630刮板输送机减速器的设计及下箱体的加工工艺.docx

毕业设计（论文）说明书目录摘要 1Abstract 1前言1第一章 传动装置设计2一、确定传动方案2二、电动机的选择2三、所设计刮板输送机参数3四、传动比的计算和分配，确定传动装置的方向和动力参数3第二章 齿轮传动设计计算6一、高速级锥齿传动计算6二、圆柱齿轮的设计和计算9第三章 轴的设计14一、轴的设计和计算14二、轴的设计和计算22第四章 减速器的润滑和密封27一、润滑27二、密封27第五章 减速器的箱体和附件28 一、箱体28 二、附件29第六章箱体加工工艺规程制定30一、零件介绍30二、零件的材料32 三、零件技术要求分析32四、加工余量的确定39五、重点工序分析41六、把加工余量作为封闭环的尺寸链的计算47总结49参考文献50外文部分51翻译部分57致谢60摘要630可弯曲刮板输送机，它是采煤工作面重要的运煤设备，与双滚筒联合采煤机、液压支架等配合组成综采工作面。其工作尺寸空间小，可在煤层以下的工作面完成运煤工作。 本次设计主体是刮板输送机减速器，主要针对刮板输送机减速器的输入轴及轴上轴承、键等的设计计算及校核，并对箱体的加工工艺进行分析，制定箱体的加工工艺规程。关键词：减速器；齿轮轴；箱体；设计Abstract 630 curved drawing strickles transport machine , it is important coal mining face luck coal equipment , the face coordinating with pair of cylinder combine , hydraulic support etc. to be composed of the heddle spirit. Whose job dimension space is small , may be completed in following coal seam dip angle face transporting the coal job. And reduction gear designing that the main body is that the drawing strickle transports machine originally time, calculate and proofread the design that axle bearing , the key wait for mainly specifically for the drawing strickle transports machine on reduction gear entering axis and axis, the handicraft carries out the treating technological procedure analysing , working out the box body on treating of the box body. Key words: Decelerate the machine;Gear shaft;Case body;Design前 言毕业设计是在高校教学环节中最后一个环节，它是学生学习了一系列专业基础课程和专业课程，并在实习、观察基础上，利用自己所学知识，结合生产实践，在老师的知道帮助下，自行设计与解决实际问题的过程。它是学生四年大学课程的一次全面总结和综合利用。通过毕业设计不仅可以巩固所学，而且可以接触实际发现不足，开拓视野，在实践中检验和丰富所学知识，增强分析和解决问题能力。制造技术是使原材料变成成品的技术，使国民经济与社会得以发展，也是制造业本身赖以生存的关键基础技术。没有制造技术的进步，就没有生产资料、生活资料、科技手段、军事装备等一切，也就没有它们的进步。统计资料表明，在美国68%的财富来源于制造业。日本国民总值的49%是有制造业提供的，中国制造业在工业总产值中也占40%比例。可以说，没有发达的制造业就不可能有国家的真正繁荣和富强，而没有机械制造业也就没有制造业。经济的竞争归根到底是制造技术与制造能力的竞争。由于设计者水平、时间、资料有限，设计中错误在所难免，恳请各位老师指正。 07年6月10日第一章 传动装置设计一、刮板输送机参数： (1)型号： SGW630型可弯曲刮板输送机 (2)运动能力t/h：150(3)出厂长度m：100(4)刮板链速m/s：0.86(5)中部槽尺寸(长宽高) mm：1500620180 (6) 紧链方式：摩擦轮(7)机器总体质量t：17.6(8)刮板链参数： a.型式：圆环链b.规格mm：1846(B级)c.破断拉力KN：320d.单位长质量Kg：18.8(9)液力偶合器参数： a.型号：YL400A4b.额定功率Kw：40c.工作液体：22号汽轮机油d.充液量L：9二、确定传动方案由任务书所给资料可知，此减速器为圆锥圆柱三级齿轮减速器。第一级：直齿圆锥齿轮传动(高速级)第二级：斜齿圆柱齿轮传动第三级：直齿圆柱齿轮传动(低速级)三、电动机的选择按已知工作要求和条件选DBY系列减速器，主要用于输入轴与输出轴呈垂直布置的传动装置。根据以上条件选DSB630型。(1)电动机的容量：P0=90 KW(2)电动机额定电压：U=660/1140 V(3)电动机转速：n=1480 r/min(4)链轮牵引力：F=3400 N(5)链轮直径：D=300 mm四、传动比的计算和分配传动比，计算传动装置的运动和动力参数(一) 、传动比的分配 按“前大后小”的原则进行，相邻两级传动比相差不易过大，且高速传动比略低于低速级的传动比，这样逐级减速，可使机构较为紧凑。 滚筒轴的工作转速为： n=50.4 r/min式中，电动机转速，m/s1、传动装置总传动比 u=29.362、分配各级传动比 对圆锥圆柱齿轮减速器，可取圆锥齿轮传动的传动比u10.25u，并尽量使u13，以保证大锥齿轮尺寸不致过大。查机械设计实践表10.6，取u1=3，圆弧齿轮传动一般安排在高速级，考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，取u2=1.4u3。故：u1=3，u2=3.70，u3=2.64(二) 、计算传动装置的运动和动力参数 1、各轴的转速轴 n=nm=1480 r/min轴 n= =493.3 r/min轴 n=133.3 r/min轴 n=50.4 r/min滚筒轴 n滚 = 50.4 r/min 2、各轴的输入功率连轴器的效率1 =0.99,一对滚动轴承的效率2 =0.99，各级齿轮传动的率3 =0.97，链传动的效率4=0.96。 电动机到各级齿轮轴的功率为： 轴 P= P01=900.99=89.1 KW轴 P= P23=89.10.990.97=84.7 KW轴 P= P23=384.70.990.97=80.51 KW轴 P= P23=80.510.990.97=76.54 KW滚筒轴 P滚= P24=76.540.990.96=74.26 KW3、各轴输入转矩电动机轴的输出转矩T0为： T0=9.55106=9.55106=580.7 轴 T=9.55106=9.55106=574.9轴 T=9.55106=9.55106=1639.7轴 T=9.55106=9.55106=5768.0轴 T=9.55106=9.55106=14124.1滚筒轴 T滚=9.55106=9.55106=14071.1表1 传动装置的动力和运动参数参 数 轴 名功率PKw转矩T转速nr/min传动比u效率电动轴90580.7148010.99轴89.1574.9148030.97轴84.701639.7493.33.700.97轴80.515768.0133.32.640.97轴76.5414124.150.410.96滚筒轴74.2614071.150.4第二章 齿轮的设计第一节 圆锥齿轮的设计与计算使用条件分析：输入功率： P1=89.1 Kw主动轮转速：n1=1480 r/min转矩： T=574935.8 圆周速度： 估计v17 m/s齿数比： u=3属工作载荷稳定，高速，重要性、可靠性一般的齿轮传动。1、 选择齿轮材料热处理方式及计算许用应力(1)、按使用条件属高速、重要性和可靠性一般的齿轮传动。可选用软齿齿轮，也可选用硬齿齿轮，此处选用硬面齿轮。小齿轮：40Gr，调质处理，硬度为241286 HBS。大齿轮：40Gr，调质处理，硬度为241286 HBS。(2)、确定许用应力a、确定极限应力和。齿面硬度：小齿轮按270 HBS，大齿轮按250 HBS。查机械设计(第二版)图3-16，得：Hlim1=720 MPa Hlim2=700 MPa 查机械设计(第二版)图3-17，得：Flin1=300 MPa Flin2=280 MPab.计算应力循环次数N，确定寿命系数。查机械设计(第二版)图3-18，得：。 查机械设计(第二版)图3-19，得：。c、计算许用应力：由机械设计(第二版)表3-4，取=1.1, =1.5由机械设计(第二版)式(3-11)，得：Hp1= =655 MPaHp2= =636 MPa由机械设计(第二版)式(3-12)，得:Fp1= =400 MPaFp2= =373 MPa式中，为试验齿轮的修正系数，按国家标准取=22、初步确定出轮的基本参数和主要尺寸(1)、选择齿轮类型 根据齿轮传动的工作条件，选用直齿圆锥齿轮传动。(2)、选择齿轮精度等级按估计的圆周速度，由机械设计(第二版)表3-5，初步选用7级精度。(3)、初选参数x1=x2=0, z1=21, z2=z1u=63, r=0.255，1+2=90(4)、初步计算齿轮的主要尺寸由公式 cos1=，得：1=18.4 2=71.5当量齿数 zv1=22 zv2=199因电机驱动，工作机载荷平稳，查机械设计(第二版)表(3-1)，得KA=1，因齿轮转速不高，取Kv=1.1,因不对称布置，轴的刚性不大，取K=1.13，K=1.2，则：K=KAKvKK=11.11.131.2=1.49由机械设计(第二版)图(3-11)，查得：ZH=2.5由机械设计(第二版)表(3-2)，查得：ZE=188由机械设计(第二版)式(3-22)，可初步计算出齿轮的分度圆直径d1(齿宽中点处)： d1138.088 mm齿宽中点模数：mm=6.6 mm2 mm大端模数：m=7.54 mm,取标准模数为：m=8则大、小齿轮的大端分度圆直径分别为：d1=168mm, d2=504 mm则大、小齿轮的齿宽中点分度圆直径分别为：d=140 mm, d=420 mm则圆周速度： 齿宽：b=rR1=0.2550.5221.564=66.456 mm圆整后取, b2=70 mm, b1= b2+(510)=75 mm3、验算轮齿弯曲强度条件 查机械设计(第二版)图3-14，得：YFa1=2.83 YFa2=2.35查机械设计(第二版)图3-15，得：YSa1=1.56 YSa2=1.74由机械设计(第二版)式(3-23)，得：F1381 MPaFp1F2352 MPaFp2第二节 斜齿圆柱齿轮的设计与计算由使用条件分析：输入功率： P=84.70 Kw主动轮转速：n=493.3 r/min转矩： T=741=1639742.5 圆周速度： 估计v24 m/s齿数比： u=3.70属工作载荷稳定，高速，重要性、可靠性一般的齿轮传动。1、选择齿轮材料热处理方式及计算许用应力(1)、按使用条件属高速、重要性和可靠性一般的齿轮传动。可选用软齿齿轮，也可选用硬齿齿轮，此处选用硬齿轮。小齿轮：20Gr，淬火渗碳，硬度为5662 HRC。大齿轮：40Gr，表面淬火，硬度为4855 HRC(2)、确定许用应力a、确定极限应力和。齿面硬度：小齿轮按58 HRC，大齿轮按54 HRC。查机械设计(第二版)图3-16，得：Hlim1=1500 MPa Hlim2=1210 MPa查机械设计(第二版)图3-17，得： Flin1=430 MPa Flin2=370 MPab.计算应力循环次数N，确定寿命系数。查机械设计(第二版)图3-18，得：。 查机械设计(第二版)图3-19，得：。c、计算许用应力：由机械设计(第二版)表3-4，取=1.1, =1.5。由机械设计(第二版)式(3-11)，得：Hp1= =1364 MPaHp2= =1100 MPa由机械设计(第二版)式(3-12)，得:Fp1= =610 MPaFp2= =525 MPa式中，为试验齿轮的修正系数，按国家标准取=22、初步确定出轮的基本参数和主要尺寸(1)、选择齿轮类型 根据齿轮传动的工作条件，选用斜齿圆柱齿轮传动。(2)、选择齿轮精度等级按估计的圆周速度，由机械设计(第二版)表3-5，初步选用8级精度。(3)、初选参数=12, z1=26, z2=z1u2=263.70=96.2,取z2=98， d=0.9(由机械设计(第二版)表3-6查得)，x1=x2=0,(4)、初步计算齿轮的主要尺寸因电机驱动，工作机载荷平稳，查机械设计(第二版)表(3-1)，得KA=1，因齿轮转速不高，取Kv=1.1,因不对称布置，轴的刚性不大，取K=1.13，K=1.2，则：K=KAKvKK=11.11.131.2=1.49由机械设计(第二版)图(3-11)，查得：ZH=2.5由机械设计(第二版)表(3-2)，查得：ZE=188取Z=0.8, Z=0.8根据机械设计(第二版)式(3-16)和式(3-18)，可初步计算出分度圆直径和模数没mn： d1 136.15mm mn5.15 mm按机械设计(第二版)表表(3-7)，取标准模数mn6，amm圆整后取：a=348 mm。修改螺旋角： d1=mm d2=mm v=m/s 与估计值相近。齿宽： b=dd1=0.9147.8=133.02 mm，取b2=132 mm b1= b2+(510)=132+8=140 mm3、验算轮齿弯曲强度条件 按机械设计(第二版)式(3-17)验算轮齿弯曲强度条件。 计算当量齿数： zv1 mm zv2 mm查机械设计(第二版)图3-14，得：YFa1=2.68 YFa2=2.2查机械设计(第二版)图3-15，得：YSa1=1.6 YSa2=1.78取Y=0.7，Y=0.9由机械设计(第二版)式(3-17)，计算弯曲应力得： F1320 MPaFp1F2216 MPaFp24、验算轮齿接触疲劳强度条件 按机械设计(第二版)式(3-15)验算。查机械设计(第二版)图3-11，得：ZH=2.46取Z=0.8, Z=0.8, ZE=188H12.461880.80.989862 MPaHp1H22.461880.80.989101.5 MPaHp2故满足。第三章 轴的设计第一节 轴的设计与计算一、轴的使用条件：传递功率： P=89.1 Kw转 速： n=1480 r/min齿 宽： B=70 mm 模 数： m=8 mm 1、选择轴的材料选择轴的材料20CrMnTi，经渗碳淬火+低温回火，其机械性能由机械设计(第二版)表(6-1)查得：查机械设计(第二版)表(6-4)得：。 2、初步计算轴径 选c=110, 考虑到轴端需开键槽，故取轴的直径为80 mm。3、轴的结构设计按工作要求，轴上所支承的零件主要有齿轮、以及滚动轴承。根据轴的受力，选取32220滚动轴承，其尺寸为。根据轴上零件的定位，加工要求以及不同的零件装配方案，参考轴的结构设计的基本要求，可确定轴的各段尺寸，得出轴的结构如图21所示。a)轴的结构 b)轴受力图c) 水平面受力图（xy 平面）d)水平面弯矩图e)垂直面受力图(xz平面)f）垂直面弯矩图g)合成弯矩图h)转矩图i)当量弯矩图4轴的受力分析计算小齿轮受力和转矩： 切向力：径向力： 轴向力：计算作用轴上的支反力水平面内支反力： N 垂直面内支反力： N N 水平面（xy）受力图 见图（c）垂直面 (xz) 受力图 见图（e）水平面弯矩： 垂直面弯矩： 合成弯矩：水平弯矩图 见图(d)垂直弯矩图 见图(f)合成弯矩图 见图(g)许用应力 应力校正系数 当量弯矩 当量弯矩 转矩图 见图(h) 见图(i)校核轴径齿根圆直径 轴径 =32.25mm73.52mm =37.11mm73.52mm符合要求第二节 轴的设计与计算轴的使用条件：传递功率： P=84.70 Kw转 矩： T=1639742.55 Nmm转 速： n=493.3 r/min齿 宽： B1=132mm，B2=140mm 模 数： m1=4mm，m2=6 mm 螺旋角： =1、选择轴的材料选择轴的材料40Gr，经调质处理，其机械性能由机械设计(第二版)表(6-1)查得： 查机械设计(第二版)表(6-4)得：。 2、初步计算轴径 选c=110, 考虑到轴端需开键槽，故取轴的直径为80mm。3、轴的结构设计按工作要求，轴上所支承的零件主要有齿轮、以及滚动轴承。根据轴的受力，选取32217滚动轴承，其尺寸为8515036。根据轴上零件的定位，加工要求以及不同的零件装配方案，参考轴的结构设计的基本要求，可确定轴的各段尺寸，得出轴的结构如图2-3(a)所示。轴环宽度为30 mm，齿轮用平键周向固定，轴向通过轴环和套筒定位4、按弯扭合成校核(1)、画受力简图画轴空间受力简图2-3(b)将轴上作用力分解为垂直面受力图2-3(c)和水平面受力图2-3(d)分别求出各面间的支反力。对于零件上的分布载荷或转矩当作集中力作用于轴上零件的宽度中点。(2)、轴上受力分析轴传递的转矩： 由机械设计(第二版)式(3-1)与(3-14)，得：齿轮的圆周力： N齿轮的径向力： N 齿轮的轴向力：(3)、计算作用轴上的支反力水平面内支反力： N N 垂直面内支反力： N N (4)、计算轴的弯矩并画弯、转矩图分别作出垂直面和水平面上的弯矩图(e) 、(f)，并进行弯矩合成并画转矩图。画转矩图(g)。 图23 的结构及受力分析(5)、计算并画当量弯矩图。转矩按脉动循环变化计算，取a=0.6则 Nmm按计算并画当量弯矩图(h)。(6)、校核轴的强度一般而言，轴的强度是否满足只需对危险截面而进行校核即可，而轴的危险截面多发生在当量弯矩最大或当量弯矩较大且轴的直径较小处，a-a截面处当量弯矩最大为：b-b截面处当量弯矩较大且轴的直径较小为：强度校核：考虑键槽的影响，查机械设计(第二版)表6-8计算，。 显然， 故安全。 第四章 减速器的润滑和密封一、润滑(一) 齿轮传动的润滑齿轮传动的润滑方式主要取决于齿轮的圆周速度，除少数低速(u0.5m/s)小型减速器采用脂润滑外，绝大多数都采用油润滑，其主要润滑方式的油浸润滑。浸油润滑是将齿轮浸入油中，当传动件回转时，粘在齿轮上面的油液被带至啮合面进行润滑，同时油池中的油液被甩上箱壁，借以散热。这种润滑方式适用于齿轮圆周速度u12m/s的场合。因所设计减速器各齿轮的圆周速度u1.5m/s6m/s，所以减速器的润滑选用浸油润滑。(二) 轴承的润滑因所选轴承为滚动轴承，则轴承的润滑方式可以根据齿轮的圆周速度来选择。减速器只要有一个浸入油池的齿轮的圆周速度u1.5m/s2m/s，即可采用飞溅润滑来润滑轴承。因所设计减速器各齿轮的圆周速度u1.5m/s6m/s，所以减速器轴承的润滑选用飞溅润滑。二、密封润滑的主要作用是减少摩擦与磨损，而密封的目的是防止外部灰尘、水分等进入轴承，也阻止润滑剂的流失。(一) 机体与机盖的密封为了保证机盖与机座连接处的密封可靠，应试连接处凸缘有足够的宽度，连接表面应精刨，其表面粗糙度不大于Ra为6.3。凸缘连接螺栓之间的间距一般为150200mm，以保证剖分面的密封性。机盖与机体间选用纸垫圈。(二) 机体与套筒间的密封机盖与套筒间的密封方法的选择与润滑的种类、工作环境、温度、密封表面的圆周速度等有关。综合各种因素，选毡圈油封(FZ/T92010-1991)，套筒直径为70mm，油封毡圈d=69mm，D=88mm，b=7mm，沟槽b1=6mm，b2=8.3mm，d1=71mm。(三) 滚动轴承和机座间的密封 滚动轴承密封方法的选择与润滑的种类、工作环境、温度、密封表面的圆周速度等有关。综合各种因素，选择密封方法为接触式密封中的毡触式密封。第五章 减速器的箱体和附件一、箱体：用来支持旋转轴和轴上零件，并为轴上传动零件提供封闭工作空间，防止外界灰砂侵入和润滑逸出，并起油箱作用，保证传动零件啮合过程良好的润滑。 材料为：HT250。铸铁减速箱体的结构尺寸名称三级齿轮箱座壁厚=18mm箱盖壁厚1=(0.85-1)=16mm箱座加强肋厚箱盖加强肋厚箱座分箱面凸缘厚箱盖分箱面凸缘厚平凸缘底厚地脚螺栓轴承螺栓联接分箱面的螺栓地脚螺栓数轴承座孔边缘至轴承螺栓轴线的距离轴承座孔外端面至箱外壁的距离轴承螺栓的凸台高二、附件包括窥视孔及窥视孔盖、通气器、轴承盖、油标、放油孔及放油螺塞、起吊装置。窥视孔及窥视孔盖：为了检查传动件的啮合情况，接触斑点，侧隙和向箱内倾注润滑油，在传动件上开设检查孔。查机械设计实践表4.7查得。通气器：箱体温度升高，气体膨胀压力升高对密封不利，因此在箱盖顶部开有通气器根据要求查机械设计实践表4.8选用通气器3。轴承盖：根据结构要求采用凸缘式轴承盖，各尺寸由机械设计实践查表4.13查得。定位销：对由箱盖和箱座通过联接而组成的剖分式箱体，为保证其各部分在加工及装配时能够保持精确位置，特别是为保证箱体轴承座孔的加工精度及安装精度选用圆锥定位销：d=20mm。启箱螺钉：由于装配减速器时在箱体剖分面上涂有密封用的水玻璃或密封胶，因而在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖，旋动启箱螺钉可将箱盖顶起。取M=18mm。放油孔及放油螺塞：为排放减速器箱体内污油和便于清洗箱体内部，在箱座油池的最低处设置放油孔，箱体内底面做成斜面，向放油孔方向倾斜12使油易于流出。由机械设计实践表15.7和15.8查得。起吊装置：箱盖上采用吊耳环（铸在箱盖上）；箱座上采用吊钩（铸在箱座上），由机械设计实践表4.10查得第六章 箱体加工工艺规程制定一、零件的介绍(一) 零件的功用我们所加工的零件是减速器箱体零件，箱体零件是机器中的基础零件，由它来将一些轴承、轴、齿轮、等零件组装在一起，并保证这些零件间的相互位置关系，箱