變速箱課程設計說明書

1、<p><b>　　機械課程設計說明書</b></p><p>　　帶式運輸機傳動裝置設計</p><p><b>　　班級： </b></p><p><b>　　學號： </b></p><p><b>　　姓名： </b>&

2、lt;/p><p><b>　　指導老師</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　設計任務…………………………………………………………3</p><p>　　傳動方案的分析和擬定……………………………………………3</p><p>　　

3、電動機的選擇…………………………………………………4</p><p>　　傳動零件的設計計算……………………………………………………5</p><p>　　減速器箱體設計……………………………………………………9</p><p>　　軸的結構設計…………………………………11</p><p>　　軸承的校核……………………………………………1

4、7</p><p>　　鍵的校核………………………………………19</p><p>　　軸承的潤滑及密封……………………………………………21</p><p>　　小結…………………………………………21</p><p><b>　　第一節(jié) 設計任務</b></p><p>　　運輸機工作原理：電

5、動機的傳動力通過減速器帶動滾筒轉動。其執(zhí)行機構如下：</p><p><b>　　原始數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　運輸帶工作拉力F=6KN；</p><p>　　運輸帶工作速度V=1.3m/s；</p><p>　　滾筒直徑D=400mm；</p><p>　　滾動效率=0.95；<

6、/p><p>　　工作情況：兩班制，連續(xù)單向轉動，載荷較平穩(wěn)；</p><p>　　工作環(huán)境：室內，灰塵較大，環(huán)境最高溫度35°C；</p><p>　　使用折舊期8年，4年大修一次；</p><p>　　制造條件及生產批量：一般機械廠制造，小批量生產。</p><p>　　第二節(jié) 傳動方案的分析和擬定</

7、p><p>　　方案一：傳動方案簡圖如下：</p><p>　　該方案優(yōu)點：傳動效率高，結構緊湊，傳動比較平穩(wěn)，適合單向連續(xù)傳動，對工作的環(huán)境適應性強。缺點：制造及安裝精度要求高，價格較貴。</p><p>　　方案二：傳動方案簡圖如下：</p><p>　　第三節(jié) 電動機的選擇</p><p>　?。?） 電動機的功率P

8、0</p><p><b>　　==</b></p><p><b>　　=0.84</b></p><p>　　其中=0.98 =0.99 =0.98 =0.95 =0.95分別為二級減速器，滾筒，彈性聯(lián)軸器，剛性聯(lián)軸器，圓錐滾子軸承的傳動效率。以上數(shù)據(jù)均有[1]表1-15查得。</p><p>

9、<b>　　電動機的選擇</b></p><p>　　根據(jù)及其工作環(huán)境，查[1]表F1-2：選用型號電動機，主要參數(shù)如下：</p><p>　　評析：此型號電動機，額定功率略高于工作功率，不會造成過載或空載，可延長電動機使用壽命。此型號為“封閉”型。適于灰塵多等惡劣環(huán)境下工作。</p><p><b>　?。?）聯(lián)軸器的選擇</

10、b></p><p>　　電動機到減速箱之間的聯(lián)軸器，由于轉速較快選用彈性聯(lián)軸器。</p><p>　　=1.8KN/1.5=1200KN</p><p>　　查[1]得選用彈性柱銷聯(lián)軸器，型號為。主要參數(shù)：公稱扭矩，=1250， 許用轉速為2800r/min，轉動慣量為3.4Kg/，質量m=22Kg</p><p>　　減

11、速箱到滾筒之間的聯(lián)軸器，由于此處轉速不大，故選用凸緣聯(lián)軸器，型號為。</p><p>　　主要參數(shù)：公稱扭矩=100Nm，許用轉速r/min。</p><p>　?。?）齒輪傳動比確定</p><p>　　=970/62.1=15.62</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗對于圓錐---圓柱齒輪，可取圓錐齒輪傳動比=0.25，并盡量使，最大允許到4，

12、以使圓錐齒輪直徑較小， </p><p>　?。?）傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算</p><p><b>　　各軸輸入功率</b></p><p>　　==，==9.10*0.99*0.98=8.83KW</p><p>　　==8.83*0.99*0.98=8.57KW</p><p>&l

13、t;b>　　各軸轉速</b></p><p>　　==970 r/min ==970/3.91=248r/min ==248/3.99=62r/min</p><p><b>　　各軸輸入轉矩</b></p><p>　　電動機輸出轉矩：=9550=9550*9.29/970=91.46Nm</p>&

14、lt;p>　　軸1：=91.46*1*0.98=89.63Nm</p><p>　　軸2：===89.63*4*0.98*0.99=347.84 Nm</p><p>　　軸3：==347.84*4*0.99*0.98=1349.9Nm</p><p>　　上面各式中，分別為彈性聯(lián)軸器，圓錐滾子軸承的傳動效率</p><p>　　為軸1

15、與軸2間齒輪傳動效率，為軸2與軸3的間齒輪傳動效率</p><p>　　第四節(jié) 傳動零件的設計計算</p><p>　　1 圓錐齒輪傳動設計</p><p>　　1）運輸機為一般工作，速度不高，選用7級精度</p><p>　　2）材料選擇：由表10---1選擇用小齒輪材料為40Gr（調質）硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調質）硬度為

16、240HBS .</p><p>　　3）選擇小齒輪齒數(shù)為 取 </p><p>　　4）確定齒輪許用應力</p><p>　　因為工作為2班制，連續(xù)單向運轉，所以</p><p>　　查圖10—18 10—19 可得 </p><p>　　查圖10—21 d 得 </p>

17、<p>　　取失效率為1%，安全系數(shù)，彎曲疲勞安全系數(shù)</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　小齒輪所需傳遞轉矩 </p><p>　　由表10—2 查得 按圖10—8 取 </p><p>　　由表10—6 查得 </p><p>　　計算小齒輪直徑及

18、齒數(shù)模數(shù)： 直齒圓錐齒輪 </p><p><b>　　mm</b></p><p>　　取整 m=3 所以 </p><p><b>　　齒輪彎曲強度校驗</b></p><p>　　齒形系數(shù) 齒輪節(jié)錐角 </p><p><b>　　當量齒數(shù)：</b

19、></p><p>　　由表10—5 查得 </p><p>　　應力修正系數(shù) 由表10—5 查得 </p><p>　　齒根彎曲強度效驗 </p><p>　　圓錐齒輪主要尺寸 </p><p>　　經(jīng)過計算，既滿足齒面接觸疲勞強度，又做到結構緊湊。</p><p>　　圓柱

20、齒輪傳動設計 </p><p>　　1)選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù)</p><p>　　a) 由圖的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動</p><p>　　b) 運輸機一般選用7級精度</p><p>　　c) 材料選擇和錐齒一樣，小齒輪材料為40Cr（調質）硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼，硬度為240HBS</p&

21、gt;<p>　　d) 選小齒輪齒數(shù) </p><p>　　2）齒面接觸強度設計</p><p>　　a) 試選載荷系數(shù) </p><p>　　b) 小齒輪傳遞的轉矩 </p><p>　　c) 由表10—7 選取 </p><p>　　d) 由表10—6 查得 </p><p&g

22、t;　　e) 由圖10—21 d查得 </p><p><b>　　f) </b></p><p>　　g) 由圖10—19 查得 </p><p>　　h)計算接觸疲勞許用應力 取失效率為1% S=1 </p><p><b>　　即</b></p><p

23、><b>　　計算圓周速度 </b></p><p>　　計算齒寬b </p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　計算載荷系數(shù)：根據(jù) V 7級精度 又圖10—8 查得 直齒輪，假設 由表查得 由表10—2 查得使用系數(shù) 由表10—4 查得7級精度小齒輪相對支承非對稱布置時

24、 由 查10—13 圖得 所以</p><p>　　按實驗的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑</p><p><b>　　計算模數(shù)m </b></p><p>　　3）按齒根彎曲強度設計 </p><p>　　a) 確定公式內的各計算值</p><p>　　b) 由圖10—20 c查得

25、小齒輪的彎曲強度疲勞極限 大齒輪的彎曲疲勞極限 </p><p>　　c) 由圖10—8 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) </p><p>　　d) 計算許用應力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4 </p><p><b>　　e) 計算K </b></p><p>　　f ) 查取齒型系數(shù) 由表10—5 查得 <

26、;/p><p>　　g) 查取應力校正系數(shù) 由表10—5 查得 </p><p>　　h) 計算大小齒輪的 并加以比較</p><p>　　對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m大于齒根計算的模數(shù)，由于m的大小取決于彎曲強度所決定承載能力可取m=3 </p><p><b>　　驗算：</b>&

27、lt;/p><p><b>　　合適</b></p><p>　　第五節(jié) 減速器箱體設計</p><p>　　本方案采用圓錐齒—圓柱齒輪傳動，故中心距a取圓柱齒輪傳動中心距， a=228mm。</p><p>　　機體結構尺寸如下（由[3]表3得）：</p><p>　　由表及以前零件設計尺寸得：a=

28、10mm，L=65mm，B=65mm，S=9mm，l=230mm，=8mm</p><p>　　第六節(jié) 軸的結構設計</p><p><b>　　第一根軸的設計</b></p><p>　　1 對軸1：選用45號鋼</p><p>　　（1） 初步設計軸徑</p><p>　　其中p=9.1KW

29、為該軸傳遞功率，n=970r/min為該軸轉速</p><p>　　查表15-3 A=112 為該軸許用切應力所確定的系數(shù)</p><p>　　所以，=23.6mm</p><p>　　根據(jù)=23.6mm可確定聯(lián)軸器的型號，聯(lián)軸器的轉矩：取</p><p>　　查機械零件設計手冊，按照計算轉矩應小于聯(lián)軸器公稱轉矩的條件，采用彈性套柱銷聯(lián)軸器

30、TL6型，半聯(lián)軸器的孔徑，長度L=82,聯(lián)軸器與軸的配合長度，取</p><p><b>　　2 軸的結構設計</b></p><p>　?。?）擬訂軸上零件的裝配方案</p><p>　?。?）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長度</p><p>　?、?為了滿足軸向定位的要求，在處左邊設一軸肩，取=37mm，右端用軸

31、端擋圈擋住，按軸端直徑取擋圈直徑40mm，為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上，故Ⅰ-Ⅱ段長度比少短些，現(xiàn)取</p><p>　　② 初選軸承為滾動軸承，根據(jù) 選取軸承30308，基本尺寸為 故 </p><p>　　，則取，③ 由于輪轂寬度為52mm為 了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段長度略短輪轂 ，</p><p><b>　　所以&l

32、t;/b></p><p>　　軸承蓋的總寬度取為30mm，軸承距離箱體內壁為8mm，齒輪距離箱體內壁a=16mm</p><p>　　根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑劑的要求，取</p><p>　　軸上零件的周向定位 齒輪和半聯(lián)軸器都采用平鍵聯(lián)接。按由手冊查得平鍵截面，齒輪輪轂與軸的配合為，同理半聯(lián)軸器與軸聯(lián)接鍵截面同上，與軸配合為</p&g

33、t;<p><b>　　軸的校核</b></p><p><b>　　軸1</b></p><p><b>　　彎矩圖：</b></p><p><b>　　第二根軸的設計</b></p><p>　　1 確定軸上有關數(shù)據(jù) </p>

34、;<p>　　2 作用在軸上的力：小齒輪的分度圓直徑為，大齒輪分度圓直徑為</p><p>　　3 初步確定軸的最小徑，軸Ⅱ材料為45鋼，經(jīng)調質處理。取</p><p>　　顯然此處為軸的最小徑，即此處軸與軸承的內徑相同。</p><p>　　4 軸的軸向結構設計： </p><p>　　（1） 為了滿足軸向定位的要求，在軸Ⅰ

35、-Ⅱ處右邊設一軸肩，取，左右兩端用軸承端蓋封閉</p><p>　?。?） 初選軸承為滾動軸承，根據(jù)，選取型號32009，基本尺寸為，取，齒輪和軸承之間用軸環(huán)確定距離，軸的Ⅰ—Ⅱ左端采用軸肩結構，取h=5mm，故，由此可知取</p><p>　?。?） 由于右邊的錐齒輪轂寬度為62.4mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段長度略短輪轂寬度，故取，同理，柱齒輪轂為95，取</p&g

36、t;<p>　　5 軸的周向結構設計：齒輪和軸采用平鍵聯(lián)接，按由手冊查得平鍵為：</p><p>　　選擇齒輪輪轂與軸的配合為，按，得平鍵尺寸為</p><p>　　，齒輪輪轂與軸的配合為</p><p><b>　　軸的校核</b></p><p><b>　　軸2 </b>

37、</p><p><b>　　彎矩圖：</b></p><p><b>　　第三根軸的設計：</b></p><p>　　1 確定輸出軸上的功率，，</p><p>　　2 作用在軸上的力：已知低速級齒輪的分度圓直徑為</p><p>　　3 初步確定軸的最小直徑為，顯然此處

38、為軸的最小直徑為使得出軸與聯(lián)軸器的孔徑相同，需要確定聯(lián)軸器的型號。聯(lián)軸器的轉矩，取 </p><p>　　采用彈性塊聯(lián)軸器HL5型，半聯(lián)軸器孔徑，長度142mm，聯(lián)軸器與軸的配合長度為</p><p><b>　　，取</b></p><p>　　4 軸向結構設計：</p><p>　?。?） 為了滿足軸向定位要求，在

39、軸Ⅰ—Ⅱ處左邊設一軸肩，取，右端用軸承擋圈擋住，按軸承直徑取擋圈直徑66mm，為保證軸承擋圈只壓在聯(lián)軸器上，故Ⅰ—Ⅱ段長度比少短些，現(xiàn)取</p><p>　?。?） 初選軸承為滾動軸承30313，根據(jù)，在軸承中選取0基本游隙組，尺寸為 ，故取，而，其右端采用軸肩進行定位，取h=6mm,故</p><p>　　（3） 由于輪轂寬等于80mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段長度略短輪轂寬

40、度，故取左端采用軸鍵定位，軸肩高度，則h=6mm,所以油環(huán)處直徑</p><p>　?。?） 軸承蓋的總寬度為20mm,軸承距離箱體內壁為12mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承加添加劑的要求，取端蓋的外端與聯(lián)軸器左端的距離為,故</p><p>　?。?） 取齒輪距箱體內壁的距離a=16mm,錐齒輪與圓柱齒輪之間的距離c=20mm，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應距離箱體內

41、壁一段距離S，取S=8mm,已知滾動軸承寬度T=36mm,大錐齒輪輪轂寬長為50，則</p><p>　　5 軸上零件的周向定位：根據(jù)查得鍵截面為，齒輪輪轂與軸配合為</p><p>　　，同樣半聯(lián)軸器與周的聯(lián)接所用平鍵尺寸為，半聯(lián)軸器與軸的配合為</p><p><b>　　軸的校核：</b></p><p><

42、b>　　軸2 </b></p><p><b>　　彎彎矩圖：</b></p><p><b>　　第七節(jié) 軸承的校核</b></p><p>　　由于中間軸有兩個齒輪，所受動載荷比較大，所以這里只需要校核中間軸二軸承的壽命。</p><p>　?。ㄒ唬﹥奢S承所受徑向載荷</

43、p><p>　　由上，軸強度的計算知</p><p>　　1 .軸垂直面支反力</p><p><b>　　2.軸水平面支反力</b></p><p>　　3.兩軸承所受的徑向載荷即合成后的支反力</p><p>　　（二）計算軸承所受的軸向載荷</p><p><b&g

44、t;　　1.計算內部軸向力</b></p><p>　　軸承型號32009，為圓錐滾子軸承，由標準查得性能參數(shù)為</p><p>　　由表21-11，圓錐滾子軸承的內部軸向力，則</p><p>　　2.計算軸承所受的軸向載荷</p><p><b>　　軸上個軸向力的方向</b></p>&l

45、t;p>　　由式（21-8），（21-9）可列出</p><p><b>　　取兩者中較大者</b></p><p><b>　　取兩者中較大者</b></p><p>　?。ㄈ┯嬎惝斄縿虞d荷</p><p>　　由式（21-5），由表21-8取沖擊載荷因數(shù)。系數(shù)X，Y與判斷因子e有關，由手

46、冊中查的32009軸承，</p><p>　　軸承Ⅰ 故,則</p><p>　　軸承Ⅱ 故,則</p><p><b>　　(四)壽命計算</b></p><p>　　因,且兩軸承型號相同，故只按Ⅰ軸承計算壽命即可。取由式（21-7）有</p><p>　　壽命高于43800 ，故滿

47、足壽命要求。</p><p><b>　?。ㄎ澹╈o強度計算</b></p><p><b>　　1.計算軸承靜載荷</b></p><p>　　由式（21-13），當量靜載荷,由表21-13，32009型圓錐滾子軸承,故</p><p><b>　　2 .驗算靜強度</b>&l

48、t;/p><p>　　因,且兩軸承型號相同，故只按Ⅰ軸承計算壽命即可。取。由表21-14，取靜強度安全因數(shù)。由式（21-14）</p><p><b>　　故滿足靜強度要求。</b></p><p><b>　　第八節(jié) 鍵的校核</b></p><p>　　設定輸入軸與聯(lián)軸器之間的鍵為1 ，齒輪2與中間

49、軸之間的鍵為鍵2，齒輪3與中間軸之間的鍵為鍵3，齒輪4與輸出軸之間的鍵為鍵4，輸出軸與聯(lián)軸器之間的鍵為鍵5。</p><p><b>　　鍵的類型</b></p><p>　　1、根據(jù)軸的直徑選擇鍵</p><p>　　根據(jù)條件選取的鍵型號規(guī)格如下（參考表2）：</p><p>　　鍵1：圓頭普通平鍵（A型） b=10m

50、m h=8mm L=28mm </p><p>　　鍵2：圓頭普通平鍵（A型） b=10mm h=8mm L=28mm</p><p>　　鍵3：圓頭普通平鍵（A型） b=12mm h=8mm L=40mm </p><p>　　鍵4：圓頭普通平鍵（A型） b=16mm h=10mm L=56mm </p><p>

51、　　鍵5：圓頭普通平鍵（A型） b=16mm h=10mm L=70mm </p><p>　　鍵6：圓頭普通平鍵（A型） b=20mm h=12mm L=63mm </p><p>　　2、校核鍵的承載能力</p><p>　　因為：鍵1受到的轉距T1=89.63N·m</p><p>　　鍵2受到的轉距T2=89.63N

52、·m</p><p>　　鍵3受到的轉距T2=347.84N·m</p><p>　　鍵4受到的轉距T4=347.84N·m</p><p>　　鍵5受到的轉距T5=1349.9N·m</p><p>　　鍵6受到的轉距T5=1349.9N·m</p><p>　　鍵的

53、材料為鋼，輕微沖擊，[]為100~120Mp，取[]=110 Mp</p><p>　　鍵的校核公式：（k=0.5h l=L-b d為軸的直徑）</p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　校核第一個鍵：≤[]</p><p>　　校核第二個鍵：≤[]</p><p>　

54、　校核第三個鍵：≤[]</p><p>　　校核第四個鍵：≤[]</p><p>　　校核第五個鍵：≤[]</p><p>　　校核第六個鍵：≤[]</p><p>　　第九節(jié) 軸承的潤滑及密封</p><p>　　根據(jù)軸頸的圓周速度,軸承可以用潤滑脂和潤滑油潤滑,由于齒輪的轉速根據(jù)以知是大于2m/s,所以潤滑可以靠

55、機體的飛濺直接潤滑軸承?；蛞龑эw濺在機體內壁上的油經(jīng)機體泊分面上的油狗流到軸承進行潤滑，這時必須在端蓋上開槽。如果用潤滑脂潤滑軸承時，應在軸承旁加擋油板以防止?jié)櫥魇?。并且在輸入軸和輸出軸的外伸處，都必須密封。以防止?jié)櫥屯饴┮约盎覊m水汽及其它雜質進入機體內。密封形式很多，密封效果和密封形式有關，通常用橡膠密封效果較好，一般圓周速度在5m/s以下選用半粗羊毛氈封油圈。</p><p><b>　　小結