螺旋输送机课程设计.doc

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《机械设计基础A》课程设计

说明书

题目名称：

螺旋输送机传动传动系统设计

学院（部）：

机械工程学院

专业：

机械设计制造及其自动化

学生姓名：

朱勇

班级：

1205

学号：

12405701114

指导教师姓名：

江湘颜

评定成绩：

目录

1设计任务书......................................1

2电动机的选择与运动参数的计算.......................3

2.1电动机的选择...............................................3

2.2传动比的分配...............................................3

2.3传动装置的运动参数.........................................4

3各齿轮的设计及计算..............................5

3.1、圆柱斜齿轮的减速设计......................................5

3.2、圆锥齿轮的减速设计.......................................10

4轴的设计计算..................................14

4.1、输入（高速）轴的设计.....................................14

4.2、输出（低速）轴的设计.....................................20

5轴承的选择及计算...............................26

5.1、输入轴的轴承设计计算......................................26

5.2、输出轴的轴承设计计算......................................26

6联轴器的选择...................................27

7润滑与密封.....................................27

8其它附件的选择.................................27

9设计小结.......................................29

10参考文献......................................30

一、设计任务书

传动系统图：

螺旋输送机传动系统简图

1-电动机；2--联轴器；3-单级圆柱齿轮减速器；4-联轴器；

5-开式圆锥齿轮传动；6-螺旋输送机

原始数据：

输送机工作主轴功率

输送机工作轴转速n=120r/min

工作条件：

螺旋输送机连续运行、单向转动，启动载荷为名义载荷的1.25倍；工作时有中等冲击；螺旋输送机主轴转速n的允许误差；二班制（每班8小时），要求减速器设计寿命为8年，大修期为2-3年，中批量生产；三相交流电源的电压为380/220V。

二、电动机的选择与运动参数的计算

21电动机的选择

2.1.1确定电动机的额定功率

确定传动的总效率；其中、、、分别为联轴器、一对锥齿轮、一对圆柱齿轮、球轴承的效率。

查表可得：

，，，

工作时，电动机的输出功率为：

KW

由表12-1可知，满条件的Y系列三相异步电动机额定功率应取为5.5KW。

2.1.2、电动机型号的选择

由《机械设计课程设计》表3-2可知：

单级圆柱斜齿轮的传动比为3-5；开式圆锥齿轮的传动比为2-4；则总传动比的范围为6-20。

所以电动机的转速范围为600-2000r/min。

初步选择同步转速为1500r/min和1000r/min的电动机，由表12-1可知，对应于额定功率为5.5KW

的电动机型号分别为Y132S-4型和Y132M2-6型，再根据表12-2中型号比较，选择Y132S-4型较为合理。

Y132S-4型三相异步电动机的额定功率=5.5KW,满载转速，同步转速为1500r/min，电动机中心高为132mm，轴伸出部分用于装联轴器的直径和长度分别为D=38mm和E=80mm。

2.2传动比的分配

2.2.1、总传动比计算

由题目给定参数可知输送机工作轴转速，

2.2.2、传动比的分配

根据《机械设计课程设计》表3-2可知：

单级圆柱齿轮减速器的传动比i一般为3-5，单级圆锥齿轮减速器，用于输入轴与输出轴垂直相交的传动时，其传动比一般为2-4，因此，取单级圆柱齿轮传动比，则单级开式圆锥齿轮传动的传动比

2．3传动装置的运动参

（1）各齿轮功率的计算

对于圆柱斜齿齿轮传动：

高速轴的输入功率：

低速轴的输入功率：

对于圆锥齿轮传动：

高速轴的输入功率：

低速轴的输入功率：

（2）各轴转速的计算

对于圆柱齿轮传动：

高速轴转速：

低速轴转速：

对于圆锥齿轮传动：

高速轴转速：

低速轴转速：

（3）各轴输入转矩的计算

对于圆柱齿轮传动：

高速轴输入转矩：

低速轴输入转矩：

对于圆锥齿轮传动：

高速轴输入转矩：

低速轴输入转矩：

轴名

功率KW

转速r/min

转矩

圆柱齿轮传动

高速轴1

4.6084

1440

30.5626

低速轴2

4.3807

380

110.0939

圆锥齿轮传动

高速轴3

4.2502

380

106.8142

低速轴4

3.9569

127

297.5464

三、各齿轮的设计及计算

3.1、圆柱斜齿轮减速设计

3.1.1、工况分析

直齿圆柱斜齿齿轮传动采用软齿面闭式传动，小齿轮用45调质，齿面硬度250HBS；大齿轮用45常化210HBS；初选传动精度为8级，其主要失效形式为点蚀，考虑传动平稳性，齿数宜取多一些，初选齿数；压力角为；初选螺旋角为。

3.1.2、设计原则

1、设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度计算。

2、按齿根弯曲疲劳强度设计。

3.1.3、设计计算

（1）确定材料许用接触应力

由《机械设计》图7-18（a）查MQ线得。

（2）确定寿命系数。

小齿轮循环次数：

大齿轮循环次数：

由《机械设计》图7-19查得

（3）确定尺寸系数,由图7-20查得

（4）确定安全系数,由表7-8取

（5）计算许用接触应力

根据式（7-22）得

（6）按齿面接触接触强度设计

确定上式中的各计算数值如下：

初定螺旋角；试选载荷系数；

小齿轮传递的转矩：

由前面求得；

确定齿宽系数：

由教材表7-6选取齿宽系数；

确定材料弹性影响系数,由表7-5查得材料弹性影响系数；

确定节点区域系数,由图7-14得；

确定重合度系数，由教材（7-27）计算端面重合度为

轴面重合度：

因，由式（7-26）计算重合度系数

（7）确定螺旋角系数

（8）计算所需小齿轮直径

（9）确定实际载荷系数K与修正所计算的分度圆直径

确定使用系数：

按电动机驱动，载荷平稳，查表7-2取

；

确定动载系数：

计算圆周速度：

故前面取8级精度合理，由齿轮的速度与精度查图7-8得；

确定齿间载荷分配系数：

齿宽初定：

单位载荷：

由表7-3查得。

确定齿向载荷分布系数：

由表7-4得

计算载荷系数：

按实际载荷系数修正所算的分度圆直径，由式（7-12）得

计算模数：

3.1.4、齿根弯曲疲劳强度计算

由式（7-28）得弯曲强度的设计公式为

（1）由教材图7-21（a）取；

（2）由图7-22查得弯曲疲劳寿命系数；

（3）由表7-8查得弯曲疲劳安全系数；

（4）由图7-23得尺寸系数

（5）由式（7-22）得许用弯曲应力：

（6）确定计算载荷K：

初步确定齿高

由图7-11得，计算载荷：

（7）确定齿形系数：

当量齿数为

由图7-16查得；

（8）由图7-17查得应力校正系数：

；

（9）计算大小齿轮的值：

大齿轮数值大。

（10）求重合度系数：

端面压力角：

基圆螺旋角的余弦值为：

当量齿轮端面重合度，由式（7-30）得

按式7-30计算

（11）由图7-25得螺旋角影响系数；

（12）将上述各值代入公式计算，得

由于齿轮的模数的大小主要取决于弯曲强度，所以计算出来的1.1按国标圆整为。

并根据接触强度计算出的分度圆直径，则

取，故

3.1.5、齿轮的几何尺寸计算

（1）中心距：

把中心距圆整成103mm；

（2）修正螺旋角：

螺旋角变化不大，所以相关参数不必修改；

（3）分度圆直径：

（4）确定齿宽：

，

3.2、直齿圆锥齿轮减速设计

3.2.1、工况分析

根据工作条件，减速器可采用开式软齿面传动，查表7-1取小齿轮材料为40Cr钢，调制处理，硬度;大齿轮材料为45钢，调制处理，硬度；两齿轮齿面硬度差为30，符合软齿面传动的设计要求。

3.2.2、设计计算

（1）选齿数：

取；

（2）确定材料许用接触应力：

确定接触疲劳极限，由图7-18（a）查MQ线得；

确定寿命系数,由已知条件，取；

确定尺寸系数,由图7-20查得；

确定安全系数,由表7-8取；

计算许用接触应力：

根据式（7-20）得

（3）根据设计准则，按齿面接触疲劳强度设计

按式（7-35）计算接触强度，其公式为：

确定上式中的各计算数值如下：

试选载荷系数；

选取齿宽系数；

由表7-5得材料的弹性影响系数；

由图7-14确定节点区域系数；

试算所需小齿轮直径：

（4）确定实际载荷系数K与修正所计算的分度圆：

确定使用系数确定使用系数：

按电动机驱动，载荷平稳，查表7-2取；

确定动载系数：

计算平均圆周速度：

故前面取的8级精度合理，由齿轮的速度与精度查教材图7-7查得；

确定齿间载荷分配系数：

锥距：

；

齿宽初定：

；

圆周力计算：

单位宽度载荷计算；

查表7-11得；

确定齿向载荷分布系数:

由表