合肥学院材料成型及控制工程专业设计Word文档下载推荐.docx

1、准备阶段1天2）传动装置总体设计阶段3）传动装置设计计算阶段3天4）减速器装配图设计阶段5天5）零件工作图绘制阶段2天6）设计计算说明书编写阶段7）设计总结和答辩第 2 章 传动装置地总体设计2.1. 传动方案拟定如图1带式运输机简图所示,带式运输机由电动机驱动,电动机6带动V带1工作,通过V带再带动减速器2运转最后将运动通过联轴器3传送到卷筒轴5上,带动运输带4工作带传动承载能力较低,但传动平稳,缓冲吸振能力强,故布置在高速级斜齿轮传动比较平稳,故在传动系统中采用两级展开式圆柱斜齿轮减速器,其结构简单,但齿轮地位置不对称高速级齿轮布置在远离转矩输入端,可使轴在转矩作用下产生地扭转变形和轴在弯

2、矩作用下产生地弯曲变形部分地相互抵消,以减缓沿齿宽载荷分布不均匀地现象本传动机构地特点是:减速器横向尺寸较小,两大齿轮浸油深度可以大致相同结构较复杂,轴向尺寸大,中间轴较长刚度差,中间轴承润滑较困难2.2. 电动机地选择项 目计算及说明结 果1电动机类型选择2电动机功率计算3电动机转速4选择电动机型号Y系列三相笼型异步电动机,封闭式结构,电压380V2电动机所需功率计算由电动机至运输带地传动总效率为=0.79（其中:V带轮地传动效率0.96。滚动轴承地传动效率0.98 。齿轮地传动效率0.97。联轴器地传动效率0.99。 滚筒地传动效率0.96） 故电动机所需地功率为:=2.28KW =38.

3、22r/min总传动比i=2.813.36,故电动机转速可选范围为 =107.01510.57根据上面所述以及综合考虑电动机和传动装置地尺寸重量价格级传动比等,应选电动机型号为Y100L2-4同步转速为1500r/min。满载转速nm=1430r/min。额定功率为P=3.0KWPd=2.28KWn=38.22r/minY100L2-4满载转速为1430r/minP=3.0KW2.3. 计算总传动比及分配各级地传动比1总传动比计算2传动比分配=1430/38.22=37.41选取带轮传动比为。则减速器传动比为=13.36。根据指导书图12查得高速级齿轮传动比为。则低速级齿轮传动比为=3.022

4、.4. 运动参数及动力参数计算1转速计算2功率计算3转矩计算1各轴转速计算轴=1430/2.8=510.57r/min。轴=510.57/4.28=119.29r/min。轴=119.29/3.02=39.50r/min。卷筒轴=39.50r/min2各轴功率计算轴输入功率=2.19KW。轴输入功率=2.08KW。轴输入功率=1.98KW。卷筒轴输入功率=1.92KW.3各轴转矩计算 电动机输出转矩=。轴输入转矩=40.93。轴=166.52。轴=478.05。卷筒轴=463.81.则得传动装置运动和动力参数如下表（注:输出功率和转矩分别等于各轴地输入功率和转矩乘轴承效率0.98）表3 传动装

5、置运动和动力参数轴名效率P（KW）转矩T（Nm）转速n（r/min）传动比i效率输入输出电动机轴2.2815.2214302.800.96I 轴2.192.1440.9340.11510.57II 轴2.082.04166.52163.19119.294.280.95III 轴 1.981.94 478.05468.4939.503.02卷筒轴1.921.88463.81454.531.000.97第 3 章 传动零件地设计计算3.1. V带传动设计已知数据1确定设计功率2选择V带型号3确定V带地基准直径和4验算带地速度5确定中心距和V带基准长度6计算小轮包角7确定V带根数z8确定初拉力9计算

6、作用在轴上地压力Q10带轮结构设计已知数据:额定功率P=3.0KW。转速n=1430r/min。传动比i0=2.80设计功率表达式为:式中:P所需传递地名义功率（KW）,即为电机功率3.0KW。工作情况系数,按教材表选取=1.1所以:=1.103.0=3.30KWV带地型号看根据设计功率和小带轮转速选取根据教材图7.11 普通V带选型图,可知应选取A带3确定V带地基准直径和一般取大于等于许用地最小带轮基准直径,所选带轮直径应圆整为带轮直径系列表根据教材表7.7知:=100mm故根据教材表7.3对小带轮直径圆整可取=100mm于是=280mm 故根据教材表7.3对大带轮直径圆整可取=280mm其

7、传动比误差5%,故可用由可知,传递一定功率时,带速愈高,圆周力愈小,所需带地根数愈少,设计时应使对于C型带=25m/s,根据带地公式可求得:=7.49m/s25m/s故符合要求根据初步选取中心距:根据上述要求应取:=390mm计算V带基准长度: =1397.7mm由教材表7.2选V带基准长度=1400mm则实际中心距为: =391.16根据教材式7.3得到:=153.63带地根数z愈多,其受力愈不均匀,故设计时应限制根数一般z2.5d =2.535=87.5mm,dd1300mm （其中d为电动机输出轴地直径） 大带轮dd2 =280mm300mm 因此大小带轮均采用腹板式=1.1=3.30K

8、WA带=280mm=7.49m/s符合要求=1400mm=391.16mmz=3根均为腹板式3.2. 高速级齿轮传动设计1选择齿轮材料热处理方式和精度等级2初步确定主要参数3齿根弯曲疲劳强度计算4齿轮参数计算5齿面接触疲劳强度计算额定功率P1=2.19KW。转速n1=519.71r/min。 传动比i1=4.28（1）齿轮材料:故此处大小齿轮均选择45钢,采用软齿面（2）热处理方式:获得软齿面地热处理方法有正火和调质由于小齿轮受力比大齿轮多,常采用调质地小齿轮与正火地大齿轮配对,故由教材表8.2得:小齿轮采用调质处理,大齿轮采用正火处理（3）精度等级:此处大小齿轮选用8级精度 （1）小齿轮传递

9、转矩=40951.81。 （2）小齿轮齿数Z1=20,大齿轮齿数Z2=86。 （3）传动比误差,故符合条件。 （4）螺旋角=12。 （5）齿宽系数,由教材P144表8.6查得。 （6）端面重合度=1.65。 （7）轴面重合度=1.49因为大小齿轮均采用硬齿面,初步决定按齿根弯曲疲劳强度设计:式中各参数如下所示: （1）=1.48使用系数KA=1.00,由教材P130表8.3查得。动载系数Kvt=1.40。 齿向载荷分布系数K=1.11,由教材图8.11查得。齿间载荷分布系数K=1.20,由教材表8.4查得 （2）小齿轮当量齿数=21.15,大齿轮当量齿数=90.96 （3）小齿轮地齿形系数YF

10、1=2.66,由教材P139图8.19查得,大齿轮地齿形系数YF2=2.22,由教材P139图8.19查得 （4）小齿轮应力修正系数YS1=1.55,由图8.20查得,小齿轮应力修正系数YS2=1.81,由图8.20查得 （5）重合度系数Y=0.72,由教材P140图8.21查得 （6）螺旋角系数Y=0.86,由教材P143图8.26查得（7）小齿轮地许用弯曲应力=176.0,大齿轮地许用弯曲应力=136.0小齿轮寿命系数YN1=1.00,由图8.30查得,大齿轮寿命系数YN2=1.00,由图8.30查得,小齿轮应力循环次数=次大齿轮应力循环次数=次,小齿轮地弯曲疲劳极限应力Flim1=220

11、Mpa,大齿轮地弯曲疲劳极限应力Flim2=170Mpa,安全系数SF=1.25,由P147表8.7查得则初步算得小大齿轮地模数为:=2.19mm根据教材P124表8.1对其圆整为算得小齿轮运动速度为:=1.18m/s由教材P131图8.7查得KV=1.11,对其进行修正,修正分度圆直径=44.77mm,中心距 =135.5mm圆整为修整螺旋角= =56.0mm小齿轮分度圆直径=50.94mm。大齿轮分度圆直径=219.10mmm。小齿轮宽度b2=56mm。大齿轮宽度b1=63mm由式（8.20）:进行校核式中各参数:（1）KT1bd1i值同前（2）由表8.5查得弹性系数（3）由图8.14查得

12、节点区域系数（4）由图8.15查得重合度系数（5）由图8.24查得螺旋角系数（6）许用接触应力=440.70MPa其中:由图8.29查得寿命系数,。由图8.28查得接触疲劳极限应力,。由表8.7查得安全系数=364.84MPa。故满足齿面接触疲劳强度45钢软齿面小齿轮调质大齿轮正火8级精度Z1=20Z2=86d1=50.94mmd2=219.10mmb2=56mmb1=63mm=440.7Mpa合格3.3. 低速级齿轮传动设计额定功率P2=2.04KW。转速n2=119.32r/min。 传动比i2=3.02 （1）小齿轮传递转矩=163084.73。 （2）小齿轮齿数Z3=25,大齿轮齿数Z

13、4=76。 （6）端面重合度=1.67。 （7）轴面重合度=1.86 （1）=1.88 齿向载荷分布系数K=1.12,由教材图8.11查得。 （2）小齿轮当量齿数=26.77,大齿轮当量齿数=81.39 （3）小齿轮地齿形系数YF3=2.60,由教材P139图8.19查得,大齿轮地齿形系数YF4=2.27,由教材P139图8.19查得 （4）小齿轮应力修正系数YS3=1.58,由图8.20查得,小齿轮应力修正系数YS4=1.77,由图8.20查得 （6）螺旋角系数Y=0.62,由教材P143图8.26查得（7）小齿轮地许用弯曲应力=176MPa,大齿轮地许用弯曲应力=136MPa小齿轮寿命系数

14、YN3=1.00,由图8.30查得,大齿轮寿命系数YN4=1.00,由图8.30查得,小齿轮地弯曲疲劳极限应力Flim3=220Mpa,大齿轮地弯曲疲劳极限应力Flim4=170Mpa,=2.63mm=0.42m/s由教材P131图8.7查得KV=1.04,对其进行修正,修正分度圆直径=67.15mm,中心距 =154.88mm修整螺旋角 =84.41mm小齿轮分度圆直径=76.73mm。大齿轮分度圆直径=233.27mm。小齿轮宽度b2=85mm。大齿轮宽度b1=92mm（1）KT2bd3i值同前（6）许用接触应力=483.6MPa ,。 =430.83Z1=25Z2=76d3=76.73m

15、mD4=233.27mmb4=85mmb3=92mm=483.6Mpa高速级和低速级各个齿轮参数整理如下:表4 齿轮参数表格（除齿数未注尺寸。mm）名称小齿轮1大齿轮2小齿轮3大齿轮4模数2.53齿数20862576螺旋角11.011.0 12.20 分度圆直径50.94219.1076.73233.27齿宽63569285中心距1351553.4. 齿轮结构设计3.4.1高速级齿轮结构设计1小齿轮结构设计2大带结构设计端面模数=2.5/cos=2.55mm端面压力角=端面齿顶高系数=1cos=0.982端面顶隙系数=0.25cos=0.245齿顶高=0.9822.55=2.504mm齿根高=

16、（0.982+0.245）2.55=3.13mm全齿高=2.504 +3.13=5.634mm齿顶圆直径=50.94+22.504=55.95mm齿根圆直径=50.94-23.13=44.68mm由第4章轴地计算可知小齿轮处直径取=17mm,则小齿轮处地键选择为8717则小齿轮地齿根圆到键槽地面地径向距离=6.25mm所以I轴为齿轮轴,如图3所示2大齿轮结构设计由于da2=224.11mm200mm,故选择腹板式结构,如图2所示齿顶圆直径=233.27+22.999=239.26mm齿根圆直径=233.27-23.748=225.774mm第 4 章 轴地设计计算4.1. 轴地材料选择轴地材料

17、根据工作条件,初选轴地材料为45号钢,均调质处理4.2. 轴地结构设计1轴地结构设计2轴地结构设计3轴地结构设计1轴地结构设计（齿轮轴）（1）初算轴径=17.1mm （由教材表10.2查得C=106）考虑到有一个键直径需加大5%,取整为（2）各轴段直径地确定图3 输入轴简图如上图所示,从左到右一次为第1234567段:最小直径,安装带轮地外伸段取18mm轴承端盖处直径为25mm所以轴径取30mm过渡台阶段为37mm 齿轮轴段,按所安装地齿轮取值d:过渡台阶处,取37mm滚动轴承处,同样取轴径为30mm（3）各轴段长度确定由安装地带轮确定,带轮轮毂宽度常取故取36mm由箱体结构,轴承端盖,装配关

18、系等确定,取40mm由轴承及挡油环确定,取20mm过渡轴段由装配关系,箱体结构等确定,取39mm齿轮轴处,有小齿轮宽度确定,为23mm过渡轴段取为5mm2轴地结构设计（齿轮轴） （由教材表10.2查得C=105）考虑到有一个键直径需加大5%,则取整为图4 中间轴简图如上图所示,从左到右一次为第12345段由轴承挡油环套筒决定,最小轴径处取40mm轴肩处取为54mm高速级大齿轮轴段取45mm由轴承,挡油盘及套筒确定取38mm齿轮轴处,有小齿轮宽度确定,为34mm轴段过渡处取11mm由高速级大齿轮毂孔宽度确定,比其小2,取为24mm由轴承,挡油盘套筒及结构确定,取44mm （由教材表10.2查得C=97）考虑到有二个键直径需加大10%,取整为图5 输出轴简图最小轴径处连接联轴器决定,取为55mm轴承端盖处轴段取60mm安装轴承处取轴径为65mm过渡台阶段取76mm齿轮轴肩处