主轴箱设计说明书资料

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1、班级：矿山机电05 -JX姓名：王俊河学号：028设计说明书J，,1一、刖 有（一）课程设计的目的（参照第1页）机械零件课程设计是学生学习机械技术（上、下）课程后进行的一项 综合训练，其主要目的是通过课程设计使学生巩固、加深在机械技术课程中 所学到的知识，提高学生综合运用这些知识去分析和解决问题的能力。同时 学习机械设计的一般方法，了解和掌握常用机械零部件、机械传动装置或简 单机械的设计方法与步骤，为今后学习专业技术知识打下必要的基础。（二）传动方案的分析（参照第10页）机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原 动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机

2、器的重要 组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合 理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本 低廉、传动效率高和使用维护方便。本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级 传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。带传动承载能力较低.在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但 有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低 传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是 现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动（说

3、明直齿轮传动的优缺点）。说明减速器的结构特点、材料选择和应用场合 （如本设计中减速器的箱体采用水平剖分式结构，用HT200灰铸铁铸造而成）。设计说明书传动系统的参数设计已知输送带的有效拉力 单向运转。i)选择合适的电动机；Fw = 2350,输送带的速度Vw=i5，滚筒直径2=300。连续工作，载荷平稳、2)计算传动装置的总传动比，分配各级传动比;3)计算传动装置的运动参数和动力参数。解：i、选择电动机(i)选择电动机类型：按工作要求和条件选取Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。(2)选择电动机容量工作机所需功率:电动机输出功率:带传动效率Y b、计算如下:Fw VW c rLP

4、w3.751000 nl wPo = Pw =4.i2n一对齿轮传动效率2733；刀一刀 b T g -Y r -Y c=0.90其中，其中带式输送机效率 刀亚=0.94。Y为电动机至滚筒、主动轴传动装置的总效率，包括两对滚动轴承效率Y，、及联轴器效率刀c,值由表i0i(i34页)查得各效率值，代入公式计算出效率及电机输出功率。使电动机的额定功率 =(ii.3)Po,由表i0ii0(223页)查得电动机的额定功率Pm=5.5。选择电动机的转速Pm计算滚筒的转速:60Vwnw =95.49nD根据表3i确定传动比的范围：取 V带传动比ib=24,单级齿轮传动比ig=35,则总传动比 的范围：i

5、= (2X3)(4X5) = 6 20。电动机的转速范围为|n=i nw(620) nw=592.94i909.8在这个范围内电动机的同步转速有i000r/min和i500r/min ,综合考虑电动机和传动装置的情况，同时也要降低电动机的重量和成本，最终可确定同步转速为Y132M2-6 满载转速 960。(223 页)oooo,根据同步转速确定电动机的型号为型号额定功率满载转速同步转速Y 1 3 2M 2 65 . 59 6 0i0002、计算总传动比并分配各级传动比(i)计算总传动比：i=nm/nw=8i4(2)分配各级传动比：为使带传动尺寸不至过大，满足ibig,可取ib = 23,则齿轮

6、传动比ig=i/ib(在4左右，取小数点后两位，不随意取整3、计算传动装置的运动和动力参数各轴的转速:(2)各轴的功率:ni=nm/i bPl=Pm F bnii=ni/igPii=Pi Y r Y gnw=niiPw=Pii F r F c(3)各轴的转矩:To=955OPm/nmTi=9550Pi/niTii=9550Pii/niiTw=9550Pw/nw最后将计算结果填入下表:参数轴名电机轴I轴II轴滚筒轴转速 n(r/min)nm=960n1=384nn=96nw=96功率P(kW)Pm=5.5P1=5.28P11=5.081Pw=4.991转矩T(N m)To=54.71T1=131

7、.31T11=505.67Tw=496.5传动比iib=2.5ig=4.021效率Tt b=0.96nb 7 r=0.96 r 7 c=0.98三、带传动的设计计算已知带传动选用Y系列异步电动机，具额定功率|Pm=5.5,主动轮转速nw=960从动轮的转 速另二384,1=2.5。单班制工作。有轻度冲击。计算项目计算内容计算结果确定设计功率选V带型号 确定带轮直查表343,取KA : 1. 2,故Pd=KAP=1. 2 X 11=6.05kW根据Pd和nl查图349,选B型普通V带由表34 4,取小带轮基准直径 ddl=125mmPd=6.05kwB型 dd1=125mm径传动比i=2l=2.

8、5 n2大限基后径 dd2=idd1 2.94X 125=312.5mmdd2=375mm验算带速圆整 da2=315mm队生ndd1n1冗父 125 M 970验算 V _V=6. 28m/s 合适确定带的基 准长度和验算小带轮 包角60 M100060M1000由 0.7(dd1+dd2户 a061.4兀dlnlv= =3.0860 M1000因与初估圆周速度相差较大，故应修正载荷系数及小齿轮直径由图 35-30b 得 Kv=1.03,K=1.276 ,d1=59.5, 1 a =_（d1 +d2 ）=147.6,取 150mmdl cosP m =2.48,Z1取 m=2.5d1=60u

9、 +1d2=ud1=240b=中dd1=取 b1=70,b2=603）结构设计以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于160mm ,而乂小于500mm ,故以选用腹板式为宜。其他有关尺寸参看大齿轮零件图。五、轴的设计计算（一）主动轴的设计计算已知传递的功率为P1=5.28,主动轴白转速为n1=384,小齿轮分度圆直径d1=60, 啮合角d二20,轮毂宽度B小齿轮= 700mm,工作时为单向转动。解：1、选择轴的材料、热处理方式，确定许用应力（按教材表39 1、398）轴名材料热处理硬度抗拉强度许用弯曲应力主动轴45号钢调制217255650MPa60MPa2、画出轴的结构示意图：-围分与轴承与齿轮

10、与轴承 与带轮与透善 1A1一 I3、计算轴各段直径计算项目计 算 内 容计算结果1、计算d1由教材表39-7得：A=11A 106,取A=118（取较大值）d1=302、计算d23、计算d:4、计算山5、计算d5/P1，一,d1 A 3 一 = 27.14, 二轴上有一个键槽，故轴径增大5 %)n1.d1=d1X (1+5% =28.50按 138页圆整dl=30d2 =d1+2a=d1+2(0 . 07-0 . 1) Xd1=34.2-36 ,因d2必须符合轴承密封元彳的要求，取d2=3S (191页)d3 -d2+ (1-5) mm 36-40, d呢、须与轴承的内径 圆整d3 = 40

11、。所选轴承型号为 6208, B= 18, D-80, G= 22.8, C0r=15.8d4 =d3+(1-5)mm=41-45,为装配方便而加大直径，应圆整为标准直径；一M取0,2,5,8为尾数。取d4=45d5=d3=40 ,同一轴上的轴承选用同一型号，以便于 轴承座孔键制和减少轴承类型。d2=35d3=40d4=45d5=404、计置轴各段长度计算项目计 算 内 容计算结果1、计算LlB轮=(Z1)e+2f= , e、f 值查教材表 34-8 L1=(1.5 2)d1 ,按 138页取 Ll=58L1=582、计算L2L2=l1+e+m=50e=1.2d3,其中d3为螺钉直径，查表51

12、(23页)m=L-A3-B轴承小=6+C1+C2+(3- 8)-加小一 R由承小=20式中6、Cl、C2$表5 1。l1、加小查表6 8(75页，L2=50按凸缘式端蛊查ii), mekm=e可。L3=Bw小+组小+ A3小，A2小查表6 8(75页)L3=403、计算L3df 1 d4*10 15,故小齿轮做成齿轮轴，L4 B小齿轮2L5=L3L4=704、计算L45、计算L5L5=405、校核轴的强度计算项目计 算 内 容计算结果1.求轴上的载荷Mm=316767N.mmT=925200N.mm6.弯扭校合333W=0.1d =0.1 父60 =21600mmvM m +(町)2=上 =5

13、1.2MPa ppWL p6、回出轴的工作图，标出具体尺寸和公差与轴承与轴承与齿轮与联轴器IS i（二）从动轴的设计计算已知传递的功率为P11=5.08 ,从动轴的转速为n11=96 ,大齿轮分度圆直径 d2=240啮合角a =200轮毂宽度 耿齿轮=600mm工作时为单向转动。解：1、选择轴的材料、热处理方式，确定许用应力（按教材表391、398）轴名材料热处理硬度抗拉强度ob许用弯曲应力o川b从动轴45号钢正火170-217600MPa55MPa画出轴的结构示意图计算轴各段直径计算项目计 算 内 容计算结果1、计算d,由教材表39-7得：A=118-106,取A=115 （取较大值）IP1

14、d1至A ；| =,；轴上有一个键槽，故轴径增大5% n n1.d1=d1x （1+5% =45,为使所选轴径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器。查184页，相配合的联d1=45轴器选HL4 型弹性柱销联轴器，轴径相应圆整为dl,半联轴器长l=11201 d2 -d1+2a1=d1f2天0.07-0.1) Ml=36.48-38.4，因d2必须符d2=552、计算d2合轴承密封元件的要求，取d2=5S （191页）d3=601 d3 =d2+（15）mm=41-45 d3必须与轴承的内径一致,圆3、计算d3整d3=。所选轴承型号为 6212, B=22, D=110 Cr=36.8 ,

15、Cor=27.8d4=62| d4 =d3+（15）mm=为装配方便而加大直径，应圆4、计算d4整为标准直径：一M取0,2,5,8为尾数。取d4=62d5=751 d5 =d4+2a4=d4+2(0.07-0.1) M4, d5=75(取整)5、计算d5d6=d3=60 ,同一轴上的轴承选用同一型号，以便于轴d6=606、计算d6承座孔链制和减少轴承类犁。计算项目计 算 内 容计算结果1、计算Llr半联轴器的长度1=112,为保证轴端挡圈只压在半L1=822、计算L2联轴器上，而不压在轴的端面上，故第1段的长度应比l略短一些，按138页取L1=82l2=l1+e+m =50e=1 . 2d3,

16、其中d3为螺钉直彳全,查表51（23页） m=L-芯-B轴承小=6+C1+C2+（3- 8）-加小一 B由承小=20式中6、Cl、C班表51。11、加小查表68（75页， 按凸缘式端蛊查11）,右mem=抑可。L2=503、计算13, B小B大一一L3=B由承大+ A2大+ A3大，二大= 组小+ =54 （公式中BL3=54L4=584、计算L45、计算L5为齿轮宽度）L4=B 大齿轮一 2= 60L5=226,计算L6L5=b=1.4a4=12 取整）L6=B z轴承大+ A2大+加大L5=31L6=455、校核轴的强度计算项目计算 内 容计算结果2.求轴上的载荷Mm=316767N.mm

17、T=925200N.mm6.弯扭校合3_33W =0.1d3 =0.1父603 = 21600mm3Jm m +（町）2ap =、 =51.2MPa ffppWL p6、画出轴的工作图，标出具体尺寸和公差 （例图）略计算注意事项：1、主动轴与从动轴的e应相等，2、主、从动轴m+X3+珊应相等（一）主动轴外伸端处键的校核已知轴与带轮采用键联接，传递的转矩为T1=131,轴径为d1=30,轴长L1=58带轮材料为铸铁，轴和键的材料为45号钢，有轻微冲击六、键的选择与验算计算项目计 算 内 容计算结果1）键的类型 及其尺寸选择2）验算挤压 强度3）确定键槽尺寸及相应的带轮传动要求带轮与轴的对中性好，

18、故选择A 平键联接。根据轴径d=30,由表10-33（165页），查得：键宽 b=8,键高h=7,因轴长L1-58,故取键长L=50将I=L b, k=0.4h代入公式得挤压应力为2TM1000仃 p = 53.82Mpak l d由教材表333查得，轻微冲击时的许用挤压应力卬5060MPa apop,故挤压强度足够。键bxh 键长L=50仃 p =53.58apOp强度足够公差H 7 . 一（以075为例）由附表10-33（165页）得， r6轴槽宽为20N9o52,轴槽深t=7. 5mm r6对应的极限偏差为:h=4.9 mni竺62。毂槽宽为20Js9 0.026 ,毂槽深 0.043H

19、7M应的极Bg偏差为0.0304）绘制键槽工作图（二）从动轴外伸端处键的校核已知轴与联轴器采用键联接，传递的转矩为Tii=505轴径为d1=45,宽度L1=82 联轴器、轴和键的材料皆为钢，有轻微冲击计算项目计 算 内 容计算结果1）键的类型 及其尺寸选择2）验算挤压 强度3）确定键槽尺寸及相应的公差带轮传动要求带轮与轴的对中性好，故选择A平键联接。根据轴径d=45,由表10-33（165页），查得：键宽b=12,键高h=8,因轴长L1-82,故取键长L=70将I=L b, k=0.4h代入公式得挤压应力为2TM10000p = 52.41Mpak l d由教材表333查得，轻微冲击时的许用挤

20、压应力叩5060MPa apop,故挤压强度足够。一 H 7（以675 为例）由附表10-33（165页）得，r6轴槽宽为20N 90520 ,轴槽深t=7. 5mm r6对应的极限偏差为：0062。毂槽宽为20Js9 0.026 ,毂槽深0.043h=4.9 mm, H7M应的极Bg偏差为0.030键bxh 键长L=70ap =52.41apOp强度足够（三）从动轴齿轮处键的校核已知轴与齿轮采用键联接，传递的转矩为T11=505 ,轴径为d1=52,宽度L4=58。齿轮、轴和键的材料皆为钢，有轻微冲击计算项目计 算 内 容计算结果1）键的类型带轮传动要求带轮与轴的对中性好，故选择A及其尺平键

21、联接。键bxh寸根据轴径d=30,由表10-33（165页），查得：键宽W： L=45选择b=14,键高h=9,因轴长L1-60,故取键长L=45将I=L b, k=0.4h代入公式得挤压应力为2）验算挤压2TM1000”-强度ap = 59.17Mpak l dap =59.17由教材表333查得，轻微冲击时的许用挤压应apOp3）确定键槽 尺力卯5060MPa ap LhnfdP故所选轴承合适。（1h可查表或按大修期确定）P=1.2LhLh, 合适（二）从动轴承的选择与验算已知轴颈直径d3= 60 , n11=96 , RvA=3063 , Rw=3063 ,运转过程中有轻微 冲计算项 目

22、计算内容计算结果1、确定轴 承的基本参 数2、计算当 量动负荷P3、计算基 本额定为命由轴承型号查课程设计附表得轴承的基本参数P二RvA RVffl中较大者因球轴承，故 厂3,查教材表38-10,取fd=1 ,查教材表38-11,取gT=1小一上后/曰,16667 /grCr 父 1 0 0 0、,代入计算得：L=（）8 LhnfdP故所选轴承合适。（1h可查表或按大修期确定）P=1.2LhLh, 合适注意：如寿命过大，则重选轴承型号，取轻或特轻系列八、联轴器的选择与验算已知联轴器用在减速器的输出端，从动轴转速nh=96,传递的功率为P11=5.08传递的转矩为T=505,轴径为d1=45计算

23、项目计算内容计算结果1、类犁选择2、计算转 矩3、型号选 择为减轻减速器输出端的冲击和振动，选择弹性柱 销联轴器，代号为HL由教材表43-l ,选择工作情况系数K=1.25Tc=K- TH =631.96按计算转矩、轴径、转速，从标准中选取 HL3 弹性柱销联轴器，采用短圆柱形轴孔。公称转矩：Tn=630Tc许用转速：n1=1000n11主动端：了型轴孔、A型键槽、轴径d1=,半联轴 需长度L:HL单性柱销联 轴 器Tc=631.96联轴器的选择结果型号轴孔直径轴孔长度公称转矩许用转速HL44511212504000九、箱体、箱盖主要尺寸计算箱体采用水平剖分式结构，采用HT20瞅铸铁铸造而成。

24、箱体主要尺寸计算如下:名称符号尺寸箱体厚度具体内容参照23贝表5-18mm十、齿轮和滚动轴承润滑与密封方式的选择（一）减速器的润滑1、齿轮的润滑：根据齿轮的圆周速度6.28 mS选才 10mm 润滑，浸油深度,（36页）润滑油粘度为59。（41页）2、轴承的润滑：滚动轴承根据轴径选择 脂 润滑，润滑脂的装填量,润滑脂的类型为钙基 2号钠基2号。（39-40页.）（ -2 :）减速器的密封（4246页）1、轴伸出处密封：轴伸出处密封的作用是使滚动轴承与箱外隔绝防止润滑油（脂）漏出和箱外杂质，水基灰尘等侵入轴承室避免轴承急剧磨损和腐蚀，采用垫圈密封2、轴承室内侧密封：采用挡油环密封方式，其作用是防

25、止过多的油，杂质以及啮合处的热油冲入轴承室3、箱盖与箱座接合面的密封：采用密封条密封方法画出封油环与毡圈示意图（46页与191页）十一、减速器附件的设计说明：按课程设计 4753页进行设计，对每一种附件，说明其作用，并画出结构示 意图。（一）窥视孔盖和窥视孔的设计作用：检查传动件的啮合、润滑、接触斑点、齿侧间隙及向箱内注入润滑油结构示意图窥视孔开在机盖的顶部，应能看到传动零件啮合，并有足够的大小，以便于检修（二）排油孔与油塞作用：排放污油，设在箱座底部结构示意图放油孔的位置应在油池最低处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便于放 油，放油孔用螺塞堵住，具结构如图h误b正油塞的安装位置十二、设计参考资料目录所用到的参考资料都可以列出，如：1、机械设计基础课程设计：张建中主编，徐州：中国矿业大学出版社,十三、结束语由于时间紧迫，所以这次的设计存在许多缺点，比如说箱体结构庞大，重量也很大。齿轮的计算不够精确等等缺陷，我相信，通过这次的实践，能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作，有能力设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的设备。