的设计计算及校核-69-

4.1  传动轴材料的选取-69-

4.2  初步计算轴径-70-

4.3  轴的设计及强度校核-70-

4.4  平键的强度计算-76-

5    轴承的选择与寿命计算-78-

5.1  确定四根轴的轴承-78-

5.2  轴承的寿命计算及校核-78-

6    润滑与密封-81-

6.1  轴承的润滑与密封-81-

6.2  齿轮的润滑-81-

7    档位控制设计-82-

8    结束语-84-

参考文献-85

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S195M型18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，6.5～8 km/h和后行3～3.2 km/h， 6.5～8 km/h的不同转速。

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

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、6.5～8 km/h和后行3～3.2 km/h、 6.5～8 km/h的不同转速。

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。

装备此次设计变速箱的轨道运输牵引机车一般选用常州S195M型18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！

1.1  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。

1.2  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。

1.3  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

          额定转速：n=2200 rpm

(2)  高速级带传动传动比为 i1=D2/D1=228/132=1.727

          经变速箱后有链轮驱动，链传动比为 i3=Z2/Z1=17/13=1.307

(3)  车轮直径： D=300 mm

(4)  牵引车速度：前进 3～3.2 、6.5～8  km/h

                      后退 3～3.2 、6.5～8  km/h

(5)  防爆柴油机输出转矩：

          T = Td = 9.55×106 P/n=9.55×106×18/2200 n·mm

          ∴   T = Td = 0.07813636364 n·mm

          即： T = Td = 78.14×103 n·mm

(6)  变速箱的输入转速：

          n1 = n / i1 = 2200/1.727 rpm

          ∴   n1 = 1273.88535032 rpm

          即： n1 = 1274 rpm

(7)  变速箱输入轴扭矩：

          TI = Td·η01·i1 = 78.14×103×0.95×1.727 n·mm

          ∴   TI = 128.200391×103 n·mm

          即： TI = 128.20×103 n·mm

2   变速箱传动方案设计

2.1  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Ⅰ-Ⅱ轴间采用滑移齿轮，在Ⅱ-Ⅲ轴间采用双联滑移齿轮。

2.2  齿数选择与传动比的分配