1、扬州工业职业技术学院毕业设计第 1 页盘磨机传动装置设计【摘 要】齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。它的主要优点是：1、瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠，可传递空间任意两轴之间的运动和动力；2、适用的功率和速度范围广，传动效率高，工作可靠、使用寿命长；3、外轮廓尺寸小、结构紧凑。由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器,用于原动机和工作机或执行机构之间,起匹配转速和传递转矩的作用,在现代机械中应用极为广泛国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是大型的减速器问题更突出，使用寿
2、命不长。国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。近十几年来,由于近代计算机技术与数控技术的发展，使得机械加工精度，加工效率大大提高，从而推动了机械传动产品的多样化，整机配套的模块化，标准化，以及造型设计艺术化，使产品更加精致，美观化。在 21 世纪成套机械装备中,齿轮仍然是机械传动的基本部件。CN
3、C 机床和工艺技术的发展,推动了机械传动结构的飞速发展。在传动系统设计中的电子控制、液压传动、齿轮、带链的混合传动,将成为变速箱设计中优化传动组合的方向。在传动设计中的学科交叉,将成为新型传动产品发展的重要趋势。扬州工业职业技术学院毕业设计第 2 页【关键词】 减速器 轴承 齿轮 机械传动The Design of The Plate Mills GearJia GenqinClass of 0601 Machinery ManufacturingAbstract：Wheel gears spreading to move is a the most wide kind of the appl
4、ication spreads to move a form in the modern machine.Its main advantage BE:1、spreads to move to settle, work than in a moment steady, spread to move accurate credibility, can deliver space arbitrarily sport and the motive of the of two stalks；Power and speed scope；2、applies are wide ；spreads to move
5、 an efficiency high；work is dependable, service life long；3、Outline size outside the is small, structure tightly packed.The wheel gear constituted to； from wheel gear, stalk, bearings and box body decelerates a machine, useding for prime mover and work machine or performance organization of, have al
6、ready matched to turn soon and deliver a function of turning , the application is extremely extensive in the modern machine. Local deceleration machine much with the wheel gear spread to move, the pole spread to move for lord, but widespread exist power and weight ratio small, or spread to move rati
7、o big but the machine efficiency lead a low problem.There are also many weaknesses on material quality and craft level moreover, the especially large deceleration machines problem is more outstanding, the service life isnt long.The deceleration machine of abroad, with Germany, Denmark and Japan be p
8、laced in to lead a position, occupying advantage in the material and the manufacturing craft specially, decelerating the machine work credibility like, service life long.But it 扬州工业职业技术学院毕业设计第 3 页spreads to move a form to still take settling stalk wheel gear to spread to move as lord, physical volum
9、e and weight problem, dont also resolve likeThe direction which decelerates a machine to is the facing big power and spread to move ratio, small physical volume, high machine efficiency and service life to grow greatly nowadays develops.Decelerating the connecting of machine and electric motor body
10、structure is also the form which expands strongly, and have already produced various structure forms and various products of power model numbers.Be close to ten several in the last yearses, control a technical development because of the modern calculator technique and the number, make the machine pr
11、ocess accuracy, process an efficiency to raise consumedly, pushed a machine to spread the diversification of movable property article thus, the mold piece of the whole machine kit turns, standardizing, and shape design the art turn, making product more fine, the beauty turns.Become a set a machine m
12、aterial in 21 centuries medium, the wheel gear is still a machine to spread a dynamic basic parts.CNC tool machine and the craft technical development, pushed a machine to spread to move structure to fly to develop soon.Be spreading to move the electronics control, liquid in the system design to pre
13、ss to spread to move, wheel gear, take the mixture of chain to spread to move, will become become soon a box to design in excellent turn to spread to move a combination of direction.The academics that is in spread move the design crosses, will become new spread a movable property article the importa
14、nt trend of the development.Key words： Reduction gear Bearing gear mechanical drive一、传动装置的总体设计扬州工业职业技术学院毕业设计第 4 页（一）传动方案分析1、传动装置的布局要求：在分析盘磨机传动装置方案时，首先应该满足机械设计的基本要求，此外还要保证工作可靠，传动效率高，结构简单，工艺性能好等，同时应注意常用机械传动方式的特点及在布局上的要求：（1）带传动平稳性好，能缓冲吸振，但承载能力小，宜布置在高速级；（2）链传动平稳性差，且有冲击、振动，宜布置在低速级；（3）蜗杆传动放在高速级时蜗轮材料应选用锡青铜
15、，否则可选用铝铁青铜；（4）开式齿轮传动的润滑条件差，磨损严重，应布置在低速级；（5）锥齿轮、斜齿轮宜放在高速级；根据工作需要，所以，盘磨机与减速器之间应该选用锥齿轮进行传动。2、传动系统方案的拟定盘磨机传动系统方案如下图所示：扬州工业职业技术学院毕业设计第 5 页电动机 1联轴器 2直齿圆柱齿轮减速 3联轴器 5锥齿轮传动 6主轴 7盘磨机 4电动机 1 通过联轴器 2 将动力传入直齿圆柱齿轮减速器 3，再经过直齿圆柱齿轮减速器 3 通过联轴器 5 将动力传至锥齿轮6，由锥齿轮 6 通过主轴 7 传送到盘磨机 4 上工作。采用两级圆柱齿轮减速器，由于齿轮相对于轴承为不对称布置，因而沿齿向载荷
16、分布不均，要求轴有较大刚度，应此选用展开式。3、确定减速器类型由于两级圆柱齿轮减速器由三种：直齿、斜齿和人字齿轮，根据以下工作条件和技术资料分析，因此选定直齿圆柱齿轮减速器。表 1.1 工作条件和技术资料：工作期限 工作班制 载荷性质 生产方式工作条件 8 年 单班制 轻微 成批生产主轴转速 电动机功率电动机转速圆锥齿轮传动比技术数据 n=45r/minP=5.5KWn=1500r/min i=3.5动力来源电动机，三相交流，电压 380/220V其它要求单向运转，总减速比允差5%；体积最小，强度足够（二）电动机的选择电动机已经标准化、系列化。应按照工作机的要求，根据选择的传动方案选择电动机的
17、类型、容量和转速，并在产品目录中查出其型号和尺寸。1、电动机类型和结构型式的选择电动机有交流电动机和直流电动机之分，一般工厂都采用三相交流电，因而多采用交流电动机。Pd5.5kW扬州工业职业技术学院毕业设计第 6 页交流电动机有异步电动机和同步电动机两类，异步电动机又分为笼型和绕线型两种，其中以普通笼型异步电动机应用最多。目前应用最广泛的是 Y 系列自扇冷式笼型三相异步电动机，其结构简单、起动性能好、工作可靠、价格低廉，维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体、无特殊要求的场合。按已知的工作要求和条件，选用 Y 型全封闭笼型三相异步电动机。2、确定电动机的功率由已知条件可知：P d5.5k
18、W3、确定电动机的转速由已知条件可知：同步转速 n=1500r/min，由附表 8.1 Y 系列（IP44）电动机的技术资料查出有两种适用的电动机型号，其技术参数及传动比的比较情况见下表 1.2：表 1.2 Y 电动机的技术数据额定功率 电动机转速（r/min）方案 电动机型号Ped/kW 同步转速 满载转速5.5 1500 1440传动装置的传动比总传动比 圆锥齿轮 两级齿轮1 Y132S432 3.5 9.14根据电动机型号，确定电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如下表 1.3 所示：表 1.3 电动机的安装及外形尺寸中心高 H外形尺寸 L(AC/2+AD)HD底脚安装尺寸AB132 4753
19、45315 216178地脚螺栓孔直径轴伸尺寸 DE装键部位尺寸FGDi=32i33.5i09.14i13.5i22.6扬州工业职业技术学院毕业设计第 7 页12 3880 1043（三）总传动比的确定及分配由选定电动机的满载转速 nm 和盘磨机主轴的转速 nW，可得传动比为 Wni所以 324510mi总传动比 i 是圆锥齿轮传动比 i3 与两级圆柱齿轮传动比 i0 的和。因圆锥齿轮传动比 i33.5，所以两级圆柱齿轮传动比 14.95320i对于展开式两级圆柱齿轮减速器，推荐高速级传动比i2（1.31.5）i 1，又 i1i29.14，得：i 13.5，i 22.6。在分配两级传动比时主要
20、应考虑以下几点：（1）两级传动的传动比应在推荐的范围内选取。（2）应使传动装置的结构尺寸较小、重量较轻。但两级减速器的总中心距和总传动比相同时，传动比分配方案不同，减速器的外廓尺寸也不同。（3）应使传动件的尺寸协调，结构匀称、合理，避免互相干涉碰撞。（4）在两级减速器中，高速级和低速级的大齿轮直径应尽量相近，以利于浸油润滑。（四）各种运动和动力参数计算为进行传动件的设计计算，应首先推算出各轴的转速、功率和转矩。一般按由电动机至绞车机之间运动传递的路线推算各轴的运动和动力参数。由机械设计手册查得机械传动和摩擦副的效率概略值，如下n 1440 r/minn 411.4r/min扬州工业职业技术学院
21、毕业设计第 8 页表 1.4：表 1.4 机械传动和摩擦副的效率概略值序号 种类 效率 18 级精度的一般圆柱齿轮传动（油润滑） 0.9728 级精度的一般锥齿轮传动（油润滑）0.940.973 弹性联轴器 0.990.9954 滚子轴承（稀油润滑） 0.98(一对)由表可得： 1、 2、 3、 4 分别为弹性联轴器、齿轮传动的轴承、直齿圆柱齿轮传动、锥齿轮传动。取10.99 、 20.98、 30.97、 40.95。1、各轴转速n n 01440 r/min min/4.1in/5.341 rri i/58i/6.2ni in/4i/5.318rri主2、各轴的输入功率轴 P P d125
22、.50.990.98kW5.34kW轴 P P 325.340.970.98kW5.07kW轴 P P 325.070.970.98kW4.82kW主轴 P P 1224 4.820.990.9820.954.35 kW3、各轴输入转矩轴 mNnT4.35140.595011n 158r/minn 主 45r/minP 5.34kWP 5.07kWP 4.82kWP 4.35 kW T 35.4Nm T 118NmT 291NmT 主 923Nm扬州工业职业技术学院毕业设计第 9 页轴 mNnT184.0759P50轴 298主轴 mNnT3453.90P5主主主运动和动力参数的计算结果列于下
23、表 1.5：表 1.5 运动和动力参数轴名参数轴 轴 轴 主轴转速 n/（r/min）输入功率 P/kW输入转矩T/（Nm）14405.33635.4411.45.071181584.82291454.35923传动比 i效率 3.50.972.60.973.50.95二、传动件和轴的设计计算（一）锥齿轮传动设计计算1、选择齿轮材料及精度等级小圆锥齿轮选用 45 钢调质，硬度为 217-255HBS；大圆锥齿轮选用 45 钢正火，硬度为 169-217HBS。因为是减速器外的锥齿轮，并经查表常见机器中齿轮的精度等级得，锥齿轮应选择8 级精度。2、按齿面接触疲劳强度设计因两轴交角 =90时，齿面
24、按接触疲劳强度的校核公式为 5.01498Z31HREHudKT设计公式为 321 )5.0(498ZHRER可求出 d1 值，先确定有关参数与系数：H1 715 MPaH 2 725 Mpa扬州工业职业技术学院毕业设计第 10 页（1）转矩 T1 T1=291Nm（2）载荷系数，查表载荷系数表取 K=1.4（3）齿宽系数 R 一般 R=0.250.3，取 R=0.3（4）齿数比 u u=i=3.5（5）由表弹性系数 ZE得弹性系数 MPaZE8.19（6）齿数 z1 小齿轮齿数 z1 取 10，则大齿轮齿数 z235（7）许用接触应力由接触疲劳强度极限图查得Hlim1650MPa， Hlim
25、2580MPa由表安全系数 SH和 SF 查得安全系数 SH1N160njL h601581（85240）1.5810 8N2N 1/i1.5810 8/3.5 4.5107查图接触疲劳寿命系数得 ZNT11.1，Z NT21.25由式可得 MPaSZHNTH 715160.lim1 T 2825.li22 muKdHRER 9725)3.01(8945.30924.1).(Z33 21 7.1zdm由表锥齿轮的模数取标准模数 m103、主要尺寸计算（1）分度圆锥角 16035arcotzarct12m10 116 274d1100mmd2350mmh a 10d a1 119.2mmd a2 355.4mmh f12.5d f176mmd f2 343.25mmR=182mm
