王德鼎

一、設(shè)計(jì)目的

設(shè)計(jì)一種帶式運(yùn)輸機(jī)用的V帶傳動(dòng)及斜齒圓柱齒輪減速器。用來進(jìn)行帶式的運(yùn)輸散料，如小麥、花生、稻子、砂礫、煤等。輸送機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向不變，工作載荷也穩(wěn)定，工作環(huán)境比價(jià)適中。能夠很好的進(jìn)行貨物的運(yùn)輸，能在一定的環(huán)境下進(jìn)行工作。改用一級(jí)斜齒圓柱齒輪，裝備設(shè)置也比較簡單，運(yùn)行起來也比較方便，斜齒輪也增加了傳動(dòng)的效率，使傳動(dòng)更穩(wěn)定。

二、設(shè)計(jì)內(nèi)容

1.傳動(dòng)方案的可行性

根據(jù)所設(shè)計(jì)的減速器的要求，進(jìn)行對一些零部件的選擇。需要進(jìn)行初驗(yàn)證，看自己的方案時(shí)候可行，是否能保證傳動(dòng)穩(wěn)定可靠

2.機(jī)械傳動(dòng)的總體設(shè)計(jì)

（1）選擇電動(dòng)機(jī)、計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。

選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式：Y型全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī).電源電壓380V，結(jié)構(gòu)為臥式電動(dòng)機(jī)。

（2）確定電動(dòng)機(jī)的功率

電動(dòng)機(jī)到輸送帶的總功率η

由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)工作表2-3查得，v帶傳動(dòng)功率η=0.96，球軸承的效率η=0.99（兩對齒輪軸軸承和一對卷筒軸軸承），齒輪副效率η=0.97（齒輪精度為8級(jí)），彈性銷聯(lián)軸器η=0.99，卷筒的效率η=0.97，帶入得總功率η=0.859

由電動(dòng)機(jī)的工作效率的公式，查機(jī)械課程設(shè)計(jì)第二版表20-1，選擇電動(dòng)機(jī)的功率為3kw。

（3）確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速

按照機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)第二版表2-1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取得v帶的傳動(dòng)比i=2～4，單機(jī)圓柱齒輪減速器的傳功比i=3～5，則總傳動(dòng)比i=6～20。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的選擇范圍是n=696～230r/min

課程設(shè)計(jì)中，通常多選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min或1000r/min的電動(dòng)機(jī)，如無特殊要求，一般不選用750r/min。有因?yàn)榫C合考慮減輕電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)的重量、尺寸的協(xié)調(diào)性和節(jié)約資金，選用第二種方案，因此選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y10022-4

3.計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳功比

根據(jù)傳動(dòng)比公式，計(jì)算出傳動(dòng)系統(tǒng)總傳動(dòng)比i=12.32，接著分配傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比。根據(jù)指導(dǎo)書，取齒輪減速器i=4（單級(jí)減速器i=3～5合理）

4.機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算

根據(jù)功率的計(jì)算公式，計(jì)算出各個(gè)軸的功率：電動(dòng)機(jī)軸P=3kw，Ⅰ軸P=2.88kw，Ⅱ軸P=2.77kw，卷筒軸P=2.71kw

各個(gè)軸的轉(zhuǎn)速Ⅰ軸=464.3r/min，Ⅱ軸=116.1r/min，卷筒軸n=116.1r/min

5.v帶的設(shè)計(jì)

帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是，在保證不打滑的前提下，最大限度的發(fā)揮帶傳動(dòng)的工作能力，同時(shí)保證帶具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。

（1）根據(jù)設(shè)計(jì)算出帶的功率，然后依照機(jī)械設(shè)計(jì)圖4-11選取A型V帶

（2）選取各個(gè)帶輪的基準(zhǔn)直徑，參考機(jī)械設(shè)計(jì)書進(jìn)行選取

（3）驗(yàn)算傳動(dòng)傳動(dòng)比的誤差和帶速

6.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

① 高速軸的設(shè)計(jì)

因?yàn)閷υ撦S沒有特殊要求，因此選用調(diào)質(zhì)處理的45鋼（因?yàn)?5鋼多用于制造，這種鋼的機(jī)械性能很好）

（1）初步估算軸徑

按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算輸出端帶輪處的最小軸徑。先根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表11-3，按45鋼計(jì)算，有現(xiàn)有的數(shù)據(jù)可計(jì)算出最小的帶輪直徑d=22.05。

由于安裝帶輪處有一個(gè)鍵槽，軸徑應(yīng)增加5%，所以去安裝帶輪處的軸徑為24mm

（2軸的各個(gè)階段的軸徑和長度

（3）軸的強(qiáng)度的校核，和軸承的支反力和彎矩圖

（4）軸承壽命的校核

②低速軸的設(shè)計(jì)

同樣如此，對于該軸沒有特殊的要求，因此選用調(diào)質(zhì)處理的45鋼

（1）初步估算軸徑

按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算輸出端帶輪處的最小軸徑，加上所有的數(shù)據(jù)可得，最小的軸徑d=31.67mm

由于安裝聯(lián)軸器處有一個(gè)鍵槽，軸徑應(yīng)增加5%，為使所選用的軸徑與聯(lián)軸器相連后相適應(yīng)，需同時(shí)選取聯(lián)軸器。從手冊上查得，選用LX3彈性柱銷聯(lián)軸器J38X60/Y38x82。故所選取軸與聯(lián)軸器連接的軸徑為38mm。

（2）軸的各個(gè)階段的軸徑和長度

（3）軸的強(qiáng)度的校核，和軸承的支反力和彎矩圖

（4）軸承壽命的校核

7.齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)

（1）選擇齒輪材料、熱處理、齒面強(qiáng)度、精度等級(jí)及齒數(shù)

精度等級(jí)：運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故齒輪選用8級(jí)精度。

硬度：因?yàn)閭鬟f功率不大，轉(zhuǎn)速不高，選用軟齒面齒輪傳動(dòng)。齒輪選用便于制造且價(jià)格便宜的材料。小齒輪：45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度250HBs，大齒輪：45鋼（正火），硬度為200HBs

（2）齒輪的各個(gè)數(shù)據(jù)的計(jì)算，重合度計(jì)算，螺旋角選取

（3）接觸疲勞強(qiáng)度和接觸應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，用接觸應(yīng)力

（4）圓周速度，因?yàn)樗俣容^低，齒輪選取8級(jí)或者9級(jí)精度均可，考慮到加工刀疤形成應(yīng)力集中對齒輪疲勞強(qiáng)度硬性影響，故設(shè)計(jì)初選8級(jí)精度

（5）計(jì)算和校核疲勞彎曲強(qiáng)度

8.減速器箱體及其附件設(shè)計(jì)

根據(jù)先前零部件的設(shè)計(jì)和選取，來進(jìn)行對減速器箱體的設(shè)計(jì)和計(jì)算。材料一般選取鑄鐵。要做到能夠完全的包裹著零部件，有可以拆卸觀察齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)情況的端蓋。根據(jù)要求，計(jì)算出箱座壁厚，箱蓋壁厚等。

9.潤滑與密封

由于高速級(jí)齒輪的圓周速度小于2m/s，所以軸承采用脂潤滑。

軸承內(nèi)密封：由于軸承用油潤滑，為了防止齒輪捏合時(shí)擠出的熱油大量沖向軸承內(nèi)部，增加軸承的阻力，需在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)置擋油盤。

軸承外密封：在減速器的輸入軸和輸出軸的外伸段，為防止灰塵水份從外伸段與端蓋間隙進(jìn)入箱體，所有選用氈圈密封。

減速器外伸軸的密封件，具體由各軸的直徑取值定，軸承旁還設(shè)置封油盤。

參考文獻(xiàn)：

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