0116-帶式運輸機傳動裝置(二級分流式減速器)設(shè)計【CAD圖+說明書】

0116-帶式運輸機傳動裝置(二級分流式減速器)設(shè)計【CAD圖+說明書】,CAD圖+說明書,運輸機,傳動,裝置,二級,分流,減速器,設(shè)計,cad,說明書,仿單 計算過程及其說明結(jié)果一、 設(shè)計任務(wù)書1 總體布置簡圖 如右圖所示 2工作條件：使用年限為15年，（每 年 工 作300天），兩 班 制，帶 式運輸機工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。 3原始數(shù)據(jù)運輸帶曳引力F（N）：1900運輸帶速度V（m/s）：1.6滾筒直徑D (mm)：350 4設(shè)計內(nèi)容（1）電動機的選擇與運動參數(shù)計算（2）傳動裝置的設(shè)計計算（3）軸的設(shè)計（4）滾動軸承的選擇與校核（5）鍵的選擇和校核（6）聯(lián)軸器的選擇（7）裝配圖、零件圖的繪制（8）編寫設(shè)計計算說明書 5設(shè)計任務(wù)（1）減速器總裝配圖一張（2）低速軸、悶蓋零件圖各一張（3）設(shè)計說明書一份 6設(shè)計進度（1）第一階段：總體計算和傳動件參數(shù)計算（2）第二階段：軸與軸系零件的設(shè)計（3）第三階段：軸、軸承、鍵及聯(lián)軸器的校核及草圖繪制（4）第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計算說明書的編寫=72000hF=1900NV=1.6m/sD=350mm二、 傳動方案的擬定 由設(shè)計任務(wù)書知傳動類型為：分流式二級圓柱齒輪減速器。本傳動機構(gòu)的特點是：齒輪相對于軸承為對稱布置，沿齒寬載荷分布較均勻。減速器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。分流式二級圓柱齒輪傳動三、 電動機的選擇1、電動機類型的選擇：Y系列三相異步電動機Y系列2、選擇電動機容量： （1）工作機所需功率 =FV/1000=19001.6/1000 =3.04 kw=3.04kw =601000V/D =87.4 r/min=87.4r/min (2) 電動機輸出功率 考慮傳動裝置的功率損耗，電動機的輸出功率為 =/ 試中為從電動機到工作機主動軸之間的總效率，即 其中，分別為傳動系統(tǒng)中聯(lián)軸器，齒輪傳動及軸承的效率，取=0.99，=0.96，=0.98 = =0.85=0.85 電動機的輸出功率為 =/ =3.04/0.85 =3.58 kw=3.58 kw（3）確定電動機的額定功率 選定電動機的額定功率=4 kw=4 kw3、 選擇電動機的轉(zhuǎn)速 =87.4 r/min 該傳動系統(tǒng)為分流式圓柱齒輪傳動，=36 則總傳動比可取 =9，=36 則電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為 =9=987.4=786.6 r/min =36=3687.4=3146 r/min 可見同步轉(zhuǎn)速為1000r/min ，1500r/min ，3000r/min的電動機都符合，這里初選同步轉(zhuǎn)速為1000r/min ，1500r/min ，3000r/min的三種電動機進行比較，如下表：=786.6r/min=3146r/min 表1 電動機方案比較表（指導(dǎo)書 表20-1）方案電動機型號額定功率（kw）電動機轉(zhuǎn)速（r/min）電動機質(zhì)量（kg）傳種裝置總傳動比同步滿載1Y132M1-6410009607310.982Y112M-44150014404316.483Y112M-24300028904533.07 由表中數(shù)據(jù)可知，方案1的總傳動比最小，傳種裝置結(jié)構(gòu)尺寸最小，因此可采用方案1，選定電動機型號為Y132M-6電動機型號Y132M-6 4、電動機的技術(shù)參數(shù)和外型、安裝尺寸 表2 電動機參數(shù)（指導(dǎo)書 表20-2）型號HABCDEFGDGY132M-613221617889388010833KABADACHDAABBHAL122802101353156023818515四、計算傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比 （1）傳動裝置總傳動比 =960/87.4 =10.98 （2）分配各級傳動比 取高速級的圓柱齒輪傳動比=3.52 ，則低速級的圓柱齒輪的傳動比為 =/=10.98/3.52=3.12 由指導(dǎo)書 表2-1 及表2-2知，傳動比合理 =10.98=3.52=3.12五、 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)1. 各軸轉(zhuǎn)速電動機軸為軸，減速器高速級軸為軸，中速軸為軸，低速級軸為軸，帶輪軸為軸，則 =960 r/min 960/3.52 r/min=272.73 r/min 272.73/3.12 r/min =87.4 r/min =960 r/min=272.73r/min87.4r/min=87.4r/min2. 按電動機額定功率計算各軸輸入功率 =4 kw =40.99 kw=3.96 kw =3.960.960.98 kw =3.73 kw =3.730.960.98 kw =3.51 kw =3.510.980.99 kw =3.40 kw=4 kw=3.96 kw=3.73 kw=3.51 kw=3.40 kw3. 各軸轉(zhuǎn)矩 =95504/960 =39.79 =95503.96/960 =39.39 =95503.73/272.73 =130.61 =95503.51/87.4 =383.53 =95503.40/87.4 =371.51 =39.79 =39.39=130.61=383.53=371.51 將計算結(jié)果匯總列表如下表3 軸的運動及動力參數(shù)項目電動機軸I高速級軸II中間軸III低速級軸IV帶輪軸V轉(zhuǎn)速（r/min）960960272.7387.487.4功率（kw）43.963.733.513.40轉(zhuǎn)矩()39.7939.39130.61383.53371.51傳動比13.523.121效率0.990.940.940.97六、齒輪傳動設(shè)計 1.高速級齒輪傳動設(shè)計 （1）選擇材料、精度及參數(shù) a . 按圖1所示傳動方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動 b . 帶式運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用 7級精度（GB10095-88） c . 材料選擇。查圖表（P表10-1），選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為275 HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為236 HBS，二者的硬度差為39 HBS。 d . 初選小齒輪齒數(shù)=25，則大齒輪齒數(shù)=3.5225=88=3.52 e .初選螺旋角= f .選取齒寬系數(shù)：=1.27級精度（GB10095-88）小齒輪：40Cr（調(diào)質(zhì)）275 HBS大齒輪： 45鋼（調(diào)質(zhì)） 236 HBS=25=88=3.52= （2）按齒面接觸強度設(shè)計 按下式試算 1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 a . 試選=1.6 b. 分流式小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩=/2=19.70 c. 查圖表（P圖10-30）選取區(qū)域系數(shù)=2.433 （表10-6）選取彈性影響系數(shù)=189.8 d. 查圖表（P圖10-26）得 =0.768 ，=0.87 =0.768+0.87=1.638 e. 許用接觸應(yīng)力=600MPa，=530MPa 則=（+）/2 =（600+530）/2=565 MPa f. 由式 N=60nj 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) =60960172000=4.15 =4.15/3.52=1.178=1.2=1.6=19.70=2.433=189.8 =0.768=0.87=1.638=600MPa=530MPa=565 MPa=4.15=1.178 2） 計算 a. 按式計算小齒輪分度圓直徑 mm =30.19 mm b. 計算圓周速度 =3.1430.19960/（601000）m/s =1.52 m/s c. 計算齒寬b及模數(shù) b=1.230.19 mm=36.23 mm =cos/=1.17 mm h =2.25=2.251.17 mm=2.64 mm b/h=36.23/2.64=13.74 d. 計算縱向重合度 =0.318tan =0.3181.225tan=2.378 e. 計算載荷系數(shù)K 使用系數(shù)=1，根據(jù)V=1.52 m/s，7級精度查圖表（P圖10-8）得動載系數(shù)=1.08 查圖表（P表10-3）得齒間載荷分布系數(shù)=1.4 由公式 得 =1.387 查圖表（P圖10-13）得=1.352 由式 得載荷系數(shù)=11.131.41.387=2.194 f. 按實際載荷系數(shù)校正所得分度圓直徑 由式 得 mm=33.54 mm g. 計算模數(shù) =cos/=33.54cos/25 mm =1.3 mm =30.19 mm=1.52 m/sb=36.23 mm=1.17 mmh =2.64 mmb/h=13.74=2.378=1=1.08=1.4=1.4=1.387=1.352=2.194=33.54 mm=1.3 mm（3）按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計 按式計算1） 確定計算系數(shù)a. 計算載荷系數(shù)由式 得=11.131.41.352=2.14b. 根據(jù)縱向重合度=2.378 查圖表（P圖10-28）得螺旋角影響系數(shù)=0.87c. 計算當(dāng)量齒數(shù)=27.37=96.33d. 查取齒形系數(shù)查圖表（P表10-5）=2.563 ，=2.187e. 查取應(yīng)力校正系數(shù)查圖表（P表10-5）=1.604 ，=1.786f. 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.85 ，=0.88 。查得小齒輪彎曲疲勞強度極限=500 MPa ，大齒輪彎曲疲勞強度極限=380 MPa ，由式 得=0.85500/1.4 MPa=303.57 MPa =0.88380/1.4 MPa=238.86 MPag. 計算大小齒輪的并加以比較 =2.5631.604/303.57=0.01354 =2.1871.786/238.86=0.01635大齒輪的數(shù)值大=2.14=0.87=27.37=96.33=2.563=2.187=1.604=1.786S=1.4=0.85=0.88=500 MPa=380 MPa=303.57 MPa=238.86 MPa=0.01354 =0.016352） 設(shè)計計算 mm =0.97 mm 由以上計算結(jié)果，取=2 ，按接觸疲勞強度得的分度圓直徑=33.54 mm計算應(yīng)有的齒數(shù)=33.54cos/2=16.27取=28 ，則=3.5228=98=2 mm=28=98（4） 幾何尺寸計算1） 計算中心距 mm =129.86 mm將中心距圓整為130 mm2） 按圓整的中心距修正螺旋角 因值改變不多，故參數(shù) ， ，等不必修正3） 計算大小齒輪的分度圓直徑 =282/cos =57.78 mm =982/ cos =202.22 mm4） 計算齒輪寬度 =1.257.78mm=69.34mm圓整后取=75mm ，=70mm=130 mm=57.78 mm=202.22mm=75mm=70mm5） 結(jié)構(gòu)設(shè)計 由e2，小齒輪做成齒輪軸 由160mm=72000h 故所選用軸承滿足壽命要求。確定使用深溝球軸承6008。=72000h=299.62 N=0=3n=960r/minC=13200N=9420NX=1Y=0=1.2P=359.54N=859127h深溝球軸承60082軸III上的軸承選擇與計算由軸III的設(shè)計已知，初步選用外圈無擋邊圓柱滾子軸承N206，由于受力對稱，故只需要校核一個。其受力=1176.74N，=0，=10/3，n=272.73r/min1）查滾動軸承樣本（指導(dǎo)書表15-5）知外圈無擋邊圓柱滾子軸承N206的基本額定動載荷C=36200N，基本額定靜載荷=22800N2）求軸承當(dāng)量動載荷P 因為=0，徑向載荷系數(shù)X=1，軸向載荷系數(shù)Y=0，因工作情況平穩(wěn)，按課本（P表13-6），取=1.2，則 P=（X+Y）=1.2（11176.74+0）N =1412.09N3）驗算軸承壽命 h=3035776h=72000h 故所選用軸承滿足壽命要求。確定使用外圈無擋邊圓柱滾子軸承N206=1176.74N=0=10/3n=272.73r/minC=36200N=22800NX=1Y=0=1.2P=1412.09N=3035776h外圈無擋邊圓柱滾子軸承N206 3輸出軸上的軸承選擇與計算由軸IV的設(shè)計知，初步選用深溝球軸承6210，由于受力對稱，只需要計算一個，其受力=3706.46 N，=0，=3 ，轉(zhuǎn)速n=87.4/min1）查滾動軸承樣本（指導(dǎo)書表15-3）知深溝球軸承6210的基本額定動載荷C=27000N，基本額定靜載荷=19800N 2）求軸承當(dāng)量動載荷P 因為=0，徑向載荷系數(shù)X=1，軸向載荷系數(shù)Y=0，因工作情況平穩(wěn)，按課本（P表13-6），取=1.0，則 P=（X+Y）=1.（13706.46+0）N =3706.46N 3）驗算軸承壽命 h=73714h=72000h 故所選用軸承滿足壽命要求。確定使用深溝球軸承6210。=3706.46N=0n=87.4/minC=27000N=19800NX=1Y=0=1.0P=3706.46N=73714h九、鍵連接的選擇與校核計算1輸入軸與聯(lián)軸器的鍵連接 1) 由軸II的設(shè)計知初步選用鍵C1070，=39.39 2) 校核鍵連接的強度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本（P表6-2）查得許用應(yīng)力=100-120MPa，取=110MPa。鍵的工作長度=L-b/2=70mm-5mm=65mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.58mm=4mm。由式可得 =239.39/46535MPa=8.66MPa=110MPa 可見連接的強度足夠，選用鍵C1070選用鍵C1070GB1096-792齒輪2（2）與軸III的鍵連接 1) 由軸III的設(shè)計知初步選用鍵1056，=65.305 2) 校核鍵連接的強度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本（P表6-2）查得許用應(yīng)力=100-120MPa，取=110MPa。鍵的工作長度=L-b=56mm-10mm=46mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.58mm=4mm。由式可得 =265.305/44632MPa=22.18MPa=110MPa 可見連接的強度足夠，選用鍵10563齒輪3與軸III的鍵連接 1) 由軸III的設(shè)計知初步選用鍵1080，=130.61 2) 校核鍵連接的強度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本（P表6-2）查得許用應(yīng)力=100-120MPa，取=110MPa。鍵的工作長度=L-b=80mm-10mm=70mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.58mm=4mm。由式可得 =2130.61/47034MPa=27.44MPa=110MPa 可見連接的強度足夠，選用鍵1080選用：鍵1056GB1096-79選用：鍵1080GB1096-794齒輪4與軸IV的鍵連接 1) 由軸IV的設(shè)計知初步選用鍵1880，=383.53 2) 校核鍵連接的強度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本（P表6-2）查得許用應(yīng)力=100-120MPa，取=110MPa。鍵的工作長度=L-b=80mm-18mm=62mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.511mm=5.5mm。由式可得 =2383.53/5.56262MPa=36.28MPa=110MPa 可見連接的強度足夠，選用鍵1880選用：鍵1880GB1096-795聯(lián)軸器與軸IV的鍵連接 1) 由軸IV的設(shè)計知初步選用鍵12100，=383.53 2) 校核鍵連接的強度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本（P表6-2）查得許用應(yīng)力=100-120MPa，取=110MPa。鍵的工作長度=L-b=100mm-12mm=88mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.58mm=4mm。由式可得 =2383.53/48842MPa=51.88MPa=110MPa 可見連接的強度足夠，選用鍵12100選用：鍵12100GB1096-79十、聯(lián)軸器的選擇 1輸入軸（軸II）的聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)軸II的設(shè)計，選用TL6型彈性套柱銷聯(lián)軸器（35鋼），其尺寸如下表所示型號T（）（r/min）（mm）L（mm）轉(zhuǎn)動慣量（）TL6250380035820.026 2輸出軸（軸IV）的聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)軸IV的設(shè)計，選用HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器（35鋼），其尺寸如下表所示型號T（）（r/min）（mm）L（mm）轉(zhuǎn)動慣量（）HL36305000421120.6十一、減速器附件設(shè)計1視孔蓋 選用A=120mm的視孔蓋。2通氣器 選用通氣器（經(jīng)兩次過濾）M181.53油面指示器 根據(jù)指導(dǎo)書表9-14，選用2型油標(biāo)尺M164油塞 根據(jù)指導(dǎo)書9-16，選用M161.5型油塞和墊片5起吊裝置 根據(jù)指導(dǎo)書表9-20，箱蓋選用吊耳d=20mm6定位銷 根據(jù)指導(dǎo)書表14-3，選用銷GB117-86 A6307起蓋螺釘 選用螺釘M820視孔蓋：A=120mm通氣器：M181.5油面指示器：2型油標(biāo)尺M16油塞：M161.5吊耳：d=20mm定位銷：銷GB117-86 A630起蓋螺釘：M820十二、潤滑與密封1齒輪的潤滑 采用浸油潤滑，由于高速級大齒輪浸油深度不小于10mm，取為油深h=57mm。根據(jù)指導(dǎo)書表16-1，選用全損耗系統(tǒng)用油 L-AN22。2滾動軸承的潤滑 由于軸承的=38400160000 =8181.9160000 =4370160000 故選用脂潤滑。根據(jù)表16-4 ，選用滾動軸承脂ZGN69-23密封方法的選取 由于凸緣式軸承端蓋易于調(diào)整軸向游隙，軸II及軸IV的軸承兩端采用凸緣式端蓋，而嵌入式端蓋易于安裝和加工，軸III選用外圈無擋邊滾子軸承，故選用嵌入式端蓋。由于采用脂潤滑，軸端采用間隙密封。齒輪潤滑：L-AN22h=57mm=38400=8181.9=4370滾動軸承脂：ZGN69-2 總結(jié)機械設(shè)計是機電類專業(yè)的主要課程之一，它要求學(xué)生能結(jié)合課本的學(xué)習(xí)，綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)和技術(shù)知識，聯(lián)系生產(chǎn)實際和機器的具體工作條件，去設(shè)計合用的零部件及簡單的機械，起到從基礎(chǔ)課程到專業(yè)課程承先啟后的橋梁作用，有對機械設(shè)計工作者進行基礎(chǔ)素質(zhì)培養(yǎng)的啟蒙作用。 機械設(shè)計課程設(shè)計的過程是艱辛而又充滿樂趣的，在這短暫的三個星期里，我們不僅對機械的設(shè)計的基本過程有了一個初步的認(rèn)識和了解，即初步接觸到了一個真機器的計算和結(jié)構(gòu)的設(shè)計，也通過查閱大量的書籍，對有關(guān)于機械設(shè)計的各種標(biāo)準(zhǔn)有了一定的認(rèn)識，也加強了對課本的學(xué)習(xí)和認(rèn)識。通過這次的設(shè)計，我認(rèn)識到一些問題是我們以后必須注意的。第一，設(shè)計過程決非只是計算過程，當(dāng)然計算是很重要，但只是為結(jié)構(gòu)設(shè)計提供一個基礎(chǔ)，而零件、部件、和機器的最后尺寸和形狀，通常都是由結(jié)構(gòu)設(shè)計取定的，計算所得的數(shù)字，最后往往會被結(jié)構(gòu)設(shè)計所修改。結(jié)構(gòu)設(shè)計在設(shè)計工作中一般占較大的比重。第二，我們不能死套教材，教材中給出的一些例題或設(shè)計結(jié)果，通常只是為表明如何運用基礎(chǔ)知識和經(jīng)驗資料去解決一個實際問題的范例，而不是唯一正確的答案。所以我們必須要學(xué)會查閱各種書籍和手冊，利用現(xiàn)有的資源再加上自己的構(gòu)想和創(chuàng)新，才能真正完成一個具有既有前景和使用價值又能普遍推廣，價格低廉的新產(chǎn)品。因此，全力追索不斷增殖的設(shè)計能力才是學(xué)習(xí)機械設(shè)計的中心思想。第三，創(chuàng)新是一個民族的靈魂，是我們國家興旺發(fā)達的不竭動力。創(chuàng)新在機械設(shè)計過程當(dāng)中體現(xiàn)的更是淋漓盡致，我們所設(shè)計出來的東西必須得超過以前的才具有社會實用價值，因此我們首先要有敢于突破束縛、突破慣例和大膽否定現(xiàn)有的一些東西，同時也要有寬廣而堅實的基礎(chǔ)知識和創(chuàng)新思維與細(xì)心觀察的能力。雖然在這次的設(shè)計過程當(dāng)中大部分都是參照教材和手冊所設(shè)計，只有小部分是通過自己創(chuàng)新所形成，但在選用各種零部件時是個人根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選定的，以使各種零部件組裝成最好的一個減速器。因此也體現(xiàn)了創(chuàng)新的思想。這次設(shè)計的分流式二級圓柱齒輪減速器通過采用配對的斜齒輪，既具有人字齒重合度大，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無軸向力的優(yōu)點，又免