【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、結構緊湊。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)行機構之間,起匹配轉速和傳遞轉矩的作用。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。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，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，減少鋼絲繩內外磨損。一般常用中、低粘度潤滑油和濾青質化合物。目前我國生產的“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、潤濕或腐蝕介質存在的環(huán)境里，應選用鍍鋅鋼絲繩。 7. 經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，可參考有關標準相資料。 卷筒的結構設計及尺寸確定 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，把原動機的驅動力傳遞給鋼絲繩，并把原動機的回轉運動變?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 卷筒按照轉矩的傳遞方式來分．有端側板周邊大齒輪外嚙合式和筒端或筒內齒輪內嚙合式，其共同特點是卷筒軸只承受彎矩，不承受轉矩。本設計卷筒 采用內齒輪嚙合式。如圖 31。 圖 31 內齒嚙合式卷 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)技術學院 25 h — 與機構工作級別和鋼絲繩結構有關的系數(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），根據(jù)卷筒結構而定， 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，應在軸承內側設置擋油環(huán)或其他內部密封裝置，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，最好在軸承內側設置一圓缺形擋板，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。經常運轉的減速器可以不設這種擋板。轉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 。 軸承蓋結構尺寸按用其定位 的軸承的外徑決定。 5 減速器的結構設計 箱體 減速器箱體的作用是支承軸系零件，固定軸系的位置，保證軸系運轉精度 。 箱體內裝有潤滑軸系的潤滑油，因此箱體必須是密封防塵的，但又要使箱體內與箱體外的大氣壓平衡。因此減速器箱體的重要質量指標是整體剛度和穩(wěn)定性、密封性。大批量生產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，以提高生產率和減少刀具的磨損，應盡量減少工件和刀具的調整次數(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，使飛濺到箱蓋內壁上的油經油溝流入軸承。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，接觸斑點及齒側間隙，加注潤滑油等，窺視孔開在箱