机械设计课程设计说明书一用于带式运输机上的两级圆柱齿轮减速器.docx

毕业设计（论文）

PAGE

1-

毕业设计（论文）报告

题目：

机械设计课程设计说明书一用于带式运输机上的两级圆柱齿轮减速器

学号：

姓名：

学院：

专业：

指导教师：

起止日期：

机械设计课程设计说明书一用于带式运输机上的两级圆柱齿轮减速器

摘要：本文针对带式运输机上的两级圆柱齿轮减速器进行设计，详细阐述了设计过程、计算方法和实验验证。首先，对带式运输机的工作原理和两级圆柱齿轮减速器的结构进行了分析，确定了设计参数。接着，根据设计参数，对齿轮进行了强度校核和几何设计，并选择了合适的材料。然后，对减速器进行了动力学分析，优化了传动系统的性能。最后，通过实验验证了设计结果的可靠性。本文的研究成果为带式运输机上的两级圆柱齿轮减速器的设计提供了理论依据和实践指导。

带式运输机作为一种重要的运输设备，广泛应用于矿山、煤炭、冶金、化工等行业。其传动系统中的减速器是保证运输机正常运行的关键部件。随着带式运输机工作条件的日益苛刻，对减速器的性能要求也越来越高。本文针对带式运输机上的两级圆柱齿轮减速器进行设计，旨在提高其承载能力和传动效率，降低能耗和故障率。

一、带式运输机工作原理及两级圆柱齿轮减速器结构分析

1.1带式运输机工作原理

(1)带式运输机是现代工业生产中不可或缺的运输设备，其工作原理基于连续输送物料。带式运输机主要由驱动装置、输送带、托辊、张紧装置和支架等组成。驱动装置通常采用电机，通过皮带或链条将动力传递给输送带，使输送带在托辊上做循环运动，从而带动物料沿着输送带方向移动。根据输送物料的不同，带式运输机可以分为水平输送、倾斜输送和垂直输送等多种形式。以水平输送为例，带式运输机的输送带宽度和长度可以根据实际需求进行定制，输送能力从每小时数百吨到数千吨不等。例如，某矿山采用的带式运输机宽度为1.6米，长度为100米，输送能力为每小时1000吨，能够满足矿山生产中对大量物料的运输需求。

(2)带式运输机的工作原理涉及到多个物理过程，包括摩擦、弹性和动力学等。输送带与物料之间的摩擦力是驱动物料运动的关键因素，而输送带的弹性则可以缓冲物料在输送过程中的冲击。在带式运输机的设计中，需要充分考虑这些物理因素，以确保其稳定运行。以摩擦系数为例，带式运输机的输送带与物料之间的摩擦系数通常在0.3至0.5之间。在实际应用中，摩擦系数的选取需要根据物料的种类、输送带的材质和运行速度等因素综合考虑。例如，某化工厂采用的带式运输机输送带与物料之间的摩擦系数为0.4，输送带运行速度为4米/秒，能够有效驱动物料沿输送带移动。

(3)带式运输机的结构设计对于其工作性能具有重要影响。托辊是带式运输机的重要组成部分，其作用是支撑输送带和引导物料运动。托辊的直径、间距和材料等因素都会影响输送带的运行稳定性和输送效率。以托辊直径为例，一般情况下，托辊直径范围为50至100毫米。在实际应用中，托辊直径的选择需要根据输送带的承载能力和输送速度等因素进行综合考虑。例如，某钢铁厂采用的带式运输机托辊直径为75毫米，托辊间距为1米，能够满足生产中对物料高效率、高承载能力的输送需求。此外，带式运输机的张紧装置对于保持输送带的张力至关重要，以确保输送带的正常运行。张紧装置的设计需要考虑输送带的长度、重量和张紧力等因素，以确保输送带在运行过程中始终处于合适的张力状态。

1.2两级圆柱齿轮减速器结构分析

(1)两级圆柱齿轮减速器是一种广泛应用于带式运输机等机械设备中的传动装置，其主要作用是将电机的高速低扭矩输出转换为低速高扭矩输出，以满足机械设备的动力需求。其结构通常由两个齿轮副组成，每个齿轮副包括一个主动齿轮和一个从动齿轮，两个齿轮副之间通过轴连接。以某型号带式运输机使用的两级圆柱齿轮减速器为例，其第一级齿轮副由直径为120mm的主动齿轮和直径为60mm的从动齿轮组成，第二级齿轮副则由直径为80mm的主动齿轮和直径为40mm的从动齿轮组成。这种结构设计能够将电机的输入转速从1500r/min降低到40r/min，扭矩从120N·m增加到1500N·m，满足了带式运输机在运行中对低速大扭矩的要求。

(2)在两级圆柱齿轮减速器的结构分析中，齿轮的精度和硬度是关键因素。齿轮的精度决定了齿轮副的啮合质量，从而影响整个减速器的传动效率。通常，齿轮的精度等级分为12个等级，从1级到12级，精度等级越高，齿轮的制造公差越小，啮合质量越好。以某型号带式运输机使用的减速器齿轮为例，其第一级齿轮的精度等级为8级，第二级齿轮的精度等级为10级，这种设计使得齿轮副的啮合误差控制在最小范围内，有效提高了减速器的传动效率。此外，齿轮的硬度也是保证其使用寿命的重要因素，一般采用淬硬处理，硬度要求在HRC45-55之间，以确保齿轮在运行过程中的耐磨