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1、 帶式輸送機減速器設計 摘要 帶式輸送機是輸送能力最大連續(xù)輸送機械之一。其結構簡單、運行平穩(wěn)、運轉可靠、能耗低、對環(huán)境污染小、便于集中控制和實現(xiàn)自動化、管理維護方便，在連續(xù)裝載條件下可實現(xiàn)連續(xù)運輸。本次畢業(yè)設計是關于帶式輸送機上減速器設計，減速機是帶式輸送機重要組成部分，其結構緊湊、效率高、傳動精度高、工作可靠性及密封性好、維修簡單、批量大，已在現(xiàn)代機床中得到廣泛應用。首先，簡單概述帶式輸送機減速器歷史發(fā)揮展及概念；其次，具體分析帶式輸送機運行原則；之后總體設計，查找始數(shù)據以及普遍參數(shù)要求，進行合理化設計；接著說明輸送帶減速機選擇必要性。對主要部件進行檢查，簡要說明減速器潤滑情況。所以本

2、論文對該輸送機研究對未來設計工作有幫助。 關鍵詞：帶式輸送機；減速器；齒輪；設計 II - II - Abstract Belt conveyor is one of the most continuous conveying machines. It is simple in structure, stable in operation, reliable in operation, low in energy consumption, small in environmental pollution,

3、 convenient for centralized control and automation, convenient for management and maintenance, and can realize continuous transportation under the condition of continuous loading. This graduation design is about the belt conveyor on the reducer design, reducer is an important part of belt conveyor,

4、its compact structure, high efficiency, high transmission accuracy, good reliability and sealing, simple maintenance, large quantities, It has been widely used in modern machine tools. Firstly, the history and concept of belt conveyor reducer are briefly summarized. Secondly, Body analysis belt conv

5、eyor operation principle; after the overall design, search for starting data and general parameter requirements, reasonable design; then explain the conveyor belt reducer selection necessity. Check the main parts and give a brief description of the lubrication of the reducer. So this paper is helpfu

6、l to the future design of the conveyor. Keywords: belt conveyor; reducer; gear; design III - III - 目 錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1課題的研究背景 1 1.2本文的國內外研究現(xiàn)狀 1 1.2.1國內研究現(xiàn)狀 1 1.2.2國外研究現(xiàn)狀 2 1.3本文的研究目的和意義 3 1.4課題的研究思路及方法 3 1.4.1研究思路 3 1.4.2研究方法 3 第2章 帶式輸送機減速器概述 4 2.1常用帶式輸送機類型與特點

7、 4 2.2常用帶式輸送機的基本組成結構及原理 8 2.2.1常用帶式輸送機的基本組成結構 8 2.2.2常用帶式輸送機的工作原理 9 2.3減速器的主要類型及組成結構 9 2.3.1減速器的主要類型 9 2.3.2減速器的組成結構 12 2.3.3減速器的結構特點 13 第3章 傳動裝置總體設計 14 3.1設計任務書 14 3.2確定傳動方案 14 3.3電動機的選擇 15 3.3.1電動機的容量選擇 15 3.3.2電動機轉速的選擇 16 3.3.3電動機型號的確定 17 3.3.4傳動比的分配 17 3.3.5傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)計算 18 第4章

8、 傳動零件的設計計算 19 4.1高速級齒輪的參數(shù)計算 19 4.1.1材料選擇及熱處理 19 4.1.2齒根彎曲疲勞強度設計 19 4.2低速級齒輪的計算 22 4.3軸的設計 26 4.3.1輸入軸的設計 27 4.3.2中間軸的設計 28 4.3.3輸出軸的設計 29 4.4軸的校核 31 4.4.1輸入軸的校核 31 4.4.2中間軸的校核 36 4.4.3輸出軸的校核 39 4.5軸承的壽命計算 41 4.5.1 7006C型軸承的校核 41 4.5.2 7013C型軸承的校核 42 4.5.3 7008C型軸承的校核 43 4.6鍵的選擇及校核 4

9、4 4.6.1低速軸鍵的選擇 44 4.6.2連接強度校核 44 4.6.3高速軸上鍵的選擇 45 4.6.4連接強度校核 45 4.6.5中間軸上鍵的選擇 46 4.6.6連接強度校核 46 4.7滾動軸承的潤滑和密封 47 4.7.1脂潤滑 47 4.7.2油潤滑 47 第5章 箱體設計 48 5.1箱體初步設計 48 5.2箱體附件設計 48 5.3箱體的結構尺寸 49 第6章 三維建模 51 結 論 54 參考文獻 55 致 謝 56 VII - VII - 第1章 緒論 1.1課題的研究背景 帶式輸送

10、機是一種摩擦驅動以連續(xù)方式運輸物料的機械。應用它可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點到最終的卸料點間形成一種物料的輸送流程。它既可以進行碎散物料的輸送，也可以進行成件物品的輸送。除進行純粹的物料輸送外，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產流程中的工藝過程的要求相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線。所以帶式輸送機廣泛應用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中。在礦山的井下巷道、礦井地面運輸系統(tǒng)、露天采礦場及選礦廠中，廣泛應用帶式輸送機。它用于水平運輸或傾斜運輸，使用非常方便。帶式輸送機因其具有結構緊湊、傳動效率高、噪聲低、使用壽命長、運轉穩(wěn)定、工作可靠性和密封性好、占據空間小等特點，并能適應在各種惡劣工作環(huán)境下工作包括

11、潮濕、泥濘、粉塵多等，所以它已經是國民經濟中不可或缺的關鍵設備。而研究帶式輸送機上面的減速器也刻不容緩，減速器是帶式輸送機上的重要組成部分。 隨著社會的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對產品的需求是多樣化的，這就決定了未來的生產方式趨向多品種、小批量。在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著齒輪減速器，它是一種不可缺少的機械傳動裝置，它是機械設備的重要組成部分和核心部件。目前，國內各類通用減速器的標準系列已達數(shù)百個，基本可滿足各行業(yè)對通用減速器的需求。國內減速器行業(yè)重點骨干企業(yè)的產品品種、規(guī)格及參數(shù)覆蓋范圍近幾年都在不斷擴展，產品質量已達到國外先進工業(yè)國家同類產品水平，承擔起為國民經濟各行業(yè)提供傳動裝置配

12、套的重任，部分產品還出口至歐美及東南亞地區(qū)，推動了中國裝配制造業(yè)發(fā)展。 1.2本文的國內外研究現(xiàn)狀 1.2.1國內研究現(xiàn)狀 在引進、消化、合作研究的基礎上，目前已經能夠獨立設計、制造大型帶式輸送機。我國生產制造的帶式輸送機的品種、類型較多。帶式輸送機的技術水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機的關鍵技術研究和新產品開發(fā)都取得了很大的進步。如大傾角長距離帶式輸送機成套設備、高產高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機等均填補了國內空白，并對帶式輸送機的減低關鍵技術及其主要元部件進行了理論研究和產品開發(fā)，研制成功了多種軟起動和制動裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置，驅動系統(tǒng)采用調

13、速型液力偶合器和行星齒輪減速。行業(yè)對通用減速器的需求。國內減速器行業(yè)重點骨干企業(yè)的產品品種、規(guī)格及參數(shù)覆蓋范圍近幾年都在不斷擴展，產品質量已達到國外先進工業(yè)國家同類產品水平，承擔起為國民經濟各行業(yè)提供傳動裝置配套的重任，部分產品還出口至歐美及東南亞地區(qū)，推動了中國裝配制造業(yè)發(fā)展。 1.2.2國外研究現(xiàn)狀 國外帶式輸送機技術的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在兩個方面:一方面是帶式輸送機的功能多元化、應用范圍擴大化，如高傾角帶式輸送機、管狀帶式輸送機、空間轉彎帶式輸送機等各種機型；另一方面是帶式輸送機本身的技術與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長距離、大運量、高帶速等大型帶式輸送機已成為發(fā)展的主要方向，其核

14、心技術是開發(fā)應用了帶式輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術，提高了帶式輸送機的運行性能和可靠性。目前，在煤礦井下使用的帶式輸送機，其關鍵技術與裝備有以下幾個特點： （1）設備大型化。其主要技術參數(shù)與裝備均向著大型化發(fā)展，以滿足年產300-500萬噸以上高產高效集約化生產的需要。 （2）應用動態(tài)分析技術和機電一體化、計算機監(jiān)控等高新技術，采用大功率軟起動與自動張緊技術，對輸送機進行動態(tài)監(jiān)測與監(jiān)控，大大地降低了輸送帶的動張力，設備運行性能好，運輸效率高。 （3）采用多機驅動與中間驅動及其功率平衡、輸送機變向運行等技術，使輸送機單機運行長度在理論上已有受限制，并確保了輸送系統(tǒng)設備的通用性

15、、互換性及其單元驅動的可靠性。 （4）新型、高可靠性關鍵元部件技術。如包含CST等在內的各種先進的大功率驅動裝置與調速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯帶裝置、快速自移機尾等。如英國FSW生產的FSW1200/（2-3）400（600）工作面順槽帶式輸送機就采用了液粘差速或變頻調速裝置，運輸能力達3000t/h以上，它的機尾與新型轉載機（如美國久益公司生產的S500E）配套，可隨工作面推移而自動快速自移、人工作業(yè)少、生產效率高。 1.3本文的研究目的和意義 帶式輸送機是輸送能力最大的連續(xù)輸送機械之一。其結構簡單、運行平穩(wěn)、運轉可靠、能耗低、對環(huán)境污染小、便于集中控制和

16、實現(xiàn)自動化、管理維護方便，在連續(xù)裝載條件下可實現(xiàn)連續(xù)運輸。通過本次設計的研究，希望可以為以后的研究提供參考價值。本論文主要是關于礦用帶式輸送機減速器的設計，目前，帶式輸送機正朝著長距離，高速度，低摩擦的方向發(fā)展，近年來出現(xiàn)的氣墊式膠帶輸送機就是其中的一個。在帶式輸送機的設計、制造以及應用方面,目前我國與國外先進水平相比仍有較大差距,國內在設計制造帶式輸送機過程中存在著很多不足，因此研究帶式輸送機減速器具有重大的意義。 1.4課題的研究思路及方法 1.4.1研究思路 本文首先對膠帶輸送機減速器作了簡單的概述；接著分析了帶式輸送機減速器；然后根據原始數(shù)據按照給定參數(shù)要求進行傳動裝置的總體設計

17、；接著對所選擇的膠帶輸送機減速器各主要零部件進行了校核。普通型帶式輸送機由六個主要部件組成：傳動裝置，機尾和導回裝置，中部機架，拉緊裝置以及膠帶。最后簡單的說明了減速器的潤滑。 1.4.2研究方法 參照畢業(yè)設計指導書，按步驟進行設計，確定帶式輸送機的整體布置，確定設計方案。對輸送帶寬度、帶速、帶型等基本參數(shù)的確定計算。進行各區(qū)段阻力、輸送帶關鍵點張力、滾筒牽引力與電機功率的計算拉緊力與拉緊行程計算。根據初步設計結果選擇機械設備，部件和電器設備。 - 3 - 第2章 帶式輸送機減速器概述 2.1常用帶式輸送機類型與特點 帶式輸送機的種類很多，常用的主要有以下幾種： （1）

18、通用帶式輸送機（DT） 通用帶式輸送機是一種固定式帶式輸送機。其特點是托輥安裝在固定的機架上，由型鋼做成的機架固定在底板或地基上，整個機身成剛性結構。因此，它廣泛用于要求設備服務年限長，地基平整穩(wěn)定的場合。例如，煤礦地面生產系統(tǒng)、洗煤廠、井下主要運輸大巷、港口、發(fā)電廠等生產地點。 圖2.1通用帶式輸送機 （2） 鋼繩芯帶式輸送機 鋼繩芯帶式輸送機在結構形式上相同于通用帶式輸送機，只是輸送帶由織物芯帶改為鋼絲繩芯帶。因此，它是一種強力型帶式輸送機，具有輸送距離長、運輸能力大、運行速度高、輸送帶成槽型好和壽命長等優(yōu)點。但其最大缺點是因鋼繩芯輸送帶的芯體無橫絲，故橫向強度低易造成縱向撕帶

19、。 圖2.2鋼繩芯輸送帶 （3） 吊掛式帶式輸送機 吊掛式帶式輸送機是一種將其機架用鋼絲繩或鐵鏈吊掛在頂板上的帶式輸送機。機架可以采用鋼絲繩或型鋼材，托輥組可以是絞接或固定支承。它通常用于底板或地基起伏不穩(wěn)定，服務時間較短的場合。如煤礦井下采區(qū)上、下山，順槽和集中運輸巷。 圖2.3吊掛式帶式輸送機 （4） 可伸縮帶式輸送機 可伸縮帶式輸送機的輸送長度可以根據工作的需要隨時縮短或加長。這是為滿足煤礦井下綜采工作面順槽輸送要求而設計的。 圖2.4可伸縮帶式輸送機 （5） 移動帶式輸送機（DY） 移動帶式輸送機是一種按整機設計并且整機可在不同地點使用的帶式輸送機。按

20、移動的方式不同又可分為移動式與攜帶式帶式輸送機。前者式靠輪子、履帶或滑撬移動的帶式輸送機；后者是可用人力或機械從一個位置抬到另一個位置的帶式輸送機。主要用作短距離輸送或轉載。如煤場、碼頭、倉庫等場所。 圖2.5移動帶式輸送機 （6） 彎曲帶式輸送機 彎曲帶式輸送機是一種在輸送線路上可變向的帶式輸送機。該種輸送機適用于煤礦井下彎曲巷道和地面越野輸送。 圖2.6彎曲帶式輸送機 （7） 線摩擦帶式輸送機 在帶式輸送機某位置的輸送帶下面加裝一臺或幾臺短的帶式輸送機，主帶借助重力或彈性力壓在輔機的帶子上，輔帶可以靠摩擦力驅動主帶，這樣主帶張力便可以大大降低而實現(xiàn)低強度帶完成長距離或大

21、運量輸送。 圖2.7線摩擦帶式輸送機 （8） 大傾角帶式輸送機 普通帶式輸送機的輸送傾角超過臨界角度時，物料將沿輸送帶下滑。大傾角帶式輸送機可以減小輸送距離、降低巷道開拓量，減少設備投資。在露天礦它可以直接安裝在非工作邊坡，節(jié)省大量土方工程和投資。 圖2.8大傾角帶式輸送機 （9） 鋼繩牽引帶式輸送機（DS） 鋼繩牽引帶式輸送機從1951年起在許多國家得到應用。它的優(yōu)點在于牽引體與承載體是分開的，可以跨越長距離和大高差。但缺點是輸送帶成槽性差，影響輸送截面積，鋼絲繩裸露在外，不易防腐蝕，維護費用高。因此，國外一些國家不提倡使用。 圖2.9鋼繩牽引帶式輸送機 （10）

22、 圓管式帶式輸送機 圓管式帶式輸送機是用托輥把輸送帶逼成管形，物料形成封閉運輸，減少了環(huán)境污染，并能任意轉變和提高輸送傾角。它適用于有環(huán)保要求或物料不受外界環(huán)境影響的場合，如水泥、粉煤、谷物等物料的輸送。 圖2.10圓管式帶式輸送機 2.2常用帶式輸送機的基本組成結構及原理 2.2.1常用帶式輸送機的基本組成結構 帶式輸送機的整機應包括以下零部件（但不限于）： （1）膠帶 （2）托輥組 （3）滾筒組 （4）驅動裝置（含電動機、減速器、機械聯(lián)軸節(jié)、驅動裝置底座等） （5）盤式制動器 （6）逆止器 （7）拉緊裝置 （8）導料槽 （9）皮帶清掃器 （10）中間架、支

23、腿、滾筒支架、接料板、安全防護罩、護欄等鋼結構件 （11）現(xiàn)場補漆用的涂料和溶劑，試運轉用的油料、潤滑劑 （12）安裝、調試及試運轉期間所需的全部易耗品、易損件 （13）設備安裝、維修、檢驗及操作用專用工具、儀器、調試用儀器儀表 常用帶式輸送機結構簡圖如下圖2.11所示。 圖2.11帶式輸送機結構組成圖 2.2.2常用帶式輸送機的工作原理 帶式輸送機主要由兩個端點滾筒及緊套其上的閉合輸送帶組成。帶動輸送帶轉動的滾筒稱為驅動滾筒（傳動滾筒）；另一個僅在于改變輸送帶運動方向的滾筒稱為改向滾筒。驅動滾筒由電動機通過減速器驅動，輸送帶依靠驅動滾筒與輸送帶之間的摩擦力拖動。驅動滾筒

24、一般都裝在卸料端，以增大牽引力，有利于拖動。物料由喂料端喂入，落在轉動的輸送帶上，依靠輸送帶摩擦帶動運送到卸料端卸出。 2.3減速器的主要類型及組成結構 2.3.1減速器的主要類型 減速器是一種由封閉在剛性殼體內的齒輪傳動、蝸桿傳動或齒輪—蝸桿傳動所組成的獨立部件，常用在動力機與工作機之間作為減速器的傳動裝置；在少數(shù)場合下也用作增速的傳動裝置，這時就稱為增速器。減速器由于結構緊湊、效率較高、傳遞運動準確可靠、使用維護簡單，并可成批生產，故在現(xiàn)代機措中應用很廣。 減速器類型很多，按傳動級數(shù)主要分為：單級、二級、多級；按傳動件類型又可分為：齒輪、蝸桿、齒輪—蝸桿、蝸桿—齒輪等。 （1）圓

25、柱齒輪減速器 當傳動比在8一下時，可采用單級圓柱齒輪減速器。大于8時，最好選用二級（i=8—40）和二級以上（i>40）的減速器。單級減速器的傳動比如果過大，則其外輪廓將很大。二級和二級以上圓柱齒輪減速器的傳動布置形式有展開式、分流式和同軸式等數(shù)種。展開式最簡單，但由于齒輪兩側的軸承不是對稱布置，因而將使載荷沿齒寬分布不均勻，且使兩邊的軸承受力不等。為此，在設計這種減速器時應注意：1）軸的剛度宜取大些；2）轉矩應從離齒輪遠的軸端輸入，以減輕載荷沿齒寬分布的不均勻；3）采用斜齒輪布置，而且受載荷大的低速級又正好位于兩軸承中間，所以載荷沿齒寬分布情況顯然比展開的好。這種減速器的高速級齒輪常采用

26、斜齒，一側為左旋，另一側為右旋，軸向力能互相抵消。為了使左右兩對斜齒輪能自動調整以便傳遞相等的載荷，其中較輕的齒輪軸在軸向應能作小量游動。同軸式減速器輸入軸和輸出軸位于同一軸線上，故箱體長度較短。但這種減速器的軸向尺寸較大。 圓柱齒輪減速器在所有減速器中應用最廣。它傳遞功率的范圍可從很小至40000Kw，圓周速度也可從低至60m/s-70m/s,甚至高達150m/s。傳動功率很大的減速器最好采用雙驅動式或中心驅動。這兩種布置方式由兩對齒輪副分擔載荷，有利于改善受力情況和降低傳動尺寸。設計雙驅動式或中心驅動式齒輪傳動時，應設法采取自動平衡裝置使各對齒輪副的載荷能得到均勻分配，例如采用滑動軸承和

27、彈性支承。 圓柱齒輪減速器有漸開線齒形和圓弧形兩大類。除齒輪不同外，減速器結構基本相同。傳動功率和傳動比相同時，圓弧齒輪減速器在長度方向的尺寸要比漸開線齒輪減速器約30%。 圖2.12圓柱齒輪減速器 （2）圓錐齒輪減速器 它用于輸入軸和輸出軸位置布置成相交的場合。二級和二級以上的圓錐齒輪減速器常由圓錐齒輪傳動和圓柱齒輪傳動組成，所以有時又稱圓錐—圓柱齒輪減速器。因為圓錐齒輪減速器是懸臂裝在軸端的，為了使它受力小些，常將圓錐面作為高速級：山手面錐齒輪的精加工比較困難，允許圓周速度又較低，因此圓錐齒輪減速器的應用不如圓柱齒輪減速器廣。 圖2.13圓錐齒輪減速器 （3）蝸桿減速器

28、 主要用于傳動比較大（j>10）的場合。通常說蝸桿傳動結構緊湊、輪廓尺寸小，這只是對減速器的傳動比簡答的蝸桿減速器才是正確的，當傳動比并不很大時，此優(yōu)點并不顯著。由于效率較低，蝸桿減速器不宜用于在大功率傳動的場合。 蝸桿減速器主要有蝸桿在上和蝸桿在下兩種不同形式。蝸桿圓周速度小于4m/s時最好采用蝸桿在下式，這時，在嚙合處能得到良好的潤滑和冷卻條件。但蝸桿圓周速度大于4m/s時，為避免攪油太甚、發(fā)熱過多，最好采用蝸桿在上式。 圖2.14蝸桿減速器 （4）齒輪—蝸桿減速器 它有齒輪傳動在高速級和蝸桿傳動在高速級兩種布置形式。前者結構較緊湊，后者效率較高。 圖2.15齒輪—蝸桿

29、減速器 2.3.2減速器的組成結構 減速器主要由傳動零件（齒輪或蝸桿）、軸、軸承、箱體及其附件所組成。 （1）齒輪、軸及軸承組合 小齒輪與軸制成一體，稱齒輪軸。這種結構用于齒輪直徑與軸的直徑差不多的情況下。如果相差很大，就采用齒輪與軸分開為兩個零件的結構，如低速軸與大齒輪。此時齒輪與軸的周向固定采用平鍵聯(lián)接，軸上零件利用軸肩、軸套和軸承蓋作軸向固定。當徑向載荷和軸向載荷不大時，兩軸采用深溝軸承；在軸向載荷較大的情況下，應采用角接觸球軸承、圓錐滾子軸承或深溝球軸承與推力軸承的組合結構。 （2）箱體 箱體是減速器的重要組成部件。它是傳動零件的基座，應具有足夠的強度和剛度。箱體通常采

30、用灰鑄鐵制造，對于重載或有沖擊載荷的減速器也可采用鑄鐵箱體。單件生產的減速器，為了簡化工藝、降低成本，可采用鋼板焊接的箱體。 （3）附件 為了合格證減速器的正常工作。除了對齒輪、軸、軸承組合和箱體的結構設計給予足夠的重視外，還應考慮到為減速器潤滑油池注油、排油、檢查油面高度、加工及拆裝檢修時箱蓋與箱座的精確定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設計。 (a)檢查孔 為檢查傳動零件的嚙合情況，并向箱體內注入潤滑油。 (b)通氣器 減速器工作時，箱體內溫度升高，氣體膨脹，壓力增大，為使箱體內膨脹氣體自由排出，以保持箱內外壓力平衡，不致使?jié)櫥脱胤窒涿婊蜉S身密封件滲漏。 (c)軸承蓋

31、 為固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷，軸承座孔兩端用軸承蓋封閉。 (d)定位銷 為保證每次拆卸笨蓋，仍保持軸承座孔制造加式時的精度，應在精工軸承孔前，在箱蓋與箱座的連接凸緣上配裝定位銷。 (e)油面指示器 檢查減速器油池油面的高度，經常體質有適量的油。 (f)放油螺塞 換油時，排放污油和清洗劑。 (g)起吊裝置 當減速器超過25kg時，應在箱體設置起吊裝置，便于搬運。 2.3.3減速器的結構特點 （1）在箱體上不沿著齒輪或渦輪軸線開設剖分面。為了便于轉動零件的安裝，在適合部位有較大的開孔。 （2）在輸入軸和輸出軸端不采用法蘭式端蓋，而改用機械密封圈；在盲孔端則裝有

32、沖壓薄壁端蓋。 （3）在輸出端的尺寸加大了，鍵槽的開法和傳統(tǒng)的規(guī)定不同，甚至跨越了軸肩，有利于充分發(fā)揮輪轂的作用。 - 15 - 第3章 傳動裝置總體設計 3.1設計任務書 （1）設計任務 設計帶式輸送機的傳動系統(tǒng)，采用兩級圓柱直齒齒輪減速器傳動。 （2）設計要求 1）外形美觀，結構合理，性能可靠，工藝性好； 2）多有圖紙符合國家標準要求； 3）按畢業(yè)設計（論文）要求完成相關資料整理裝訂工作。 （3）原始數(shù)據 1）運輸帶工作拉力 F=4KN 2）運輸帶工作速度 V=2.0m/s 3）輸送帶滾筒直徑 D=450mm 4）傳動效率 （4

33、）工作條件 兩班制工作，空載起動，載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)（單向）運轉，工作環(huán)境多塵，中小批量生產，使用期限10年，年工作300天。 3.2 確定傳動方案 圖3.1展開式二級圓柱齒輪減速器 如圖3.1為展開式兩級圓柱齒輪減速器，其推薦傳動比ī=8～40。展開式圓柱齒輪減速器的特點是其結構簡單，但齒輪的位置不對稱。高速級齒輪布置在遠離轉矩輸入端，可使軸在轉矩作用下產生的扭轉變形和軸在彎矩作用下產生的彎矩變形部分地互相抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象。根據傳動要求，傳動方案應滿足工作機的性能要求，適應工作條件，工作可靠，而且要求結構簡單，尺寸緊湊，成本低，傳動效率高，操作維護方便

34、。寬度尺寸較大，輸入軸線與工作機位置是水平位置，我將采用展開式圓柱齒輪減速器為設計模版。 3.3 電動機的選擇 3.3.1 電動機的容量選擇 根據已知條件可以計算出工作機所需有效功率 .0 設 —— 輸送機滾筒軸至輸送帶間的傳動效率； —— 聯(lián)軸器效率， —— 閉式圓柱齒輪傳動效率， —— 一對滾動軸承效率， —— 帶式輸送機滾筒效率。 估算運動系統(tǒng)總傳遞效率： 式中： 得傳動系統(tǒng)總效率 工作機所需電動機功率 由表3.1所列Y系列三相異步電動機技術數(shù)據中可以確定，滿足條

35、件的電動機額定功率應取為11。 表3.1電動機型號 電動機型號 額定功率 / 滿載轉速 /（） Y100L-4 3 1420 2.2 2.2 Y112M-4 4 1440 2.2 2.2 Y132S-4 5.5 1440 2.2 2.2 Y132M-4 7.5 1440 2.2 2.2 Y160M-4 11 1460 2.2 2.2 Y160L-4 15 1460 2.2 2.2 Y160L-6 11 970 2.0 2.0 3.3.2 電動機轉速的選擇 根據已知條件由計算得知輸送機滾筒的工作轉速

36、 由機械設計表3.1初選同步轉速為1500和1000的電動機，對應用于額定功率的電動機型號應分別為Y160M-4型和Y160L-6型。把Y160M-4型和Y160L-6型電動機有關技術數(shù)據及相應算得的總傳動比列于表3.2: 表3.2 兩種不同方案 方案 電動機型號 額定功率 （） 同步轉速（） 滿載轉速（） 總傳動比 Ⅰ Y160M-4 11.0 1500 1460 17.19 Ⅱ Y160L-6 11.0 1000 970 11.42 通過對這兩種方案比較可以看出：方案Ⅰ選用的電動機轉速高、質量輕、價值低，總傳動比為17.19，比較合適，故

37、選用方案Ⅰ。 3.3.3 電動機型號的確定 根據工作條件：兩班制工作，空載起動，載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)（單向）運轉，工作環(huán)境多塵，中小批量生產，使用期限為10年，年工作300天，工作機所需電動機功率及電動機的同步轉速等，選用Y系列三項異步電動機，臥式封閉結構，型號為Y160M-4，其主要性能數(shù)據如下： 電動機額定功率： 電動機滿載轉速： 電動機軸身直徑： 電動機軸身長度： 3.3.4 傳動比的分配 帶式輸送機傳動系統(tǒng)的總傳動比 由傳動系統(tǒng)方案知 所以圓柱齒輪總傳動比 為便于兩級圓柱齒輪減速器采用浸油潤滑，當兩對齒輪材料相同、齒面硬度、齒寬系數(shù)相等時，考慮齒

38、面接觸強度接近相等的條件，取高速級傳動比 低速級傳動比 傳動系統(tǒng)各傳動比分別為 ，，， 3.3.5 傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)計算 傳動系統(tǒng)各軸的轉速、功率和轉矩計算： 0軸（電動機軸）： 1軸（減速器高速軸）： 2軸（減速器中間軸）： 3軸（減速器低速軸）： 第4章 傳動零件的設計計算 4.1 高速級齒輪的參數(shù)計算 4.1.1 材料選擇及熱處理 減速器要求結構緊湊，故小齒輪選用調質HBS1=240～270的45鋼，大齒輪選用正火HBS2=200～230的45鋼；載荷穩(wěn)定，齒速不高，初選8級精度。 4.1.2

39、齒根彎曲疲勞強度設計 （1） 確定公式中的參數(shù)值 （4-1） 1） 載荷系數(shù) 試選=1.5 2） 小齒輪傳遞的轉矩 3） 大小齒輪的彎曲疲勞強度極限， ==380（查圖6.1 機械設計 徐錦康主編） 4） 應力循環(huán)次數(shù) 5） 彎曲疲勞壽命系數(shù)， =0.86 =0.90（查圖6.7機械設計 徐錦康主編） 6） 許用彎曲應力計算（取彎曲疲勞安全系數(shù)，應力修正系數(shù) ） 則/= 7） 查取齒形系數(shù)和應力校正系數(shù) 根據當量齒數(shù) 查表4.1取齒形系數(shù)和應力

40、修正系數(shù) 表4.1 齒形系數(shù)及應力修正系數(shù) 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 2.97 2.91 2.85 2.80 2.76 2.72 2.69 2.65 2.62 2.60 2.57 1.52 1.53 1.54 1.55 1.56 1.57 1.575 1.58 1.59 1.595 1.60 30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 150 2.52 2.45 2.40 2.35 2.32 2.28 2

41、.24 2.22 2.20 2.18 2.14 1.625 1.65 1.67 1.68 1.70 1.73 1.75 1.77 1.78 1.79 1.83 8） 計算大小齒輪的并加以比較 因為，故按小齒輪進行齒根彎曲疲勞強度設計 9） 重合系數(shù)及螺旋角系數(shù) 取=0.7 ，=0.86 （2） 設計計算 1） 試計算齒輪模數(shù) （4-2） 2） 計算圓周速度 3） 計算載荷系數(shù) 查表6.2（機械設計 徐錦康主編）得 ； 根據、8級精度，查圖6.10（機械設計 徐

42、錦康主編）得；斜齒輪傳動?。徊閳D6.13（機械設計 徐錦康主編）得。 則載荷系數(shù) 4） 校正并確定模數(shù) （取=2） （3） 計算齒輪傳動幾何尺寸 1） 中心距 （圓整為=119mm） 2） 螺旋角β 3） 兩分度圓直徑， mm mm 4） 齒寬，mm 取=35mm =～10）mm =40mm （4） 校核齒面接觸疲勞強度 （4-3） 1）大小齒輪的接觸疲勞強度極限， ==1170

43、2）接觸疲勞壽命系數(shù)， 查圖6.6（機械設計 徐錦康主編）得=0.88，=0.92 3）計算許用接觸應力 取安全系數(shù)，則 4） 節(jié)點區(qū)域系數(shù) 查圖6.19（機械設計 徐錦康主編）得=2.44 5） 重合度系數(shù)=0.8 6） 螺旋角系數(shù)= 7）材料系數(shù) 查表6.3（機械設計 徐錦康主編）得 =189.8 8）校核計算 接觸疲勞強度滿足要求 4.2 低速級齒輪的計算 減速器要求結構緊湊，故大齒輪用40Cr調質處理后表面淬火，小齒輪用45鋼，載荷穩(wěn)定，齒速不高，初選8級精度，閉式硬齒面齒輪傳動，傳動平穩(wěn)，齒數(shù)宜多，選=25，=（取=92

44、）。按硬齒面齒輪非對稱安裝，查表選齒寬系數(shù)。 初選螺旋角β= 齒根彎曲疲勞強度設計 （1） 確定公式中的參數(shù)值 （4-4） 1） 載荷系數(shù) 試選=1.5 2） 小齒輪傳遞的轉矩 3） 大小齒輪的彎曲疲勞強度極限， ==380（查圖6.1 機械設計 徐錦康主編） 4） 應力循環(huán)次數(shù) 5） 彎曲疲勞壽命系數(shù)， =0.90 =0.92（查圖6.7機械設計 徐錦康主編） 6） 許用彎曲應力計算（取彎曲疲勞安全系數(shù)，應力修正

45、系數(shù) ） 則/= 7） 查取齒形系數(shù)和應力校正系數(shù) 根據當量齒數(shù) 查表3.1機械設計取齒形系數(shù)和應力修正系數(shù) 8） 計算大小齒輪的并加以比較 因為，故按小齒輪進行齒根彎曲疲勞強度設計 9） 重合系數(shù)及螺旋角系數(shù) 取=0.68 ，=0.86 （2） 設計計算 1） 試計算齒輪模數(shù) （4-5） 2） 計算圓周速度 3） 計算載荷系數(shù) 查表6.2（機械設計 徐錦康主編）得 ； 根據、8級精

46、度，查圖6.10（機械設計 徐錦康主編）得；斜齒輪傳動?。徊閳D6.13（機械設計 徐錦康主編）得。 則載荷系數(shù) 4） 校正并確定模數(shù) （取=2.5） （3） 計算齒輪傳動幾何尺寸 1） 中心距 （圓整為=151mm） 2） 螺旋角β 3） 兩分度圓直徑， mm mm 4) 齒寬，mm 取=55mm =～10）mm =60mm (4) 校核齒面接觸疲勞強度 （4-6） 1）大小齒

47、輪的接觸疲勞強度極限， ==1170 2） 接觸疲勞壽命系數(shù)， 查圖6.6（機械設計 徐錦康主編）得=0.92，=0.96 3）計算許用接觸應力 取安全系數(shù)，則 1） 節(jié)點區(qū)域系數(shù) 查圖6.19（機械設計 徐錦康主編）得=2.43 2） 重合度系數(shù)=0.8 3） 螺旋角系數(shù)= 4） 材料系數(shù) 查表6.3（機械設計 徐錦康主編）得 =189.8 5） 校核計算 接觸疲勞強度滿足要求 4.3 軸的設計 軸是減速器的主要零件之一，軸的結構決定軸上零件的位置和有關尺寸。如圖4.1為兩級圓柱齒輪減速器軸的布置狀況。

48、 圖4.1 兩級圓柱齒輪減速器軸的布置 考慮相鄰齒輪沿軸向不發(fā)生干涉，計入尺寸s，可取s=10mm。 考慮齒輪與箱體內壁沿軸向不發(fā)生干涉，計入尺寸k，可取k=10mm。 為保證滾動軸承放在箱體軸承座孔內，計入尺寸c=5mm。 初取軸承寬分別為=20mm，=22mm，=22mm。 4.3.1 輸入軸的設計 軸的材料選用45鋼，調質處理。 （1）估算軸的最小直徑 （4-7） 查表11.3（機械設計 徐錦康主編）確定C值。 單鍵槽軸徑應增大即增大至 （?。?。 （2）選擇輸入軸的聯(lián)軸器 計算聯(lián)軸器的轉矩

49、 （4-8） 查表10.1（機械設計 徐錦康主編）確定工作情況系數(shù) 選擇彈性柱銷聯(lián)軸器，按，，查標準GB/T5014-1985，選用HL2型彈性聯(lián)軸器，。 半聯(lián)軸器長度 與軸配合轂孔長度 半聯(lián)軸器孔徑 （3）確定軸的最小直徑 應滿足（取） （4）確定各軸段的尺寸 Ⅰ段軸的長度及直徑 應略小于 取 Ⅱ段軸的尺寸 Ⅱ處軸肩高度（?。? 則；為便于軸承端蓋拆卸，取。 Ⅲ段軸的尺寸 該處安裝軸承，故軸的直徑應與軸承配合，查表11-4 （機械設計課程設計 王大康 盧頌峰主編）選7006C

50、型軸承，其內徑，外徑D=55,寬度B。 ，。 Ⅳ段軸的尺寸 該處軸的直徑應略大于Ⅲ處軸的直徑，??；參照 圖4.2，可知。 Ⅴ段軸的尺寸 該軸處為齒輪軸，該處為齒輪，故 Ⅵ段軸的尺寸 由圖4.3可知， Ⅶ段軸的長度 ， 圖4.2 輸入軸 4.3.2 中間軸的設計 軸的材料選用45鋼，調質處理，查表11.3（機械設計 徐錦康主編）確定C值。 （取） 即?、穸紊陷S的直徑。 由可初選軸承，查表11.4（機械設計課程設計 王大康 盧頌峰主編）選7008C型軸承，其內徑，外徑D=68,寬度B

51、。 Ⅱ處軸肩的高度h=(),但因為該軸肩幾乎不受軸向力，故取，則此處軸的直徑。又因為此處與齒輪配合，故其長度應略小于齒寬，取。 齒輪的定位軸肩高度，但因為它承受軸向力，故取，即。而此處軸的長度： （?。? Ⅳ處也與齒輪配合，其直徑與Ⅱ處相等，即。該處的長度應略小于齒輪寬度，取。 結合圖4.1和圖4.2可得Ⅰ段和Ⅴ段處軸的長度： 綜上，中間軸各段長度和直徑已確定： 圖4.3 中間軸 4.3.3 輸出軸的設計 軸的材料選用45鋼，調質處理。 （1）估算軸的最小直徑 （4-9） 查表11.3（機械設

52、計 徐錦康主編）確定C值。 單鍵槽軸徑應增大即增大至 （取）。 （2）選擇輸入軸的聯(lián)軸器 1）計算聯(lián)軸器的轉矩 （4-10） 查表10.1（機械設計 徐錦康主編）確定工作情況系數(shù) 選擇彈性柱銷聯(lián)軸器，按，，查標準GB/T5014-1985，選用HL5型彈性聯(lián)軸器，。 半聯(lián)軸器長度 與軸配合轂孔長度 半聯(lián)軸器孔徑 （3）確定軸的最小直徑 應滿足（?。? （4） 確定各軸段的尺寸 Ⅰ段軸的長度及直徑 應略小于 取。 Ⅱ段軸的尺寸 Ⅱ處軸肩高度（取 ），則；為便于 軸承端蓋拆

53、卸，取。 Ⅲ段軸的尺寸 該處安裝軸承，故軸的直徑應與軸承配合，查表11.4 （機 械設計課程設計 王大康 盧頌峰主編）選7013C型軸承， 其內徑，外徑D=100,寬度B。 ，。 Ⅳ段軸的尺寸 Ⅳ處軸肩高度（取 ），取。 Ⅴ段軸的尺寸 Ⅴ處軸肩高度（取 ），即；軸肩寬度（?。?。 Ⅵ段軸的尺寸 此處安裝齒輪，故其長度應略小于齒輪寬度，； 。 Ⅶ段軸的長 ， 圖4.4 輸出軸 4.4 軸的校核 4.4.1 輸入軸的校核 （1） 求軸上受力 1） 計算齒輪受力

54、 齒輪分度圓直徑 圓周力 徑向力 軸向力 對軸心產生的彎矩 2） 求支反力 軸承的支點位置 由7006C型角接觸軸承可知 齒寬中心距左支點的距離 齒寬中心距右支點的距離 左支點水平面的支反應力 ， 右支點水平面的支反應力 ， 左支點垂直面的支反應力 右支點垂直面的支反應力

55、左支點的軸向支反力 （2） 繪制彎矩圖和扭矩圖 參見圖4.5 截面C處水平彎矩 截面C處垂直彎矩 截面C處合成彎矩 （3） 彎矩合成強度校核 通常只校核軸上受最大彎矩和最大扭矩的截面強度 截面C處計算彎矩 考慮啟動，停機影響，扭矩為脈動循環(huán)變應力， ， 截面C處應力計算 強度校核 45鋼調質處理，由表11.2（機械設計 徐錦康

56、主編）查得 ，彎矩合成強度滿足要求 圖4.5 軸的力分析圖 （4） 疲勞強度安全系數(shù)校核 1） 經判斷，齒輪面為危險截面 2） 截面左側截面校核 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面左側彎矩 截面上的彎曲應力 截面上的扭轉切應力 平均應力 ， 應力幅 材料的力學性能 45鋼調質查表11.2（機械設計 徐錦康主編）

57、 ，， 軸肩理論應力集中系數(shù) ， 查附表1.6（機械設計 徐錦康主編）并經插值 計算， 材料的敏感系數(shù) 由，查圖2.8 （機械設計 徐錦康主編）并經插值得， 有效應力集中系數(shù) 尺寸及截面形狀系數(shù) 由、查圖2.9 （機械設計 徐錦康主編）得 扭轉剪切尺寸系數(shù) 由查圖2.10 （機械設計 徐錦康主編）得 表面質量系數(shù) 軸按磨削加工，由查圖2.12

58、 （機械設計 徐錦康主編）得 表面強化系數(shù) 軸未經表面強化處理 疲勞強度綜合影響系數(shù) 等效系數(shù) 45鋼： 取 取 僅有彎曲正應力時計算安全系數(shù) 僅有扭轉切應力時計算安全系數(shù) 彎扭聯(lián)合作用下的計算安全系數(shù) 設計安全系數(shù) 材料均勻，載荷與應力計算精確時： 取 疲勞強度安全系數(shù)校核 左側疲勞強度合格

59、 3） 截面右側疲勞強度校核 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面左側彎矩 截面上的彎曲應力 截面上的扭轉切應力 平均應力 應力幅 材料的力學性能 45鋼調質查表11.2（機械設計 徐錦康主編） ，， 軸肩理論應力集中系數(shù) ， 查附表1.6（機械設計 徐錦康主編）并經插值 計算，

60、 材料的敏感系數(shù) 由，查圖2.8 （機械設計 徐錦康主編）并經插值得， 有效應力集中系數(shù) 尺寸及截面形狀系數(shù) 由、查圖2.9 （機械設計 徐錦康主編）得 扭轉剪切尺寸系數(shù) 由查圖2.10 （機械設計 徐錦康主編）得 表面質量系數(shù) 軸按磨削加工，由查圖2.12 （機械設計 徐錦康主編）得 表面強化系數(shù) 軸未經表面強化處理 疲勞強度綜合影響系數(shù)

61、 等效系數(shù) 45鋼： 取 取 僅有彎曲正應力時計算安全系數(shù) 僅有扭轉切應力時計算安全系數(shù) 彎扭聯(lián)合作用下的計算安全系數(shù) 設計安全系數(shù) 材料均勻，載荷與應力計算精確時： 取 疲勞強度安全系數(shù)校核 右側疲勞強度合格 4.4.2 中間軸的校核 圖4.6 軸的受力分析圖 （1） 求軸上受力 1） 計算齒輪受力 齒輪的分度圓直徑 ，

62、 圓周力 徑向力 軸向力 對軸心產生的彎矩 2） 求支反力 軸承的支點位置 由7008C型角接觸軸承可知 截面在B處的支反力 左支點水平面的支反力 右支點水平面的支反力 左支點垂直面的支反力 右支點垂直面的支反力 左支點的軸向支反力

63、 截面在C處的支反力 左支點水平面的支反力 右支點水平面的支反力 左支點垂直面的支反力 右支點垂直面的支反力 左支點的軸向支反力 （2） 繪制彎矩圖和扭矩圖 截面B處水平彎矩 截面B處垂直彎矩 截面B處合成彎矩 截面C處水平彎矩 截面C處垂直彎矩 截面C處合成彎矩 （3） 彎矩合成強度校核

64、 通常只校核軸上受最大彎矩和最大扭矩的截面強度 截面B處計算彎矩 考慮啟動，停機影響，扭矩為脈動循環(huán)變應力， ， 截面B處應力計算 強度校核 45鋼調質處理，由表11.2（機械設計 徐錦康主編）查得 ，B處彎矩合成強度滿足要求 截面C處計算彎矩 考慮啟動，停機影響，扭矩為脈動循環(huán)變應力， ， 截面C處應力計算 強度校核 45鋼調質處理，由表11.2（機械設計 徐錦康主編）查得 ，C處彎矩合成強度滿足要求 圖4.7 軸的受力分析

65、圖 4.4.3 輸出軸的校核 （1） 求軸上受力 1） 計算齒輪受力 齒輪分度圓直徑 圓周力 徑向力 軸向力 對軸心產生的彎矩 2） 求支反力 軸承的支點位置 由7013C型角接觸軸承可知 齒寬中心距左支點的距離 齒寬中心距右支點的距離 左支點水平面的支反應力 ， 右支點水平面的支反應力 ，

66、 左支點垂直面的支反應力 右支點垂直面的支反應力 左支點的軸向支反力 （2） 繪制彎矩圖和扭矩圖 參見圖4.8 圖4.8軸的受力分析圖 截面C處水平彎矩 截面C處垂直彎矩 截面C處合成彎矩 （3） 彎矩合成強度校核 通常只校核軸上受最大彎矩和最大扭矩的截面強度 截面C處計算彎矩 考慮啟動，停機影響，扭矩為脈動循環(huán)變應力， ， 截面C處應力計算 強度校核 45鋼調質處理，由表11.2（機械設計 徐錦康主編）查得 ，彎矩合成強度滿足要求 4.5 軸承的壽命計算 4.5.1 7006C型軸承的校核 （1） 確定7006C軸承的主要性能參數(shù) 查表11.4（機械設計課程設計 王大康 盧頌峰主編）及表8.10 （機械設計 徐錦康主編）得：、、 、 （2） 計算派生軸向力、 ， （3）