带式输送机传动装置中的两级圆柱齿轮减速器急需毕业设计

序

机械设计综合课程设计在机械工程学科中占有重要地位，是理论应用于实践的重要实践环节。本课程设计培养我们在机械设计方面的整体设计能力，将机械设计系列课程设计中所学的机构原理方案设计、运动与动力学分析、机械零件设计理论、方法、结构、工艺设计等内容有机结合起来进行综合设计实践训练，使课程设计与机械设计实践联系更加紧密。另外也培养我们机械系统的创新设计能力，提升机械的概念设计和创新设计。

本课程设计的设计任务是展开式二级圆柱齿轮减速器的设计。缓速器是将电机输出的高速降低到所需速度的典型机械装置，可广泛应用于采矿、冶金、石油、化工、起重运输、纺织印染、制药、造船、机械、环保、食品轻工等行业。

本设计综合运用机械设计等先修课程的知识进行机械设计训练，使所学知识得到巩固、深化和拓展；学习和掌握通用机械零件、部件、机械传动和通用机械的基本设计方法和步骤，培养学生的工程设计能力和分析问题、解决问题的能力；提高我们在机械设计方面的基本技能，如计算、绘图、使用设计资料(手册和图集)进行经验估算和考虑技术决策，并给我们练习计算机绘图的机会。

最后，借此机会向本次课程设计的指导老师以及参与校对和帮助的同学们表示衷心的感谢。

由于经验不足，水平有限，难免设计有问题。请给出你的宝贵意见。

带式输送机简介

带式输送机是一种靠摩擦力驱动以连续方式输送燃料的机械。它可以用来输送某一输送线上的物料，从最初的进料点到最终的卸料点，形成一个物料输送过程。既能输送破碎物料，又能输送成品。除了单纯的物料运输，还可以配合各种工业企业生产过程中工艺流程的要求，形成有节奏的流水线。因此，带式输送机在现代工业企业中被广泛应用。带式输送机广泛应用于地下隧道、矿山地面运输系统、露天采矿场和选矿厂。用于水平运输或倾斜运输。用起来很方便。

输送机的发展历史

在中国古代，高转车和提水翻车是现代斗式提升机和刮板输送机的雏形。17世纪中期，开始使用衣架。

空索道运输散装物料；19世纪中期，各种具有现代结构的输送机相继出现。

1868年，带式输送机出现在英国；1887年，螺旋输送机出现在美国；1905年，瑞士出现了钢带输送机；1906年，英国和德国出现惯性输送机。此后，受机械制造、电机、化工、冶金工业技术进步的影响，输送机不断改进，逐渐从完成车间内的运输发展到完成企业内部、企业之间甚至城市之间的物料搬运，成为物料搬运系统机械化、自动化不可缺少的一部分。

输送机的特性

带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备。与其他运输设备(如机车)相比，具有运输距离长、运量大、连续运输等优点，且运行可靠，易于实现自动化和集中控制。特别是对于高产高效矿井，带式输送机已经成为煤矿开采机电一体化技术装备的关键设备。

带式输送机的主要特点是机身可以方便地伸缩，带储料仓，机尾可以随着采煤工作面的推进而伸长或缩短。结构紧凑，可直接铺设在巷道底板上，无需基础。机架重量轻，拆装方便。当输送能力和输送距离较大时，可配备中间传动装置以满足要求。根据输送工艺的要求，物料可以由单机输送，也可以由多台机组组成的水平或倾斜输送系统输送。

带式输送机具有输送量大、结构简单、维护方便、成本低、通用性强等优点，被广泛应用于冶金、煤炭、交通、水电、化工等部门。

带式输送机还用于建材、电力、轻工、粮食、港口、船舶等部门。

一、设计任务书

设计了一种用于带式输送机的同轴两级圆柱齿轮减速器。

1.总布置图

2.工作情况

平稳单向运行。

3.原始资料

输送机滚筒扭矩(n？m)输送带速度(m/s)、滚筒直径(mm)、使用寿命(年)和工作制度(班次/天)

350 0.85 380 10 1

4.设计内容

(1)电机的选择及参数计算

(2)斜齿轮传动的设计与计算

(3)轴的设计

(4)滚动轴承的选择

(5)键和联轴器的选择和检查

(6)装配图和零件图的绘制

(7)设计和计算说明的编写

5.设计任务

(1) 1减速器总装配图(图号0或1)

(2) 1齿轮、轴、轴承零件图(2号或3号图)。

(3)设计和计算说明。

二、传输方案的制定和描述

为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构并制定传动方案，驱动滚筒的转速nw可由已知条件计算:

3.电机的选择

1.电机选型:Y线三相异步电机。

2.电机容量

(1)滚筒轴输出功率

(2)电机的输出功率

传动装置的总效率

其中是从电机到滚筒轴的各传动机构和轴承的效率。从《机械设计》课程设计表2-4(本书都有，下面不做解释):V带传动；滚动轴承；圆柱齿轮传动；弹性耦合；滚轴滑动轴承，然后

因此

(3)电机的额定功率

电机的额定功率选自第20章中的表20-1。

从表2-1中可以找到V带传动的常用传动比范围，从表2-2中可以找到两级展开圆柱齿轮减速器的传动比范围，因此电机转速的可选范围如下

可选择同步速度在此范围内的电动3000。

根据所需的电机容量和速度，相关手册只使用一种类型的电机。传动比方案如下:

电机型号的额定功率

电动机转速

传动装置的传动比

Y100L-2三带同步满负荷总传动比三角带减速器

3000 2880 62.06 2

3、计算传动装置的总传动比，分配各级传动比。

1.传动装置的总传动比

2.分配所有级别的传动比

取V带传动的传动比，两级圆柱齿轮减速器的传动比为

根据展开图考虑润滑情况，为了使两级大齿轮直径相近，展开曲线如图12所示

然后我

其结果满足一般圆柱齿轮传动和两级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。

4.计算传动装置的运动和动态参数:

根据电机轴到工作机的运动传递路线，得到各轴的运动和功率参数。

1.每个轴的速度:

2.每个轴的输入功率:

I-III轴的输出功率为输入功率乘以轴承效率0.99，滚筒轴的输出功率为输入功率乘以滚筒传动效率0.96。计算结果见下表。

3.每个轴的输入扭矩:

I-III轴的输出扭矩为输入扭矩乘以轴承效率0.99，滚筒轴的输出扭矩为输入扭矩乘以滚筒传动效率0.96。计算结果见下表。

综上所述，传动装置的运动和动态参数计算结果如下表所示:

轴名功率

转矩

抬前轮速度

传动比

效率

输入输出输入输出

电机轴2.3 7.63 2880 2

0.96

I轴2.21 14.65 1440

7.13

0.95

轴二2.1 99.29 201。96

4.35 0.95

轴三

2.0 410.58 46.43

1.00 0.98

滚筒轴1.94 398.34

第三章主要部件的设计与计算

3.1扩展二级圆柱齿轮减速器的齿轮传动设计

3.1.1高速齿轮传动设计

1.选择齿轮类型、精度等级、材料和齿数。

1)根据以上传动方案，选择直齿轮传动。

2)输送机工作正常，速度不高，故选用8级精度(GB 10095-88)。

3)选材。考虑到制造的方便性、小齿轮的易磨损性和经济性，两级圆柱齿轮的大小齿轮材料为45钢，大齿轮正火，小齿轮热处理调质，大小齿轮齿面硬度分别为260 HBS和215 HBS。

4)选择小齿轮的齿数，大齿轮的齿数为。

2.根据齿面接触强度进行设计

由设计公式进行试算，即

(1)确定公式中的每个计算值。

1)试验负载系数

2)从上面计算的小齿轮扭矩:

3)查表6-12(机械设计基础)中的齿宽系数，根据图6-37(机械设计基础)中的齿面硬度查小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮接触疲劳强度极限。

计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1%，安全系数为S=1。

4)计算应力循环的次数

5)根据接触疲劳寿命系数

(2)计算:

1)转换成较小的值，小齿轮分度圆直径的最小值如下获得

3)计算齿宽:取，

4)计算分度圆的直径、模数和中心距:

模数:取第一系列标准值m=1.5。

分度圆直径:

中心距离:

5)检查弯曲疲劳强度:

根据图6-40，重合齿廓系数分别为= 4.35和= 3.98。

弯曲疲劳所需的应力:

1)弯曲疲劳强度极限见图6-41:；

2)查图6-42，取弯曲疲劳寿命系数。

3)计算弯曲疲劳的许用应力。

取弯曲疲劳安全系数S=1，得到

4)验算:

& lt

因此弯曲疲劳强度是足够的。

确定齿轮传动精度:

圆周速度:

根据对照表6-9(机械设计基础)，一般机械精度等级范围为6 ~ 8，齿轮精度等级应为8。

3.1.2低速齿轮传动设计

1.选择齿轮类型、精度等级、材料和齿数。

1)根据以上传动方案，选择直齿轮传动。

2)输送机工作正常，速度不高，故选用8级精度(GB 10095-88)。

3)选材。考虑到制造的方便性、小齿轮的易磨损性和经济性，两级圆柱齿轮的大小齿轮均采用45钢，热处理采用正火回火。大齿轮和小齿轮的齿面硬度分别为200 HBs和250 HBs，两种材料的硬度差为40HBS。

4)选择小齿轮的齿数，大齿轮的齿数为，取。

2.根据齿面接触强度进行设计

由设计公式进行试算，即

2)确定公式中的计算值。

1)试验负载系数

2)小齿轮的扭矩由上述计算得出。

3)查表及其图表选择齿宽系数，根据图6-37，用齿面硬度确定小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮接触疲劳强度极限。

4)计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1%，安全系数为S=1。

5)查图6-42，取弯曲疲劳寿命系数。

根据接触疲劳寿命系数

模数:从表6-2中选取第一系列标准模块。

分度圆直径:

中心距离:

齿宽:

检查弯曲疲劳强度:

复合齿形系数可从图6-40中获得。

6)计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1%，安全系数为S=1。

得到

检查计算:

& lt

因此弯曲疲劳强度是足够的。

确定齿轮传动精度:

圆周速度:

根据对照表6-9(机械设计基础)，一般机械精度等级范围为6 ~ 8，齿轮精度等级应为8。

计算每个轴齿轮的相关尺寸。

表6-3高速轴齿轮各参数计算表

名称代码计算公式

齿数z

组件

压力角

齿高系数

顶部间隙系数

音高p

槽宽e

齿厚s

附录

齿高

齿高h

分度圆直径d

底座直径

齿顶圆直径

根圆直径

中心距

表6-3低速轴齿轮参数计算表

名称代码计算公式

齿数z

组件

压力角

齿高系数

顶部间隙系数

音高p

槽宽e

齿厚s

附录

齿高

齿高h

分度圆直径d

底座直径

齿顶圆直径

根圆直径

中心距

v带设计

1)计算能力

2)选择皮带类型

根据sum =2880从图10-12中选择z带

3)确定滑轮的参考直径

由表10-9《机械设计基础》确定

1)检查皮带速度

因为它符合要求

2)检查皮带长度

初始中心距离

从表10-6中选择相似。

3)确定中心距离

4)检查小滑轮的包角

所以符合要求

5)单个V形皮带提供额定功率。

根据地图10-9。

8)单根V带的额定功率增量:根据皮带类型查表10-2得到

10)确定波段数。

查表10-3查表10-4

11)单V带的初始张力

查找表10-5

12)与轴上的力。

13滑轮的结构和尺寸

以小皮带轮为例确定其结构和尺寸，如图10-11 <机械设计基础>皮带轮宽度

3.3轴系结构设计

3.3.1高速轴轴系结构设计

一、轴的结构尺寸设计

根据结构和使用要求，轴设计为阶梯轴和齿轮轴，共分七段，其中第五段为齿轮，如图2所示:

图2

由于结构和工作需要将轴定义为齿轮轴，其材质必须与齿轮相同，均为合金钢，热处理为调制处理，材料系数c为118。

因此，该轴的最小轴直径为:

考虑到本节键槽的影响，轴径增加了6%，所以有:

标准化检索

其他截面轴径和长度的设计计算依据和过程见下表:

表6高速轴结构尺寸设计

阶梯轴段的设计计算依据和工艺计算结果

第1段

(考虑键槽的影响)

13.6

第2款

(由唇形密封尺寸决定)

20(18.88)

第三段由轴承尺寸决定。

(轴承预选6004 B1=12)

第4款

24(23.6)

145

第五节齿顶圆直径

齿宽

第6段

第7段

二、轴的应力分析与计算

轴的简化应力模型(见图3)和应力计算。

L2=192.5 L3=40

三、轴承寿命检查

考虑到调整间隙的方便，轴承都是立式的。预设轴承寿命为3年，即12480h h .

检查步骤和计算结果如下表所示:

表7轴承寿命的检查步骤和计算结果

计算步骤和内容计算结果

6007轴承

a端和b端

从手册中找出Cr、C0r、E和Y的值。Cr = 12.5kn。

C0r=8.60kN

e=0.68

计算FS = EFR(7类)，FR/2Y(3类)FSA = 1809.55 FSB = 1584.66。

计算比率Fa/Fr FaA/FrA & gt；e FaB /FrB<。e

确定x和y值XA= 1，YA = 0，XB =1，YB=0。

检查负载系数fP 1.2

计算等效负载

p = Fp(xfr+YFa)PA = 981.039 PB = 981.039

计算轴承寿命

9425.45小时

不到

12480h

从计算结果可以看出，6007轴承是合格的。

表8中间轴结构尺寸设计

阶梯轴段的设计计算依据和工艺计算结果

第1段

由轴承尺寸决定

(轴承预选6008)

33.6

第2款

(考虑键槽的影响)

45(44.68)

77.5

第3款

12.5

第4款

109

第5段

考虑到低速轴的载荷较大，材料为45，热处理回火后取材料系数。

因此，该轴的最小轴直径为:

考虑到本节键槽的影响，轴径增加了6%，所以有:

标准化检索

其他截面轴径和长度的设计计算依据和过程见下表:

表10低速轴结构尺寸设计

阶梯轴段的设计计算依据和工艺计算结果

第1段

(考虑键槽的影响)

(由联轴器宽度尺寸决定)

52.49

60(55.64)

142

第2款

(由唇形密封尺寸决定)

64(63.84)

第3款

第四段由轴承尺寸决定。

(轴承预选6014C)

第5段

七十八

第6段

第7段

齿宽+10

80(79.8)

119

3.3.4各轴键和键槽的选择和检查

因为减速器中的关键连接是静态连接，所以只需要检查挤压应力。

一、高速键的选择和检查:

滑轮处键:根据滑轮处轴径和轴长选择键B8X7，键长50，GB/T1096。

接头的材料为:45钢(键)和40Cr(轴)。

二、中间键的选择和检查:

(1)高速档键:根据轮毂处的轴径和轴长选择键B14X9GB/T1096。

接头的材料为:20Cr(轮毂)、45钢(键)和20Cr(轴)。

此时，键连接是合格的。

第三，低速步进键的选择和检查

(1)低速档键:根据轮毂处的轴径和轴长选择键B22X14，键长为GB/T1096。

接头的材料为:20Cr(轮毂)、45钢(键)和45轴。

键的强度最低，按其许用应力校核，并查阅手册。

粘合连接合格。

(2)联轴器处的键:根据联轴器处的轴径和轴长选择键16X10，键长100，GB/T 1096。

接头的材料分别为:45钢(联轴器)、45钢(键)和45轴。

键的强度最低，按其许用应力校核，并查阅手册。

关键连接是合格的。

第四章减速箱及其附件的设计

4.1箱体结构设计

根据箱体的支撑强度、铸造和加工工艺的要求以及内部传动件和外部附件的空间位置，确定二级齿轮减速器箱体的相关尺寸如下:(表中a=322.5)。

表12箱体结构尺寸

名称符号的设计基于设计结果。

盒座壁厚δ0.025 a+3 = 11 11。

考虑到铸造工艺，所有壁厚不应小于8。

盒盖壁厚δ1 0.02a+3≥8 9.45

盒座法兰厚度b 1.5δ 16.5

箱盖法兰厚度b 1 1.5δ1 14.18。

盒座b2底部法兰厚度2.5δ 27.5

地脚螺栓直径df 0.036 a+1224(23.61)

当地脚螺栓的数量为n时，n=6。

六

轴承旁连接螺栓直径d1 0.75df 18

箱盖与箱座连接螺栓直径D 2 (0.5 ~ 0.6) DF 12

轴承端盖螺钉直径和数量d3，n (0.4 ~ 0.5) df，n10，6

窥视孔盖螺钉直径D4 (0.3 ~ 0.4) DF 8

定位销直径d (0.7 ~ 0.8) d29

轴承旁凸台半径R1 c2 16

凸台的高度h根据轴承座的位置和外径来确定，以便于扳手的操作。

外箱壁到轴承座端面的距离l 1c 1+C2+(5 ~ 10)42

大齿轮顶圈到内壁的距离是多少？1 >1.2δ 11

齿轮端面与内壁的距离？2 >δ 10

盒盖与盒座的筋厚为m1，m 1≈0.85δ1 = 8.03m≈0.85δ= 9.357。

轴承端盖法兰厚度t (1 ~ 1.2) d310

轴承端盖外径d2d+(5 ~ 5.5) d3120

轴承的侧面连接

螺栓距离

120

第五章运输、安装、使用和维护要求

1.减速器的安装

(1)减速器输入轴与原动机直接连接时，推荐弹性联轴器；当减速器的输出轴与工作机连接时，建议使用齿轮联轴器或其他非刚性联轴器。联轴器不得锤打在轴上。

(2)减速器应牢固地安装在稳定的水平基础上，排油箱中的油应排出，冷却空气应流通顺畅。

(3)减速器、原动机和工作机必须仔细找正，误差不得大于所用联轴器的允许补偿量。

(4)减速器安装后，必须用手转动灵活，无卡涩。

(5)安装好的减速机在正式使用前，应进行卸载，部分额定负荷可间歇运转1 ~ 3h，方可正式运转。运转应平稳，无冲击、异常振动和噪音、漏油等现象，最高油温不超过100℃；并按标准检查轮齿面接触区域的位置和面积。如发现故障，应及时排除。

2.使用和维护

该型系列减速器结构简单牢固，使用维护方便，承载范围大，额定输入功率0.85-6660 kW，额定输出扭矩100-410000n . m，是一种适用性好，应用范围广的产品。可用于矿山、冶金、交通、建材、化工、纺织、轻工、能源等行业的机械传动。但是，存在以下限制:

1.减速器高速轴转速不高于1000转/分钟；

2.减速齿轮的圆周速度不高于20m/s；

3.减速器的工作环境温度为-40 ~ 45℃。低于0℃时，启动前应将润滑油预热至8℃以上，高于45℃时应采取隔热措施。

3、减速器润滑油更换:

(1)减速机第一次使用时，运行150~300h后必须更换润滑油，并在以后的使用中定期检查油的质量。混入杂质或变质的油应及时更换。正常情况下，对于长期工作的减速器，每500~1000h必须换一次油。对于每天工作时间不超过8小时的减速器，每1200 ~ 3000小时换一次油。

(2)减速器应添加与原品牌相同的油，不得混用不同品牌的油。品牌相同但粘度不同的油允许混合使用。

(3)在换油过程中，应使用与运转时相同品牌的油清洗蜗轮。

(4)当油温升至80℃以上或油池温度超过100℃时，工作时出现异常噪音，应停止使用并检查原因。如果是齿面胶合等原因造成的。，必须排除故障并更换润滑油后才能继续运行。

减速器应该定期检修。如果发现划痕、胶合和明显磨损，必须采取有效措施予以制止或消除。备件必须按标准制造，更新的备件必须经过磨合和负荷试验后才能正式使用。用户应有合理的使用和维护规章制度，并认真记录减速机的运行情况和检查中发现的问题。

结

转眼间，两个星期过去了，感觉时间过得飞快。我很忙，终于完成了机械设计。通过这个设计，我学到了很多东西。对机械设计的内容有了进一步的了解。

因为刚学完课程就开始设计，没时间复习，所以一开始遇到了很多问题，都觉得很难。因为机械设计综合了我们这学期学的所有知识，也用到了很多之前的课程，比如金属工艺学，材料力学，机械原理等等。

首先要用知识搞清楚用什么结构，然后设计轴的尺寸，校核，选择轴承。最后检查一下低速轴，看能不能用。Key也是很重要的一部分，检查是不可避免的。这些都用到力学和机械设计的内容，但我当时力学学得不好，没有完全掌握机械设计。做这个设计真的不容易！。

但是通过这次机械设计，我学到了很多，不仅是知识，还有观念。以前不管做什么，都有现成的东西，只要算算别人有什么就行了。事实上，那是抄袭。但是现在很多都是自己设计的。没有约束，他们无所适从。其次，我这个设计有很多问题。经过常老师的指导，我学到了很多课本上没有的东西。他还告诉我们一些实际经验。多么大的收获啊！最后，我们大学的课程那么多，以后一定要打好综合应用的基础。这门机械设计课说明我们缺乏把现在学的东西联系起来的能力。

最后总结一下我通过这次机械设计学到的东西。实践出真知，这是真的。通过设计，我现在可以明白真正的设计是一个什么样的程序，里面有很多错误，为以后的工作增加经验。虽然机器很累，但是我很充实，学到了很多知识，增加了自己的社会竞争力，对机械有了更多的了解，也有了进步。总之，虽然这个机械设计很累，但是我学到了很多以前不知道也没有经历过的经验。

参加考试，贡献力量

1 & lt；& lt机械设计> & gt第八版蒲主编高等教育出版社，2006。

2 & lt& lt机械设计>课程设计>；版本1。编辑:，何。机械工业出版社，2004。

3 & lt& lt机械原理> >清华大学出版社，沈永生主编，1999。

4 & lt& lt材料力学>:>刘洪文，高等教育出版社，2004。

5 & lt& lt几何公差和测量>:& gt第五版甘主编，上海科学技术出版社，2003年。

6 & lt& lt机械制图> & gt