计设用于带式运输机的传动装置机械设计基础课题设计毕业设计.docx
《计设用于带式运输机的传动装置机械设计基础课题设计毕业设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计设用于带式运输机的传动装置机械设计基础课题设计毕业设计.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
计设用于带式运输机的传动装置机械设计基础课题设计毕业设计
机械设计基础
课程设计说明书
设计题目：
设计用于带式运输机的传动装置
学院：
港航学院
专业：
轮机工程
年 级：
A11轮机1班
指导教师：
龚雅萍
学生姓名：
学号：
110204115
起迄日期：
2013.8.30—2013.9.8
港航学院轮机工程
目录
第一章.设计任务书1
第二章.设计内容1
第三章.计算传动装置的运动和动力参数2
第四章.齿轮的设计4
第五章.低速级齿轮设计8
第六章.轴的设计12
第七章.键的计算15
第八章.减速器的润滑与密封15
第九章.减速器箱体及附件的选择16
第十章.制造、安装及使用说明17
设计任务书
1.1设计题目
带式运输机的传动装置设计
1.2传动装置原理方案设计
1.3原始数据
数据编号
A15
输送机工作轴功率P（KW）
11.5
输送机工作轴转速n（1/min）
70
1.4工作条件
单向传动，载荷平稳，每天平均工作4小时，使用寿命15年试设计闭式齿轮传动机构。
运输带速度允许误差为5%。
1.5设计工作量
（1）设计说明书一份
（2）速器零件工作图1张
设计内容
2.1选择电动机的类型
按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V。
2.2选择电动机的容量
工作机的有效功率:
PW=Fv
F：
运送带工作拉力（N）V：
运输带工作速度（m/s）
2.3传动装置的总功率：
从电动机输出轴到运输带的总工作效率为:
η总=η1×η2×η3×η4×η5×η6
=0.99×0.99×0.98×0.95×0.96×0.97
=0.85
式中：
刚性联轴器的效率η1=0.99
一对滚动轴承的效率η2=0.99
单机圆柱齿轮传动的效率η3=0.98
开式齿轮传动的效率η4=0.95
卷筒的传动效率η5=0.96
一对滑动轴承的效率η6=0.97
2.4电动机所需工作效率
已知输送机工作轴功率为：
P=11.5KW
Pd=P/η总=11.5/0.85=13.53KW
计算传动装置的运动和动力参数
3.1传动比的分配
已知：
输送机工作轴转速n=70r/min。
常用同步电机的转速为1500r/min和1000r/min。
选单级圆柱齿轮减速器传动比¡=4～5。
根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，则选n=1500r/min。
开式齿轮为避免齿轮数过多，导致尺寸过大，传动比¡<7。
结合电动机的额定功率，可选的电动机数据以及传动装置对应的传动比如下表：
3.2确定电动机型号
电动机型号
额定功率（KW）
满载转速（r/min）
额定转矩
Y160L-4
15
1460
2.2
3.3传动比的分配
（1）总传动比为
分配传动比
考虑润滑条件等因素，初定
，
3.4各参数的计算
1）各轴的转速
轴
轴
轴
卷筒轴
2）各轴的输入功率
轴
轴
轴
卷筒轴
3）各轴的输入转矩
电动机轴的输出转矩为
轴
轴
轴
卷筒轴
将上述计算结果汇总与下表，以备查用.
轴名
功率P/kw
转矩T/（N·mm）
转速n/（r/min）
传动比
效率
轴
13.08
8.77×104
1440
4.04
0.97
轴
12.69
3.44×104
356.4
3
0.97
轴
12.32
10.01×105
118
1
0.95
卷筒轴
11.58
9.38×105
118
齿轮的设计
4.1高速级齿轮设计
选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
（1）按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，软齿轮面闭式传动。
（2）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）。
（3）材料选择。
由《机械设计》表10-1，选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。
（4）选小齿轮齿数，则大齿轮齿数
按齿面接触疲劳强度设计，即
确定公式内的各计算数值
1）试选载荷系数。
2）计算小齿轮传递的转矩
3）由《机械设计》表10-7选取齿宽系数。
4）由《机械设计》表10-6查得材料的弹性影响系数。
5）由《机械设计》图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限。
6）由式10-13计算应力循环次数
7）由《机械设计》图10-19取接触疲劳寿命系数；。
8）计算接触疲劳许用应力
取安全系数S=1
4.2设计计算
1）试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。
2）计算圆周速度v
3）计算齿轮宽度b
4）计算齿宽高之比
模数：
齿高：
5）计算载荷系数
查表10-2得使用系数;
根据、7级精度，由图10-8得动载系数；
直齿轮，
由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，；由，查图10-13得，
故载荷系数
6）校正分度圆直径
由《机械设计》式（10-10a）得
7）计算模数
4.3按齿根弯曲强度设计
由式（10-5）得弯曲强度的设计公式为
4.4确定公式内的各计算数值
1）由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限；
2）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数，；
3）计算弯曲疲劳许用应力。
取弯曲疲劳安全系数，由式（10-12）得
4）计算载荷系数K。
5）查取齿形系数。
由表10-5查得；；
6）查取应力校正系数
由表10-5查得；
7）计算大、小齿轮的并加以比较。
大齿轮的数值大。
8）设计计算
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的强度，由于齿轮模数m的大小取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数1.794并就近圆整为标准值，按接触强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数
则
这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。
4.5几何尺寸计算
1）计算分度圆直径
2）计算中心距
3）计算齿轮宽度
取，
低速级齿轮设计
5.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
（1）按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，软齿轮面闭式传动。
（2）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）。
（3）材料选择。
由《机械设计》表10-1，选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。
（4）选小齿轮齿数，则大齿轮齿数
5.2初步设计齿轮主要尺寸
（1）设计准则:
先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。
（2）按齿面接触疲劳强度设计，即
确定公式内的各计算数值
1）试选载荷系数。
2）计算小齿轮传递的转矩
3）由《机械设计》表10-7选取齿宽系数。
4）由《机械设计》表10-6查得材料的弹性影响系数。
5）由《机械设计》图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限。
6）由式10-13计算应力循环次数
7）由《机械设计》图10-19取接触疲劳寿命系数；。
8）计算接触疲劳许用应力
取安全系数S=1
5.3设计计算
1）试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。
2）计算圆周速度
3）计算齿轮宽度b
4）计算齿宽高之比
模数：
齿高：
5）计算载荷系数
查表10-2得使用系数;
根据、7级精度，由图10-8得动载系数；
直齿轮，
由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，；由，查图10-13得，
故载荷系数
6）校正分度圆直径
由《机械设计》式（10-10a）得
7）计算模数。
5.4按齿根弯曲强度设计
弯曲强度的设计公式为
确定公式内的各计算数值
由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限；由图10-18取弯曲疲劳寿命系数，；
计算弯曲疲劳许用应力。
取弯曲疲劳安全系数，由式（10-12）得
5）计算载荷系数K。
6）查取齿形系数。
由表10-5查得；；
7）查取应力校正系数
由表10-5查得；
8）计算大、小齿轮的并加以比较。
大齿轮的数值大。
5.5设计计算
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的强度，由于齿轮模数m的大小取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数2.813并就近圆整为标准值，按接触强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数。
则
这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。
5.6几何尺寸计算
1）计算分度圆直径
2）计算中心距
3）计算齿轮宽度
取，
结构设计及绘制齿轮零件图简图
齿数
齿宽
分度圆直径
中心距
第一级
z1
27
B1
65
d1
54
a1
136
z2
109
B2
60
d2
218
第二级
z3
27
B3
85
d3
81
a2
162
z4
81
B4
80
d4
243
轴的设计
6.1齿轮轴的设计
1）输入轴上的功率、转速和转矩
由上可知，，
2）求作用在齿轮上的力
因已知小齿轮的分度圆直径
而
3）初步确定轴的最小直径
材料为45钢，正火处理。
根据《机械设计》表15-3，取，于是，由于键槽的影响，且,故,输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径。
为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。
联轴器的计算转矩，查《机械设计》表14-1，取，则：
按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查机械设计手册，选用GY4型凸缘联轴器，其公称转矩为。
半联轴器的孔径，故取，半联轴器长度，半联轴器与轴配合的毂孔长度。
6.2齿轮轴的结构设计
1）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度：
为了满足办联轴器的轴向定位要求，Ⅰ-Ⅱ段左端需制出一轴肩，故取Ⅱ-Ⅲ段的直径；右端用轴端挡圈定位。
半联轴器与轴配合的毂孔长度，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故Ⅰ-Ⅱ段的长度应比略短一些，现取。
2）初步选择滚动轴承。
因轴承只受径向力的作用，故选用深沟球轴承。
按照工作要求并根据，查机械设计手册表6-1选取深沟球轴承6008，其尺寸为，故，。
3）轴肩高度，故取，则轴环处的直径。
轴环宽度取,。
4）轴承端盖的总宽度为（由减速器及轴承端盖的结构设计而定）。
根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离，
升级会员 