【導讀】齒輪傳動是現(xiàn)代機械中應用最廣的一種傳動形式。②適用的功率和速度范圍廣；④工作可靠、使用壽命長；⑤外輪廓尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊。由齒輪、軸、軸承及箱體組成的齒輪減速器,用于原動機和工作機或執(zhí)行機構(gòu)之間,起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。的特點是效率高、壽命長、維護簡便，因而應用極為廣泛。齒輪減速器按減速齒。單級圓柱齒輪減速器的最大傳動比一般為8～10，作此限制主要為。避免外廓尺寸過大。輪減速器應用于i：8～50及高、低速級的中心距總和為250～400mmm的情況下。本設計講述了帶式運輸機的傳動裝置——二級圓柱齒輪減速器的設計過程。

　　

【正文】 大，幾乎成平方關(guān)系。因此，選用較大的滑輪和卷簡直徑對鋼絲繩的壽命是有利的。故設計中規(guī)定了卷筒直徑和鋼絲繩直徑的最小比值（ D/d），與卷揚機的工作級別有關(guān)。使用中，應盡量減少鋼絲繩的彎折次數(shù)并盡量避免反向彎折。 2. 決定滑輪繩槽尺寸時，必須考慮鋼絲繩直徑較公稱直徑有 6％ ~8％的過盈量這一事實。過小的繩槽直徑會使鋼絲繩受到過度擠壓而提前斷絲，繩槽尺寸過大，又會使鋼絲繩在 槽內(nèi)的支承面積減小，增大鋼絲繩的接觸應力。合理的繩槽尺寸應比鋼絲繩的公稱直徑大 10％左右。 3. 滑輪與卷筒的材料太硬，對鋼絲繩壽命不利。據(jù)有關(guān)資料表明：以鑄鐵代替鋼．可提高鋼絲繩的壽命約 10％。 4. 為保證鋼絲繩在繩筒上平滑纏繞，避免各圈鋼絲繩間相互摩擦及多層纏繞錘擊和堆繞現(xiàn)象，延長鋼絲繩的使用壽命，鋼絲繩在卷筒及繩輪上的偏角必須保持在一定的限度之內(nèi)，一般在 ? ~2? 之間。 5. 良好的周期性潤滑是提高鋼絲繩使用壽命的一項重要因素。它可以防止銹蝕，減少鋼絲繩內(nèi)外磨損。一般常用中、低粘度潤滑油和濾青質(zhì)化合物。目前我國生產(chǎn)的“鋼絲繩油’’屬于中等粘度油，適用于各種 湖南化工職業(yè)技術(shù)學院 24 股捻鋼絲繩的潤滑。其附著力大，不易滑落或與水起作用，且含有防銹劑，是一種良好的潤滑劑。 6. 在室外、潤濕或腐蝕介質(zhì)存在的環(huán)境里，應選用鍍鋅鋼絲繩。 7. 經(jīng)常檢查鋼絲繩是否與別的機件摩擦，重新更換新繩時必須核對新繩與原繩的型式直徑是否相同；經(jīng)常檢查鋼絲繩表面的磨損及斷絲，遇到問題及時解決。 鋼絲繩的報廢 處理，可參考有關(guān)標準相資料。 卷筒的結(jié)構(gòu)設計及尺寸確定 卷筒尺寸的由已知起升速度、起升高度和鋼絲繩的尺寸來確定。卷筒用來卷繞鋼絲繩，把原動機的驅(qū)動力傳遞給鋼絲繩，并把原動機的回轉(zhuǎn)運動變?yōu)樗枰闹本€運動。卷筒通常是中空的圓柱形，特殊要求的卷筒也有做成圓錐或曲線形的。 卷筒的分類 按照鋼絲繩在卷筒上的卷繞層數(shù)分，卷筒分單層繞和多層繞兩種。一般起重機大多采用單層繞卷筒。只有在繞繩量特別大或特別要求機構(gòu)緊湊的情況下，為了縮小卷筒的外形尺寸，才采用多層繞的方式。本設計采用單層繞。 卷筒繩槽的確 定 卷筒繩槽槽底半徑 R，槽深 c 槽的節(jié)矩 t 其尺寸關(guān)系為： R=（ ~） d（ d 為鋼絲繩直徑） （ 37） 繩槽深度：標準槽： 1c =（ ~） d （ 38） 深槽： 2c =（ ~） d （ 39） 繩槽節(jié)距：標準槽： 1t ＝ d＋（ 2~4） （ 310） 深槽： 2t ＝ d＋（ 6~8） （ 311） 卷筒槽多數(shù)采用標準槽，只有在使用過程中鋼絲繩有可能脫槽的情況才使用深槽，本設計選用標準槽，鋼絲繩直徑選用 14 mm， R=（ ~） d=~ mm 取 R=8 mm （ 312） c=（ ~） d =~ mm 取 c=4 mm （ 313） 所以 t＝ d＋（ 2~4） =16 mm 卷筒的設計 卷筒按照轉(zhuǎn)矩的傳遞方式來分．有端側(cè)板周邊大齒輪外嚙合式和筒端或筒內(nèi)齒輪內(nèi)嚙合式，其共同特點是卷筒軸只承受彎矩，不承受轉(zhuǎn)矩。本設計卷筒 采用內(nèi)齒輪嚙合式。如圖 31。 圖 31 內(nèi)齒嚙合式卷 卷筒的設計主要尺寸有節(jié)徑 0D 、卷筒長度 L 、卷筒壁厚 δ。 卷筒節(jié)徑 0D 設計 卷筒的節(jié)徑即卷筒的卷繞直徑，由設計知 0D 不能小于下式： 0minD hd? （ 314） 式中 0minD — 按鋼絲繩中心計算的卷筒最小直徑， mm； R=~ mm c 湖南化工職業(yè)技術(shù)學院 25 h — 與機構(gòu)工作級別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，根據(jù)工作環(huán)境級別為 7M ，查機械設計手冊 h=28 mm。 d — 鋼絲繩的直徑 ,mm。 按式計算： 0minD hd? ＝ 392 mm 所以選取 0D =400 mm （ 315） 卷筒的長度設計 本設計采用雙聯(lián)滑輪組，如圖 32 圖32 雙聯(lián)滑輪組 卷筒的長度 ? ?0 1 2 32L L l l l? ? ? ? （ 316）式中 L — 卷筒總長度， mm； 0L — 繩槽部分長度，其計算公式為： 0 0HaL n tD????????? （ 317） 其中 H — 最大起升高度， mm； a — 滑輪組倍率； 0D — 卷筒卷繞直徑， mm； t — 繩槽節(jié)矩， mm； n — 附加安全圈數(shù)，使鋼絲繩端受力減小，便于固定，通常取 n＝ ~3 圈； 1l — 固定鋼絲繩所需要的長度，一般取 1l ＝ 3t， mm； 2l — 兩端的邊緣長度（包括凸臺在內(nèi)），根據(jù)卷筒結(jié)構(gòu)而定， mm； 3l — 卷筒中間無繩槽部分長度，由鋼絲繩的允許偏斜角α和卷筒軸到動滑輪軸的最小距離決定。對于有螺旋槽的單層繞卷筒，鋼絲繩允許偏斜度通常為 1： 10，可知選取 3l ＝ 100 mm。 0 0HaL n tD????????? =380 mm。 1l ＝ 3t=48 mm 所以 L ＝ 996 mm。 選取標準卷筒長度為 1000 mm 卷筒壁厚設計 本設計為了延長鋼絲繩的壽命，采用鑄鐵卷筒，對于鑄鐵卷筒可按經(jīng)驗公式初步確定，然后進行強度驗算。 對于鑄鐵筒壁 ? ? 2 6 ~ 10D? ?? mm （ 318） 1ll＝ 3t=48 mm 湖南化工職業(yè)技術(shù)學院 26 根據(jù)鑄造工藝的要求，鑄鐵卷筒的壁厚不應小于 12 mm，所以 ?? 15mm 所以卷筒的參數(shù)選擇為：繩槽節(jié)距 t＝ 16 mm、槽底半徑 1c ＝ 4 mm、卷筒節(jié)距 0D ＝ 400 mm、卷筒長度 L=1000 mm、卷筒壁厚 15?? mm。 卷筒強度計算及檢驗 卷筒材料一般采用不低于 HT200 的鑄鐵，特殊需要時可采用 ZG230450、 ZG270500 鑄鋼或 Q235A焊接制造。本設計的卷筒五特殊需要，額定起重重量不是很大，所以選擇 HT200 的鑄鐵制造。 一般卷筒壁厚相對于卷筒直徑較小，所以卷筒壁厚可以忽略不計，在鋼絲繩的最大拉力作用下，使卷筒產(chǎn)生壓應力、彎曲應力和扭曲應力。其中壓應力最大。當 L ? 3 0D 時彎曲應力和扭曲應力的合成力不超過壓應力 10%,所以當 L ? 3 0D 時只計算壓應力即可。 本設計中 L=1000 mm D=400 mm，符合 L ? 3 0D 的要求，所以只計算壓應力即可。 當鋼絲繩單層卷繞時，卷筒所受壓應力按下式來計算： ? =A ??tF?max ? ?bc? （ 319） 其中 ? 為鋼絲繩單層卷繞時卷筒所受壓應力， MPa； maxF 為鋼絲繩最大拉力， N； ? 為卷筒壁厚， mm； A 為應力減小系數(shù)，一般取 A= ? ?bc? 為許用壓力，對于鑄鐵 ? ?bc? = 5b? b? 為鑄鐵抗壓強度極限 所以 ? =A ??tF?max ? ?bc? ? 39 MPa 查教材機械設計基礎知 b? ? 195MPa，所以 ? ?bc? ? 39MPa。 所以 ? ? ? ?bc? 經(jīng)檢驗計算，卷筒抗壓強度符合要求。 4 潤滑方式，潤滑劑牌號及密封件的選擇 齒輪的潤滑 采用浸油潤滑，由于低速級周向速度 低 ，所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為 62mm。 滾動軸承的潤滑 如果減速器用的是滾動軸承，則軸承的潤滑方法可以根據(jù)齒輪或蝸桿的圓周速度來選擇： 圓周速度在 2m／ s～ 3m／ s以上時，可以采用飛濺潤滑。把飛濺到箱蓋上的油，匯集到箱體剖分面上的油溝中，然后流進軸承進行潤滑。飛濺潤滑最簡單，在減速器中應用最廣。這時，箱內(nèi)的潤滑油粘 度完全由齒輪傳動決定。 圓周速度在 2m/s～ 3m/s以下時，由于飛濺的油量不能滿足軸承的需要，所以最好采用刮油潤滑，或根據(jù)軸承轉(zhuǎn)動座圈速度的大小選用脂潤滑或滴油潤滑。利用刮板刮下齒輪或蝸輪端面的油，并導入油溝和流入軸承進行潤滑的方法稱刮油潤滑。 潤滑油的選擇 采用脂潤滑時，應在軸承內(nèi)側(cè)設置擋油環(huán)或其他內(nèi)部密封裝置，以免油池中的油進入軸承稀釋潤滑脂。滴油潤滑有間歇滴油潤滑和連續(xù)滴油潤滑兩種方式。為保證機器起動時軸承能得到一定量的潤滑油，最好在軸承內(nèi)側(cè)設置一圓缺形擋板，以便軸承能積存少量的油。擋板高度不 超過最低滾珠 (柱 )的中心。經(jīng)常運轉(zhuǎn)的減速器可以不設這種擋板。轉(zhuǎn)速很高的軸承需要采用壓力噴油潤滑。如果減速器用的是滑動軸承，由于傳動用油的粘度太高不能在軸承中使用，所以軸承潤滑就需要采用獨自的潤滑系統(tǒng)。這時應根據(jù)軸承的受載情況和滑動速度等工作條件 湖南化工職業(yè)技術(shù)學院 27 選擇合適的潤滑方法和油的粘度。 齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設備，選用 LCKB46潤滑油。 密封方法的選取 選用凸緣式端蓋 調(diào)整軸承間隙方便，密封性好， 采用 氈圈油 封實現(xiàn) 軸的 密封。 密封圈型號按所裝配軸的直徑確定 。 軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位 的軸承的外徑?jīng)Q定。 5 減速器的結(jié)構(gòu)設計 箱體 減速器箱體的作用是支承軸系零件，固定軸系的位置，保證軸系運轉(zhuǎn)精度 。 箱體內(nèi)裝有潤滑軸系的潤滑油，因此箱體必須是密封防塵的，但又要使箱體內(nèi)與箱體外的大氣壓平衡。因此減速器箱體的重要質(zhì)量指標是整體剛度和穩(wěn)定性、密封性。大批量生產(chǎn)的減速器箱體常常采用鑄造方法制作，鑄造的材料通常是價廉的普通灰鑄鐵、球墨鑄鐵與變性灰鑄鐵等，在有較高強度和剛度要求時使用鑄鋼。 在某些場合為了使機器的重量盡可能輕，也有使用鋁合金制作箱體的。如果生產(chǎn)的批量較小，則多數(shù)采用焊接的方式來 制作箱體。 減速器的箱體受力情況較復雜，常常會受到較大的彎曲和扭轉(zhuǎn)應力作用，因此如何在不大幅度增加重量的情況下提高箱體的剛度就顯得很關(guān)鍵，在箱體外設計肋板就是很有效的辦法。但采用肋板使箱體的加工工藝變得更加復雜。 鑄造工藝方面的要求是箱體形狀力求簡單，易于造型和拔模，壁厚均勻，過渡平緩，金屬不要局部積聚等。機械加工工藝方面應盡量減少加工面積，以提高生產(chǎn)率和減少刀具的磨損，應盡量減少工件和刀具的調(diào)整次數(shù)，以提高加工精度和節(jié)省加工時間，例如同 — 軸上的兩個軸承座孔直徑應盡量相同。 當軸承采用箱體內(nèi)的油潤滑時，須在 箱座剖分面的凸緣上開設輸油溝，使飛濺到箱蓋內(nèi)壁上的油經(jīng)油溝流入軸承。輸油溝有銑制和鑄造兩種形式，設計時應使箱蓋斜口處的油能順利流入油溝，并經(jīng)軸承蓋的缺口流入軸承。 窺視孔 它的的作用是檢查傳動件的嚙合情況，潤滑情況，接觸斑點及齒側(cè)間隙，加注潤滑油等，窺視孔開在箱