外装式齿轮传动电动滚筒设计【全套CAD图纸+毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 摘   要  本次毕业设计的目标是设计一款 外装式齿轮传动电动滚筒 ， 传动装置采用平行轴齿轮传动且 安装在 滚筒 内 侧 ，使结构非常紧凑。  本次设计的 电动滚筒 主要由 滚筒体 、 齿轮 、 轴、轴承、支座、端盖、联轴器等组成。在本次设计过程中，首先调查分析了 滚动及齿轮传动的 研究现况及工作原理，在此基础上提出总体设计方案；接着，对各机构主要零部件进行了详细的设计；最后，采用 图软件绘制了本 外装式齿轮传动电动滚筒 的装配图及主要零部件图，并且采用  构件了三维模型。  通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如：机械原理、机 械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；也掌握了普通机械产品的设计方法，并能熟练使用 图软件、  三维设计软件，对今后的工作有极大意义。  关键词： 电动滚筒；齿轮；设计  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 he of is to an is a is on of of of so In of on of of of is of by  E of D of of as of of  e of 需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 目  录  摘   要  . I . 一章   绪论  . 1 筒简介  . 1 轮传动概述  . 1 轮 传动的基本要求  . 1 轮传动的种类  . 1 轮传动的特点  . 2 计任务及要求  . 2 第二章  方案选定及主要参数的确定  . 3 案设计  . 3 动机的选择  . 3 择电动机类型  . 3 择电动机容量  . 3 择电动机转速  . 4 配传动比  . 4 传动比  . 4 配传动比  . 4 轴转速、 功率、转矩计算  . 5 轴的转速  . 5 轴的输入功率  . 5 轴的输入转矩  . 5 第三章  主要零部件的设计  . 7 速级齿轮传动  . 7 精度等级、材料和齿数  . 7 齿面接触疲劳强度设计  . 7 齿根弯曲强度设计  . 8 何尺寸计算  . 10 算  . 10 速级齿轮传动  . 10 需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 精度等级、材料和齿数  . 10 齿面接触疲劳强度设计  . 10 齿根弯曲强度设计  . 12 何尺寸计算  . 13 算  . 13 的设计与校核  . 13 入轴  . 14 间轴  . 16 承的选择与校核  . 20 入轴的轴承  . 20 间轴、轴承  . 20 的选择与校核  . 20 入轴的键  . 20 间轴的键  . 21 轴器选择  . 21 筒体设计  . 22 第 4 章  基于  的三维设计  . 24  三维设计软件概 述  . 24 维设计  . 25 入齿轮轴  . 25 入大齿轮  . 26 间齿轮轴  . 26 筒体  . 26 盖  . 27 维装配  . 27 总  结  . 29 参考文献  . 30 致  谢  . 31 需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 第一章  绪论  筒 简介  滚筒 又叫绞车，是由人力或机械动力驱动 滚筒 、卷绕绳索来完成牵引工作的装置。它是一种垂直提升、水平或倾斜拽引的简单起重装置。在国外， 滚筒 的品种繁多，应用也很广泛。在西方技术先进的国家中，即使是在工业水平先进，机械化程度不断提高，起重设备也在不断更新的前提下，仍不能完全淘汰 滚筒 这样的行之有效的简单机械设备。而与此同时，国内 滚筒 也在向大型化、采用先进电子技术、发展手提式 滚筒 和大力发展不带动力源装置的 滚筒 的方向发展。  轮传动 概述  轮传动的基本要求  两个齿轮相互啮合，其中一个轮的齿将力传到另一个轮的齿上，从而使另一个轮跟着转动，这种传动叫齿轮传动。如图 示  图 轮传动简图  采用齿轮传动时，因啮合传动过程比较复杂，所以在传递运动和动力上，应该具有以下两个基本要求：  （ 1） 传动平稳，要求齿轮在传动过程中瞬时传动比应保持不变，这样可保持传动的平衡，以适应于高精度及高速传动。  （ 2） 承载能力强，要求齿轮的结构尺寸小、重量轻、承受载荷能力大。  为满足这两个基本要求，必须对轮齿的形状、齿轮的材料、热处理 的方法、齿轮加工、装配质量提出相应的要求。  轮传动的种类  齿轮传动的分类：  （ 1）按轴的布置方式分为平行轴齿传动，相交轴齿轮传动（图 交错轴需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 齿轮传动（图   其中平行轴齿传动又分为直齿轮传动、平行轴斜齿轮传动、人字齿轮传动、齿轮齿条传动、内齿轮传动。  （ 2）按齿轮传动的工作条件分为闭式齿轮传动，开式齿轮传动，半开式齿轮传动。  其中闭式齿轮传动的齿轮精度较高，并能保证良好的润滑条件，所以很多重要的齿轮都采用闭式传动，如减速器齿轮。  而开式齿轮传动的齿轮一般都是外漏的，不能保证良好 的润滑，只能定期加油，所以多用于低速或不重要的传动及便于拆卸更换的场合，如建筑搅拌机上的齿轮。  半开式齿轮介于上述两者之间，传动齿轮浸入油池内，上面装有简单的防护罩。  轮传动的特点  齿轮传动是机械传动中最主要的一类传动，型式很多，应用广泛，传递的功率可达数十万千瓦，圆周速度可达 200m/s。 两轴距离较近，要求传递较大转矩，且传动比要求较严时，一般都用齿轮传动。齿轮传动是机械传动中最主要的一种传动。其形式很多，应用广泛。  齿轮传动的优点：  1） 齿轮传动平稳 ，工作可靠，使用寿命长。  2）传动比精确， 瞬时传动比为常数。  3）传动效率高。  4）结构紧凑。  5） 使用的功率、速度和尺寸 适用范围很广。  齿轮传动的缺点：  1）制造成本高，精度要求高。  2）精度低时，振动和噪声较大。  3）不宜用于轴间距离大的传动。  计任务及 要求  （ 1）设计题目： 外装式齿轮传动电动滚筒设计  （ 2）原始数据：   传动功率  滚筒 直径（  滚筒 工作速度 (m/s) 滚筒宽度 (315 00 需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 第二章  方案选定 及 主要参数的确定  案设计  根据设计要求采用 内置 二级定轴式齿轮传动，方案如下图示：  图 2动方案  动机的选择  择电动机类型  电动机是标准部件 ， 因为 室内工作 ，运动载荷平稳，所以选择 Y 系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。  择 电动机容量  1）运输 机所需要的功率 )(3  2） 电动机的输出功率0)(0  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 电动机至 滚筒 的传 动装置总效率。  取 联轴器效率 ，圆柱 齿轮传动效率 ， 轴承 效率 ，电动机至 滚筒 的传动装置总效率 为 ：  233221  3） 电动机所需功率为：  w  0  因有轻微震动  ，电动机额定功率 需略大于 0P 即可，查机械设计 手册 表 19取电动机额定功率为 4 择 电动机转速  滚筒 工作转速：  m i n/i n/3 1  0 0 0106 4 vn w  展开式 二级 减速器 推荐的 传动比为： 408i  所以电动机实际转速的推荐值为：  m  9 1 05 8 2 w  符合这一范围的同步转速为 750、 1000、 1500r/ 综合考虑传动装置机构紧凑性和经济性，选用同步转速 1500r/电机。  型号为 载转速 440 ，功率 4  配传动比  传动比  满载转速 440 ， 故总传动比为：   配传动比  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 取 41i 则  54 ；  轴转速、功率、转矩 计算  轴的转速  1 轴   m i n/14401 m ；  2 轴   m i n/36041440112 ；  3 轴  m 25360223  滚筒  23 w 轴的输入功率  1 轴   ；  2 轴   ；  3 轴   ；  轴的输入转矩  电机 轴    4  5 09 5 5 0000 ；  1 轴      4  5 09 5 5 0111 ；  2 轴      5 09 5 5 0222 ；  3 轴       5 09 5 5 0333 ；  整理列表  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 轴名  功率 转矩 )/( 传动比  电机轴  440  1 轴  440 1 2 轴  60 4 3 轴  2 5 需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 第 三 章  主要零部件的 设计  速级 齿轮传动  精度等级、材料和齿数  采用 7 级精度由表 择小齿轮材料为 40质），硬度为 280齿轮材料为 45 钢（调质），硬度为 240 选小齿轮齿数 201 Z  大齿轮齿数 80204122 齿面接触疲劳强度设计  由设计计算公式进行试算，即  3 211 )(1）  确定公式各计算数值  （ 1）试选载荷系数 3.1（ 2）计算小齿轮传递的 转矩   （ 3）小齿轮相对两支承非对称分布，选取齿宽系数 d（ 4）由表 得材料的弹性影响系数 2/  （ 5）由图 齿面硬度查得  小齿轮的接触疲劳强度极限 001  大齿轮的接触疲劳强度极限 502  （ 6）由式 算应力循环次数  911 83 0 010(11 0 0 06060 892 N  （ 7）由图 得接触疲劳强度寿命系数     （ 8）计算接触疲劳强度许用应力  取失效概率为 1，安全系数为 S=1，由式 10   M P  i  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 M P  i  （ 9）计算  试算小齿轮分度圆直径 代入 H 中的较小值  t 95  231  计算圆周速度 v t / 0 0 0 0 1  计算齿宽 b  计算齿宽与齿高之比 b/h 模数  3 hb  根据 ， 7 级精度，查得动载荷系数 K  假设 100/ ，由表查得   K  由于载荷平稳，由表 得使用系数 K  由表查得 查得 故载荷系数 4 5   10）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式可得  3311  （ 11）计算模数  11  齿根弯曲强度设计  弯曲强度的设计公式为  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 3 2112  （ 1）确定公式内的计算数值  由图 得  小齿轮的弯曲疲劳强度极限 001  大齿轮的弯曲疲劳强度极限 802  由图 得弯曲疲劳寿命系数   Z  计算弯曲疲劳许用应力  取失效概率为 1，安全系数为 S=上式得   M P   M P  计算载荷系数   （ 2）查取齿形系数  由表 得 （ 3）查取应力校正系数  由表 得  （ 4）计算大小齿轮的 ，并比较  222111大齿轮 的数据大  （ 5）设计计算   3  对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 大于由齿根弯曲疲劳强度计需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 算的模数，可取有弯曲强度算得的模数 整取标准值 m 按接触强度算得的分度圆直径   算出小齿轮齿数 1 取 201 Z  大齿轮齿数 80204122 取 802 Z  何尺寸计算  （ 1）计算分度圆直径    （ 2）计算中心距    52/)12030(2/)( 21  （ 3）计算齿宽宽度 取 36 验算  t  7 5302 2 0 2 02211 K 100/ 5 7  合适  速级齿轮 传动  精度等级、材料和齿数  采用 7 级精度由表 择小齿轮材料为 40质），硬度为 280齿轮材料为 45 钢（ 调质），硬度为 240 选小齿轮齿数 151 Z ，  大齿轮齿数 75155122 取 752 Z  齿面接触疲劳强度设计  由设计计算公式进行试算，即  3 211 )(1）  确定公式各计算数值  （ 1）试选载荷系数 3.1（ 2）计算小齿轮传递的转矩   （ 3）小齿轮相对两支承非对称分布， 选取齿宽系数 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 （ 4）由表 得材料的弹性影响系数 2/  （ 5）由图 齿面硬度查得  小齿轮的接触疲劳强度极限 001  大齿轮的接触疲劳强度极限 502  （ 6）由式 算应力循环次数  811 83 0 010( 06060 882 N  （ 7）由图 得接触疲劳强度寿命系数     Z  （ 8）计算接触疲劳强度许用应力  取失效概率为 1，安全系数为 S=1，由式 10   M P  i   M P  i  （ 9）计算  试算小齿轮分度圆直径 代入 H 中的较小值  t 95  231  计算圆周速度 v t /1  计算齿宽 b  计算齿宽与齿高之比 b/h 模数 hb 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 计算载荷系数 K 根据 ， 7 级精度，查得动载荷系数 K  假设 100/ ，由表查得   K  由表 得使用系数 K  由表查得 查得 故载荷系数 5 5   10）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式可得  3311  （ 11）计算模数  11  齿根弯曲强度设计  弯曲强度的设计公式为  3 2112  （ 1）确定公式内的计算数值  由图 得  小齿轮的弯曲疲 劳强度极限 001  大齿轮的弯曲疲劳强度极限 802  由图 得弯曲疲劳寿命系数   计算弯曲疲劳许用应力  取失效概率为 1，安全系数为 S=式 10   M P   M P    计算载荷系数  4 1 （ 2）查取齿形系数  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 由表 得 （ 3）查取应力校正系数  由表 得  （ 4）计算大小齿轮的 ，并比较  0 1 5 2  0 1 3 6  222111大齿轮的数据大  （ 5）设计计算   5  3  对比计算结果，由齿面接触疲 劳强度计算的模数 m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，可取有弯曲强度算得的模数 是取标准值 m  并按接触强度算得的分度圆直径   算出小齿轮齿数 1 取 151 Z   大齿轮齿数 75155122 取 752 Z  何尺寸计算  （ 1）计算分度圆直径    （ 2）计算中心距    52/) 7(2/)-( 12  （ 3）计算齿宽宽度 取 45 验算  t  4  6 2 02211 K 100/  合适  的设计与校核  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 入轴  （ 1）尺寸与结构设计计算  1）高速轴上的功率 速 转矩 T1  ， 4401  ， 2）初步确定轴的最小直径  先按式 3  初步估算轴的最小直径。选取轴的材料 45 钢，调质处理。根据机械设计表  112C ，于是得：   4  2 31  该处开有键槽故轴径加大 5 10，且高速轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径 1d 。为了使所选的轴直径 1d 与 电机 联轴器的孔径相适应，故取 81 ；01 。  3）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度  （ a）为了满足半联轴器的轴向定位的要求 2 轴段左端需制出轴肩，轴肩高度轴肩高度 ，取 3h 故取 2 段的直径 332 d ，长度 02 。  (b) 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用深沟球轴承。根据 32 ，查机械设计手册选取 0 基本游隙组，标准精度级的深沟球轴承 6206，故 373 ，轴承采用轴肩进行轴向定位，轴肩高度轴肩高度，取 3h ，因此，取 564 。  (c) 齿轮处由于齿轮分度圆直径 41 ，故采用齿轮轴形式，齿轮宽度B=50考虑到齿轮端面与箱体间距 10及两级齿轮间位置 配比，取74 ， 6 。  4）轴上零件的周向定位  查机械设计表，联接联轴器的平键截面 566 。  （ 2）强度校核计算  1）求作用在轴上的力  已知高速级齿轮的分度圆直径为 d =52根据机械设计（轴的设计计算部分未作说明皆查此书）式 (10则  需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 a a NF p  2）求轴上的载荷  首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴承支点位置时，从手册中查取 a 值。对于 6206 型深沟球轴承，由手册中查得 a=15此，轴的支撑跨距为2 根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面 C 是轴的危险截面。先计算出截面 C 处