机械设计课程设计--种土豆机机构传动部分设计.doc

桂林电子科技大学机械设计课程设计说明书种土豆机机构传动部分设计设计名称种土豆机传动部分设计专 业机械电子工程姓 名指导教师时 间2013/7/11目录一 课题题目及主要技术参数说明1.1 课题题目 1.2 主要技术参数说明 1.3 传动系统工作条件1.4 传动系统方案的选择 二 减速器结构选择及相关性能参数计算2.1 减速器结构2.2 电动机选择2.3 传动比分配三 V带传动设计3.1确定计算功率3.2确定V带型号3.3确定带轮直径3.4确定带长及中心距3.5验算包角3.6确定V带根数Z3.7 确定粗拉力F03.8带轮结构设计四 齿轮的设计计算(包括小齿轮和大齿轮)4.1 齿轮材料和热处理的选择4.2 齿轮几何尺寸的设计计算4.2.1一级减速中齿轮主要尺寸的设计4.2.2 二级减速中齿轮的参数设计五 轴的设计计算及联轴器的选择5.1求输出轴上的功率，转速n3和转矩T35.2求作用在齿轮上的力 5.3选择材料5.4初步确定轴的最小直径及联轴器的选择5.5、轴的结构设计及校核六 轴承、键和联轴器的选择6.1 轴承的选择及校核 6.2 键的选择计算及校核七 减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算7.1 润滑的选择确定 7.2 密封的选择确定 7.3 传动部分箱体及其他零件尺寸选择7.4 装配图三维仿真 参考文献第一章 课题题目及主要技术参数说明1.1课题题目土豆种植机传动系统中的减速器。要求传动系统中含有圆柱齿轮减速器及V带传动。1.2 主要技术参数说明 轴承名名称各轴功率各轴转矩转速输入输出电机主轴1120119601107510534532021101458361203533523250201.3 传动系统工作条件 土豆种植机工作时有轻微冲击，经常满载。空载起订，单向运转，单班制工作（每班工作8小时），要求减速器设计寿命为10年(每年按200天计算)1.4 传动系统方案的选择第二章 传动结构选择及相关性能参数计算2.1 传动结构本传动结构设计为水平剖分，封闭卧式结构2.2 电动机选择原始数据：输出转矩T(Nm)转速（r/min）3612025020（一）工作机的功率Pw=（36*120）/9.55=0.452kw=（250*20）/9.55=0.524k=0.452/（0.98*0.99*0.96）+0.524/（0.98*0.99*0.96）=1.076kw所以选YE32S-6 额定功率p额定=3kw，Ied=7.23A,n额定=960r/min2.3 传动比分配工作机的转速n1=120r/min n2=20r/min选i皮带=3 ，所以大带轮输出的转速n带输出=960/3=360r/min 由所需转速算出传动比u分别是2.67、6第三章V带传动设计3.1确定计算功率查表得工作情况系数KA=1.1，Kca=1.1*3=3.3KW3.2确定V带型号根据pca、n1由选用A型3.3确定带轮直径1、 确定带轮的基准直径dd1并验算带速（1） 初选小带轮的基准直径dd1，由表和表选取小带轮基准直径dd1=112mm。（2） 验算速度。按照公式=因为5m/s5.63m/s0.07d，所以取h=4mm，所以轴环直径d5=58mm，轴环宽度b1.4h,所以b=6mm。即L5=6mm.4）轴承端盖宽度为20mm根据技术要求取端盖的外端面与半联轴器的距离L=20mm所以取l2=40mm5）取齿轮距离箱体内壁10mm在确定滚动轴承位置时，应距离箱体一段距离s，取s=5mm则L3=T+s+a+（40-38）=12+5+10+2=29mm终上所述：各轴段的长度和直径如下表所示轴段长度mm直径mm1604024042329454385056586755071245（3） 轴上零件的周向定位 齿轮、半联轴器与轴的定位均采用平键连接。按d4=50 查表得选用平键截面bh=8mm7mm 长L=28mm，同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性故选齿轮的轮毂与轴的配合为;同理半联轴器与轴的连接 选用平键为 5mm5mm20mm 半联轴器与轴的配合为。(4) 确定轴上圆角和倒角尺寸 取轴端倒角为2450，各轴肩处圆角半径见上述零件图。2、轴的强度校核已知Ft=2083N Fr=758N T3=250Nm则轴三的的受力分析如下Ft=FNH1+FNH2 FNH1(L2+L3)=FtL3 代入数据解得：FNH1=1426.8 N FNH2=611.4N FNV1+FNV2=Fr FNV1(L2+L3)=FtL3 代入数据解得：FNV1=530.6N FNV2=227.4N由轴的结构图以及弯矩及扭矩图可知B截面是危险截面。则： MH=FNH1L2=1426.848=68486.4N.mm MV=FNV1L2=530.648=25468.8 N.mm总弯矩：因弯曲切应力为脉动循环变应力，取=0.6 则轴的计算应力：前已选定轴的材料为45刚 调质处理，查表得-1=60MPa 因此 ca-1,故安全。另外两轴尺寸轴段长度直径1312526335374145027.45925高速轴一 轴承dxDxb=25x42x9齿轮宽度65中间轴二 轴端长度直径1422424028324.530458355104164335724.530轴承 dxDxb=30x47x9大齿轮齿宽 60 小齿轮齿宽 45第六章 轴承、键设计6.1 轴承的选择及校核已知轴承的预期寿命Lh=16000h 轴承型号6009，查表得其基本额定动载荷Cr=12.8KN 载荷系数fp=1.3.。由于轴承只受径向力故P=fpXFr 查表得 X=1。对于左轴承：Fr1=FNV1=530.6N对于右轴承：Fr2=FNV2=227.4N则 P=1.31530.6=689.78N则轴承寿命6.2 键的选择计算及校核 1)用于齿轮周向固定的键：键1440 GB/T 1096-2003 h=10 材料45钢。查表得p=100120MPa 取其平均值p=110MPa。 故该键合格。 2）用于联轴器周向固定的键：键1244 GB/T 1096-2003 h=7 材料45钢。 故该键合格。第七章润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算及装配图7.1 润滑的选择确定 7.1.1润滑方式 1.齿轮V=1.212 m/s 应用喷油润滑，但考虑成本及需要，选用浸油润2.轴承采用润滑脂润滑7.1.2润滑油牌号及用量1.齿轮润滑选用150号机械油，最低最高油面距1020mm，需油量为1.5L左右2.轴承润滑选用2L3型润滑脂，用油量为轴承间隙的1/31/2为宜7.2密封形式 1.箱座与箱盖凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2.观察孔和油孔等处接合面的密封在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封3.轴承孔的密封闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部 轴的外伸端与透盖的间隙，由于V3（m/s），故选用半粗羊毛毡加以密封4.轴承靠近机体内壁处用挡油环加以密封，防止润滑油进入轴承内部7.3 传动部分箱体及其他零件尺寸选择名称功用数量材料规格螺栓安装端盖12Q235M616GB 57821986螺栓安装端盖24Q235M825GB 57821986销定位335A640GB 1171986垫圈调整安装665Mn10GB 931987 螺母安装3M10GB 61701986油标尺测量油面高度1组合件通气器透气1箱座壁厚=9mm 箱座凸缘厚度b=1.5 ,=15mm箱盖厚度=9mm 箱盖凸缘厚度=1.5 ,=12mm箱底座凸缘厚度=15mm ,=25mm ,轴承旁凸台高度h=45，凸台半径R=20mm齿轮轴端面与内机壁距离=0mm大齿轮顶与内机壁距离=10mm小齿端面到内机壁距离=30mm上下机体筋板厚度=6