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1、燕山大学机械设计课程设计说明书题目： 带式输送机传动装置 学院（系）： 机械工程学院年级专业： 09级机设1班学 号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 教 授 目录一、设计任务书 2二、传动方案的拟订 3三、电动机的选择及参数计算 3四、传动零件的设计计算 6五、轴的设计和计算.13六、角接触轴承的选择及计算. 18七、键的选择. 20八、润滑与密封的选择. 20九、传装置的附件及说明动. 21十、联轴器的选择. 22十一、其他技术说明. 22十二、设计小结. 23十三、参考资料. 24 设计及计算过程结果二、传动方案的拟定（1）蜗杆传动蜗杆传动可以实现较大的传动比，尺寸紧凑，传动平稳，但
2、效率较低，适用于中、小功率的场合。采用锡青铜为蜗轮材料的蜗杆传动，由于允许齿面有较高的相对滑动速度，可将蜗杆传动布置在高速级，以利于形成润滑油膜，可以提高承载能力和传动效率。因此将蜗杆传动布置在第一级。（2）齿轮传动斜齿轮传动的平稳性较好，常用在高速级或要求传动平稳的场合。因此将齿轮传动布置在第二级。（3）带传动传动平稳，噪音小，传动比不稳定，布置应在低速级防止打滑三、电动机的选择及参数计算 1、选择电动机类型电动机是标准部件。因为使用地点为室外，载荷性质为微震 ，所以选择Y90L6Y系列（IP44）封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。2、 电动机容量的选择（1）、工作机所需要的功率为其中：，（2
3、）、电动机的输出功率为 (电动机至滚筒轴的传动装置总效率。)取联轴器的传动效率，齿轮传动效率，蜗杆的传动效率，滚动轴承效率，从电动机到工作机输送带间的总效率为：（3）、电动机所需功率为：因载荷性质为中等冲击 ，电动机额定功率需大于，查机械设计课程设计指导手册表14-4选取电动机额定功率为1.1KW （4）、电动机转速的选择滚筒轴工作转速：蜗杆传动比i1=1560 所以电动机实际转速的推荐值为：nd=i1=3061224(r/min)综合考虑为使传动装置机构紧凑，选用同步转速1000r/min的电机。因此电动机的型号为Y90L-6，满载转速 额定功率为1.1。3、 传动比的分配（1）、总传动比为
4、(2)、分配传动比 齿轮的传动为比取，则；4、计算传动装置的运动和动力参数(1)、各轴的转速： 电动机 轴1 ； 轴2 ；轴3 ；滚筒轴 （2）、各轴的输入功率：电动机 轴1 轴2 轴3 轴4 （3）、各轴的输入转矩：电机轴 ；轴1 ；轴2 ；轴3 .(4)、整理列表运动和动力参数计算结果整理于下表：轴名功率转矩转速电机轴1.07 11.2391011.0611.1257.620.81134.319.230.77383.019.2四、传动件的设计计算1蜗杆蜗轮的选择计算(1).选择蜗杆的传动类型 根据GB/T 100851988的推荐,采用渐开线蜗杆(ZI)。(2).选择材料 蜗杆传动传递的功
5、率不大，速度中等，故蜗杆用45钢，蜗轮用铸锡青铜ZCuSn10P1，金属膜铸造。轮芯用灰铸铁HT100制造。（3）头数： z1=2 取 (4).按齿面接触疲劳强度进行计算根据闭式蜗杆传动的设计准则,先按齿面接触疲劳强度进行设计,再校核齿根弯曲疲劳强度。2、确定m,q,d1确定作用在蜗轮上的转距 T2 z1=2 ， =0.78 ,=1.3710N确定载荷K 因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均匀系数K=1，机械设计250页查表11-5取KA=1.0，由于转速不高，冲击不大，可取KV=1.05；则 K=KAKKV =1.011.051.05确定弹性影响系数因选用的是铸锡青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故ZE=
6、155MPa1/2确定许用接触应力H根据蜗轮材料为铸锡青铜ZCuSn10P1，金属铸造膜，蜗杆螺旋齿面硬度45HRC，可从表72中查得， 应力循环次数则 =0.9=162MPa由z1=2得9.47cos =9.26mq=9.47cosrKT2（）=9.261.11.3710=1248, 根据mq=1248由表查得mq=1250时m=5mm，d1=50mm。q=10.000螺旋角3、主要传动尺寸mm变位系数为0直径：d1=50mm d2=160mm 4、弯曲强度校核 许用弯曲应力 弯曲应力计算 当量齿数 齿形系数 螺旋角系数 弯曲应力 5、.热平衡核算7590其中传热系数取A= 其中 热平衡计算
7、符合要求2齿轮传动选择计算(1).选精度等级、材料及齿数运输机一般工作机器，速度不高，故选用8级精度。材料选择。选择小齿轮材料为45（调质），硬度为240HBS，大齿轮材料为45（调质）硬度为190HBS，二者材料硬度差为50HBS。选小齿轮齿数Z1=23大齿轮齿数Z2=69选取螺旋角。初选螺旋角。(2).初定小齿轮分度圆直径d1:查表6-4，由于载荷平稳，所以=1.00：查表6-2，可知暂取v=4m/s 由图6-11得=1.07=1.42 =0，=+=1.71由图6-17且=1.0，得=1.07=1.00x1.07x1.42x1.07=2.02:由表6-5，得=189.8:由图6-19得=2
8、.43：= =590MPa=470MPa 取=601MPa相关数据带入设计公式中校核并计算圆周速度v修正载荷系数 按查表得动载荷系数校正分度圆直径d1 3、确定参数尺寸由表6-1可知m=3mm 圆整取a=145mm按圆整后中心距修正螺旋角修正后分度圆直径齿宽：=0.872.5=58mm =58+6=64mm(保证小齿轮比大齿轮宽510mm)4、校核齿根弯曲疲劳强度 ：由图6-21知=2.65，=2.23=1.58，=1.77 =93MPa同理=97.8MPa 所以齿根弯曲疲劳强度符合设计要求 五、轴的设计和计算1.初步计算轴径轴的材料选用常用的45钢当轴的支撑距离未定时， 无法由强度确定轴径，
9、要用初步估算的方法，即按纯扭矩并降低许用扭转切应力确定轴径d，计算公式为： 1、2、3轴的轴径计算结果为 轴1初步设计如下蜗杆的初步设计如下图：装配方案是：套杯、轴承、套筒、轴承、止动垫圈、圆螺母、端盖、密封圈、联轴器依次从轴的左端向右端安装，右端安装深沟球轴承、止动垫圈、圆螺母。轴的径向尺寸：当直径变化处的端面用于固定轴上零件或承受轴向力时，直径变化值要大些，可取（38）mm，否则可取（13）mm轴的轴向尺寸：轴上安装传动零件的轴段长度是由所装零件的轮毂宽度决定的，而轮毂宽度一般是和轴的直径有关，确定了直径，即可确定轮毂宽度。轴的端面与零件端面应留有距离L，以保证零件端面与套筒接触起到轴向固
10、定作用，一般可取L=（13）mm。轴上的键槽应靠近轴的端面处。2轴的初步设计如下图：装配方案：左端从左到右依次安装蜗轮、套筒、挡油板和角接触轴承，右端从右到左依次安装斜齿轮、挡油板、角接触.轴承。3轴的初步设计如下图装配方案：左端从左到右依次安装挡油板、角接触轴承、端盖、密封圈和联轴器，右端从右到左依次安装大齿轮、挡油板、角接触轴承。33轴的弯扭合成强度计算由3轴两端直径d=45mm，查机械零件手册得到应该使用的轴承型号为7209C，D=45mm，B=19mml 求作用在齿轮上的力，轴上的弯距、扭距，并作图齿轮上的作用力： 转矩T3=373195Nmm圆周力径向力轴向力l 计算轴承支反力水平面
11、垂直面画出水平弯矩图图，垂直面弯矩图，和合成弯矩图图l 判断轴的危险截面，初步分析大齿轮轴肩处有较大的应力和应力集中。对此截面进行安全系数校核。轴的材料选用45钢调质，由机械零件手册查的由表10-5所列公式可求得由式得，求截面的应力中 弯矩Nmm，l 求截面的有效应力集中系数，因在此截面处有轴直径的变化，过渡圆角半径r=1mm，其应力集中可由表10-9查得D/d=50/46=1.087 r/d=1 /46=0.022由表10-7(P154)查得，l 求表面状态系数及尺寸系数由表10-13查得0.9275由表10-14用插值法查得l 求安全系数 由式10-5（设为无限寿命，kN=1）得由式10-
12、6得综合安全系数因此轴的强度满足要求六. 角接触轴承的选择校核校核3轴轴承7209C，查手册得1. 寿命计算计算内部轴向力 由表11-4知，7209C轴承S=0.7Fr，则， 轴承I被压紧，轴承II被放松，故计算当量动载荷由表11-7 ，由表11-6，计算寿命取中较大的值代入寿命计算公式 2.静载校核，3.极限转速校核，由图11-4查得由图11-5查得，轴承的各项指标均合格，选用7209C型轴承符合要求。七键的选择普通平键具有靠侧面传递转矩。对中良好，结构简单、装拆方便的特点。因此减速器的键连接选用普通平键。1. 输入轴与联轴器联接采用平键联接选择A型平键联接根据轴径d =18mm ，L =4
13、0mm，查手册得，选用GB1096-2003系列的键632，键高h=6。2. 2轴与蜗轮、齿轮联接采用平键联接选择A型平键联接，根据轴径d =45mm ，与蜗轮配合的轴长度L =70mm，查手册选用GB1096-2003系列的键1264，键高h=8。 与小齿轮配合的轴颈d=45mm，轴的长度L=62mm，查手册选用GB1096-2003系列的键1266，键高h=8。3. 3轴与大齿轮、联轴器联接采用平键联接与大齿轮的连接：选择A型平键联接根据轴径d =48mm ，L =58mm，查手册得，选用A型平键，选用GB1096-2003系列的键1452，则键高h=9。与联轴器的联接：选择A型平键联接根
14、据轴径d =40mm ，L =62mm，选用GB1096-2003系列的键1256，则键高h=8。八、润滑与密封的选择1润滑说明因为是下置式蜗杆减速器，且其传动的圆周速度，故蜗杆采用浸油润滑，取浸油深度h=12mm；大、小斜齿圆柱齿轮采用飞溅润滑；润滑油使用50号机械润滑油。轴承采用润滑脂润滑，因为轴承转速v1500r /min，所以选择润滑脂的填入量为轴承空隙体积的1/2。2密封说明在试运转过程中，所有联接面及轴伸密封处都不允许漏油。剖分面允许涂以密封胶或水玻璃，不允许使用任何碘片。轴伸处密封应涂上润滑脂。九传动装置的附件及说明1窥视孔盖为了检查传动件啮合情况，润滑状态以及向箱内注油，在减速
15、器箱盖顶部开窥视孔，以便于检查传动件的啮合情况、润滑状况、接触斑点级齿侧间隙等。窥视孔应设在能看到传动零件啮合区的位置，并有足够大小，以便手能深入操作。减速器内的润滑油也有窥视孔注入，为了减少油的杂质，可在窥视孔装一过滤网。平时将检查孔盖板盖上并用螺钉予以固定，盖板与箱盖凸台接合面间加装防渗漏的纸质封油垫片。2放油螺塞放油孔的位置设置在油池的最低处，并安装在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便于放油。螺塞材料采用Q235A。3油标油标尺常放置在便于观测减速器油面级油面稳定处，对于多级传动油标安置在低速级传动件附近。长期连续工作的减速器，在杆式油标的外面常装有油标尺套，可以减轻油的搅动干扰，以便在
16、不停车的情况下随时检测油面。4通气器减速器在运转时，箱体内温度升高，气压增大，对减速器密封极为不利。为沟通箱体内外的气流使箱体内的气压不会因减速器运转时的温升而增大，从而造成减速器密封处渗漏，在箱盖顶部或检查孔盖板上安装通气器。通气器设有金属滤网，可减少停车后灰尘随空气吸入机体。5起盖螺钉箱盖，箱座装配时在剖分面上涂密封胶给拆卸箱盖带来不便，为此常在箱盖的联接凸缘上加工出螺孔，拆卸时，拧动装与其中的起盖螺钉便可方便地顶起箱盖。起盖螺钉材料为Q235A。螺杆顶部做成半圆形，以免顶坏螺纹。6定位销为保证剖分式箱体的轴承座孔的加工及装配精度，在箱体的联接凸缘的长度方向两端各安置一个圆锥定位销，并尽量
17、设置在不对称位置。定位销为圆公称直径（小端直径）可取，为箱座，箱盖凸缘联接螺栓的直径；取长度应稍大于箱体联接凸缘的总厚度，以利于装7起吊装置吊环螺钉装在箱盖上，用来拆卸和吊运箱盖，也可用来吊运轻型减速器。8轴承盖轴承盖结构采用螺钉式可分为螺钉联接式，材料为碳钢。9轴承套杯轴承套杯可用作固定轴承的轴向位置，同一轴线上两端轴承外径不相等时使座孔可一次镗出，调整支承的轴向位置。10调整垫片组调整垫片组的作用是调整轴承的轴向位置。垫片组材料为08F。十联轴器的选择 减速器中等冲击，因此选择弹性联轴器弹性套柱销联轴器，这种联轴器柱销上有橡胶套，由此获得补偿两轴相对位移的能力。 1轴的联轴器选择根据电机轴
18、的直径选择轴孔直径18mm轴孔长度35mm的联轴器。 3轴的弹性联轴器选择轴孔直径40mm，轴孔长度65mm的联轴器十一、其他技术说明1拆装和调整的说明在安装调整滚动轴承时，必须保证一定的轴向游隙，因为游隙大小将影响轴承的正常工作。当轴直径为3050mm时，可取游隙为4070mm。在安装齿轮或蜗杆蜗轮后，必须保证需要的侧隙及齿面接触斑点，侧隙和接触斑点是由传动精度确定的，可查手册。当传动侧隙及接触斑点不符合精度要求时，可以对齿面进行刮研、跑合或调整传动件的啮合位置。也可调整蜗轮轴垫片，使蜗杆轴心线通过蜗轮中间平面。2减速箱体的附件说明机座和箱体等零件工作能力的主要指标是刚度，箱体的一些结构尺寸
19、，如壁厚、凸缘宽度、肋板厚度等，对机座和箱体的工作能力、材料消耗、质量和成本，均有重大影响。但是由于其形状的不规则和应力分布的复杂性，未能进行强度和刚度的分析计算，但是可以根据经验公式大概计算出尺寸，加上一个安全系数也可以保证箱体的刚度和强度。箱体的大小是根据内部传动件的尺寸大小及考虑散热、润滑等因素后确定的十二、设计小结设计机械设计是机械类专业的主要课程之一，它要求学生能结合课本的学习，综合运用所学的基础和技术知识，联系生产实际和机器的具体工作条件，去设计合用的零部件及简单的机械，起到从基础课程到专业课程承先启后的桥梁作用，有对机械设计工作者进行基础素质培养的启蒙作用。机械设计课程设计的过程
20、是艰辛而又充满乐趣的，在这短暂的四个星期里，我们不仅对机械的设计的基本过程有了一个初步的认识和了解，即初步接触到了一个真机器的计算和结构的设计，也通过查阅大量的书籍，对有关于机械设计的各种标准有了一定的认识，也加强了对课本的学习和认识。通过这次的设计，我认识到一些问题是我们以后必须注意的。第一，设计过程决非只是计算过程，当然计算是很重要，但只是为结构设计提供一个基础，而零件、部件、和机器的最后尺寸和形状，通常都是由结构设计取定的，计算所得的数字，最后往往会被结构设计所修改。结构设计在设计工作中一般占较大的比重。第二，我们不能死套教材，教材中给出的一些例题或设计结果，通常只是为表明如何运用基础知
21、识和经验资料去解决一个实际问题的范例，而不是唯一正确的答案。所以我们必须要学会查阅各种书籍和手册，利用现有的资源再加上自己的构想和创新，才能真正完成一个具有既有前景和使用价值又能普遍推广，价格低廉的新产品。因此，全力追索不断能力才是学习机械设计的中心思想。第三，创新是一个民族的灵魂，是我们国家兴旺发达的不竭动力。创新在机械设计过程当中体现的更是淋漓尽致，我们所设计出来的东西必须得超过以前的才具有社会实用价值，因此我们首先要有敢于突破束缚、突破惯例和大胆否定现有的一些东西，同时也要有宽广而坚实的基础知识和创新思维与细心观察的能力。虽然在这次的设计过程当中大部分都是参照教材和手册所设计，只有小部分
22、是通过自己创新所形成，但在选用各种零部件时是个人根据标准选定的，以使各种零部件组装成最好的一个减速器。因此也体现了创新的思想。十三、参考资料1机械设计濮良贵 纪名刚 主编，高等教育出版社，2005年。2机械设计课程设计指导书龚义 主编，高等教育出版社，2005年。3.机械零件手册周开勤 主编，高等教育出版社，2005年。4机械设计课程设计图册龚义 主编，高等教育出版社，2004年。电动机计算公式和有关数据皆引自机械设计课程设计指导手册第1114页主要参数：2186N0.32m/s0.73kW0.681.07kW19.2电机型号型号为Y90L-6额定功率1.147.457.619.219.21.
23、06kW0.81kW0.77kW0.75kW383.0371.58蜗杆材料用45钢，蜗轮用铸锡青铜ZcuSn10P1金属膜铸造。轮芯用灰铸铁HT100制造。z1=2z2=32K=1.05m=510.00011.31a=105mm160mm=2.52m/s8.548.123692.02=590MPa=470MPa4.981.67=708MPa=601.6MPam=3mma=145mm58mm=64mm9397.8 燕山大学 机械设计 课程设计综评项目细则成绩平时成绩(30分)出勤(15分)(A)全勤(B)缺勤不多于2次(C)缺勤不多于5次(D)缺勤5次以上的态度(15分)(A)积极 (B)比较积极(C)一般(D)不积极图面成绩(50分)结构(10分)合理比较合理图面质量(40分)优良中及格不及格答辩成绩(20分)优良中及格不及格总成绩答辩小组成员签字年 月 日
