斗式提升机机构设计和实现机械制造和自动化专业论文设计

本科论文目录TOC\o"1-2"\u摘要 IAbstract II引言 11提升机概念 21.1提升机的概念 21.2斗式提升机的装卸 72传动方案的确定 82.1总体方案的选择原则 82.2传动系统方案的选择 83提升机的详细设计 113.1电机的选择 113.2滚筒的确定 133.3传动比的确定 143.4胶带的设计 143.5料斗的设计 153.6张紧装置的选择 154减速器的设计 174.1相关参数的计算 174.2齿轮的设计 174.3轴的设计 284.4轴承的校核 334.5键的校核 354.6减速器箱体的设计 36结论 39参考文献 40致谢 41本科论文摘要为了便于人们的需求，例如人们从低处运往高处需要的设备，本次设计的就是斗式提升机。它是一种垂直的提升设备。常用来提升粮食、水泥、饲料、煤炭等等。在建筑方便也是应用比较普遍的一种提升设备，通常比较常见的就是塔吊。本次我需要设计出操作更加简单，便于人们操作，并且降低成本，高效率低费用、提升高度大的斗式提升机。斗式提升机应用非常广。所以本次设计计划是：第一步就是要查阅相关资料，第二步是拟定总体设计方案，第三步是轴、齿轮的设计及其计算，第四步是料斗的设计及其计算，第五步是减速器的设计，第六步是三维建模及其二维图纸的设计。斗式提升机也可以叫做升运机。可以垂直向上提升物料，也可以在倾斜角大的机械上运输。高效率提升高度大的提升机是我们所期盼可以设计出来的一种。按照工业上的需求，斗式提升机与送料机、传送带、等其他大型输送设备共同工作，也可以布置成多种多样的工艺流程，形成各种个样运送系统。因而斗式提升机普遍的应用于机械、电力、炼金、化工、建筑、粮食、农作物等等相关的领域。设计出合理的提升机，可以延迟它的使用寿命，减少故障，避免发生事故，从而实现安全生产、优质高产的必要条件。关键词：高效提升机总体设计传动装置

AbstractInordertofacilitatetheneedsofpeople,suchaspeoplefromlowtohighneedofequipment,thisdesignisbucketelevator.Itisaverticalliftingdevice.Usedtoliftgrain,cement,feed,coal,andsoon.Itisalsoakindofliftingequipmentthatiswidelyusedinbuildingsforconvenience.Towercraneisusuallythemostcommonone.Thistime,Ineedtodesignabucketelevatorwithmoresimpleoperation,convenientforpeopletooperate,lowcost,highefficiency,lowcostandhighelevation.Bucketelevatoriswidelyused.Therefore,thedesignplanis:thefirststepistoconsultrelevantinformation,thesecondstepistoformulatetheoveralldesignscheme,thethirdstepisthedesignandcalculationoftheshaftandgear,thefourthstepisthedesignandcalculationofthehopper,thefifthstepisthedesignofthereducer,thesixthstepisthedesignofthree-dimensionalmodelingandtwo-dimensionaldrawings.Bucketelevatorcanalsobecalledaelevator.Thematerialcanbeliftedverticallyortransportedontheinclinedmachine.Ahighefficiencyliftisonethatweexpecttobedesigned.Accordingtotheindustrialrequirements,bucketelevatorandfeeder,conveyorbelt,andotherlargetransportequipmentworktogether,canalsobearrangedintoavarietyofprocesses,formingavarietyofsampletransportsystem.Therefore,bucketelevatoriswidelyusedinmachinery,electricpower,alchemy,chemicalindustry,construction,food,cropsandotherrelatedfields.Areasonablehoistcanbedesignedtodelayitsservicelife,reducefaultsandavoidaccidents,soastoachievethenecessaryconditionsforsafeproduction,highqualityandhighyield.Keywords:HoistOveralldesignTransmission引言中国古代的提水的翻车和高转筒车就是现代斗式提升机的影子。提升机历史发展悠久，不论是国内还是国外都在不断的改进和完善。随着国家改革开放，经济飞速发展的需要，很多大型工程项目也在利用提升机的优点，减轻人类压力，并且促使我国斗式提升机的发展。斗式提升机是常见的机械结构。在人类发展的过程中利用非常普遍，它是一种垂直提升装置。在当代人们有时需要将物料沿着垂直方向去输送，也可以是接近垂直方向进行输送。斗式提升机具有很多的优点，具有提升高度高、占地面积小、提升物料量多等等。因此在需要长期进行垂直提升的工作中，应用广泛。斗式提升机适合应用到从低处往高处吊用物料，常见的提升机也有很多种。斗式提升机主要是利用固定、均匀的牵引构件上的一些料斗。斗式提升机主要适用输送小块状、粉状、粒状等物料，例如水泥、沙子、煤炭、粮食、化工材料、矿石、化肥耐火材料、耐火材料等等，在建筑，矿区等也同样应用广泛。斗式提升机效率高，节能，提升量大在今后的发展中有很大的空间，也是未来研究的重点。

1提升机的概念1.1提升机的介绍当前材料运输制造业的发展趋势越来越快，运输设备越来越多，例如：传送带，螺旋输送机等，但是电梯在输送设备中起着很大的作用，升降机物料从下部传送到上部。葫芦机械设备的改进和设计已经经历了数百年的悠久历史，但是近年来，葫芦的种类很多，关键是斗式提升机，链斗式提升机，所有这些都具有各种特征，并且葫芦的应用也非常广泛。它在各个领域都有一定的应用。关键应用是在机械设备，建筑，采矿以及谷物，工业化工厂，加工和制造中使用。与制造业有关的设备，该提升机是一种机械装置，它根据上下轮周围的牵引绳连续地垂直或向上倾斜地运送颗粒状，粉末状或小块物料，然后进行圆形主题活动，然后顶部固定仓中的物料从机器的底部升至顶部。斗式提升机提升的高度达到接近百米的高度，减少了大量的人力。斗式提升机是专业连续运输管理系统中最常见的垂直运输设备。斗式提升机主要用于改善小的，颗粒状，粉状的物料（例如混凝土，砾石，煤炭，谷物，化学原料，铁矿石，有机肥料耐火隔热材料，耐火隔热材料等）。提升机的发展的速度相当快，它将各种各类提升机的优点综合到一起，研究出更适合社会发展需求的提升机。经过人们的研究和不断的优化，使其更加实用到人民的生活当中，科学人性化。到目前为止，提升机还有很多地方值得我们去改进。以后提升机的发展一定会向使用寿命，工作安全可靠，结构紧凑，占的面积小，提升范围广泛，维修快捷，减少成本等优点去发展。为了提升机更好的发展，我们应该结合国内外的技术，并且根据我国的当前情况来优化提升机的结构设计和提升的高度，以满足当前的使用。研究出最为高效率的提升机。斗式提升机设计最关键的是传动系统张紧部分和传动系统，其中张紧部分非常重要，直接影响着物料的运送效率;另外传动系统的改进也直接决定着生产效率和生产量。当然外壳体的结构外形设计也是不容忽视的一部分。并且我国还处于发展中国家，我国的机械加工水平处于比较落后的状态，所以，提升机的设计就显的非常重要了。斗式提升机的优点：（1）驱动功率小、（2）结构紧凑简单、（3）密封性好，少污染、（4）横断面积尺寸小、（5）提升高度大、（6）流入式送入物料，诱导式卸载物料斗式提升机的缺点：（1）运送物料的种类受限制、（2）需要均匀送入物料、（3）不能在水平方向上使用斗式提升机最为重要部件有：拉紧轮、传动轮、物料斗、拉紧装配、驱动装配、牵引构件、机壳等等。牵引构件目前最常见的有两种一种是链条式，另一种设计传送带式的。应用到链条式的牵引构件被叫做链条斗式提升机；应用到传送带的牵引构件被叫做带斗式提升机。斗式提升机主要采用的料斗有：深料斗、浅料斗、导槽料斗、组合料斗、脱水料斗等等，需要根据具体物料形状、特点和装卸的方式来进行选择合适的料斗。驱动装配目前主要有两种：传动装配和电动机式。传动轮也可以选择为传动滚筒，运送带作为牵引构件。传动链轮中链条作为牵引钩件。斗式提升机的动力是由传动轮与驱动装配相连，从而产生转动。顶部机壳、传动轮和驱动装配等组成了斗式提升机的顶部。顶部机壳的形状需要根据物料运送的轨迹来设计，使其顺利的完成工作。尾壳，张紧轮和张紧装置构成了斗式提升机的尾部。尾壳的外观将通过材料运输的方法来选择。斗式提升机通常使用重锤或螺旋张紧器。拉紧轮有拉紧链轮或者拉紧滚筒，拉紧装配与拉紧轮相互连接，使牵引构件获得一定的张力，从而使斗式提升机正常工作。本次设计的提升机是带斗式提升机，应用EP输送带或者钢丝绳芯运送带为牵引构件，其强度高，韧性好。运送量是24~2080m3/h，提升的高度是5~80m。技术参数如表1.1。表1.1提升机的技术参数型式THG型斗提机TDG型斗提机结构特征采用高强度圆环链为牵引件，该链条按GB/T2718-41《矿用高强度圆环链》制造采用EP输送带和钢丝绳胶带为牵引件卸载特征采用混合式或重力式方式卸料采用混合式或离心式方式卸料适用输送物料配SH型料斗时适用于输送干燥、松散、流动性好的粉状、粒状、块状物料配ZH型料斗时适用于输送略有潮湿、易结块、流动性差的粉粒状物料配SH型料斗时适用于输送干燥、松散、流动好的粉状、粒状、块状物料配ZH型料斗时适用于输送略有潮湿、易结块、流动性差的粉粒状物料适用温度被输送物料的温度在250℃以下普通胶带适用于80℃以下物料耐热胶带适用于120℃以下的物料型号THG160、THG200、THG250、THG315、THG400、THG500、THG630、THG800、THG1000、THG1250、THG1600TDG160、TDG200、TDG250、TDG315、TDG400、TDG500、TDG630、TDG800、TDG1000、TDG1250、TDG1600提升高度5~75m5~80m输送量16~1800m3/h24~2080m3/h1．斗式提升机的特点：（1）采用流入式送人物料、诱导式卸载物料,驱动功率小,可以提升小块，粉状、粒状物料,也可以提升较大的物料,密封性好,污染少。（2）提升的料物可选择的种类多、要求少,料斗容量大，提升过程中几乎没有回料或者挖料的现象。（3）使用寿命长，故障少，易维修，设计原理和加工方法的提前计算，有一定的可靠性。提升时运行平稳，提升高度高。（4）采用重锤式张紧装置，可完成自动张紧，并能保持均匀的张紧力，防止胶带从链条上滑落或脱落，并确保斗式提升机正常工作。（5）对超重的敏感度大，料斗和牵引带部件容易损坏。2.斗式提升机的运输原理是：斗式提升机一般节省外壳，是为了避免扬尘在整个扬程过程中飞扬。首先，料斗从底部装载原料。之后，电机驱动传送带或传动链将料斗抬至顶部。料斗绕过顶轮并向下旋转后，斗式提升机将原料装入储罐。。链条式斗式提升机通常安装在两个彼此平行的传动齿轮上。轮式斗式提升机通常使用橡胶条，通常安装在上下换向辊上，也可以安装在上下传动辊上。1.2斗式提升机的装卸：第一：分类（1）根据不同的装载特性：可以分为切入式和注入式。（2）根据卸料特性不同：可分为离心风机，吸滤机重力式，重力式。（3）安装方法不同：可分为垂直型，倾斜型和垂直倾斜型。（4）根据不同的料斗方式：可分为深料斗，浅料斗和刻度料斗。（5）牵引带部分不同：可分为连续型和链条型。第二：装载斗式提升机是在后端加载的，加载方式一般分为两种：掏取式（如图1.1）：一般在提升粒状或者粉状的时候应用到的就是掏取。通常料斗在物料中掏取物料然后去装载。掏取料物的时候并不会产生太大的阻力，因此容许料斗的运行速度较高，通常为0.8~2m/s。图1.1掏取式图1.2流入式流入式（如图1.2）：通常运送大块状的和硬度大的物料采用的是流入式提升机。为了避免物料撒落，料斗也应该设置的很密集。所以这中状态下料斗的运行速度相应较低，通常不会超过1m/s。(a)(b)(c)图1.3离心式(a)离心重力式(b)重力式(c)第三：卸载斗式提升机在顶部卸载，卸载的形式通常有三种，离心式(a),离心重力式(b)，重力式(c)，（如图1-3）料斗绕着驱动轮并且跟随传动轮一起旋转，斗里面的物料受到重力mg和离心力的作用，它们的合力N的作用线将与传动轮的垂直中心线交于一点p，这个称之为极点，p点到传动轮中心的距离h称之为极距，极距h按下式计算为：h=895/n2（1-1）式中：h—极距，m；n—传动轮转速，r/min。极距h的大小与传动轮的转速n相关，和其他物料的特性、位置没有关系。设传动轮的转速n一定时，h不变，那么转速n的逐渐增大，极距h逐渐减小，成反比，重力和离心力的比值也同时增大；同时，从极距的大小可以判断出卸载的方式。假设料斗外边缘到传动轮的中心半径为r1，传动轮的半径为r2，那么：（1）假设h大于r1，极点在料斗外边缘的轨迹外面的时候（见图1-3a），重力mg>离心力。运送小块状的、磨擦性比较大和易碎物料，一般采用重力式卸载方式。重力式卸载的概念是物料从料斗内侧移动的卸载方式。牵引构件一般选择链条，应该采用深料，因此料斗的运行速度通常为0.4~0.8m/s。（2）假设h小于r2，极点在传动轮的圆周里面的时候（见图1-3b），离心力大于重力mg，一般运送流动性好的的粒状或者粉末状、干燥的一些物料，通常应用离心式卸载方式。离心式卸载方式是运送的物料沿着料斗的外边缘移动并且向外边缘抛出的称之为离心式卸载。常用输送带作牵引构件，这样的工作，通常牵引构件选择的是传送带，料斗的运行速度较高，通常为1.0~3.5m/s，最高可以达到5m/s。（3）假设r2小于h小于r1，极点在传动轮的圆周外面和料斗外边缘的轨迹里面的时候（见图1-3c），离心力与重力mg大小相差不大的情况下，适合运送一些流动性比较差的粒状和粉状，或者比较潮湿的物料。混合式卸载的概念是物料将从料斗内的整体物料表面卸载出来，这样的卸载特性是在离心式卸载和重力式卸载的中间。这样的卸载方式的牵引构件即可以选择链条，又可以选择传送带，料斗的运行速度为0.6~1.5m/s。2传动方案的确定2.1总体方案的选择原则随着设计的多样性，为了满足各种功能需求的机械系统的运动方案会有很多种，因此，在考虑设计机械运动的方案时，除了满足基本的功能需求外，还应该考虑到这些原则：（1）机械系统尽量简单为确保实现功能的前提下，通常应用运动副和构件数较少的机构，从而可以简化机器的构造，并且有利于减轻机械的总重量，有效的降低了制造成本，也有利于减少积累误差和提高机械效率。（2）合理缩小机构规模。机械设备净重和规格的选择将立即危害机械类型的选择，这将造成差异。在相同条件下，匹配选择机械系统相对较小。（3）机构需要具有良好的驱动力特性。在机械系统中，该机构不仅传递健身运动，还传递驱动力。因此，有必要选择一种具有良好动态模型特性的机构。（4）机械系统具有优良的人机对抗特性。所有机械系统都是由许多人设计和制造的，用于为人类项目服务。大多数机械系统必须由人操作和使用。因此，在进行机械结构设计时，重要的是要考虑人的生理特性，以实现人机系统的和谐统一。（5）有效分配减少率。2.2传动系统方案的选择第一个有效的选择方案必须考虑机械设备的作用规定，工作环境和办公环境。运动形式及其功率的大小，满足人们工作的需求，传动效率高，维修简单，机械结构大小、尺寸合理。通过这些需求来设计出最为高效合理的传动方案。而有效的传动方案可以用机构截图来表示出来，更好的呈现出动力传动路线、运动、各个部件的组成和连接。根据上面所描述的原则，设计出两种传动方案如下：方案一：电动机联轴器减速器胶带滚筒联轴器112轴1轴3轴2433561——电动机2，4——联轴器3——减速器5——滚筒6——胶带图2.1传动方案图方案二：电动机皮带轮减速器胶带滚筒联轴器图2.2传动方案图1电动机2皮带轮3减速器4联轴器5滚筒6胶带将传输系统的输出功率的速比与两种方案进行比较。

3斗式提升机的详细设计3.1电动机的选择选择电动机后，再选择电动机。电动机的选择包括尺寸，输出功率，转矩，电动机的型号规格和结构。电机的选择是最重要的从电机的使用环境、转速和功率考虑。具体如下：在《机械运输设计使用手册》表12—45。所查的斗式提升机技术参数所示：料斗容量4.1L料斗斗距300mm每米长度牵引件胶带重量21.5kg/m料斗的运行速度1.2m/s提升高度=70m本次项目所设计的提取高度为21.744m，在《机械运输设计使用手册》311-313页中查到，提升机的一些数据（如表3.1）：表3.1提升机的技术参数斗提机的轴距（c）料斗数提升高度(H)轮廓高度23.21416021.74424.544表3.2提升机的功率参数斗宽，mm160200250315400500630800,KW空转功率22233445W挖取功率物料粒度0~1mm0.20.20.30.50.81.22.23.4物料粒度0~5mm0.40.40.71.01.82.74.26.9物料粒度0~40mm0.40.40.91.62.23.65.08.4由《运输机械设计手册》14-17式，计算斗式提升机的轴功率公式为：（3.1）式中：:为轴功率（kw）：为挖取功率（kw）查表3.2得，取0.4kw：为空载功率（kw）查表3.2得，取2kw：输送能力由《运输机械设计手册》表14-42查得:密度（t/m）取1.2代入（3.1式）得：==5.88（kw）电动机功率：=（3.2）式中：：传动的总效率，：为电动机的计算功率（kw）：为减速器的效率，取0.885：为联轴器的效率，取0.96代入数值：===6.92（kw）电动机型号为Y132M-4,参数如下（表3.3）表3.3Y132M-4参数项目功率（kw）转速(r/min)额定转矩(Nm)质量(kg)Y132M-47.514402.2813.2滚筒的确定由于斗式提升机使用离心风扇卸载该方法，因此可以通过使用相同的向心力和斗中原材料的重心力来确定运输速度。使用离心风扇卸载，离心力>重力G。（3.3）即:=0.294m所以<0.294m为了阐明传动系统装置的总减速比的范围，方便的是选择合适的传动机构并制定传动系统计划，并计算驱动器的驱动鼓的速比,即：滚筒的长度应该根据胶带的宽度来选择，由《起重运输机械计算》附录八十七查的,取传动滚筒直径为=250mm,尾筒大小和转动滚筒相同。滚筒的转速:==91.7r/min极距:h===0.106m因为h<,所以物料做离心卸载,符合要求.3.3传动比的确定总的传动比由此得出传动装置的传动比大约是=15.7,采用传动比即可初步的拟定出二级传动，选择减速器设计为二级展开式的圆柱体减速器。即可取=3.5=4.5先取取3.4胶带的设计（1）胶带的分类提升带的选择其中结构形式和材料分为很多种，皮带输送机可分为：钢丝绳芯输送带，普通皮带输送机，钢丝绳牵引带皮带输送机。原材料是：白色帆布、PVC整芯、EP橡胶等等。在选用的时候根据物料的重量，材质，选用合适的胶带。选用合适的胶带从而提高使用寿命。（2）胶带的性能要求提升带是提升机的重要组成部分，其中提升带的质量和耐用度，决定着提升机使用寿命和维修次数，提升带的材料和性能要求也与传统的输送带有着很大的区别。例如：提升带的耐磨性、耐高温性、防腐性、抗静电性、耐水性、防腐烂性等等。我们需要从多层角度去设计出合理的提升带。从<<起重机运输机械计算>>4-32式,芯层数（3.4）取=2胶带的宽度通常比料斗宽25—150mm,即：=—150）=225—350mm其中，:为斗宽（mm）：为胶带的宽度（mm）由《起重机械计算》附录八十七，取胶带宽度=400mm，因此选用钢芯胶带3.5料斗的设计图3.1料斗的接头设计由于斗式提升机的设计计划的总宽度为200mm，因此在“运输机械设计手册”的表13-43。中列出了该计划。可以检查的垃圾箱容量为4.1,铲斗距离为300mm。3.6张紧装置的选择1.张紧装置的作用（1）以一定的张紧力进行输送，可使斗式提升机正常工作。张紧装置是显示张力的关键部分。张紧装置的作用是确保传动辊和传送带中有足够的张力，然后考虑传动辊的滑动摩擦。为了考虑传送带的松弛标准，应保证传送带中最小的支撑力。（2）为了满足输送带的不松懈的条件，应该确保输送带中最小力的张力。（3）考虑由输送机的支撑力引起的延展性的规定的拧紧行程安排。（4）补偿传送带的永久伸展。2.张紧装置的布局有所改进为了确保输送机的正常运行，在设计斗式提升机时，应选择有效的张紧装置并将其放置在相对的部分。更为关键的是，在启动和制动系统时，传送带是否在驱动辊上偏离。因此，在设置张紧装置时，必须考虑以下因素：（1）张紧装置应尽可能布置在输送带支撑最少的区域。（2）张紧装置的类型，有时候可能需要放置两个张紧装置。（3）张紧装置应尽可能靠近驱动辊的区域。（4）由于设计时考虑到制动力的传递，通常也可以根据要求放置在两个传动滚筒中间，也可以将张紧装置设置在最后的传动滚筒的分离点处。3.张紧装置的类型根据张紧装置的作用，可分为固定式，全自动张紧和重锤式三种。固定张紧装置：在传送带的操作中，连续张紧滚筒的部分保持不变的张力，因此称为固定张紧装置。全自动张紧装置：与固定张紧装置的两个不同之处是，自动张紧装置配备有传感器技术组件和自动控制系统。重型锤子张紧装置：确保张紧力不变，结构简单，也是一种用途广泛的张紧装置。选择张紧装置。4.张紧装置的选择全自动张紧装置应在不同的工作条件下测量输送机的必要张力。锤式张紧装置必须显示大的张紧力，以确保传送带的大张紧行程设置。输送机开始工作后，固定式张紧装置无法调整输送机的行程安排。因此：本次设计的采用自动张紧装置。4减速器的设计4.1相关参数的计算(1)计算各轴转速=式中：—分别为各轴的转速（r/min）—分别为各轴传动比——为电动机的转速（r/min）(2)计算各轴功率=7.50.98=7.35（KW）==7.350.980.97=6.99（KW）=6.990.970.98=6.64（KW）式中：—各轴的功率（kw）——为电动机功率（kw）—为联轴器的传动效率，查《机械设计》取=0.98——均为齿轮传动效率，查《机械设计》取=0.98(3)各轴的转矩式中：——分别为各轴的转矩（Nm）4.2齿轮的设计4.2.1，齿轮的计算kwr/minNm十五年使用寿命（每年工作300天）2部规章制度；1．精度等级，材料和齿数（1），采用斜齿轮传动，因为斜齿轮平稳，没冲击。（2）精度等级选为8级；（3）选择大齿轮的材料为45（调质）硬度240HBS；小齿轮材料为40（调质），硬度280HBS。（4）初选小齿轮齿数=22，则=77（5）选螺旋角。初选螺旋角2.按齿面接触强度设计由《机械设计》计算公式（10-9a）进行试算，即：（4.1）(1)确定公式中的各计算数值：（1）试选，=1.6（2）由《机械设计》图10—30选取区域系数=2.433（3）由《机械设计》图10—26查得=0.765=0.87=1.635（4）Nm（5）由《机械设计》表10—7查的齿宽系数（6）由《机械设计》表10—6查的材料的弹性影响系数为M（7）由《机械设计》图10—21d查的小齿轮的接触疲劳强度极限=600M大齿轮的接触疲劳强度极限=550（8）由《机械设计》10—13式计算应力循环次数60（9）由《机械设计》图10—19取接触疲劳寿命系数（10）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1由式10—12得=540M[=517M许用接触应力=（540+517）/2=528.5M2.计算（1）计算小齿轮分度圆直径，由计算公式得=45.4mm（2）计算圆周速度v===3.42m/s（3）计算齿宽b及模数=1=45.4==（4）计算纵向重合度=0.318=1.744（5）计算载荷系数已知使用系数=1根据v=3.42m/s，8级精度。由《机械设计》图10—8查的动载荷系数=1.14；由《机械设计》表10—4查得由《机械设计》图10—13查得由《机械设计》表10—3查得=1=1.98（6）按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径，由《机械设计》公式(10—10a)得：=48.74（7）计算模数=2.153.按齿根弯曲强度设计由《机械设计》10—17式得：（4.2）1.确定计算参数（1）计算载荷系数==1.86（2）根据纵向重合度=1.744，从图10—28查得螺旋角影响系数（3）计算当量齿数==24.08=84.29（4）查齿形系数由《机械设计》表10—5.查得，（5）查取应力校正系数由《机械设计》表10—5查得，（6）由《机械设计》图10—20c查的小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度极限由图10—18取弯曲疲劳寿命系数（7）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数由《机械设计》式（10-12）得（8）计算大小齿轮的，加以比较大齿轮的数值大。设计计算,将数值代入4.2式：最后结果对比，当齿面的接触疲劳强度比当齿根弯曲的疲劳强度计算的法面模数大时，即可以满足弯曲强度，为了同时满足接触疲劳强度，按照接触疲劳强度即可得到分度圆直径为。于是由取，则4.几何尺寸计算（1）计算中心距将中心距圆整取为112mm。（2）按圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多，故参数，，等不必修正。（3）计算大小齿轮的尺寸分度圆直径（4）计算齿宽圆整后取，表4.1z1,z2的参数如下名称符号结果螺旋角法面模数2法面压力角法面齿顶高系数1法面顶间系数0.25齿顶高齿根高分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径齿宽4.2.2,齿轮的计算kwr/minNm工作寿命15年（每年工作300天）两班制；1．精度等级，材料和齿数（1），采用斜齿轮传动，因为斜齿轮平稳，没冲击。（2）精度等级选为8级；3）选择大齿轮的材料为45（调质）硬度240HBS，小齿轮材料为40（调质），硬度280HBS。（3）初选小齿轮齿数=22，则=99（4）选螺旋角。初选螺旋角2．按齿面接触强度设计由《机械设计》计算公式（10-9a）进行试算，即：（4.3）(1)确定公式中的各计算数值：1)试选，=1.62）由《机械设计》图10—30选取区域系数=2.4333）由《机械设计》图10—26查得=0.765=0.89=1.6554)Nm5)由《机械设计》表10—7查的齿宽系数6）由《机械设计》表10—6查的材料的弹性影响系数为M7）由《机械设计》图10—21d查的小齿轮的接触疲劳强度极限=600M大齿轮的接触疲劳强度极限=5508）由《机械设计》10—13式计算应力循环次数609）由《机械设计》图10—19取接触疲劳寿命系数10)计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1由式10—12得=540M[=517M许用接触应力=（540+517）/2=528.5M(2).计算1）计算小齿轮分度圆直径，由计算公式得=63.76mm2)计算圆周速度v===1.55m/s3)计算齿宽b及模数=1=63.76==4）计算纵向重合度=0.318=1.7445）计算载荷系数已知使用系数=1根据v=1.55m/s，8级精度。由《机械设计》图10—8查的动载荷系数=1.08；由《机械设计》表10—4查得由《机械设计》图10—13查得由《机械设计》表10—3查得=1=1.886）按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径，由《机械设计》公式(10—10a)得：=67.287)计算模数=2.9673.按齿根弯曲强度设计由《机械设计》10—17式得：（4.4）(1)确定计算参数1）计算载荷系数==1.712）根据纵向重合度=1.744，从图10—28查得螺旋角影响系数3）计算当量齿数==24.08=108.374）查齿形系数由《机械设计》表10—5。查得，5）查取应力校正系数由《机械设计》表10—5查得，6）由《机械设计》图10—20c查的小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度极限由图10—18取弯曲疲劳寿命系数7）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数由《机械设计》式（10-12）得8）计算大小齿轮的，加以比较大齿轮的数值大。设计计算,将数值代入4.2式：最后对比结果，当齿面接触的疲劳强度比当齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数大时，即可以满足弯曲强度，为了满足接触的疲劳强度，按接触的疲劳强度即得出的分度圆的直径。于是由取，则4.几何尺寸计算（1）计算中心距mm将中心距圆整取为188mm。（2）按圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多，故参数，，等不必修正。（3）计算大小齿轮的尺寸分度圆直径（4）计算齿宽圆整后取，表4.2z3,z4的参数如下名称符号结果螺旋角法面模数3法面压力角法面齿顶高系数1法面顶间系数0.25齿顶高齿根高分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径齿宽4.2.3齿轮的结构设计方案在明确了齿轮传动系统的抗压强度和齿轮的关键尺寸（例如：位移系数和齿宽）后，即可开发齿轮的结构设计。设计方案的结构必须充分考虑所有级别的元素，例如齿轮的直径。为了选择合适的结构，必须在所有方面进行分析有一些直径很小的齿轮，当到键槽底的距离小于2时，称之为齿轮轴，齿轮和轴要作为一体。那么当值超过以上尺寸时，齿轮和轴才能分开制作。那么当齿顶圆小于500mm，也就是说，可以将其制成梁端结构。梁端的孔数将根据结构的尺寸确定。即齿顶圆直径，即可以做成实心结构的齿轮，同样也可做成腹板式。当齿轮齿顶圆直径400〈〈1000mm,可做成轮辐截面为“十”字形的轮辐式结构的齿轮。齿轮：对于齿轮，由于尺寸太小，设计时做成齿轮轴。齿轮：齿顶圆>160mm，设计成腹板式。齿轮：对于齿轮，由于尺寸太小，设计时做成齿轮轴。齿轮：齿顶圆大于160mm,设计成腹板式结构。例如对齿轮设计如（图4.1）所示:图4.1z4齿轮的结构4.3轴的设计在设计轴的过程中，轴上面的零件和轴必须要精准，轴要便于加工。轴的设计一般都是在初步完成结构设计之后进行核算及设计。轴的受力设计合理有利于提高刚度和强度。而轴对刚度和强度要求非常高。本设计主要都是传动轴，轴所用材料均为45，按扭矩强度计算：轴的强度计算公式如下：（4.5）式中：—— 扭转切应力（ ）——轴所受的扭矩（）——轴的抗扭截面系数（）——轴的转速（）——轴传递功率（）——计算截面处的直径（）——许用扭转切应力（）由式（4.5）可得轴的直径=（4.6）式中可按《机械设计》表15—3查得4.3.1各轴的设计计算查《机械设计》表15—3查得将相关参数代入式（4.6）得：=110=18.94mm取轴1的直径为24mm=110=27.16取轴2的直径为45mm=45.85取轴3的直径为50mm4.3.2各轴的结构设计轴的分类有很多种，例如：转轴、心轴、传动轴，按形状又可分为直轴、曲轴等等。一般情况下轴的设计是实心的，也有需求是减轻重量可以设计成空心轴。轴的结构设计包括确定轴的形状，轴的径向尺寸和轴向尺寸。还有轴上零件的安装及其位置等方面的要求，轴要有良好的加工和装配的工艺性。根据这些情况及其积累的经验来设计出合理的轴。1．明确轴的轴向尺寸和结构明确轴的轴向尺寸和结构更重要的是，考虑类型规格，抗压强度和各轴上零件的精确定位等。1）初步的轴承型号。2）确保轴具有足够的弯曲刚度。首先，应考虑到承受较大压力的轴段通常是围绕轴上每个支撑点的轴段，以及安装了传动系统零件的轴段。3）为了便于维护或拆卸，可以将其制成阶梯轴，也可以逐步更改轴向尺寸。而决定决定阶梯轴相邻直径的变化，设计时注重考虑轴上零件的固定、定位及其减少轴的应力集中。2．明确轴向尺寸轴的轴向尺寸是传动系统和轴上支撑板的整体轴向宽度和轴向位置的关键决策因素，并且应考虑到轴的压缩性能的有益提高强度和弯曲刚度。1)传动部件在轴上的固定是可靠的。轮缘的总宽度和传动部件的长度从根本上是有效的。用平键连接时。键应在长度和长度上相互匹配，并应放置在装有加重杆的那一侧。2)应尽可能靠近旋转轴如果轴上有悬垂的传动部件，则滚动轴承应尽可能靠近，轴承支点跨度应适当增加。轴承看见传动件时，方便提高强度及刚度，从而减少轴的弯矩。3)应便于零件的拆装。当轴上零件彼此靠的很近时，则不利于零件的拆装，要适当的增加有关轴段的轴向距离。根据上述设计的基本原则，设计轴的结构如下所示：1.轴1的设计（如图4.2）：图4.2轴1的结构根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度:按轴的强度校核轴1的最小直径大于19，1处装联轴器，取直径为24，长77，有由于II，VI处需要装轴承，因取直径为30，IV处装齿轮，因齿轮直径太小，因而做成齿轮轴，齿轮的宽度为55，其余直径及长度可根据结构所定。2.轴2的设计（如图4.3）：图4.3轴2的结构由轴的强度校对轴1的最小直径大于27.16，考虑到要装轴承，可取45，II，V处需要装轴承，因取直径为50，III处装齿轮，因齿轮直径太小，因而做成齿轮轴，齿轮的宽度为75。剩下长度和直径由结构来定。3.轴3设计（如图4.4）：图4.4轴3的结构由强度校对，轴3装齿轮的最小直径为45.85，取50，1处装联轴器，取直径为50，长82，有由于II，VI处需要装轴承，因取直径为60，其余直径及长度可根据结构所定。4.3.3轴的校核求作用在齿轮上的力：因已知低速级大齿轮的分度圆直径为（如表4.2所示）=1698=1216由轴3的结构示意图中扭矩和弯矩图中，可以看出截面C为危险截面（如图4.5），现图4.5轴3的弯扭图将计算出的截面C处的及M的值列于表4.3：表4.3轴3的弯扭参数载荷水平面H垂直面V支反力F3107N1323N1171N499N弯矩M717660Nmm58203.67Nmm58209.96Nmm总弯矩扭矩T691500按弯扭合成应力校核轴的强度：进行校对时，最为长见的是只校对轴上所承受的最大扭矩和弯矩的截面（C截面）的强度。根据《机械设计》（15-5）和上表的参数，并去，轴的应力计算(4.7)==31.7上述选定轴的材料为45钢，调质处理，由《机械设计》表16-1查的。因此，故安全。轴1和轴2的校核方法和轴3的相同，经计算均满足要求。4.4轴承的校核对低速轴上的一对圆锥滚子轴承进行校核，已知轴上齿轮受切向力,径向力,轴向力，齿轮分度圆直径d=307mm，齿轮转速n=91.7r/min,工作寿命的为15年（每年工作300天）两个班的制度。两个轴承型号均为30212。从《机械设计课程设计手册》则可得出圆锥滚子轴承30212的基本额定动载荷C=10200N,静载荷=13000N。1.求轴承受到的径向载荷和轴系部件受到的空间力分为水平面和铅垂面两个平面力系。其中是通过另外加转矩而平移到指向轴线上。由力分析可知：图4.6轴承的受力求两轴承的轴向力和30212型轴承，从《机械设计》表14-6，轴承派生轴向力,其中Y相对应的《机械设计》表14-5中的的值。由《机械设计课程设计手册》表5-8查的e=0.4,Y=1.5。因此可算得求轴承当量动载荷和由《机械设计》表14-5分别进行查表或插值计算径向载荷系数和轴向载荷系数对于轴承1对于轴承2由《机械设计》表13-6查的，则验算轴承寿命因为,所以按轴承1的受力验算预期寿命所以，故所选轴承满足寿命要求。其他轴承的校核方法与此轴承的校核一样，经计算都满足其要求。4.5键的校核在校对低速轴的安装齿轮键的时候，得知齿轮的精度等级是8级，需要装齿轮处的轴直径d=65mm。选择键的尺寸根据d=65mm从《机械设计》表6-1查的键的截面尺寸为：宽度b=18mm,高度h=11mm,取其长度L=56mm。校核键连接的强度通常轴、轮毂、键的材料都是钢，由《机械设计》表6-2查的需用挤压应力,键的工作长度,键和轮毂的接触高度。由《机械设计》式6-1可得即所选的键满足其要求。4.6减速器箱体的设计4.6.1减速器箱体的设计原则本次设计减速器箱体具体应用了灰铸铁铸制造箱体和上箱盖。而其中箱体支撑轴和轴的运转等起到非常重要的作用。结构尺寸可以在装配图中看到。1.箱体的总体设计应考虑以下几个方面：（1）箱体必须具有足够的抗弯刚度箱体必须具有足够的抗弯刚度，如果箱体的抗弯刚度不足。使在使用当中存在安全隐患。也会导致减速器损坏，维修代价大等等。在选择合适的箱体材料，需要慎重。主要注意以下几点：1）将立即引起滚动轴承轴线的偏斜机柜的规格和外观将立即危害其弯曲刚度。2）设计方案对肋骨有效，也可以提高弯曲刚度。3）有效选择坯料的原料和生产方法（2）盒子需要有可靠的密封，这有利于传动部件的润滑和热管的散热。为了确保气密性，箱体的剖分面与凸台之间应有足够的总宽度，并且地脚螺栓之间的间隔不应太大，从而确保一定的压紧力。（3）箱体应有良好的结构工艺性良好的工艺性，可以有效的降低箱体的成本，优质的质量。在加工和工作及其维修都有很大的帮助。2.箱体结构的设计（1）箱座高度（植物油），应考虑到箱座的高度，从尖端圆到油底壳的高度应不小于30-50mm，以便箱内可容纳一定量的润滑油。在设计平面图时，将油箱的油底壳的底部边缘浅些，并以10-50mm的距离绘制油箱的底边缘。基本油箱支撑点的高度：H>=da2/2（30-50）其中，da2是传动轮和圆直径，然后根据油浸的深度调节箱式座椅的高度。（2）箱体外轮廓的设计圆弧是大齿轮那侧的箱盖外表。根据减速器的结构设计出其他部分。箱盖顶部轮廓是直线和圆弧组成的。假设R>R’，地脚螺栓冲头将立即从设计方案中脱离盒盖弧形，并且地脚螺栓冲头位于机盖弧形的两侧。（3）箱体凸缘尺寸轴承座外端面应向外凸出5—10mm，以便切削加工。箱体凸缘联接螺栓应合理布置，螺栓间距不宜过大，一般不大于150—200mm。（4）导油沟的形式和尺寸当用滚动轴承箱主体的传动部件飞溅的油润滑滚动轴承时，通常在滑动轴承箱座的凸台面上设置一个导油槽。导油槽可以通过锻造制成。4.6.2减速器箱体尺寸的设计表4.4减速器参数箱座壁厚：取箱盖壁厚：取箱盖凸缘厚度：取箱座凸缘厚度：取箱座底凸缘厚度：取地脚螺栓直径：取地脚螺