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1、目 录一、传动装置的总体设计1二、传动件设计3三、轴的设计计算12 四、轴的强度校核19五、键连接的强度校核27六、轴承的寿命校核28七、附件设计30参考文献31一、传动装置的总体设计1分析或确定传动方案带式输送机由电动机、二级展开式圆柱齿轮减速器、卷筒与运输带组成，各部件用联轴器连接并安装在机架上。设计的原始数据及要求在任务书中给定，设计减速器传动件、轴系部件及箱体零件等。由载荷特性，高速级选用斜齿圆柱齿轮传动，低速级选用直齿圆柱齿轮传动2选择电动机2.1选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机。全封闭自扇冷式结构，电压380V。2.2选择电动机的容量工作机的有效功率
2、为：从电动机到工作机传送带间的总效率为：式中：分别为联轴器、轴承、齿轮传动、卷筒的传动效率。由2表9.1取。则：所以电动机所需要的工作功率为：2.3确定电动机转速按2表9.1推荐的传动比合理范围，二级圆柱齿轮减速器传动比，而工作机卷筒轴的转速为：所以电动机转速的可选范围为：符合这一范围的同步转速有、和 三种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为的电动机。根据电动机类型、容量和转速，由本书的表14.1或有关手册选定电动机型号为Y132S-6。其主要性能如下表：电动机型号额定功率/kW满载转速/(r/min)起动转矩 额定转矩最大转矩 额定转矩
3、Y132S-63.09602.02.0电动机的主要安装尺寸及外形尺寸如下：型号HABCDEFGDGKY132S-6132190140702860872412bb1b2hAABBHAL124519011526550180154003计算传动装置的总传动比并分配传动比3.1总传动比3.2分配传动比：考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相接近，取，故：4计算传动装置各轴的运动和动力参数4.1各轴的转速轴轴轴卷筒轴4.2各轴的输入功率轴轴轴卷筒轴4.3各轴的输入转矩电动机轴的输入转矩为所以： 轴轴轴卷筒轴将上述计算结果汇总于下表得:轴名功率P/kW转矩T/()转速n/(r/min)传动比i效率电机轴2.7
4、96010.99轴2.6739604.120.96轴2.5672333.170.96轴2.46573.510.98卷筒轴2.41673.5二、传动件设计11高速级斜齿圆柱齿轮传动设计1.1选择材料、热处理方式及精度等级考虑到此考虑到带式输送机为一般机械，故大、小齿轮均选用45钢，采用软齿面，由表6.2得: 小齿轮调质处理，齿面硬度为217255HBW，平均硬度236HBW；大齿轮正火处理，齿面硬度162217HBW，平均硬度190HBW。大、小齿轮齿面平均硬度差为46HBW，在3050HBW范围内，选用8级精度。1.2初步计算传动主要尺寸由于是软齿面闭式传动，故按齿面接触疲劳强度进行设计。由式
5、6.21，即式中各参数为：小齿轮传递的扭矩设计时，因v值未知，初选由表6.6选取齿宽系数由表6.5查得弹性系数 初选螺旋角，由图6.15查得节点区域系数为初选,则，取，则齿数比。由式6.1得端面重合度由式6.2得轴面重合度由图6.16查得重合度系数由图6.26查得螺旋角系数许用接触应力由1式6.26，即 算得由图6.29e、图6.29a得接触疲劳极限应力、小齿轮1与大齿轮2的应力循环次数分别为 由图6.30查得寿命系数，由表6.7，取安全系数 得故取初算小齿轮1的分度圆直径，得1.3确定传动尺寸1)计算载荷系数K由表6.3查得使用系数由图6.7查得动载系数由图6.12查得齿向载荷分布系数由图6
6、.7查得齿间载荷分布系数则2)对进行修正。 3)确定模数由标准取4)计算传动尺寸中心距圆整为则螺旋角因值与初选值相差较大，故与值有关数值需修正，修正后结果为，取，不用修正和故取1.4校核齿根弯曲疲劳强度 当量齿数：由图6.20查得：由图6.21查得：（均由插值得到）由图6.22查得重合度系数 由图6.28查得螺旋角系数8) 许用弯曲应力可由式6.29，即算得。由图6.29f、图6.29b查得接触疲劳极限应力由图6.32查得寿命系数由表6.7查得安全系数故 满足齿根弯曲疲劳强度1.5计算齿轮传动其他尺寸端面模数，端面齿顶高系数，端面顶隙系数 齿顶高 齿根高小齿轮1齿顶圆直径 小齿轮1齿根圆直径
7、大齿轮2齿顶圆直径 大齿轮2齿根圆直径 2低速级直齿圆柱齿轮传动（二级传动）2.1选择材料、热处理方式及精度等级与高速级齿轮相同2.2初步计算主要尺寸由于是软齿面闭式传动，故按齿面接触疲劳强度进行设计。由式6.8，即式中各参数为：小齿轮传递的扭矩设计时，因v值未知，初选由表6.6选取齿宽系数由表6.5查得弹性系数 由图6.15查得节点区域系数为初选,则，取，则齿数比。由式6.1得端面重合度由图6.16查得重合度系数许用接触应力由式6.26，即 算得由图6.29e、图6.29a得接触疲劳极限应力、小齿轮1与大齿轮2的应力循环次数分别为 由图6.30查得寿命系数，由表6.7，取安全系数 得故取初算
8、小齿轮3的分度圆直径，得2.3确定传动尺寸1)计算载荷系数K由表6.3查得使用系数由图6.7查得动载系数由图6.12查得齿向载荷分布系数由图6.4查得齿间载荷分布系数则2)对进行修正。 3)确定模数由标准取4)计算传动尺寸中心距：对齿轮3采用正变位，圆整中心距为 则中心距变动系数 取2.4校核齿根弯曲疲劳强度 由图6.20查得：由图6.21查得：（均由插值得到）由图6.22查得重合度系数 许用弯曲应力可由式6.29，即算得。由图6.29f、图6.29b查得接触疲劳极限应力由图6.32查得寿命系数由表6.7查得安全系数故 满足齿根弯曲疲劳强度2.5计算齿轮传动其他尺寸啮合角 变位系数 取 小齿轮
9、3：齿顶高变动系数 齿顶高 齿根高齿顶圆直径 齿根圆直径 大齿轮4：齿顶高 齿根高齿顶圆直径 齿根圆直径齿轮有关尺寸模数/mm分度圆直径/mm齿顶圆直径/mm齿根圆直径/mm齿宽/mm小齿轮12.544.94349.94338.69360小齿轮22.5185.057190.057178.80754大齿轮336976.99863.55276大齿轮43219224.946211.570三、轴的设计计算(一) 整体结构的初步设计为方便轴承部件的装拆，机体采用剖分式结构。因为大批量生产，选择铸造成形。为方便轴承的固定、实现较好的密封性能以及调整轴承间隙并承受轴向力的作用，初步选用凸缘式轴承端盖。名称符
10、号尺寸 mm机座壁厚8机盖壁厚8机座凸缘厚度12机盖凸缘厚度12机座底凸缘厚度20地脚螺栓直径16地脚螺栓数目4轴承旁连接螺栓直径12机盖与机座连接螺栓直径8连接螺栓的间距150轴承端盖螺钉直径8窥视孔盖螺钉直径6定位销直径12、至外机壁距离22、18、13、至凸缘边缘距离16、11轴承旁凸台半径c2凸台高度外机壁至轴承座端面距离42内机壁至轴承座端面距离50大齿轮顶圆与内机壁距离10齿轮端面与内机壁距离8机盖、机座肋厚、轴承端盖外径115轴承端盖凸缘厚度10轴承旁连接螺栓距离100润滑油选用L-AN68，油池高度60mm，淹没高速级大齿轮10mm，淹没低速级大齿轮约三分之一。低速级大齿轮齿顶
11、圆到油池底面的距离H1=30mm。因为轴的跨度不大，且工作温度变化不大，故轴的轴向固定采用两端固定方式。齿轮1线速度与齿轮2的线速度相等，即：，但是考虑此处线速度并不是很大，而且减速器的尺寸比较大，有六个轴承，综合考虑采用脂润滑，需要挡油环。 工作环境有尘，密封方式暂采用橡胶圈。(二) 高速轴(即轴)的设计计算选择轴的材料因传递功率不大，且单向转动、无冲击，一般机械使用，对质量结构无特殊要求，所以选45钢，调质处理。初算轴径对于转轴，按扭转强度初算轴径，查 1表9.4得，弯矩较大故取转速功率则 考虑到轴端有一个键槽，轴径加大5%，则结构设计轴的草图如下：1. 联轴器及轴段1为补偿联轴器所连接两
12、轴的安装误差，隔离震动，选用弹性柱销联轴器。计算转矩：又因为发动机轴，查表得LH3型联轴器满足要求，因此由联轴器结构确定周向连接用A型普通平键，GB/T 1096-20032. 轴段2由1图9.8得 得所以取3. 轴段3、5由1图9.8得得取由2表12.2初选轴承7208C，查得、4. 轴段4由1图9.8得得取由于（二） 中间轴(即轴)的设计计算选择轴的材料因传递功率不大，且单向转动、无冲击，一般机械使用，对质量结构无特殊要求，所以选45钢，调质处理。初算轴径对于转轴，按扭转强度初算轴径，查1表9.4得，弯矩较大故取转速功率则 结构设计轴的草图如下：1. 轴段1、5取由2表12.2初选轴承72
13、06C，查得、2. 轴段2由1图9.8得 得所以取周向连接用A型普通平键，GB/T 1096-20033. 轴段4由1图9.8得 得所以取周向连接用A型普通平键，GB/T 1096-20034. 轴段3由1图9.8得得取（三） 输出轴(即轴)的设计计算选择轴的材料因传递功率不大，且单向转动、无冲击，一般机械使用，对质量结构无特殊要求，所以选45钢，调质处理。初算轴径对于转轴，按扭转强度初算轴径，查参考文献1表9.4得，弯矩较大故取转速功率则 考虑到轴端有一个键槽，轴径加大5%，则结构设计轴的草图如下：1. 轴段7取为补偿联轴器所连接两轴的安装误差，隔离震动，选用弹性柱销联轴器。计算转矩：查表得
14、LH3型联轴器满足要求, 因此 周向连接用A型普通平键，GB/T 1096-20032. 轴段6由1图9.8得 得所以取3. 轴段1、5由1图9.8得 得所以取由2表12.1初选轴承6211，查得、4. 轴段2、4由1图9.8得得取周向连接用A型普通平键，GB/T 1096-20035. 轴段3由1图9.8得得取（四） 轴的最终尺寸确定考虑三根轴齿轮的配合，轴与密封件的配合，轴与箱体的配合，最终确定：轴I： 轴II： 轴III： 四、轴的强度校核输入轴：1. 画轴的受力简图轴的受力简图、弯矩图、转矩图画在一起 图1计算支反力转矩小齿轮1圆周力,为小齿轮1分度圆直径小齿轮1径向力小齿轮1轴向力在
15、水平面上在垂直平面上轴承1的总支承反力轴承2的总支承反力2. 画弯矩图垂直面上，小齿轮1中间截面处弯矩最大， 水平面上，小齿轮1中间截面处左侧，小齿轮1中间截面处右侧， 合弯矩，小齿轮1中间截面左侧 小齿轮1中间截面右侧如图1所示3. 画转矩图如图1所示4. 校核强度由弯矩转矩图可知，小齿轮1中间截面左侧处为危险截面由1表9.6，抗弯剖面模量；抗扭剖面模量；弯曲应力： ,扭剪应力：对于调质45钢，由1表9.3查得 由1查得碳素钢等效系数由1表9.11查得轴与滚动轴承配合应力系数 由1表9.12查得绝对尺寸系数 由1表9.9查得轴磨削时表面质量系数 安全系数由1表9.13查得许用安全系数，安全。
16、中间轴：1. 画轴的受力简图轴的受力简图、弯矩图、转矩图画在一起 图2计算支反力转矩小齿轮3圆周力,为小齿轮3分度圆直径小齿轮3径向力大齿轮2圆周力,为小齿轮分度圆直径大齿轮2径向力大齿轮2轴向力在水平面上在垂直平面上轴承1的总支承反力轴承2的总支承反力2. 画弯矩图垂直面上，a-a截面处， b-b截面处，水平面上，a-a截面处，b-b截面右侧， b-b截面左侧，合弯矩，a-a截面处， b-b截面右侧，b-b截面左侧，如图2所示3. 画转矩图如图2所示4. 校核强度由弯矩转矩图可知，a-a截面处为危险截面由1表9.6，抗弯剖面模量；抗扭剖面模量；弯曲应力： ,扭剪应力：对于调质45钢，由1表9
17、.3查得 由1查得碳素钢等效系数由1表9.11查得键槽引起应力集中系数 由1表9.12查得绝对尺寸系数 由1表9.9查得轴磨削时表面质量系数 安全系数由参考文献1表9.13查得许用安全系数，安全。输出轴：1. 画轴的受力简图图3计算支反力转矩大齿轮4圆周力 大齿轮4径向力在水平面上在垂直平面上轴承1的总支承反力轴承2的总支承反力2. 画弯矩图垂直面上，a-a截面处弯矩最大， 水平面上，a-a截面处弯矩最大， 如图3所示3. 画转矩图如图3所示4. 强度校核由弯矩转矩图可知，a-a截面处为危险截面轴的安全系数校核计算由1表9.6，抗弯剖面模量；抗扭剖面模量；弯曲应力： ,扭剪应力：对于调质45钢
18、，由1表9.3查得 由1查得碳素钢等效系数由1表9.11查得轴与滚动轴承配合应力系数 由1表9.12查得绝对尺寸系数 由1表9.9查得轴磨削时表面质量系数 安全系数由1表9.13查得许用安全系数，安全。五、键连接的强度校核由1式4.1知式中：工作面的挤压应力，；传递的转矩，；轴的直径，；键的工作长度，A型，为键的公称长度和键宽；键与毂槽的接触高度，；许用挤压应力，由1表4.1，静连接，材料为钢，静载，。对于轴1上的键；校核通过；对于轴2上的键; 校核通过。轴3六、轴承的寿命校核轴1：角接触球轴承7208C， （1） 计算轴承的轴向力轴承I、II内部轴向力分别为（2） 计算当量动载荷由，由1表1
19、0.13查得。因为，所以。当量动载荷为由，由1表10.13查得。因为，所以。当量动载荷为（3） 校核轴承寿命轴承在以下工作，由1表10.10查得。中等冲击，由1表10.11查得。轴承I的寿命为已知减速器使用6年两班，则预期寿命为，故轴承寿命充裕。轴2：角接触球轴承7206C， （1） 计算轴承的轴向力轴承I、II内部轴向力分别为（2） 计算当量动载荷由，由1表10.13查得。因为，所以。当量动载荷为由，由1表10.13查得。因为，所以。当量动载荷为（3） 校核轴承寿命轴承在以下工作，由表10.10查得。中等冲击，由1表10.11查得。轴承I的寿命为已知减速器使用6年两班，则预期寿命为，故轴承寿
20、命充裕 轴3:深沟球轴承6211，轴承不受轴向力，只有径向力，且，所以只校核轴承1。（1）计算当量动载荷；（2）校核寿命由1表10.10，工作温度，；由1表10.11，中等冲击，取；由2表12.1，查轴承6211，；寿命指数，对于球轴承，；轴承的预期寿命，6年2班，每年按250天计；，校核通过。七、附件设计41、 通气器齿轮箱高速运转时内部气体受热膨胀，为保证箱体内外所受压力平衡，减小箱体所受负荷，设通气器及时将箱内高压气体排出。选用通气器尺寸M121.252、 窥视孔和窥视孔盖 为便于观察齿轮啮合情况及注入润滑油，在箱体顶部设有窥视孔。为了防止润滑油飞出及密封作用，在窥视孔上加设视孔盖。尺寸
21、为120X90。连接螺钉4M616。3、 油标尺为方便的检查油面高度，保证传动件的润滑，将油面指示器设在低速级齿轮处油面较稳定的部位。 选用油标尺尺寸M12。4、 油塞为了排出油污，在减速器箱座最低部设置放油孔，并用油塞和封油垫将其封住。选用油塞尺寸 M121.255、 定位销保证拆装箱盖时，箱盖箱座安装配合准确，且保持轴承孔的制造精度，在箱盖与箱座的联接凸缘上配两个定位销。选用GB/T 117-2000 12X356、 启盖螺钉在箱体剖分面上涂有水玻璃，用于密封，为便于拆卸箱盖，在箱盖凸缘上设有启盖螺钉一个，拧动起盖螺钉，就能顶开箱盖。结构参见减速器总装图，尺寸取M101.57、 起吊装置 减速器箱体沉重，采用起重装置起吊，在箱盖上铸有吊耳。为搬运整个减速器，在箱座两端凸缘处铸有吊钩参考文献1. 宋宝玉, 王黎钦. 机械设计. 北京: 高等教育出版社2. 宋宝玉. 机械设计课程设计指导书. 北京: 高等教育出版社3. 张锋,宋宝玉.机械设计大作业指导书. 北京: 高等教育出版社4. 宋宝玉.简明机械设计课程设计图册. 北京: 高等教育出版社31