《原创》设计输送传动装置.doc

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1、机械设计基础课程设计说明书目录机械零件课程设计任务书 3一、 电动机的选择 4二、 计算传动装置的总传动比和分配传动比 5三、 计算传动装置的运动参数和动力参数 6 四、 齿轮的设计 7五、 V带传动设计 11六、 轴的设计 15七、 键的设计与校核 19八、 轴承的选择与校核 22九、 联轴器的选择 25十、 减速器的箱体设计 26十一、 减速器的润滑、密封和润滑油牌号的选择 28十二、 设计小结 29十三、 参考资料 31机械零件课程设计任务书设计题目：设计输送传动装置。一.总体布置简图:二. 总传动比误差为5%，单向回转，轻微冲击。 三.原始数据：输出轴功率P/KW3输出轴转速n/(r/

2、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。一、电动机的选择设计项目计算及说明主要结果（1）选电动机类型按已知工作要求和条件，选用Y型全封闭型笼型三相异步电机（2）选择电动机功率（3）确定电动机的转速工作机所需功率：Pw3kW 电动机的输出功率：PdPw/，0.82，Pd3.66kW 电动机转速的选择：nw=35r/min，V带传动比i1=24，

3、单级齿轮传动比i2=35（查表2.3） nd（i1i2i2）nw。电动机转速范围为6303500r/min电动机型号确定：由附录八查出符合条件的电动机型号Y112M4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Y112M4型号的电动机，额度功率为4KW，满载转速1440r/min二、计算总传动比和分配传动比设计项目计算及说明主要结果（1）计算总传动比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=41.142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=3.92i1=3i2=3.5i3=3.92三、计算

4、传动装置的运动和动力参数运动和动力参数的计算结果列与下表：项 目电动机轴轴I轴II轴III转速（r/min）144048013735功率（kW）3.663.483.313.01转矩（Nm）24.2769.20230.18821.83传动比33.53.92效率0.960.960.92四、减速器齿轮设计设计项目计算及说明主要结果（1）选择齿轮材料及精度等级因传递功率不大，选用软齿面齿轮组合，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大齿轮材料为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（）按齿面

5、接触疲劳强度设计（3）许应接触力H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 许应接触应力： 由图11.23查得 Hlim1560MPa Hlim2530MPa 由表11.19查得 Sh=1。 N160n1jLh604801（65280）7.210e8N2N1/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：H1Zn1Hli

6、m1/Sh560MPa H2Zn2Hlim2/Sh557MPa 试算小齿轮分度圆直径，确定模数： d1 76.43KT1（+1）/dHe2=51.82mm m=d1/z1=1.73mm 由表11.3取标准模数 m=2mmK1.1Z130，Z2105d=1H1560MPa H2557MPam=2mm（3）主要尺寸计算：分度圆直径d1=mz1=230=60mmd2=mz2=2105=210mm齿宽 b=dd1=160=60mm取b2=60mm 则b1=b2+5=65mm中心距a=0.5m（Z1+Z2）=135mmB1=65mmB2=60mma=135mm（4）按齿根弯曲疲劳强度校核（5）验算齿轮的

7、圆周速度由式（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 由表11.9查得 SF=1.3 由图11.25查得 YNI=YN2=1 由式（11.16）可得 F1=YNIFlim/SF=162Mpa F2=YNIFlim/SF=146MPa 故计算出 F1=21Mpa F1 F2=20MpaF2 齿根弯曲疲劳强度校核合格。V=d1n1/（601000）=1

8、.5m/s 由表11.21可知，选9级精度合适以大齿轮为例，齿轮的直顶圆直径为：da2=d2+2ha=214mm，由于200da2500之间，所以 采用腹板式结构。齿轮零件工作图略。YF1=2.54 YF2=2.14Ys1=1.63 Ys2=1.88Flim1=210Mpa Flim2=190MpaV=1.5m/sda2=214mm五、V带传动设计设计项目计算及计算主要结果（1）确定计算功率差参考资料1.查表9.21得 Ka（工作情况系数）=1.1 Pc=Kap=4.4KW4.4kw(2)选择V带的型号根据使用要求，Pa=4.4Kw，n1=1440r/min，由图9.13选用A型普通V带普通A

9、型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 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5%允许dd2=265mm（4）验算带速V=d1n1/（601000）=6.78m/s，带速在5-25m/s范围内V=6.78m/s（5）初定中心距a和基准带长初定中心距a0=1200mm，则Ld0：Ld0=2a0+(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)/4a0=2963.38mm 查表9.4取基准长度Ld=2800mm 实际中心距a为aa0+

10、(ld-Ld0）/2=1118.31mm 中心距变动范围为 amin=a-0.015Ld=1076mm amax=a+0.03Ld=1202mma=1118.31mm=2800mm（6）校验小带轮包角a1=180-57.3（dd2-dd1）/a=171120,合格=171（7）确定V带根数Z确定有关系数和参数 根据dd1=90mm，n=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=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

11、系数Ka=0.98 得zPc/(P0+P0)KaKL=3.24，圆整得z=4Z=4（8）单根V带的初拉力F0由参考资料1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)+qv=46.78N.F0=46.78N（9）带轮轴上的压边力FF=2F0zsin(a1/2)=373.08NF=373.08N（10）设计结果选用4根A2800GB/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=373.08N4根A-2800GB/T 13575.1_92V带综上结果各参数列表如下：参数电动

12、机轴1轴2轴滚筒轴功率p/kw3.663.483.313.01转速n/r/min144048013735转矩T/N.m24.2769.20230.18821.83传动比i 33.53.92效率0.960.960.92六、轴的设计1轴设计设计项目计算及说明主要结果（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)按扭矩强度估算轴径根据参考资料查表16.2得 C=118107 得 dCp/n=（107118）3.48/480=20

13、.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21.32 23.94mm，由设计手册取标准直径d=24mmd=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=60Mpa2按钮转强度估算轴径（最小直径） 查表16.2得 C=118107 得 dCp/n=（107118）3.31/137=30.934.1mm。 考虑到轴的最小直径处要安

14、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=34mm3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=60Mpa2按钮转强度估算轴径（最小直径） 查表16.2得 C=118107 得 dCp/n=（107118）3.01/35=47.2952.16mm。 由设计手册取标准直径d=50mm3轴的结构设计草图七、键的选择与校核键连接的选择

15、 均选择A型平键。代号轴径/mm键宽/mm键高/mm键长/mm轴键248750轴键3410856轴键3410836轴键4514950键的校核设计项目计算及说明主要结果（1）带处的键 选择键的型号C型确定键的基本尺寸 轴径 d=42mm由参考资料1第121页表8.1查得: b=12mm h=8mm、L=63mm由表 8.2查得许用应力:jy=130MPa jy=4000T/dhljy =4000 x145.16/(42x8x64)jy =32.6MPajy （满足）写出键的型号： A1263 GB/1096-2003 C1263 GB/1096-2003（2）联轴器处的键 选择键的型号 A型确定

16、键的基本尺寸 轴径 d=28mm由参考资料1第121页表8.1查得: b=8mm、 h=7mm、 L=70mm由表 8.2查得许用应力:jy=130MPa jy=4000T/dhljy =4000x452.43/(28x7x70)jy =123.6MPajy （满足）写出键的型号：A870 GB/T1096-2003 A870 GB/T1096-2003（3）齿轮处的键 选择键的型号A型确定键的基本尺寸 轴径 d=53mm由参考资料1第121页表8.1查得: b=16mm h=10mm、L=70mm由表 8.2查得许用应力:jy=130MPa jy=4000T/dhljy =4000x145.

17、36/(53x7x16)jy =15.6MPajy （满足）写出键的型号： C1670 GB/T1096-2003 C1670 GB/T1096-2003八、滚动轴承的选择与校核I轴： 1经强度校核，选择滚动轴承 6206型 d=30mm D=62mm B=16mm2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=18mm2公差等级选择：选普通级PO轴承。滚动轴承的校核设计项目计算及说明主要结果（1）轴承的选择低速轴：初选轴承用圆锥滚子轴承70010AC型号;高速轴：初选轴承用圆锥滚子轴承7009AC型号.(2)计算轴承的轴向

18、力Fr Fa低速轴Fr=3750NFa=869N高速轴Fr=2147.4NFa=869N低速轴：Fr=3750NFa=869N高速轴：Fr=2147.4NFa=869N（3）轴承的寿命计算的校核由参考资料1第349页表17.8得X=1由参考资料1第350页表17.9得fp=1.2由参考资料1第351页表17.10得fT=1由参考资料2 第315页附表4.4得Cr=26.5KN Y=0低速轴P=fp(X Fr+ Y Fa)P=1.2(12147.4+0)=2576.4N轴承的工作时间为：=5522424=31200h 所以选择70010AC是合格的。高速轴P=fp(X Fr+ Y Fa)P=1.

19、2(12147.4+0)=4500N轴承的工作时间为：=5522424=31200h 所以选择7009AC是合格的。九、联轴器的选择设计项目计算及说明主要结果（1）选择联轴器为缓和震动和冲击，选择弹性柱 销联轴器(2)选择联轴器的型号计算转矩：由参考资料1第397页表19.1得K=1.35Tc=KT=1.35454.23=613.2NM由参考资料2第299页附表3.2选用HL4型号的联轴器 Tm=630NM因为TcTm ，所以联轴器的选择合格因为外伸端为圆柱型轴，故选取Y型轴孔，从动端选用J型轴孔，A型键槽 所以所选联轴器的型号为：HL3型YAA42X82/JA28X61HL3型YAA42X8

20、2/JA28X61十、减速器箱体设计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 称箱座壁厚箱盖壁厚1箱盖凸缘厚度b1尺 寸/mm8812箱座凸缘厚度b箱底凸缘厚度b2地脚螺钉直径df地脚螺钉数目n轴承旁连接螺栓直径d1122016412盖与座连接螺栓直径d2连接螺栓d2的间距l轴承端盖螺钉直径d3检查孔盖螺钉直径d4定位销直径d10150868df、d1、d2至外箱壁直径C1df、d2至凸缘边缘距离C2轴承旁凸台半径R1凸台高度h外箱壁至轴承座端盖的距离l11614164040齿顶圆与内箱避间的距离1齿轮端面与内箱避间的距离2箱盖、箱座肋厚m1、m2轴承端盖外径D2

21、轴承旁连接螺栓距离S12126.8、6.8102125十一、减速器的润滑、密封和润滑油牌号的选择设计项目计算及说明主要结果（1）齿轮的润滑选择润滑的方式：采用浸油润滑。齿轮的浸油深度为h=15mm,总深度为h0=35mm.h0=35mm(2)轴承的润滑由于轴承为周向速度，所以宜开设油沟、飞溅润滑（2） 润滑油的选择（3） 密封方法的选取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。 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

22、按用其定位的轴承的外径决定。用L-AN15润滑油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

23、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，对于提高我们机械设计的综合素质大有用处。通过两个星期的设计实践，使我对机械设计有了更多的了解和认识.为我们以后的工作打下了坚实的基础.机械设计是机械工业的基础,是一门综合性相当强的技术课程，它融机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、互换性与技术测量、工程材料、机械设计（机械设计基础）课程设计等于一体。这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想、训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际反应和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。本次设计得到了指导老师的细心帮助和支持。衷心的感谢老师的指导和帮助。十三、参考资料1机械设计基础课程设计，高等教育出版社，陈立德主编，2007年8月第3版；2 机械设计基础，机械工业出版社 陈立德主编 2007年8月第3版