输送传动装置设计 机械设计基础课程设计.docx

1、输送传动装置设计 机械设计基础课程设计 机械设计基础课程设计 设计计算说明书 题 目 设计输送传动装置 院 系 专 业 姓 名 年 级 指导教师 二零一一年四月 设计输送传动装置设计任务书】【 题目：设计输送传动装置 如图1 一总体布置简图 二设计要求：总传动比误差为 ，单向回转，轻微冲击。 5% 三原始数据： 4 P/KW 输出轴功率38 转速输出轴n/(r/min) 10 限年传动工作 （年） 四设计内容：1 日） 工作制度（班/ 1. 电动机的选择与运动参数计算； 矿山工作场所 带传 3. V2. 齿轮传动设计计算； 批量 大批轴的结构尺寸设动设计计算； 4. 装配图、零件图的绘 键的选

2、择；6. 7. 滚动轴承的选择； 5. 计； 设计说明书的编写。8. 制； 】电动机的选择【 ：按照已知条件的工作要求和条件，选电动机类型和结构的选择 1 型全封闭笼型三相异步电动机。Y用 2电动机容量的选择： 工作机所需功率：Pw4kW 电动机的输出功率：PdPw/，0.82，Pd4.88kW 电动机转速的选择：nw=38r/min，V带传动比i1=24，单级齿轮传动比i2=35（查表2.2） nd（i1i2i2）nw。电动机转速范围为6843800r/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Y132S4型号的电

3、动机，额度功率为5.5KW，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=37.89 2合理分配各级传动比：V带传动比i1=3，闭合齿轮传动比i2=3.5，开式齿轮传动比i3=3.6 3运动和动力参数计算结果列于下表： 项 目 电动机轴 轴I 轴II 轴III 转速 ）（r/min1201.2 400.4 114.4 38 ）kW功率（ 4.72 4.53 4.35 4 转矩31.37 90.33 303.52 1005.26 （Nm） 代号 轴径/mm 键宽/mm 键高/mm 键长/mm 箱座凸缘厚度b

4、 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 16 12 20 4 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l 直径d3 直径d4 6 8 10 8 150 外箱壁至轴承df、d1、d2至df、d2至凸缘边轴承旁凸台半凸台高度h 外箱壁直径C1 缘距离C2 径R1 座端盖的距离l1 16 16 40 40 14 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m1、m2 S 栓距离D2 2 传动比 3 名 称 箱座壁厚3.5 箱盖壁厚3.6 1 箱盖凸缘效率 0.96 尺 寸/

5、mm 0.96 8 0.92 b1 【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220250HBS 大齿轮材材为45钢正火，硬度为170210HBS 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=6.3 3按齿面接触疲劳强度设计 确定有关参数与系数： 转矩：T=69154 Nmm 查表11.10得：载荷系数K1.1 选小齿轮齿数Z130，则大齿轮齿数Z2iZ1=3.530=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H： 由图11.23查得

6、Hlim1560MPa Hlim2530MPa 由表11.19查得 Sh=1。 10e8 7.2）80526（148060Lhjn160N1 N2N1/i7.210e8/3.5=2.0510e8 由表11.26查得 Zn11 Zn21.05 计算接触疲劳许用应力： H1Zn1Hlim1/Sh560MPa H2Zn2Hlim2/Sh557MPa 试算小齿轮分度圆直径，确定模数： d1 76.433KT1（+1）/dHe2=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=230=60mm d2=mz2=2105=210m

7、m 齿宽 b=dd1=160=60mm 取b2=60mm 则b1=b2+5=65mm 中心距a=0.5m（Z1+Z2）=135mm 6按齿根弯曲疲劳强度校核: 由式（11.12）得出，如FF，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=2.54 YF2=2.14 应力学整系数Ys，查表11.13得 Ys1=1.63 Ys2=1.88 许应弯曲应力F 由图11.24查得 Flim1=210Mpa Flim2=190Mpa SF=1.3 查得11.9由表 由图11.25查得 YNI=YN2=1 由式（11.16）可得 F1=YNI Flim/SF=162Mpa Fl

8、im/SF=146MPa F2=YNI 故计算出 齿根弯曲疲劳强2 F2= F1 20MpaFF1= 21Mpa 度校核合格。 7验算齿轮的圆周速度：9可知，选1000）=1.5m/s 由表11.21 V=d1n1/（60 级精度合适 8几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图：，由 以大齿轮为例，齿轮的直顶圆直径为：da2=d2+2ha=214mm 齿轮零件工作图略。500之间，所以采用腹板式结构。于200da2 开式齿轮设计： 选择齿轮材料1按表11.855HRS 4840Cr 小齿轮选用合金钢表面淬火，硬度为 260HBS 大齿轮选用 40Cr合金钢调质，硬度为240 由表211.20选用9级精

9、度，要求齿面粗糙度Ra=6.3 3 按齿面接触强度设计mm 确定有关参数与系数：转矩：T=230000N 1.1 查表11.10得 载荷系数K ，20=78.4iZ1=3.92Z2，则大齿轮齿数20Z1选小齿轮齿数 圆整数78。 实际齿数比u=3.9，误差为0.5%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H： 由图11.23查得 Hlim1800MPa Hlim2720MPa 由表11.19查得 Sh=1.1 N160n1jLh601371（65280）2.0510e8 N2N1/i2.0510e8/3.9=5.2610e7 由

10、表11.26查得 Zn11.11 Zn21.25 计算接触疲劳许用应力： H1Zn1Hlim1/Sh807MPa H2Zn2Hlim2/Sh818MPa 试算小齿轮分度圆直径，确定模数： d1 76.433KT1（+1）/dHe2=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=420=80mm d2=mz2=478=312mm 齿宽 b=dd1=0.580=40mm 取b2=40mm 则b1=b2+5=45mm 中心距a=0.5m（Z1+Z2）=196mm : 按齿根弯曲疲劳强度校核6 由式（11.12）得出，如

11、FF，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=2.81 YF2=2.25 应力学整系数Ys，查表11.13得 Ys1=1.56 Ys2=1.77 许应弯曲应力F 由图11.24查得 Flim1=720Mpa Flim2=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 F1=YNI Flim/SF=480Mpa Flim/SF=167MPa F2=YNI 故计算出齿根弯曲疲劳2 F 173MpaF1 F2=157Mpa F1= 强度校核合格。 7验算齿轮的圆周速度： 601000）=0.57m/s

12、n1/V= d1（ 级精度合适11.21可知，选9由表 几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图：8，由da2=d2+2ha=320mm 以大齿轮为例，齿轮的直顶圆直径为： 所以采用腹板式结构。之间，齿轮零件工作图略。500da2200于 V【带传动设计】 ：Pc确定功率1 查表9.21得 Ka（工作情况系数）=1.1 Pc=Ka?p=4.4KW。 2选取普通V带型号： 根据Pa=4.4Kw，n1=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

13、9.3选取标准直径值dd2=265mm 实际n2转速489.8r/min，误差相对率2%，总误差5%允许。 4验算带速V： V=d1n1/（601000）=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Ld0：Ld0=2a0+(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0=2963.38mm 查表9.4取基准长度Ld=2800mm 实际中心距a为aa0+(ld-Ld0）/2=1118.31mm 中心距变动范围为 a=a-0.015Ld=1076mm a=a+0.03Ld=1202mm maxmin6验算小带轮的包角

14、： a1=180o-57.3o（dd2-dd1）/a=171o120o,合格。 7确定V带根数z： 确定有关系数和参数 P0=1.07Kw ，得9.9，查表n=1440r/min，dd1=90mm根据 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=Kbn(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zPc/(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）

15、（2.5/Ka-1)+qv2=46.78N. 9计算带轮轴上所受的压力F=2F0zsin(a1/2)=373.08N 10带轮结构设计略 11设计结果： 选用4根A2800 GB/T 13575.192 V带，中心距a=1118mm，小带轮直径90mm，大带轮直径265mm，轴上压力 F=373.08N 【轴的设计计算】 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 按钮转强度估算轴径（最小直径）2 查表16.2得

16、C=118107 得 dC3p/n=（107118）33.48/480=20.722.8mm。 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21.3223.94mm，由设计手册取标准直径d=24mm 3轴的结构设计草图: 轴的结构草图 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=118107 。34.1mm3.31/137=

17、30.93）118107（p/n=3Cd 得 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31.8335.81mm，由设计手册取标准直径d=34mm 3轴的结构设计草图: 轴的结构草图 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=118107 。52.16mm3.01/35=47.293）118107（p/n=3Cd 得 由

18、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。 50 7 8 24 轴键56 轴键 8 10 34 36 10 34 轴键 8 50 14 45 9 轴键 【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=30mm D=62mm B=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=40mm D=80mm B=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。 ）mm（箱体主要结构尺寸：2 812 125 102 6.

19、8 、12 12 6.8 减速器附件的选择】【 1.5 ，采用通气器：由于在室内使用，选通气器（一次过滤）M18 M16 油面指示器：选用游标尺 起吊装置：采用箱盖吊耳、箱座吊耳 1.5 M16放油螺塞：选用外六角油塞及垫片 【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。 【参考资料】 陈立德.机械设计基础.北京:高等教育出版社,2007 陈立德.机械设计基础课程设计指导书.北京：高等教育出版社，2007