机械设计及制造传动方案设计 学位论文Word下载.docx

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4年一次大修，每年280个工作日，寿命8年；

4．工作环境：

室内，灰尘较大，环境最高温度35℃；

5．制造条件及生产批量：

一般机械厂制造，小批量生产；

6.运输带速度允许误差：

±

5%；

7．动力：

电力，三相交流，电压380/220V

1.3基本参数:

输送带工作拉力F=2.5KN输送带工作速度υ=1.3m/s滚筒直径D=240mm

1.4工作量

1、传动系统方案的分析；

2、电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算；

3、传动零件的设计计算；

4、轴的设计计算；

5、轴承及其组合部件选择和轴承寿命校核；

6、键联接和联轴器的选择及校核；

7、减速器箱体，润滑及附件的设计；

8、装配图和零件图的设计；

9、设计小结；

10、参考文献；

二、传动系统方案的分析

传动方案见上图，其拟定的依据是结构紧凑且宽度尺寸较小，传动效率高，适用在恶劣环境下长期工作，虽然所用的锥齿轮比较贵，但此方案是最合理的。

其减速器的传动比为10-25，用于输入轴于输出轴相交而传动比较大的传动。

三、电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算

3.1电动机的选择

1、电动机类型选择：

选择电动机的类型为三相异步电动机，额定电压交流380V。

2、电动机容量选择：

（二）选择电动机

１，电动机类型选择

根据电源及工作及工作条件，选用卧式封闭型Y（IP44）系列三相交流异步电动机。

２，选择电动机容量

1）工作机所需功率

2）传动装置总效率　

式中，为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。

查《机械设计课程设计手册》，由表1－5查得：

滚子轴承（一对）；

8级精度的圆柱齿轮传动；

8级精度的圆锥齿轮传动；

弹性联轴器；

滚筒效率，则

3）所需电动机功率

4）确定电动机额定功率

根据，选取电动机额定功率

３，计算电动机转速可选范围并选择电动机型号

卷筒轴工作速度：

查《机械设计课程设计手册》按表1推荐，取圆锥—圆柱齿轮减速器传动比范围，则电动机可选转速：

可见同步转速为1500的电动机符合。

查《机械设计课程设计手册》表12-1符合的有，如下表：

方案

电动机型号

额定功率（kw）

电动机转速（r/min）

电动机质量　　　　　（kg）

总传动比

同步

满载

1

Y112M-4

4.0

1500

1440

43

25.46

选定电动机型号为Y112M-4。

4，电动机的技术数据和外形，安装尺寸。

查《机械设计课程设计手册》表12-9查出Y132M2-6型电动机的主要技术数据和外形、安装尺寸。

尺寸D=32mm，中心高度H=112mm，轴伸长E=80mm。

（三）计算传动装置总传动比和各级传动比

１，传动装置的总传动比

２，分配各级传动比

对于圆锥—圆柱齿轮减速器，圆锥齿轮传动比：

则

（四）计算传动装置的运动参数

1各轴的转速n（r/min）

减速器高速轴为轴，中速轴为轴，低速轴为轴，

2各轴的输入功率

按电动机额定功率计算各轴输入功率，即

；

3各轴的输入转矩T（N•ｍ）和输出转矩T（kW）

轴的输出转矩分别为输入转矩乘轴承效率0.98。

运动和运动参数计算结果汇总如下表：

表3轴的运动及动力参数

项目

电动机轴

高速级轴I

中间轴II

低速级轴III

工作机轴IV

转速（r/min）

414

103.5

功率（kw）

3.784

3.597

3.454

3.249

转矩（）

25.86

25.09

82.88

318.39

299.44

传动比

.3475

效率

0.99

0.98

0.96

F=2500N

V=1.3m/s

D=240mm

电动机型号为Y112M-4

四、传动零件的设计计算

（一）直齿圆锥齿轮传动的设计（主要参照教材《机械设计（第八版）》）

1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数

1.1选用标准直齿圆锥齿轮传动，压力角取20°

。

1.2带式输送机为一般工作机器，查表选用8级精度。

1.3材料选择。

查表选择小齿轮材料为40Cr（调质），齿面硬度280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），齿面硬度240HBS。

1.4初选小齿轮齿数：

大齿轮齿数，取Z2=84.

2.按齿面接触强度设计

2.1试算小齿轮分度圆直径

2.1.1确定公式中的各参数值

2.1.1.1试选

2.1.1.2计算小齿轮传递的转矩

2.1.1.3查图10-25选取齿宽系数

2.1.1.4查表得区域系数

2.1.1.5查表10-5得材料的弹性影响系数MPa1/2

2.1.1.6计算接触疲劳许用应力

查图10-25d得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为MPa，MPa。

计算应力循环次数

查图10-23取接触疲劳寿命系数。

取失效概率为1%，安全系数S=1，得

MPa

取和中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即

MPa

2.1.2试算小齿轮分度直径

2.2调整小齿轮分度圆直径

2.2.1计算实际载荷系数前的数据准备

2.2.1.1.圆周速度

2.2.1.2当量齿轮的齿宽系数

2.2.2计算实际载荷系数

2.2.2.1查表10-2得使用系数

2.2.2.2根据vm=3.35m/s、8级精度，查图10-8得动载系数Kv=1.12

2.2.2.3直齿锥齿轮精度较低，取齿间载荷分配系数

2.2.2.4由表10-4用插值法查表得8级精度、小齿悬臂时，得齿向载荷分布系数

由此，得到实际载荷系数

2.2.3按实际载荷系数算得的分度圆直径

以及相应的齿轮模数

（2）按齿根弯曲疲劳强度设计

3.1试算模数

3.1.1确定公式中的各参数值

3.1.1.1试选

3.1.1.2计算

由分锥角和

，可得当量齿数：

查图10-17得齿形系数

查图10-18得应力修正系数

查图10-24c得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为MPa，

查图10-22取弯曲疲劳寿命系数

区弯曲疲安全系数,得

因为大齿轮的大于小齿轮，所以取=0.020

3.1.2试算模数

3.2调整齿轮模数

3.2.1计算实际载荷系数前的数据准备

3.2.1.1圆周速度

3.2.1.2齿宽

3.2.2计算实际载荷系数

3.2.2.1查表得使用系数

3.2.2.2根据V=1.3m/s、7级精度，查表得动载系数Kv=1.12

3.2.2.3直齿锥齿轮精度较低，取齿间载荷分配系数

3.2.2.4查表10-4得直齿锥齿轮传动，取

3.2.3按实际载荷系数算得的齿轮模数

按照齿根弯曲疲劳强度计算的模数，就近选择标准模数m=1.5mm，按照接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=52.24mm，算出小齿轮齿数,

取Z1=35，则大齿轮齿数Z2=uZ1=3.475*35=121.6.为了使两齿轮的齿数互质，取Z2=122.

（3）几何尺寸计算

4.1计算分度圆直径

d1=mz1=1.5*35=52.5

d2=mz2=1.5*122=183

4.2计算分锥角

4.3计算齿轮宽度

取b1=b2=29mm

强度校核

5齿面接触疲劳强度校核

5.1小齿轮接触疲劳强度条件

5.1.1确定公式中的各参数值

5.1.1.1查表得使用系数

5.1.1.2根据、7级精度，查图10-8得动载系数Kv=1.12

5.1.1.3直齿锥齿轮精度较低，取齿间载荷分配系数

5.1.1.4由表10-4用插值法查表得8级精度、小齿悬臂时，得齿向载荷分布系数

5.1.2计算小齿轮传递的转矩

5.1.3查图10-25选取齿宽系数

5.1.4查表得区域系数

5.1.5查表10-5得材料的弹性影响系数MPa1/2

5.1.6计算接触疲劳许用应力

5.1.3小齿轮齿面接触疲劳强度条件

满足齿面接触疲劳强度条件

5.2齿根弯曲疲劳强度校核

5.2.1计算齿根弯曲疲劳强度

5.2.2确定公式中的各参数值

5.2.2.1计算齿根弯曲疲劳强度

5.2.2.2查表得使用系数

5.2.2.3根据、7级精度，查图10-8得动载系数Kv=1.1

5.2.2.4由

查表10=3得齿间载荷分配系数

5.2.2.5查表10-4得直齿锥齿轮传动，取

5.2.3计算弯曲疲劳强度用重合系数

5.2.4查图10-17得齿形系数

5.3小齿轮齿根弯曲疲劳强度条件

满足齿根弯曲疲劳强度条件

6主要设计结论

齿数z1=35，z2=122,模数m=2mm，压力角，变位系数，分锥角，齿宽b1=b2=29mm。

小齿轮选用40Cr（调质），大齿轮选用45钢（调质）。

齿轮按7级精度设计。

（二）斜齿圆柱齿轮传动的设计（主要参照教材《机械设计（第八版）》）

1.1选用标准斜齿圆柱齿轮传动，压力角取20°

1.2带式输送机为一般工作机器，查表选用7级精度。

大齿轮齿数.

2.1试算小