机械专业毕业设计(论文）带式传送机追寻学术的归途我的机械工程师之路

2011 届 分 类 号 ： 单位代码 ：10452 本 科 专 业 职 业 生 涯 设 计 追寻学术的归途 我的机械工程师之路 姓 名 学 号 年 级 07 级 专 业 机械设计制造及其自动化 系（院） 工学院 指导教师 2011 年 3 月 28 日 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 I 目录 第一部分 .1 我的机械工程师之路 .1 1 自我盘点 .1 2 解决自我盘点中的劣势和缺点 .1 3 环境分析 .2 4 未来人生职业规划 .3 5 完成主要内容： .3 6 总结 .4 铸工车间型砂带式输送机传动装置 .5 摘要 .5 1. 传动方案 .7 1.1 电动机 .7 1.1.1 选型说明 .7 1.1.2 所需功率及额定功率 .7 1.1.3 额定转速 .7 1.1.4 电机型号及安装尺寸 .7 1.2 传动比分配 .8 1.2.1 总传动比 .8 1.2.2 各级传动比的分配及其说明 .8 1.3 各轴转速、转矩及传递功率 .9 1.4 联轴器 .10 1.4.1 选型说明 .10 1.4.2 联轴器型号 .10 1.5 传动方案说明 .11 2. 各级传动 .13 2.1 V 带传动 .13 2.1.1 主要传动参数 .13 2.1.2 带轮 .14 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 II 2.2 齿轮传动 .16 2.2.1 主要传动参数 .16 2.2.2 齿轮 .18 3. 轴及轴毂连接 .20 3.1 减速器各轴结构设计 .20 3.1.1 高速轴 .20 3.1.2 低速轴 .21 3.2 减速器各轴强度验算 .21 3.2.1 高速轴 .21 3.3 键联接工作能力验算 .23 4. 轴承 .25 4.1 减速器各轴所用轴承 .25 4.2 高速轴轴承寿命计算 .25 4.2.1 预期寿命 .25 5. 减速器的润滑与密封 .28 6. 减速器箱体及其附件 .29 6.1 箱体 .29 6.2 主要附件 .29 7. 小结 .32 参考资料 .33 后记： .34 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 1 第一部分 我的机械工程师之路 1 自我盘点 我是一名在校大学生，业余时间爱好读书、听音乐、无线电维修；喜欢挑战和 让自己兴奋的事情，聪慧，许多事情都比较拿手，致力于自己才干和能力的增 长；有很强的创造性和主动性，绝大多数是事业型的。好奇心强，喜欢新鲜事 物，关注事物的意义和发展的可能性。通常把灵感看得比什么都重要，多才多 艺，适应性强且知识渊博，很善于处理挑战性的问题。 不少人都曾经这样问过自己：“人生之路到底该如何去走？”记得一位哲人这 样说过：“走好每一步，这就是你的人生。 ”是啊，人生之路说长也长，因为它 是你一生意义的诠释；人生之路说短也短，因为你生活过的每一天都是你的人 生。每个人都在设计自己的人生，都在实现自己的梦想。因此，我试着为自己 拟定一份职业生涯规划，将自己的未来好好的设计一下。有了目标，才会有动 力。 记得有一首歌中唱道：“人生有梦才算美，几度风雨多轮回，苍桑摔出铁打汉， 滚石酿出震天雷” 。让我们珍视机遇，迎接挑战，自觉的在艰苦中磨练，做一个 跨世纪的铁打汉，震天雷吧！ 在人才流动频繁的今天，个人求职技能显得更为重要。求职的过程也是个人 的能力只有充分展示的过程，只有能力与实践相结合才能实现人生的自我价值。 虽然已有胜任工作的能力和准确的自我定位，但求职理念不足与缺乏对企业流 程运作和对应聘公司的了解程度，在一定的程度是成为阻碍了我成功求职的因 素，在求职准备阶段这是重点要加强的方面。面试是应聘者进入企业工作不可 缺少的一个环节，也是求职者充分向企业展示自己对企业的价值，面试的效果 在整个求职的起了关键性的作用。充分的沟通理解，展示自己的才能增强求职 理念，增加对应聘单位的了解程度使得面试更有效率。 自己的优点盘点：做事仔细认真、踏实，友善待人，做事锲而不舍，勤于思考， 考虑问题全面。 自己缺点盘点：性格偏内向，交际能力较差，过于执着偏固执，胆小，思想上 属保守派，缺乏自信心和冒险精神，积极主动性不够，做事爱拖拉机，惰性较 大。 2 解决自我盘点中的劣势和缺点 加强锻炼，增强体质，提高体育成绩，以弥补身高不足而带来的负面影响。积 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 2 极争取条件，参加校内外的各项勤工俭学活动，以解决短期内的生活费问题并 增强自身的社会工作阅历，为以后创造更多的精神财富和物质财富打下坚实基 础。 3 环境分析 我国现在社会政治稳定，经济发展迅速，社会不断进步，进一步的改革开放更 将为经济发展注入新的生机和活力机械类机械专业主要包括机械设计制造及其 自动化、材料成型及控制工程、工业设计、过程装备与控制工程等。不少同对 该类机械专业的就业机械专业前景存在着误解，认为该类机械专业的对口工作 看起来不太“体面” 。其实，他们都忽视了机械类机械专业所具备的广度适应性， 比如在设备维护、数控维修、环保设备设计等领域的应用。同时，机械类机械 专业还涉及不少交叉科，通过这些知识的积累，也为跨机械专业、跨行业就业 提供了强有力的保障。该类机械专业要求同学们具备敏锐的感受力和独特的创 造力，富于想象力，并具备较强的动手能力。 其实，机械类机械专业也并非全部都只是和硬梆梆的机器打交道，比如工业设 计机械专业，就是一门和艺术相关的机械类机械专业。 “什么是工业设计？”有 人认为，工业设计就是简单的包装。其实不然，工业设计是属于对现代工业产 品、产品结构、产业结构进行规划设计、不断创新的机械专业。它是科研技术 成果转化为产品，形成商品，符合需求，有益环保的核心过程，是技术创新和 知识创新的着陆点，是产品、商品、用品、废品相互转化的系统方法。该机械 专业就是培养具备工业设计的基础理论、知识与应用能力，能在企事业单位、 机械专业设计部门、科研单位从事工业产品造型设计、视觉传达设计、环境设 计和教学、科研工作的应用型高级专门人才。工业设计在一件产品的价值里占 多大成分，不大容易量化，因为它是蕴含在里边的，是一个软价值。国外有些 类似的比方，如美国有这样一个说法：企业里如果投资于技术设备更新带来了 效益的话，那工业设计带来的效益是它的 5 倍。这样说来，工业设计师的重要 地位也就不言而喻了。 又比如材料成型及控制工程是材料、机械、控制、计 算机等多学科交叉融合的工程技术机械专业，主要研究金属材料、非金属材料、 超导材料、微电子材料及特殊功能材料的成型设备与工艺、成型过程的自动化 与智能控制、质量检测和可靠性评价等。随着各种新材料在各行各业中的广泛 应用，加之我国新材料行业的产业结构调整与材料成型设备新技术的发展紧密 相关，因此对既有材料科学知识，又能掌握材料成型设备设计和制造技术的高 级科技人才的需求将有所增加。 而过程装备与控制工程是集机械工程、化学 工程和控制工程等多学科于一体的交叉机械专业。强调以计算机应用为平台， 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 3 使工艺、装备和控制紧密结合，侧重于阀门密封、低温与制冷、压力容器等过 程装备与控制成套技术的设计开发及应用。过程装备与控制工程机械专业的同 学接受了正规的机电一体化训练，具备机械设计、电子控制和管理等各方面知 识，是企业和研究机关的抢手人才。 4 未来人生职业规划 1短期目标： 2010-2011 年这阶段以考研成功为奋斗目标。充分利用校园环境及条件优 势，认真学好专业知识，培养学习、工作、生活能力，全面提高个人综合素质， 并作为就业准备。 2中期目标： 充分学习专业知识，为以后的工作打下坚实的理论基础。敢于走上社会，经过 不断的尝试努力，初步找到合适自身发展的工作环境、岗位。 这段时间主要是在本职工作上工作，重点是加强职业素养的培养人际关系的 经营,积极参与工作。 根据个人的性格与兴趣，适合的职业类型有：机械技术员、建筑景观类、实验 技师.我的职业类型偏向与现实性和社会性，做事能力较灵活，动手能力强， 同时有较强的社会责任感和人道主义倾向。经过自我剖析，毕业后的我将会直 接从事与专业有关的工作，如：技术员，自我认可能力强。 能力目标：成为行内成功的工程师。 成果目标：在五年内发表论文若干篇，完成一个人力资源管理与开发的专业学 习网站 经济目标：三年后年薪达到 5 万，五年后年薪达到 10 万。 在这五年期间必须拿到的相关的职业资格证书 3长期目标： 这阶段重点是自我实现的需要，强调自我能力的体现，终身的学习培训计划， 保持知识的及时更新和不断的创新要求。 5 完成主要内容： 1、开始接触社会、工作、熟悉工作环境。在这一期间，主要做好职业生涯基 础工作，加强沟通、虚心求教 2、努力学习争取从本科走向研究生，英语过四六级，毕业工作后虚心求教、潜 心向学、打造一片和谐的学习工作环境。 3、养成良好的个人习惯，健全的人格，适当锻炼、有一个健康的身体；广泛培 养兴趣爱好，广泛交际。 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 4 4、在自己的工作岗位上，踏踏实实的贡献自己的力量，拥有一个完美的家庭。 6 总结 每个人都有自己的理想，理想的实现还是要靠自己的，不管你的理想有多美好， 没有辛勤的汗水都是不可能实现的。美丽的花朵背后是枝叶的风霜雨露，参天 大树的下面是纵横百错的根系，成功人士的背后是辛勤的汗水和多少个不眠 夜 水无点滴量的积累，难成大江河。人无点滴量的积累，难成大气候。没有兢兢 业业的辛苦付出，哪里来甘甜欢畅的成功的喜悦？没有勤勤恳恳的刻苦钻研， 哪里来震撼人心的累累硕果？只有付出，才能有收获。未来，掌握在自己手中。 一本书中这样写到：一个不能靠自己的能力改变命运的人，是不幸的，也是可 怜的，因为这些人没有把命运掌握在自己的手中，反而成为命运的奴隶。人的 一生中究竟有多少个春秋，有多少事是值得回忆和纪念的。而如今，身为大学 生的我们，在一天天消磨时光的日子里，不如抓紧时间多学一些知识来充实自 己。人的大学时光一生中也许就一次，不把握好，将来自己一定回追悔莫及。 人都是有了目标才会有动力的，但是任何目标，只说不做到头来都会是一场空。 然而，现实是未知多变的，定出的目标计划随时都可能遭遇问题，要求有清醒 的头脑。一个人，若要获得成功，必须拿出勇气，付出努力、拼搏、奋斗。成 功，不相信眼泪；未来，要靠自己去打拼！实现目标的历程需要付出艰辛的汗 水和不懈的追求，不要因为挫折而畏缩不前，不要因为失败而一蹶不振；要有 屡败屡战的精神，要有越挫越勇的气魄；成功最终会属于你的，既然选择了， 就要一直走下去。 既然我们的目标建立了，就让我们的计划行动起来吧！ 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 5 第二部分 铸工车间型砂带式输送机传动装置 摘要 带式输送机又称胶带输送机，俗称皮带输送机。目前输送带除了橡胶带外， 还有其他材料的输送带。 带式输送机由驱动装置拉紧输送带,中部构架和托辊 组成输送带作为牵引和承载构件，借以连续输送散碎物料或成件品。首先是它 运行可靠。在许多需要连续运行的重要的生产单位，如发电厂煤的输送，钢铁 厂和水泥厂散状物料的输送，以及港口内船舶装卸等均采用带式输送机。如在 这些场合停机，其损失是巨大的。必要时，带式输送机可以一班接一班地连续 工作。带式输送机动力消耗低。由于物料与输送带几乎无相对移动，不仅使运 行阻力小(约为刮板输送机的 13-15)，而且对货载的磨损和破碎均小，生 产率高。这些均有利于降低生产成本。根据工艺流程的要求，带式输送机能非 常灵活地从一点或多点受料也可以向多点或几个区段卸料。当同时在几个点 向输送带上加料或沿带式输送机长度方向上的任一点通过均匀给料设备向输送 带给料时，带式输送机就成为一条主要输送干线。 关键词：带式输送机；传动装置；带传动 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 6 Abstract Belt conveyor belt conveyor, say again, commonly known as belt conveyor. At present except rubber belt conveyor, besides the conveyor belt to other materials. Belt conveyor belt by driving devices taut, central structure and roller conveyor belt as traction and composed bearing structure, so as to continuous transmission of broken into pieces scattered materials or products. It is reliable operation. In many needs a running important production units, such as power plants coal conveying, steel and cement disperses the shape material the transportation, loading and unloading ships and ports such as within all use belt conveyor. As in these occasions downtime, the loss is enormous. When necessary, belt conveyor can pick one continuous one job. Belt conveyor low power consumption. Due to material and conveyer belt and almost no relative motion, make not only little resistance during operation (about scraper conveyor 1/3-1/5), but also to the wear and broken their shipments are small, productivity high. These are beneficial to reduce production cost. According to process flow requirements, belt conveyers function is very flexible from one or more points. Can also is expected to multipoint or segments discharging. While in several points to a conveyor belt feeding (such as coal of conveyor) or coal along the length of the belt conveyor by any point on the direction of feeding equipment to transport bring materials, belt conveyor becomes a main transmission lines. Keyword: ribbon conveyer ；transmission；tape transport 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 7 1.传动方案 1.1 电动机 1.1.1 选型说明 根据双班连续单向工作制，选用闭型 Y 系列三相交流鼠笼式异步电动机， 电压 380 伏，它属于一般用途的全封闭自扇冷电动机。其结构简单，工作性能可 靠，价格低廉，维护方便。 由于减速器输出轴与轮毂之间不可固定，故采用可移式联轴器。又因为所 传递的扭矩不大，因此采用弹性柱销联轴器。 1.1.2 所需功率及额定功率 工作机所需功率 kW4.wP 电动机输出功率 d 传动装置的总效率 = 1234 式中， 、 、 、 分别为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效1234 率。由2 P7 表 24 查取 V 带传动效率 =0.94，滚动轴承效率 =0.98，圆12 柱齿轮传动效率 =0.96，弹性联轴器效率 =0.99，则3 4 = =0.940.9820.960.990.86124 故， kW1.586.0wd 电动机额定功率 由2 P 196表 20-1 选取 kWed 5.edP 1.1.3 额定转速 为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。由2 P4表 2-1 查得 V 带传动常用传动比范围 ，单级圆柱齿轮传动比范围 421i ，则电动机转速可选范围 为632i dn = r/mindnw1i3408526342 可见，同步转速为 1000r/min、1500 r/min、3000r/min 的电动机均符合。 由于尺寸小、成本低、传递扭矩小，尽可能选择高转速，故选择同步转 速为 1500r/min 的电动机。 1.1.4 电机型号及安装尺寸 根据同步转速为 1500r/min，额定功率 5.5 kW，查2 P196表 20-1 确定 电机型号为 Y132S-4。 查2 P 197表 20-2 电机外形示意图如（图一）所示 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 8 （图一） 电机外形尺寸及安装尺寸如（表一）所示 尺寸电动机 型号 H A B C D E F CD G K A B A D A C H D A A B B H A L Y132S- 4 1 3 2 2 1 6 1 4 0 8 9 3 8 8 0 10 8 3 3 1 2 2 8 0 2 1 0 1 3 5 3 1 5 6 0 2 0 0 1 8 4 7 5 （表一） 1.2 传动比分配 1.2.1 总传动比 查2 P 196表 20-1 得电动机满载转速 =1440 r/minmn 传动装置总传动比 10.42wmni 1.2.2 各级传动比的分配及其说明 取 V 带传动的传动比 .1i 则单级圆柱齿轮减速器的传动比 61.42.012i 所得 的值符合一般圆柱齿轮传动和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用2i 范围 36。 总传动比及其分配（理论值）如（表二）所示 总传动比 iV 带传动比 带i齿轮传动比 齿i 10.14 2.2 4.61 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 9 （表二） 1.3 各轴转速、转矩及传递功率 电动机轴为 0 轴，减速器高速轴为轴，低速轴为轴，鼓轮轴为轴 各轴转速： r/min14mn r/min652.10i r/min4.2in r/min1 各轴输入功率： kW.50dP kW 81.49.021 kW 53.63 kW P2 49.54 各轴输出功率： KW 71980. KW .32 各轴输入转矩： Nm96.14025950nPT Nm3.758. Nm6.0421.950 nPT Nm9.5. 各轴输出转矩： Nm67.81.450 nPT 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 10 Nm64.2981.950 nPT 各轴转速、转矩及传递功率（理论值）汇总如（表三）所示 电动机轴 （0） 高速轴（） 低速轴（） 鼓轮轴 （） 项目 输出 输入 输出 输入 输出 输入 转速 （r/min） 1440 655 142 142 功率（kW） 5.12 4.81 4.71 4.53 4.44 4.4 转矩（Nm） 33.96 70.13 68.67 304.66 298.61 295.92 传动比 2.2 4.61 1 效率 0.94 0.94 0.97 （表三） 1.4 联轴器 1.4.1 选型说明 综合比较 5 种联轴器，由于减速器输出轴与轮毂之间不可固定，故采用 可移式联轴器。又因为所传递的扭矩不大，因此采用弹性柱销联轴器。它是利 用若干非金属材料制成的柱销置于两个半联轴器凸缘的孔中，以实现两轴的联 接。柱销通常用尼龙制成，而尼龙有一定的弹性。传动装置是独立底座，减速 器输出轴与鼓轴不固定，弹性柱销联轴器能补偿两轴间较大的相对位移，结构 简单、更换方便。并且具有吸振和缓冲能力，且一般用于高速级中，小功率轴 系的传动，可用于经常正反转，起动频繁的场合。 1.4.2 联轴器型号 由 1 P 269表 17-1 查得联轴器工作情况系数 5.1AK 名义转矩 Nm61.298T 由 1 P 269表 17-1 确定计算扭矩 Nm91.476.28.Tc 根据 的值查2 P 164表 17-4 选用联轴器 HL3 40112 GB5014-85c 联轴器外形示意图 如（图二）所示 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 11 （图二） 联轴器外形及安装尺寸如 (表四)所示 轴孔 长度 J1 型 许用补偿量型号 公称扭 矩 Tn （Nm ） 许用 转速 n (r/mi n) 轴孔 直径 d (mm) L1 L D (mm ) 转动惯 量 （kgm 2 ） 轴向 径向 角向 HL3 630 5000 40 84 11 2 160 0.6 1 0.15 0 30 （表四） 1.5 传动方案说明 传动装置平面布置简图如（图三）所示 （图三） 传动装置主要参数及主要部件型号如（表五）所示 堵转转矩 最大转矩电动机 型号 额定功率 （kW） 满载转速 （r/min） 额定转矩 额定转矩 质量 （kg） Y132S-4 5.5 1440 2.2 2.3 68 联轴器 型 号 公称扭矩 Tn（Nm） 许用转速 n(r/min) 轴孔直径 d(mm) D (mm) 转动惯量 （kgm 2） 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 12 HL3 630 5000 40 160 0.6 （表五） 传动方案已由设计任务书给定，为 V 带-单级斜齿圆柱齿轮传动。 将传动能力较小的 V 带传动布置在第一级，由于 V 带的转速较大则单根 V 带额 定功率 P 较大，这样带轮的带数和轮径相对而言就此较小，使得结构紧凑。此 外 V 带有弹性，放在第一级吸振效果好。若将齿轮放在第一级，由于 d2 ,使得齿轮结构减小的作用不大，同时也会引起很大的噪音，uKTH 2305 布置不合理。因此，将带轮放在第一级，有利于整个传动系统结构紧凑、匀称， 同时有利于发挥其传动平稳、缓冲吸振、减小噪音的特点。 设计任务书规定为室内工作，即要求工作不宜在恶劣环境中进行，规定工作机 双班制工作、单向运转，使用期限为 6 年，即工作及使用寿命较短。闭式齿轮 传动的润滑及防护条件最好。而在相同的工况下，斜齿轮传动可获得较小的几 何尺寸和较大的承载能力。采用传动较平稳，动载荷较小的斜齿轮传动，使结 构简单、紧凑。而且加工只比直齿轮多转过一个角度，工艺不复杂。因此采用 单级斜齿圆柱齿轮传动方案是合理的。 综上所述，本方案从任务书所给定的条件设计的方案具有合理性，可行性。 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 13 2. 各级传动 2.1 V 带传动 2.1.1 主要传动参数 确定计算功率 AcKPd 根据双班工作，即每天工作 16 小时，工作机为带式运输机，其载荷不均 匀，由1 P 205表 13-6 取 2.1 kWAc465.d 选择普通 V 带型号 根据 KW， r/min，由1 P205图 13-15 确定选用普通14.6c 0mn V 带 A 型。 确定小带轮的基准直径 和大带轮的基准直径1d2d 由1 P 206表 13-7，初步选取 mm51 由1 P 200式 13-9 得， mm72.2i 由1 P 206表 13-7，取 mm6 V 带实际传动比 1.512di 相对误差 故，合理%46.3.%1 ii 验算带速 v m/s42.9106254.3106mnd 带速在 525 m/s 范围内，因此可以选用。 求 V 带基准长度 和中心距dLa 取 mm，由1 P 195式 13-2 得带长80a 58041262154.358024201210 aL mm75.8 由1 P 202表 13-2，对 A 型带选用基准长度 mm1dL 由1 P 206式 13-16，计算实际中心距 mm59027.18058200 Lad 验算小带轮包角 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 14 由1 P 195式 13-1 得小带轮包角 合适 1204.63.579012683.5718012ad 求 V 带根数 Z 由1 P 204式 13-15 得 V 带根数 LcKPZ0 根据 r/min， mm，由1 P 203表 13-3 查得 kW140mn125d 92.10P 根据 ，由1 P 204表 13-4 查得 kW2.i 17.0 根据 ，由1 P 204表 13-5 取619 根据 mm，由1 P 202表 13-2 查得8dL .LK 由此可得 9.201.71.02460 LcKZ 故，取 3 根 V 带 计算预紧力 0F 由1 P 201表 13-1 查得 A 型 V 带每米长的质量 kg/m10.q 由1 P 206式 13-17 得 N842.9197.0524.36515.202 qvKZvFc 计算作用在轴上的压力 QF N.2.182210 SinSinQ V 带传动的主要传动参数汇总如（表六）所示 带 型 KA d1 （mm） d2 （mm） v （m/s） Ld （mm） a （mm） Z F0 （N） FQ （N） A 1.2 125 265 9.42 1800 590 3 180 1072.4 （表六） 2.1.2 带轮 带轮材料的简要说明 选用普通 A 型 V 带，抗拉体材料采用化学纤维。 由于带速 m/s，而铸铁带轮允许的最大圆周速度为 25m/s，所以42.9v 大、小带轮均采用铸铁带轮 HT150 带轮结构形式的简要说明 大、小带轮的基准直径 分别为 265mm 和 125mm，皆小于 300mmd 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 15 对于小带轮，其孔径应与电动机轴径 相配合，根据（表一）可知Dd mm，由2 P 64表 9-1 得38Dd mm4.683.1.1Dd 故， mm 1052d 因此小带轮结构可采用腹板式 对于大带轮，初选孔径 mm，由2 P 64表 9-1 得d mm4308.1.1 故， mm 10256d 因此大带轮结构可采用孔板式 小带轮如（图四）所示 大带轮如（图五）所示 （图四） （图五） 各轴转速、转矩及传递功率（实际值）汇总如（表三修正）所示 电动机轴 （0） 高速轴（） 低速轴（） 鼓轮轴 （） 项目 输出 输入 输出 输入 输出 输入 转速 （r/min） 1440 679 142 142 功率（kW） 5.12 4.81 4.71 4.53 4.44 4.4 转矩（Nm） 33.96 67.65 66.25 304.66 298.61 295.92 传动比 2.12 4.78 1 效率 0.94 0.94 0.97 （表三修正） 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 16 2.2 齿轮传动 2.2.1 主要传动参数 选择材料及确定许用应力 小齿轮用 45 钢 调质 ，齿面硬度 230HBS 大齿轮用 45 钢 正火 ，齿面硬度 180HBS 由1 P 166图 11-7 得 Mpa， Mpa5701limH520limH 根据1 P 165表 11-4，因软齿面，故取 1S Mpa1li1HS Mpa5202lim2H Mpa520,7min,in21 H 由1 P 168图 11-10 得 Mpa， Mpa901liF17limF 根据1 P 165表 11-4，因软齿面，故取 4.S Mpa7.1354.901lim1FS Mpa2.2li2F 按齿面接触强度设计 按齿轮减速器初定 9 级精度制造 按不大的中等冲击载荷的电动机驱动，由1 P164表 11-3 取载荷系数3.1K 按软尺面圆柱齿轮传动取齿宽系数 4.0a 小齿轮上的转矩 Nm25.61T 单级圆柱齿轮减速器传动比 78.1.iu 由1 P 171式 11-13 得 mm 1.478.402563.52178.43051 33120 uKTuaaH 取小齿轮的齿数 ，Z 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 17 则大齿轮的齿数 ，取 06.12978.412uZ129Z 齿轮实际传动比 812i 相对误差 故，合理%40.7.4%2 ii 初步选取螺旋角 130 模数 8.12973cos.cos21Zamn 由1 P 57表 4-1 取 mmn 确定中心距 mm mm1.603cos2cos201a 2 齿宽 mm mm ，取 mmab2 8.64.571b 实际螺旋角 ”385629arcos2rcos1 Zmn 按弯曲强度校核验算齿根弯曲强度 由1 P 68式 4-27 得当量齿数 24.30815cos2731”ZV 1692 由1 P 167图 11-9 查得齿形系数 ，60.1FY.2F Mpa15.49275385cos.631.cos6.1312 ”ZmbYKTnFF Mpa 0.416.275.49122FFY2F 故，安全 齿轮的圆周速度 m/s9.1385cos1066724.310cos6 ”nZmv 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 18 参照1 P 162表 11-2 可知选用 9 级精度是合适的 计算齿轮几何参数 分度圆直径 mm08.5631cos271 ”Zmdn mm92.21n 齿顶圆直径 mm08.608.561nad mm7172m 齿根圆直径 mm.52.1nf mm992f 齿顶高 mmnah 齿根高 mm5.5.f 全齿高 mm4fa 齿轮材料及主要参数如（表七）所示 齿轮 齿数 材料 热处理 表面硬度 （HBS） 分度圆直径 （mm） 小齿轮 27 45 钢 调质 230 56.08 大齿轮 129 45 钢 正火 180 267.92 传动比 中心距 （mm） 模数 （mm） 螺旋角 计算齿宽 （mm） 传动 4.78 162 2 ”381565 （表七） 2.2.2 齿轮 小齿轮结构形式的简要说明 由于齿根圆直径 mm，会造成与轴径很接近，因此可以将齿轮与轴08.51fd 做成一件，故采用齿轮轴。 大齿轮结构形式的简要说明 由于齿根圆直径 mm 在 150500mm 的范围内，因此采用腹板式。92.62f 又因为生产批量不大，故采用自由锻。 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 19 齿轮几何尺寸如（表八）所示 齿轮号 分度圆直 径（mm） 齿顶圆直 径（mm） 齿根圆直 径（mm） 齿宽 （mm） 齿顶高 （mm） 齿根高 （mm） 1 56.08 60.08 51.08 70 2 2.5 2 267.92 271.92 262.92 65 2 2.5 （表八） 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 20 3. 轴及轴毂连接 3.1 减速器各轴结构设计 3.1.1 高速轴 选材 由于高速轴为齿轮轴，因此选用 45 钢，调质处理。 轴伸类型的确定 轴伸上装大带轮，且轴与电动机相匹配，故轴伸直径 DdnPCd8.0,6.1max3 kW， r/min， mm8.4P79 38 由1 P 230表 14-2 可知 45 钢 值为 107118，取 18C4.30,2max3.0,679410.max.0,6.1ax3 DdnCd =30.4 mm 轴伸直径要符合标准直径系列，根据 3 根 A 型带查2 P65表 9-1 取轴伸 直径 mm321d 查圆柱形轴伸标准系列值，取短系列轴长 mm581L 确定其他各轴段直径 轴 2 遵循定位轴肩的轴肩直径差可取 610mm 且轴上装密封元件和轴承 盖，查2 P 158表 16-10，轴径应与骨架油封内径一致，故 mm32d 轴 3 装滚动轴承，故应与初选深沟球轴承 6308 内径一致， mm40 轴 4 有一个工艺轴肩，故 mm504d 轴 5 由于是齿轮轴，故 mm8.61a 轴 6 与轴 4 一致，故 mm46 轴 7 与轴 3 一样装深沟球轴承 6308，故 mm4037d 高速轴与轴上零件装配简图如（图六）所示 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 21 （图六） 3.1.2 低速轴 选材 轴的材料选用 45 钢，正火处理。 轴伸类型的确定 轴上装联轴器，因此轴伸要与联轴器匹配，故 nPCd306.1 kW， r/min 4.P142n 由1 P 230表 14-2 可知 45 钢 值为 107118，取C8 mm4.39.806.06.133 Cd 轴伸直径要符合标准直径系列且要与联轴器配合，查2 P164表 17-4 根 据 HL3 型联轴器，取轴伸直径 mm1d 查圆柱形轴伸标准系列值，取短系列轴长 mm821L 确定其他各轴段直径 轴 2 遵循定位轴肩的轴肩直径差可取 610mm 且轴上装密封元件和轴 承盖，查2 P 158表 16-10，轴径应与骨架油封内径一致，故 mm502d 轴 3 装滚动轴承，故应与初选深沟球轴承 6210 内径一致， 3 mm 轴 4 形成工艺轴肩且装大齿轮，应于齿轮孔径相配合符合标准尺寸， 查2 P 117表 11-2，故 mm564d 轴 5 形成定位轴肩，故 mm5 轴 6 与轴 3 一样装深沟球轴承 6210，故 mm5036d 3.2 减速器各轴强度验算 3.2.1 高速轴 小齿轮的各啮合分力 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 22 压力角 ，螺旋角 ，高速轴输入转矩 20”381565.7T Nm，小齿轮分度圆直径 mm，作用在轴上的压力 N0.61d 4102QF 圆周啮合分力 N62.47TFt 径向啮合分力 N901385cos2.4tggtr 轴向啮合分力 N5.7385”ta 两滚动轴承中心线之间的距离 mmL 轴承中心线至轴伸中心线之间的距离 .K 若小齿轮为左旋 水平面支承反力 N61.321408.5.67290.211 LdFarH N.3.12r 垂直面支承反力 N31.206.21 tVF 的支承反力Q N594.174.81FLK N.8022 FQ 水平面弯矩 Nm 6.4119.532MHa Nm7.206.331 LFa 垂直面弯矩 Nm04.852143.10623MVav 所产生的弯矩QF Nm7.31.742 K a-a 截面 产生的弯矩为 Nm8.205931LFMa 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 23 合成弯矩 Nm56.138.462.104.852 aFHaVaM Nm 9.2.7. 危险截面的当量弯矩 轴的扭切应力是脉动循环变应力，取折合系数 6.0 Nm4125.6705.136222 Tae 危险截面处轴的直径 轴的材料选用 45 号钢，调质处理。 由1 P226 表 14-1 查得 强度极限 Mpa，由1 P 231表 14-3 查得许用弯曲应力 Mpa，则650B 601b mm74.28601.41. 333 beMd 装小齿轮的轴径取 60.08 mm 28.74 mm，故高速轴符合弯扭强度要求。 力学模型、弯矩图、扭矩图如（图七）所示 力学模型 水平面支承反力图 水平面弯矩图 垂直面支承反力图 垂直面弯矩图 的支承反力图QF 所产生的弯矩图 合成弯矩图 轴传递的扭矩图 3.3 键联接工作能力验算 轴与大齿轮周向固定的键 大齿轮宽 mm, 公称直径 mm ， Nm65B564d6.304T 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 24 选择 A 型键，由2 P 140表 14-1 查得 mm， mm，根据 L 系列，16b0h 取 LB，则 L 取 56 mm，工作长度 mm45Ll 根据轮毂材料为钢，轻微冲击，由1 P155表 10-10 查得许用挤压应力 Mpa120P 符合挤压强度要求PdhlT1.540156.34 由此可得，轴与大齿轮的周向固定使用 键 A1656 GB1096-79 轴与大带轮的周向固定的键 大带轮宽 mm，公称直径 mm， NmB321d65.7T 选择 C 型键，由2 P140表 14-1 查得 mm， mm，根据 L 系列，取0b8h LB，则 L 取 56 mm，工作长度 mm156Ll 根据轮毂材料为铸铁，轻微冲击，由1 P155表 10-10 查得许用挤压应 力 Mpa605P 符合挤压强度要求PdhlT73.2051832.74 由此可得，轴与大带轮的周向固定使用 键 C1056 GB1096-79 轴与联轴器的周向固定的键 联轴器宽 mm，公称直径 mm， Nm84B401d64.298T 选择 C 型键，由2 P140表 14-1 查得 mm， mm，根据 L 系列，取bh LB，则 L 取 80 mm，工作长度 mm782Ll 根据轮毂材料为钢，轻微冲击，由1 P155表 10-10 查得许用挤压应力 Mpa120P 符合挤压强度要求PdhlT45.078416.9 由此可得，轴与联轴器的周向固定使用 键 C1280 GB1096-79 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 25 4. 轴承 4.1 减速器各轴所用轴承 由于传动主要受径向载荷、同时承受一定的轴向载荷，所以选用深沟球 轴承。 高速轴因承受载荷较大，直径系列取中系列，故选用 6308。 低速轴承受载荷相对较小，直径系列取轻系列即可，故选用 6210。 减速器各轴所用轴承代号及尺寸如（表九）所示 外形尺寸（mm） 安装尺寸（mm）型号 内径 d 外径 D 宽度 B D1 min D2 max ra max 额定动 载荷 Cr(kN) 额定静 载荷 C0r(kN) 高速轴 6308 40 90 23 48 80 1.5 31.2 22.2 低速轴 6210 50 90 20 57 83 1 27.0 19.8 （表九） 4.2 高速轴轴承寿命计算 4.2.1 预期寿命 r/min，双班制每天工作 16 小时，一年以 250 天计，使用年限679n 为 6 年，则 h240651hL 4.2.2 寿命验算 初选轴承类型 6308，由（表九）可知 N， N3120rC200r 通过高速轴的强度计算可知： N， N， N62.41tF90.1rF5.67a 假设小齿轮为左旋 水平面支承反力 N61.321408.5.67290.211 LdFarH N.3.12r 垂直面支承反力 N31.206.21 tVF 的支承反力Q 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 26 N594.10724.81 QFLK N.82F 径向载荷 N68.123.0659461.322121 VFHr N.78022r 轴向载荷 ， N01a 5.672a 确定当量动载荷 34.0.3.20raCF 查1 P 260表 16-12 得 2.e ，则 ，era11XY N68.13068.31arF ，则 ，era49.06.572 5292Y N85.46.7.16.2 arYXP ，故 N128P 计算使用寿命 根据受轻微冲击，查1 P 259表 16-10 取 2.Pf 工作温度正常，查1 P 259表 16-9 取 1t 由于采用深沟球轴承， 3 h42.3805.246.16790601fCnLPrth 假设小齿轮为右旋 水平面支承反力 N29.50148.6.75290.211 LdFarH N.3.5.12r 垂直面支承反力 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 27 N31.206.4121 tVF 的支承反力Q N594.741.81FLK N.8022 FQ 径向载荷 N32.106.25942.0211 VFHr N487.78613222 r 轴向载荷 N ， 5.671a 02a 确定当量动载荷 374.20.3.0raCF 查1 P 260表 16-12 得 2.e ，则 ，Fra56.32.10756.01X9.1Y N8.20.7.32.1 arYX ，则 ，era048.72 122Y N48.7048.72arFYP ，故 N21019P 计算使用寿命 根据受轻微冲击，查1 P 259表 16-10 取 2.1Pf 工作温度正常，查1 P 259表 16-9 取 t 由于采用深沟球轴承， 3 h68.52308.2019.6701601 fCnLPrth 综上所述，右旋 左旋 ，即小齿轮左旋，轴承的寿命越接近hLhL 于预期寿命，因此小齿轮采用右旋会更合理。选用深沟球轴承 6308 是合适的， 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 28 平均每 6 年更换一次。 5. 减速器的润滑与密封 齿轮传动的润滑方式 根据2 P19表 3-3，由于我们所设计的是单级圆柱斜齿齿轮减速器且圆周速度 所以此齿轮传动机构采用油池的润滑方式，浸油深度 h=10 smv/12/9. mm。 滚动轴承的润滑方式 根据2 P20表 3-4，脂润滑适用于 齿轮减速器。由于所设计的齿smv/25.1 轮减速器且圆周速度 ，所以采用脂润滑。sv/9.1 减速器润滑油油面高度的确定 传动件浸入油中的深度要适当，即要避免搅油损失太大，又要保证充分的润滑。 油池应保持一定深度的储油量，以保证润滑和散热。根据2 P19表 3-3 推荐， mm503h浸 油 深 度油 面 高 度 根据2 P 32 箱座高度 mm2029.715032 adH 因此，所设定的 mm4.5.04.h油 面 高 度 油量验算 根据书2 P31，单级减速器每传递 1kW 功率所需油量约为 350700 cm 3。现已 知传递的功率 kW，则所需油量为 1683.53367 cm 3。内壁长81.4 cm，宽 cm， cm6.39A9B40.5油 面 高 度 实际油量 因此，减35.168.2.9630.5 cmcV 速器油量适宜。 减速器各处密封方式 内密封：由于轴承用润滑脂润滑，为了防止轴承中的润滑脂被箱内齿轮啮合时 挤出的油冲刷、稀释而流失，需在轴承内侧设置挡油盘。 外密封：在减速器的输入轴和输出轴的外伸段，应在轴承盖的轴孔内设置密封 件。由于轴承的润滑方式采用脂润滑，在此采用骨架油封。它是利用密封圈的 密封唇弹性和弹簧的压紧力，使密封唇压紧在轴上来实现密封的。其特点是密 封性能好，工作可靠。查2 P 158表 16-10 根据直径确定其型号 高速轴 骨架油封 38628 GB9877.1-88 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 29 低速轴 骨架油封 50728 GB9877.1-88 6. 减速器箱体及其附件 6.1 箱体 减速器箱体采用剖分式结构。箱体由箱座与箱盖两部分组成，用螺栓联接 起来构成一个整体。剖分面与减速器内传动件轴心线平面重合，有利于轴系部 件的安装和拆卸。箱体采用外肋式结构。箱内壁形状简单，润滑油流动阻力小， 铸造工艺性好，但外形较复杂。 减速器采用 HT200 铸造箱体，铸铁具有良好的铸造性能和切削加工性能， 成本低。 箱体主要结构尺寸如（表十）所示 名称 符号 尺寸关系 箱座壁厚 mm8 箱盖壁厚 1 mm1 箱体凸缘厚度 、 、b12 箱座 mm25.b 箱盖 mm1 箱底座 mm0.2 加强肋厚 、m1箱座 mm86m箱盖 mm.5.1 地脚螺钉直径 fd 32703adf 取 20 mm 地脚螺钉数目 n4n 轴承旁联接螺栓直径 1dmm157.01fd取 16mm 箱盖、箱座联接螺栓直径 2 取 12mmf6.5 轴承盖螺钉直径和数目 、3nmm,834n 轴承盖(轴承座端面)外径 2Dmm102D 观察孔盖螺钉直径 4d取 6mmfd. 、 、 至箱壁外距离fd12 1C ： mmf61C ： mm2 ： mm281 、 至凸缘边缘的距离f2 2： mmfd4： mm26 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 30 轴承旁凸台高度半径 、h1R由结构确定 mm50hmm21CR 箱体外壁至轴承座端面的距离 l mm47l （表十） 6.2 主要附件 窥视孔和视孔盖 窥视孔应设在箱盖顶部能够看到齿轮啮合区的位置，其大小以手能伸进箱体 进行检查操作为宜。 窥视孔处应设计凸台以便于加工。视孔盖可用螺钉紧固在凸台上，并应考虑 密封。 查2 P 80表 9-18 选板结构视孔盖， mm。10A 通气器 通气器设置在箱盖顶部或视孔盖上。较完善的通气器内部制成一定曲路，并 设置金属网。考虑到环境因素选用了防尘性能好的二次过滤通气器。 查2 P 76表 9-8 选通气器（经两次过滤）M181.5。 油面指示器 油面指示器应设置在便于观察且油面较稳定的部位，如低速轴附近。 我们选用油标尺，其结构简单、在低速轴中常用。油标尺上有表示最高及最 低油面的刻线。油标尺的安装位置不能太低，以避免有溢出油标尺座孔。 查2 P 78表 9-14 油标尺选用 M12（12） 。 放油孔和油塞 放油孔应设置在油池的最低处，平时用螺塞堵住。采用圆柱螺塞时，箱座上 装螺塞处应设有凸台，并加封油垫片。放油孔不能高于油池底面，以免排油 不净。 查2 P 79表 9-16 外六角油塞及油封垫 选用 M161.5。 起吊装置 减速器箱体沉重，采用起吊装置起吊，在箱盖上铸有箱盖吊耳，为搬运整个 减速箱，在箱座两端凸缘处铸有箱座吊耳。结构简单，加工方便。 查2 P 80表 9-20 选用箱盖吊耳以及箱座吊耳。 定位销 常采用圆锥销做定位销。两定位销间的距离越远越可靠，因此，通常将其设 置在箱体联接凸缘的对角处并做非对称布置。定位销直径 mm 其8.02d 长度应大于箱盖、箱座、凸缘厚度之和。 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 31 查2 P 142表 14-3 选用销 B828 GB117-86。 起盖螺钉 起盖螺钉设在箱盖联接凸缘上，其螺纹有效长度应大于箱盖凸缘厚度。起盖螺 钉直径可与凸缘联接螺钉直径相同，螺钉端部制成圆柱形并光滑倒角或制成半 球形。选用 M1020。 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 32 7. 小结 本次课程设计的主要任务是设计铸工车间型砂带式输送机传动装置，这是一次 通过完成一个具体设计项目而进行的实践活动，是一次复习旧知识、拓展新知 识、形成新能力的机会，同时也是一次对自己能力、体力和意志力的考验。 通过为期两周的集中训练和一周的分散课程，我认真地查阅各种资料结合自己 平时所积累的知识尽全力认真踏实地完成了整个减速器的设计。从理论结构上 而言，它能够正常工作并可投入批量生产。然而在这设计过程中，当然也会有 很多不足之处。例如，在设计单级斜齿圆柱齿轮减速器的过程中没有考虑齿轮 的旋向对轴承寿命的影响，就选择了左旋。但是在说明书的撰写过程中发现了 这个问题并进行了轴承寿命的验算，结果发现小齿轮右旋，轴承寿命更长；小 齿轮左旋时轴承 2 所受载荷近似为轴承 1 所受的载荷的两倍，而小齿轮右旋时 轴承 1、2 所受载荷更接近，因此相比之下小齿轮为右旋更为合理。由于没有真 正接触过减速器，只能结合自己课堂所学以及借鉴前人的经验和老师的指导。 整个减速器的设计基本上是成功的，布局比较合理，工作也较可靠。箱体采用 剖分式，便于箱内零件的更换与检修，且铸造简单、加工方便。 临沂大学工学院本科专业职业生涯设计 33 参考资料 1.杨可桢，程光蕴机械设计基础（第四版） 高等教育出版社 1999 2.王 昆，何小柏，汪信远机械设计、机械设计基础课程设计高等教育 出版社 1996 3.赵胜祥，徐滕岗，唐觉明画法几何及机械制图上海远东出版社 2002 4.成大先，王德夫，姚奎生等机械设计手册M北京：化学工业出版社 2002. 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