机械输送传动装置设计书.docx
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机械输送传动装置设计书
机械输送传动装置设计书
【设计任务书】
题目：
设计输送传动装置
.总体布置简图如图1
二.总传动比误差为士5%单向
输出轴功率P/KW
3
输出轴转速
n/（r/min）
35
传动工作年限
（年）
6
工作制度（班/日）
2
工作场所
车间
批量
小批
回转,
X
X
I
X
I
~i
X
附图1
I—电动机；2—Y箱i专釦3—副柱齿轮减速器；切一开式时5—輸蜒机枸的输入轴。
轻微冲击。
三.原始数据:
四.设计内容：
1.电动机的选择与运动参数计算；2.齿轮传动设计计算；3.V带传动设计计算；4.轴的结构尺寸设计；5.键的选择；6.滚动轴承的选择；7.装配图、零件图的绘制；8.设计说明书的编写。
【电动机的选择】
1.电动机类型和结构的选择：
按照已知条件的工作要求和条件，选用丫型
全封闭笼型三相异步电
动机。
2.电动机容量的选择：
工作机所需功率：
Pw=3kW
电动机的输出功率：
Pd=Pw/n,n〜0.82,Pd=3.66kW
电动机转速的选择：
nw=35r/min,V带传动比i1=2—4,单级齿轮传动比
i2=3—5（查表2.3）
nd=（i1xi2xi2）nw。
电动机转速范围为630—3500r/min
3.电动机型号确定：
由附录八查出符合条件的电动机型号，并根据轮廓尺寸、重量、成本、传动比等
因素的考虑，最后确定选定Y112M—4型号的电动机，额度功率为4KVY
满载转速1440r/min
【计算总传动比和分配传动比】
1.由选定电动机的满载转速nm和输出轴转速nw,总传动比为i=nm/nw,得i=41.14
2.合理分配各级传动比：
V带传动比i仁3,闭合齿轮传动比i2=3.5，开式
齿轮传动比i3=3.92
3.运动和动力参数计算结果列于下表：
项目
电动机轴
轴1
轴II
轴III
转速
（r/min）
1440
480
137
35
功率（kW
3.66
3.48
3.31
3.01
转矩（N-nr）
24.27
69.20
230.18
821.83
传动比
3
3.5
3.92
效率
0.96
0.96
0.92
【传动件设计计算】
减速器齿轮设计：
1.按表11.8选择齿轮材料
小齿轮材料为45钢调质，硬度为220—250HBS
大齿轮材料为45钢正火，硬度为170-210HBS
2.因为是普通减速器，由表11.20选用9级精度，要求齿面粗糙度Ra=6.33.按齿面接触疲劳强度设计
确定有关参数与系数：
转矩：
T=69154N-mm
查表11.10得：
载荷系数K=1.1
选小齿轮齿数Z1=30,则大齿轮齿数Z2=iZ仁3.5X30=105实际齿数比
u=3.5
因单级直齿圆柱齿轮为对称布置，又为软齿面，由表11.19选取©d（齿
宽系数）=1
4.许应接触应力[（TH]:
由图11.23查得（THlim1=560MPa°Hlim2=530MPa
由表11.19查得Sh=1。
N1=60•n1•j•Lh=60X480X1X（6X52X80）=7.2X10e8
N2=N1/i=7.2X10e8/3.5=2.05X10e8
由表11.26查得Zn1=1Zn2=1.05
计算接触疲劳许用应力:
[（TH]1=Zn1•^Hlim1/Sh=560MPa
[tH]2=Zn2・tHlim2/Sh=557MPa试算小齿轮分度圆直径，确定模数：
d1>76.43x3VKT1（卩+1）/©[tH]e2=51.82mm
m=d1/z1=1.73mm由表11.3取标准模数m=2mm
5．主要尺寸计算：
分度圆直径d1=mz1=2x30=60mmd2=mz2=2x105=210mm
齿宽b=©dd1=1x60=60mm取b2=60mm则b1=b2+5=65mm中心距a=0.5xm（Z1+Z2）=135mm
6．按齿根弯曲疲劳强度校核:
由式（11.12）得出，如TF<[TF]，则校核合格。
确定有关系数和参数：
齿形系数YF,查表11.12得YF1=2.54YF2=2.14
应力学整系数Ys,查表11.13得Ys1=1.63Ys2=1.88
许应弯曲应力[TF]
由图11.24查得TFlim1=210MpaTFlim2=190Mpa
由表11.9查得SF=1.3
由图11.25查得YNI=YN2=1
由式（11.16）可得
[tF]1=YNI・tFlim/SF=162Mpa[tF]2=YNI•tFlim/SF=146MPa故计算出
tF1=21Mpa<[tF]1tF2=20Mpa<[tF]2齿根弯曲疲劳强度校核合格
7．验算齿轮的圆周速度：
V=n・di・n1/（60X1000）=1.5m/s由表11.21可知，选9级精度合适
8．几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图：
以大齿轮为例，齿轮的直顶圆直径为：
da2=d2+2ha=214m,由于200vda2v500之间，所以
采用腹板式结构。
齿轮零件工作图略。
开式齿轮设计：
1．按表11.8选择齿轮材料
小齿轮选用40Cr合金钢表面淬火，硬度为48—55HRS
大齿轮选用40Cr合金钢调质，硬度为240—260HBS
2．由表11.20选用9级精度，要求齿面粗糙度Ra=6.3
3．按齿面接触强度设计
确定有关参数与系数：
转矩：
T=230000N・mm
查表11.10得载荷系数K=1.1
选小齿轮齿数Z1=20,则大齿轮齿数Z2=iZ1=3.92X20=78.4，圆整数
78。
实际齿数比u=3.9，误差为0.5%v士5%
因单级直齿圆柱齿轮为不对称布置，又为硬齿面，由表11.19选取©d（齿
宽系数）=0.5
4.许应接触应力[（TH]:
由图11.23查得（THlim1=800MPa°Hlim2=720MPa
由表11.19查得Sh=1.1
N1=60•n1•j•Lh=60x137X1X（6X52x80）=2.05x10e8
N2=N1/i=2.05x10e8/3.9=5.26x10e7
由表11.26查得Zn1=1.11Zn2=1.25
计算接触疲劳许用应力：
[（TH]1=Zn1•^Hlim1/Sh=807MPa
[（TH]2=Zn2•百Hlim2/Sh=818MPa
试算小齿轮分度圆直径，确定模数：
d1>76.43x3VKT1（卩+1）/©[eH]e2=75.82mm
m=d1/z1=3.791mm由表11.3取标准模数m=4mm
5．主要尺寸计算：
分度圆直径d1=mz1=4x20=80mmd2=mz2=4x78=312mm
齿宽b=©dd1=0.5x80=40mm取b2=40mm则b1=b2+5=45mm
中心距a=0.5xm（Z1+Z2）=196mm
6．按齿根弯曲疲劳强度校核:
由式（11.12）得出，如eF<[eF]，则校核合格。
确定有关系数和参数：
齿形系数YF,查表11.12得YF1=2.81YF2=2.25
应力学整系数Ys,查表11.13得Ys1=1.56Ys2=1.77
许应弯曲应力[eF]
由图11.24查得eFlim1=720MpaeFlim2=250Mpa
由表11.9查得SF=1.5
由图11.25查得YNI=YN2=1
由式（11.16）可得
[（TF]1=YNI•（TFlim/SF=480Mpa[®F]2=YNI•®Flim/SF=167MPa故计算出
tF1=173Mpa<[tF]1tF2=157Mpx[tF]2齿根弯曲疲劳强度校
核合格。
7．验算齿轮的圆周速度：
V=n・di•n1/（60X1000）=0.57m/s由表11.21可知，选9级精度合适
8．几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图：
以大齿轮为例，齿轮的直顶圆直径为：
da2=d2+2ha=320m,由于200vda2v500之间，所以
采用腹板式结构。
齿轮零件工作图略。
【V带传动设计】
1．确定功率Pc：
查表9.21得Ka（工作情况系数）=1.1Pc=Ka?
p=4.4KW。
2.选取普通V带型号：
根据Pa=4.4Kwn仁1440r/min，由图9.13选用A型普通V带。
3．确定带轮基准直径：
根据表9.6和图9.13选取：
dd1=100mmdmin=90mm
大带轮基准直径为dd2=（n1/n2）dd1=270mm，按表9.3选取标准直值dd2=265mm
实际n2转速489.8r/min，误差相对率2%总误差v士5%允许。
4．验算带速V：
V=n・d1•n1/（60X1000）=6.78m/s，带速在5-25m/s范围内。
5．确定带的基准长度Ld和实际中心距a：
初定中心距a0=1200mm,则LdO:
Ld0=2a0+n
（dd1+dd2）/2+（dd2-dd1）2/4a0=2963.38mm
查表9.4取基准长度Ld=28OOmm
实际中心距a为a~aO+（ld-LdO）/2=1118.31mm
中心距变动范围为
amin=a-O.O15Ld=1O76mmamax=a+O.O3Ld=12O2mm
6．验算小带轮的包角:
a仁180o-57.3o（dd2-dd1）/a=171o>120o,合格。
7．确定V带根数z:
确定有关系数和参数
根据dd仁90mmn=1440r/min，查表9.9，得P0=1.07Kw
由表9.18查得Ka=0.001275
根据传动比i=2.94，查表9.19得Ki=1.1373，则△
P0=Kb-n•（1-1/Ki）=0.18Kw
由表9.4查得带长度修正系数KL=1.11，由图9.12查得包角系数Ka=0.98
得z>Pc/（P0+△P0）KaKL=3.24，圆整得z=4
8．求单根V带初拉力:
由表9.6查得A型普通V带的每米长质量q=0.10Kg/m
得F0=（500PC/ZV）-（2.5/Ka-1）+qv2=46.78N.
9.计算带轮轴上所受的压力F。
=2-F0•z-sin（a1/2）=373.08N
10．带轮结构设计略
11.设计结果:
选用4根A—2800GB/T13575.1—92V带，中心距a=1118mm小带轮直径90mm大带
轮直径265mm轴上压力=373.08N
【轴的设计计算】
I轴的设计
1.选择轴的材料，确定许用应力：
由已知条件可知此减速器传递的功率属于中小功率，对材料无特殊要求，故选用45钢并经调质
处理。
由表16.1查得强度极限°B=637Mpa再由表16.3查得许用弯曲应力[°-1b]=60Mpa
2.按钮转强度估算轴径（最小直径）
查表16.2得C=118—107
得d>C3Vp/n二（107—118）•3V3.48/480=20.7—22.8mm
考虑到轴的最小直径处要安装带轮，会有键槽存在，故需将估算直径加大3%-5%取为21.32—
23.94mm，由设计手册取标准直径d=24mm
3.轴的结构设计草图：
I轴的结构草图
H轴的设计：
1．选择轴的材料，确定许用应力：
由已知条件可知此减速器传递的功率属于中小功率，对材料无特殊要求，故选用45钢并经调质
处理。
由表16.1查得强度极限°B=637Mpa再由表16.3查得许用弯曲应力[°-1b]=60Mpa
2．按钮转强度估算轴径（最小直径）
查表16.2得C=118—107
得d>C3Vp/n二（107—118）•3V3.31/137=30.9—34.1mm
考虑到轴的最小直径处要安装齿轮，会有键槽存在，故需将估算直径加大
3%-5%，取为31.83—
35.81mm，由设计手册取标准直径d=34mm
3．轴的结构设计草图:
1.选择轴的材料，确定许用应力：
由已知条件可知此减速器传递的功率属于中小功率，对材料无特殊要求，故选用45钢并经调质
处理。
由表16.1查得强度极限°B=637Mpa再由表16.3查得许用弯曲应力[°-1b]=60Mpa
2.按钮转强度估算轴径（最小直径）
查表16.2得C=118—107
得d>C3Vp/n二（107—118）•3V3.01/35=47.29—52.16mm
由设计手册取标准直径d=50mm
3.轴的结构设计草图略
【键连接的选择】
均选择A型平键
代号
轴径/mm
键宽/mm
键高/mm
键长/mm
I轴I键
24
8
7
50
I轴H键
34
10
8
56
H轴I键
34
10
8
36
H轴H键
45
14
9
50
【滚动轴承的选择及计算】
I轴：
1.经强度校核，选择滚动轴承
6206型d=30mmD=62mmB=16mm
2.公差等级选择：
选普通级PO轴承。
II轴：
1.经强度校核，选择滚动轴承
6208型d=40mmD=80mmB=18mm
2.公差等级选择：
选普通级PO轴承。
【箱体结构尺寸计算】
1.类型选择：
选择一级铸铁圆柱齿轮减速器
2.箱体主要结构尺寸：
（mm
名
称
箱座壁厚3
箱盖壁厚31
箱盖凸缘厚度
b1
尺
寸/mm
8
8
12
箱座凸缘厚度b
箱底凸缘厚度
地脚螺钉直径
地脚螺钉数目n
轴承旁连接螺
b2
df
栓直径d1
12
20
16
4
12
盖与座连接螺
连接螺栓d2的
轴承端盖螺钉
检查孔盖螺钉
定位销直径d
栓直径d2
间距1
直径d3
直径d4
10
150
8
6
8
df、d1、d2至
df、d2至凸缘边
轴承旁凸台半
凸台高度h
外箱壁至轴承
外箱壁直径C1
缘距离C2
径R1
座端盖的距离
11
16
14
16
40
40
齿顶圆与内箱
齿轮端面与内
箱盖、箱座肋厚
轴承端盖外径
轴承旁连接螺
避间的距离△1
箱避间的距离
m1m2
D2
栓距离S
△2
12
12
6.8、6.8
102
125
【减速器附件的选择】
通气器：
由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用M18<1.5
油面指示器：
选用游标尺M16
起吊装置：
采用箱盖吊耳、箱座吊耳
放油螺塞：
选用外六角油塞及垫片M1&1.5
【润滑与密封】
一、齿轮的润滑：
采用浸油润滑，由于低速级周向速度为，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为35mm
二、滚动轴承的润滑：
由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。
三、润滑油的选择：
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用L-AN15润滑油。
四、密封方法的选取：
选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。
密封圈型号按所装配轴的直径确定为（F）
B25-42-7-ACM,（F）B70-90-10-ACM。
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。
附录：
装配图：
零件工作图
1.图6-2为轴的工作图示例，为了使图上表示的内容层次分明，便于辨
认和查找，对于不同的内容应分别划区标注，例如在轴的主视图下方集
中标注轴向尺寸和代表基准的符号。
技术要求
1.未注圆角半径R1
2.调质处理HBS217〜255
3.轴两端中心孔GB/T4459.5-A4/8.5
2.齿轮的轴向尺寸标注比较简单，对于小齿轮只有齿宽b和轮毂长度l两个尺寸．前者为自由尺寸，后者为轴系组件装配尺寸链中的一环。
当齿轮尺寸较大时，为了减轻重量可采用盘形辐板结构．如辐板用车削方法形成时，则标注凹部的深度，以便于加工时测量。
对于用锻、铸方法形成的辐板，则宜直接标注辐板的厚度。
对于轮缘厚度、辐板厚度、轮毂及辐板开孔等尺寸，为便于测量，均应进行圆整．
为了保证齿轮加工的精度和有关参数的测量，标注尺寸时要考虑到基准面，并规定基准面的尺寸和形位公差．齿轮的轴孔和端面既是工艺基准也是测量和安装的基准。
为了保证安装质量和切齿精度，对端面与孔中心线的垂直度和端面跳动度均应有要求。
齿轮的齿顶圆作为测量基准时有两种情况：
一是加工时用齿顶圆定位或找正，此时要控制齿顶圆的径向跳动；另一种情况是用齿顶圆定位检验齿厚或基节尺寸公差，此时要控制齿顶圆公差和径向跳动。
图6-3为直齿轮零件工作图，图6-4为斜齿轮零件工作图，供学习参考。
图6-5为锥齿轮零件工作图，供学习参考。
图6-6为蜗轮零件工作图，供学习参考。
图6-7为皮带轮零件工作图，供学习参考。
0.063A
C2
两端
均布
©136
43.3+t0.2
技术要求
1.未注倒角C2
2.正火处理，齿面硬度170〜210HBS
1.655
0.06A
70
+-
6
-口0.013
©
/0.04A
布均
0
©
0
0
©
R10
4处
C2
两端
£O-1
—0520
O
1.6
rr
其余12.5
齿数Z
模数m
压力角a
全齿高h
5.625
螺旋角bo
径向变位系数x0
齿轮副中心距a
ffl®^:
t!
KMGB10095-19S8
齿厚
处仏践长度W
跨齿数k
配对图号
6.3
—■'12±0.0215
0.012A
齿数乙
|呦-0054
11
齿轮
数量
比例
1:
2
材料
45
图号
制图
校核
齿数Z2
105
模数mn
3
压力角a
20「
全齿高h
6.75
螺旋角B
10°
旋向
右旋
齿轮副中心距a
1M0OJ6
齿厚
忙袪戦长接W
I06..26-0.05
跨齿数k
12
配对齿轮
图号
齿数Z1
25
齿轮参数
1.未注倒角
2.正火处理，齿面硬度170〜210HBS
齿轮
数量
比例
1:
4
材料
45
图号
制图
校核
其余6.3
32.5
0.5
SR41+0.05抛光
9.18
$
R3
R3
6OO$
①0.1
A
2702
0.5X45°
55
+0-1
$
直齿锥齿轮参数
齿数
10
~分度圆上端面模数~
4.375
标准压力角
~22"30~
径向变位糸数
~+0.226~
分度圆直径D
~43750~
齿顶高
~4.490~
全齿高
~7870~
分锥距
40.70
轴交角
~90°
安装距
~41±0.05~
分度圆上弦齿厚
7.884（埋论值）
分度圆上弦齿高
~4.7194~
齿根圆弧半径
1.27±0.15
齿面粗糙度
齿圈径向跳动公差
0.065
旋转齿侧间隙
0.10~0.20
相邻周节差
0.025
周节累积公差
0.095
技术要求
1.渗碳层深度0.6〜1.0,淬火、回火后
表面硬度58〜64HRC
心部硬度33〜48HRC
2.齿轮锻件毛坯不得有夹渣、裂纹、疏松、等锻造缺陷
3.齿轮精度，级8-DcGB11365-89
锥齿轮
数量
比例
2:
1
材料
20Cr
图号
制图
校核
技术要求
端面模数
mA
315
齿数.
39
齿形
分度圆直径.
2U
齿顶高系数
*2
ha2
1
变位系数
0.26
精度等级
8C（GBIUU89-I988）
配对
蜗杆型式
阿基米德（ZA）
齿数
z1L.1
蜗杆
螺旋方向
H.iD&
导程角
Y15416
图号
公差组
虻#人e.Isa仁宀八*
检验坝目代号
公差（或极限偏差）值
蜗轮齿圈1丄向跳u动公^
Fr
0.050
蜗轮周节极限偏差
±fpt
±0.020
蜗轮齿形公差
1f2
0.014
齿厚
上偏差
Ess2
0
~下偏差
匕2
-0.110
・!
-1
齿高
齿长
传动轴交角极P限偏差
±1S
±0.019
±1X
丄0.030
1未注形位公差应符合GB/T1184-K的要求.
2、未注尺寸公差应符合GB/T1804-m勺要求
3、未注倒角均为0.8X45°O
4、尖角倒钝。
锥齿轮
数量
比例
2:
1
材料
20Cr
图号
制图
校核
1.未注铸造圆角R5
2.铸造斜度1:
25
V带轮
图号
「比例
1:
1
材料
HT150
数量
制图
校核
设计小结
由于时间比较紧迫，所以这次的设计存在许多缺点，比如低速轴承使用寿命过长，制图不够精确等缺陷。
但我觉得能做类似的课程设计是十分有意义，而且是十分必要的。
平时我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去锻炼我们的实践面？
如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？
我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。
当到自己动手的时候，才会经常发现原来自己还有很多知识点没吃透，而课程设计让我们把学过的东西运用到实际中去，能学懂学透，这才算是真正学到了东西。
这次的设计存在许多不完善的地方，如果在以后需要设计类似的机械，我相信，我能设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的设备。
这次关于带式运输机上的两级圆锥圆柱齿轮减速器的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于
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