带式运输机传动装置设计-单级圆柱齿轮减速器设计(含图纸)

带式运输机传动装置设计-单级圆柱齿轮减速器设计(含图纸)内容摘要：

在齿面上的法向载荷 Fn=Ft/cos =。 = 3 按扭矩初步确定轴的最小直径 按 参考文献 [2]初步估算轴的最小直径，根据小齿轮的材料要求，齿轮轴也选用与小齿轮一样的材料，即 40Cr（调质），硬度为 241~268HBS。 根据参考文献 [2]表 153 取 A0 =110，得： 33 1m i n 0 1 1 . 9 7 71 1 0 1 6 . 1 1 16 3 5 . 5 6Pd A m mn    输入轴最小直径是安装大带轮的，轴上需开键槽，故需将直径增大 5%，即 dmin= 4 轴的结构设计 （ 1）轴的零件定位，固定和装配 ①固定 单级减速器中可以将齿轮安装在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒定位；左轴承用用轴肩和轴承端盖固定，右轴承用套筒和右轴承端盖固定。 皮带轮在右端，用轴肩和轴端挡圈固定。 d1= Ft= Fr= Fn= 40Cr（调质） 241~268HBS A0 =110 dmin= ②周向定位 键槽用键槽铣刀加工，同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，大带 轮与轴的配合为 76Hk。 滚动轴承与轴的周向定位采用过渡配合。 ③安装 轴呈阶梯状，左轴承和左轴承端盖依次从左面装入；齿轮，齿轮套筒， 计算与说明 主要结果 右轴承，右轴承端盖和皮带轮依次从右面装入。 （ 2）确定轴各段直径和长度 ①轴段 Ⅰ 因为 mind =,所以暂取 d =24mm. ②轴段 Ⅱ 轴肩  为定位轴肩，查参考文献 [2]，定位轴肩高度 h =（ ~） d 则 d =d +2h =（ ~） d =（ ~） mm,暂取 d =28mm ③轴段 Ⅲ 查参考文献 [1]表 132，选取滚动轴承 6206，其内径为 30mm, d =30mm,合适。 因为轴肩  ， Ⅳ 为非定位轴肩，轴肩高度可以任意取，现取 1h h mm Ⅲ Ⅳ ，则 dⅣ =32mm。 ④轴段 Ⅳ 暂定小齿轮内径 d小 齿 = dⅣ =32mm； 齿根圆直径 ( ) ( 29 ) .d m z m m    f 确定键的型号尺寸，查参考文献 [1]表 121，选 取普通平键 A 型，其中t1=,则查参考文献 [2]图 1036a，知齿根圆到键槽底部距离 e 为： e=df/2( d小 齿 /2+t1)=(32/2+)=2m=3mm,可见偏差较大，故应将齿轮和轴做成一体，即齿轮轴。 5 采用齿轮轴重新设计轴的结构 （ 1）轴的零件定位，固定和装配 ①单级减速器中仍将齿轮安装下在箱体中央，相对两轴承对称分布。 左﹑右轴承都用轴肩和轴承端盖固定，大带轮装在右端，用轴肩和轴端挡圈固定，周向定 位采用键和过渡配合。 轴呈阶梯状，左轴承和左轴承端盖一次从左面装入；右轴承﹑右轴承端盖和大带轮依次从右面装入。 ②轴的结构与装配如 图 3 暂取 d =24mm 暂取 d =28mm 暂取 d =30mm 暂取 dⅣ =32mm d小 齿 = dⅣ =32mm .d mmf t1= e==2m 计算与说明 主要结果 图 3 轴的结构与装配图 （ 2）重新确定各轴段直径和长度 ① 1确定轴段 Ⅰ和 轴段 Ⅱ 的直径 d 和 d 考虑到 d 需由右轴承端盖中的密封圈确定，故现确定密封圈尺寸，定 出 d ，再由 d =（ ~） d 得出 d。 查参考文献 [3]知道，为了保证密封性，防止漏油，便于与箱体装配，故选用内嵌式端盖，右端盖采用透盖，左端盖采用闷盖，右端盖中间孔用油毛毡作为密封装置，查参考文献 [1]表 175 得油毛毡密封尺寸主要数据选取如 表 5 表 5 油毛毡密封尺寸 轴径 毡圈 槽 d D d1 b1 D0 d0 b 25 39 24 7 38 26 6 故取 d =25mm ，则根据 d = （ ~ ） d 得出 d =21mm dmin=,合适。 根据 d =21mm确定轴端挡圈的设计 查参考文献 [3]表 76，选取 A 型轴端单孔挡圈（ GB/T8911986） ,其数据如表 6 d =25mm d =21mm 计算与说明 主要结果 表 6 轴端单孔挡圈数据 轴径 公称直径 螺钉紧固轴 端挡圈 0d ≤ D H L d d1 C D1 螺钉 （ GB/ T891） 1000个质量/kw≈ A型 圆柱销（ GB/ T119） 22，取0d =21 30 4 11 M5 179。 12 A2 179。 10 2确定轴段 Ⅰ 的长度 L 确定轴伸长度： 查参考文献 [3]表 73知道 1 21d mm 的轴对应的长轴伸 L长 =50mm,短轴伸 L短 =36mm,极限偏差为 j6。 因为 L键 L L轮 ,故还需要综合考虑 L轮 ，同时确定 L键。 确定大带轮宽度 B 及轮毂宽度 L： 因为大带轮基准直径 d =224mm≥ d =179。 21=,又 d ≤300mm，故做成腹板式。 查参考文献 [2]图 814 知道带轮宽度轮毂宽度 ( 1 .5 2 1 2 2 1 ) ( 3 1 .5 4 2 )L m m m m    轮 （ 1 . 5 2 ） d， 轮 毂 外 径 1 ( 2) ( 21 2 21 ) ( 37. 8 42)d d m m m m    ，1 40d mm。 查参考文 献 [3]表 810 选取带轮槽间距 e=15mm。 第一槽对称面至端面距离 f=13≥ 9mm则带轮宽度 B=(z1)e+2f=(21)179。 15+2179。 13=41mm,因为 B =，故不必令 L=B，考虑到 L轮 B,故 取 42L mm轮 ，则应选取 L =L短 =36mm。 带轮槽截面尺寸如表 7 L长 =50mm L短 =36mm L键 L L轮 腹板式 1 40d mm B=41mm 42L mm轮 L =L短 =36mm 计算与说明 主要结果 表 7 带轮槽截面尺寸 槽型 A 基准宽度bd 基准线上槽 ha 基准线下槽深 hf 槽间距e=15 177。 第一槽对称面至端面距离min 9f  13mm 3mm 9mm 15mm 取 f=13 带轮宽 B=（ z1）e+2f 外径da=d+2ha 轮槽角  极限偏差 41mm 230mm 38。 177。 确定键： 查参考文献 [1]表 1211 选取轴段 Ⅰ上的键为普通平键 A型。 表 8 键的数据如下表 轴 键 键槽 公称直径d 公称尺寸 b179。 h 宽度 深度 公称尺寸 b 轴 t 公称尺寸 毂 t1 公称尺寸 21 6179。 6 6 因为 L键 L =36mm，则 查参考文献 [1] 表 1211 中键的长度系列，选取L键 =32mm 键的外型图和键槽的安装图如图 4 dtbhdtt1hbLR=b/2 图 4 键的外型图和键槽的安装 L键 =32mm 计算与说明 主要结果 ②轴段 Ⅱ 的长度 L 因为 L = BBl盖 （ B盖 ：右轴承端盖的宽度； Bl ：大带轮轮毂到右轴承端盖的距离） 轴承端盖的主要数据要根据装配图确定。 故暂时取 L = BBl盖 =61mm. 因为轴承端盖的部分数据需要根据与之相配合的轴承，故先选择 轴承。 查参考文献 [1]表 132，选取滚动轴承 6406，其图如图 5 r aD1D2dDBBB/260176。 A/2Ad D 图 5 滚动轴承 6406 的外形 滚动轴承 6406 部分数据如表 9: 表 9 滚动轴承 6406 的数据 轴承代号 基本尺寸 安装尺寸 6406 d D B minsr minad maxaD maxasr 30 90 23 39 81 基本额定动载核 基本额定静载荷 极限转速 Cr/KN 0rC /KN 脂润滑 8000 ③轴段 Ⅲ L 与 d 根据滚动轴承确定，即 L =B=23mm, d =d滚 内 =30mm. ④轴段 Ⅳ 轴肩 Ⅲ Ⅳ 为定位轴肩，查参考文献 [2]，定位轴肩高度 hⅣ =（ ~） d =(~)179。 30mm=(~3)mm,取 hⅣ =,，则 dⅣ =d +2hⅣ =（ 30+2179。 ） =35mm,暂取 35d mmⅣ . L =61mm L =B=23mm d =d滚 内 =30mm hⅣ = 35d mmⅣ 计算与说明 主要结果 轴段 Ⅳ 的长度 LⅣ 暂取 LⅣ  ⑤齿轮段宽度 由前面计算得齿轮宽度 B1 = ⑥确定 轴段 Ⅴ 根据对称性，轴段 Ⅴ 与轴段 Ⅵ 尺寸一样， 即 LⅤ =LⅣ  ； dⅤ =dⅣ 35mm ⑦确定轴段 Ⅵ 根据对称性，轴段 Ⅵ 与轴段 Ⅲ 尺寸一样， 即 LⅤ =L 23mm ； dⅤ =d 30mm ⑧选取左轴承端盖 左轴承端盖的部分尺寸与右轴承端盖一样，但左轴承端盖采用内嵌式闷盖。 左右轴承端盖的具体尺寸待以后查参考文献 [3]，并结合箱体共同确定。 ⑨轴的总长度 L总 L +L +L + 1B +LⅣ +LⅤ +LⅤ =36+61+23++++23= 6 求轴上的载荷 轴的载荷分析图如图 6 LⅣ  B1 = LⅤ  dⅤ =dⅣ 35mm LⅤ = 23mm dⅤ 30mm L总 计算与说明 主要结果 图 6 轴的载荷分析图 (1)受力分析，并绘制受力分析图 前面已经算出 带轮作用在轴上的压轴力  高速轴的齿轮直径为 1 mm 扭矩 1 30000T N mm 则作用于齿轮上的圆周力：  径向力：   1 30000T N mm   计算与说明 主要结果 法向力：  ① 求垂直面的支承反力 121502 .09 6 54. 25 r A BNVACN V N VFllF F N    ② 求水平面的支撑反力 1 1 3 7 9 . 4 9 7 5 4 . 2 5 5 9 0 . 6 1 5 9 0 . 5 1 9 7 . 1 21 0 8 . 5t B C P C DNH ACF l F lFNl        21 1773NH t p NHF F F F N       外力 F 作用方向与 带的布置有关，在未有具体确定前，按最不利的情况考虑。 （ 2）求垂直弯矩，绘垂弯矩图 1 2 5 1 . 0 4 8 5 4 . 2 5 1 3 6 1 9 . 3 5 40B V N V A BCVM F l N m mM N m m  。