螺旋运输机传动装置设计书.doc

螺旋运输机传动装置设计书一. 课程设计书设计课题:设计一用于带动螺旋输送机输送聚乙烯树脂材料的两级圆锥-圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,其效率为0.92(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限5年(365天/年),三班制工作,车间有三相交流,电压380/220V。螺旋轴转矩350Nm,螺旋轴转速70r/min。二. 设计要求1.减速器装配图一张(A0)。2.设计说明书一份。三. 设计步骤1. 传动装置总体设计方案 2. 电动机的选择 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5. 各级齿轮的设计与校核 6.传动轴的设计与校核7.角接触球轴承校核 8.键联接设计和校核 9.器机体结构尺寸10.密封设计一传动装置的总体设计减速器要符合绿色环保，工作时间长，质量好。二选择电动机1、选择电动机系列 按工作要求及工作条件，选用三相异步电动机，封闭式扇式结构，即：电压为380V Y系列的三相交流电源电动机。2、选电动机功率 （1）、传动滚筒所需有效功率 （2）、传动装置总效率 各部分效率如下 一般圆锥齿轮传动效率： 滚动球轴承效率： 齿轮联轴器效率：一般圆柱齿轮传动效率：螺旋输送机：可移式联轴器传动效率: （3）、所需电动机功率 3、确定电动机转速 符合这一范围的同步转速为750r/min，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量及价格等因数，为使传动机构结构紧凑，决定选用同步转速为750r/min的电动机。根据电动机类型、容量和转速，由电动机产品目录选定电动机型号为Y160M1-8。其主要性能如下表:型号额定功率Pe/kW满载时额定转矩Nm质量kg转速/ (r/min)电流A（380V)效率%功率因数Y160M1-847209.9840.72.0150三确定传动装置的总传动比和分配传动比 四计算传动装置的运动和动力参数运动条件及运动参数分析计算1轴：1轴即电动机输出轴：2轴：2轴即减速器输入轴 3轴：3轴即减速器中间轴4轴：4轴即减速器输出轴5轴：5轴即传动滚筒轴各轴运动和动力参数汇总表轴名功率P/KW转矩T/(Nm)转速n/(r/min)电机轴（1轴）3.2843.517202轴3.2142.587203轴3.12157.23189.54轴2.97405.7769.9卷筒轴（5轴）2.71370.2569.9五.各级齿轮的设计与校核(一).低速级斜齿齿轮传动的设计与校核1.齿轮材料，热处理及精度考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用软齿面渐开线斜齿圆柱齿轮齿轮材料及热处理i. 材料：低速级小齿轮选用40Cr钢调质处理，齿面硬度为 241-286HBS, 取小齿齿数=22齿轮精度为8级 大齿轮选用ZG35CrMo钢，齿面硬度 190-240HBS，大齿轮齿数。因和要互为质数，取.2.初步设计齿轮传动的主要尺寸按齿面接触强度设计a.确定各参数算数值（1）计算小齿轮传递的转矩T3=157.23N.m T4=（2）初选齿宽系数 ，由表查得1（3）初选螺旋角 初定螺旋角14（4）初选载荷系数Kt =1.4 （5）计算应力值环数 N3=60n3j =60189.51（536524）=4.99 (次) N4= 60n4j =6069.91（536524）=1.8410(次)（6）弹性系数和节点区域系数为（7）端面重合度 （8）查取接触疲劳系数（允许局部点蚀）ZN3=1.08 ZN4=1.13（9）查表得齿轮接触疲劳极限 (10)安全系数S=1 3=864 4=632.8b.确定传动尺寸初算小齿轮分度圆直径d1t =圆周速度 动载荷系数=1.06齿间载荷分部系数 =1.4 使用系数KA=1.25齿间载荷分部系数=1.07 K=1.251.061.41.071.98按K值对d3T修正,即 C.确定模数mn=/Z1=2.92,取 mn=2.5d.确定螺旋角和中心距 =106.93mm圆整取a=110mm，此时，5%,传动比误差在允许范围内。则 =14.1591o =mnZ1/=53.33mm e.确定齿宽由b=d3=53.33mm取b4=60 b4=55m3.齿根弯曲疲劳强度校核a. 确定各参数（1） 查取齿形系数和应力校正系数Zv3=Z1/(cos3)=29.32,查表得 Zv4=Z2/(cos3)=81.30,查表得(2)接触疲劳系数Y=0.88 =0.92(3)取安全系数S=1.25(4)查表得齿轮弯曲疲劳极限 (5)由纵向重合度 查表得螺旋角系数Y1(6)计算许用弯曲应力3= 4=(7)圆周力 验算：3 4 结论：弯曲强度足够取齿顶高系数ha*=1 顶隙系数c*=0.25齿顶圆直径da3=(Z1+2ha*)m=（22+21）2.5=60mm da4=(Z2+2ha*)m=（61+21）2.5=157.5mm齿根圆直径df3=(Z1-2ha*-2c*)m=(22-21-20.25)2.5=48.75mm df4=(Z2-2ha*-2c*)m=(61-21-20.25)2.5=146.25mm低速级齿轮的主要参数小齿轮大齿轮大齿轮小齿轮齿数Z2261中心距a110mm齿宽b60mm55mm模数m2.5分度圆直径d53.33mm160.67mm压力角20齿顶圆直径da60mm157.5mm螺旋角14.1591o齿根圆直径df48.75mm146.25mm（二）、高速级锥齿轮设计与校核 1.齿轮材料，热处理及精度考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用软面渐开线圆锥齿轮（1） 齿轮材料及热处理 材料：高级小齿轮选用40Cr调质处理，硬度280HBS。取小齿齿数=24。高速级大齿轮选用ZG35CrMo钢，硬度 200HBS Z=Z=3.8024=91.2,取 Z=92。齿轮精度为8级2.设计计算 1.按齿面接触强度设计 a.确定各参数算数值（1）初选齿宽系数 ，由表查得0.3（2）初选载荷系数Kt =1.4 （3）计算应力值环数 =607201（536524）=1.89109次） =60189.5（536524）=4.98108(次)（4）弹性系数和节点区域系数为（5）查表得齿轮接触疲劳限 （6）查取接触疲劳寿命系数（允许局部点蚀）ZN1=0.98 ZN2=0.95( 7 )安全系数S=12=0.98800=784 3=0.92560=532 b.确定传动尺寸初算小齿轮分度圆直径d2t =圆周速度 动载荷系数 Kv=1.05齿间载荷分配系数=1 使用系数KA=1.25齿间载荷分部系数 K=1.01 K=1.33按K值对d1t修正 c.确定模数m=d2/Z1=27.88/24=1.16取m=1.25则大端分度圆直径d2=mZ1=30mm d3=mZ2=115mm锥距 R=1/2 =59.424mm锥角 d.确定齿宽b=R=0.3059.424=17.83mm圆整齿宽b1=20m,b2=20mm传动比误差在允许范围内。3.按齿根弯曲强度校核（1）由表查取齿形系数和应力校正系数Zv2=Z1/(cos)=24.80,查表得 Zv3=Z2/(cos)=364.47,查表得(2)接触疲劳系数Y=0.88 , Y=0.90 (3)取安全系数S=1.25(4)查表得齿轮接触疲劳极限 = =(5)齿宽中点分度圆直径 (6)圆周力(7)当量齿轮模数 验算齿根弯曲强度 1 e,查表得X1=0.41，Y1=0.87.=0.68=e,查表得 X2=1，Y2=0.P1= X1Fr1+Y1Fa1=2358NP2= X2Fr2+Y2Fa2=2446N(4)计算寿命 查表得ft=1,fp=1.1Lh=43800h(5年为43800h)结论：所选轴承7208AC符合要求。八键的校核 查表知键，轴，轮毂三者中最弱材料的许用挤压强度为=120MPa(1)高速轴上键的校核A.和联轴器相连的键校核(1)选择键的类型和尺寸由轴的直径为d=35mm，查表选择键的类型为：1050 GB/T 1096-2003则T=36588.4Nmm， b=10mm，h=8mm，L=50mm，k=0.5h=4mm,键的有效长度为l=L-b=40mm。(2)按键的强度条件校核：=2Tkld=13.07MPa,符合强度条件。B.和小锥齿轮相连的键的校核(1)选择键的类型和尺寸由轴的直径为d=36mm，查表选择键的类型为：1028 GB/T 1096-2003则T=35852.3Nmm， b=10mm，h=mm，L=28mm，k=0.5h=4mm,键的有效长度为l=L-b=18mm。(2)按键的强度条件校核：=2Tkld=27.67MPa,符合强度条件。(2)中间轴上键的校核A.和大锥齿轮相连的键校核(1)选择键的类型和尺寸由轴的直径为d=42mm，查表选择键的类型为：1240 GB/T 1096-2003则T=74292.2Nmm， b=12mm，h=8mm，L=40mm，k=0.5h=4mm,键的有效长度为l=L-b=28mm。(2)按键的强度条件校核：=2Tkld=31.59MPa,符合强度条件。B.和小圆柱齿轮相连的键校核(1)选择键的类型和尺寸由轴的直径为d=42mm，查表选择键的类型为：1245 GB/T 1096-2003则T=74292.2Nmm， b=12mm，h=8mm，L=45mm，k=0.5h=4mm,键的有效长度为l=L-b=33mm。(2)按键的强度条件校核：=2Tkld=28.60MPa,符合强度条件。(3)低速轴上键的校核A.和大斜齿轮相连的键校核(1)选择键的类型和尺寸由轴的直径为47mm，查表选择键的类型为：1445 GB/T 1096-2003则T=282766.8Nmm， b=14mm，h=9mm，L=45mm，k=0.5h=4.5mm,键的有效长度为l=L-b=31mm。(2)按键的强度条件校核：=2Tkld=86.26MPa,符合强度条件。B.和联轴器相连的键校核(1)选择键的类型和尺寸由轴的直径为38mm，查表选择键的类型为：1050 GB/T 1096-2003则T=282766.8Nmm， b=10mm，h=8mm，L=50mm，k=0.5h=4mm,键的有效长度为l=L-b=40mm。(2)按键的强度条件校核：=2Tkld=93.02MPa1.212齿轮端面与内机壁距离10机盖，机座肋厚 8轴承端盖外径7208AC+（55.5）1207209AC125轴承旁联结螺栓距离130十润滑密封设计对于二级圆柱齿轮减速器，因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小于，所以轴承采用脂润滑。箱体内选用SH0357-92中的50号润滑，装至规定高度.油的深度为H+ H=40mm =50mm所以H+=40+50=90mm其中油的粘度大，化学合成油，润滑效果好。密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗度应为 6.3 ， 密封的表面要经过刮研。而且，凸缘联接螺柱之间的距离不宜太大，取150mm。并匀均布置，保证部分面处的密封性。四.设计心得在课程设计课题开始的时候非常的困难，完全一片茫然，就不知道减速箱里边的齿轮该怎样放，当然也参考了很多的书籍，和一些网络上的资料，才有了些头绪，当然还有我同学罗坚的大力支持，在计算和绘图的过程中有很多的问题，他都给了很多的帮助，自己也少不了摸索，特别是在作图的时候，更改了很多，花了很多时间，这次的课程设计让我第一次自己做自己的设计，也许这也是自己设计生涯的开端，当然这是自己宝贵的经验。并且进一步对机械设计，机械精度设计，机械原理，材料力学，工程力学，机械工程制图，机械工程材料及CAD制图的深入学习。同时感谢老师和同学给予我的支持和帮助，在此谢谢大家。五.参考资料1杨恩霞.机械设计课程设计M.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，20092杨恩霞.机械设计M.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，20093许国玉.计算机绘图教程M.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，20114李广君.机械工程制图M.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，20055杨在林.工程力学M.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，20106杨在林.材料力学M.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，20117刘品.机械精度设计与检测基础M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，20118郑文纬.机械原理M.北京：高等教育出版社，20109齐宝森.机械工程材料 M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005Pw=2.57kwT=350N.mn=70r/minPw=2.57kwi1=3.80i2 =2.71P1=3.28KWn1=720r/minT1=43.51N.mP2=3.21KWn2=720r/minT2=42.58 N.mP3=3.12KWn3=189.5r/minT3=157.23N.mP4=2.97KWn4=69.9r/minT4=n5=69.9r/minT3=157.23N.mT4=1N3=4.99 (次)N4=1.8410(次)ZN2=1.08 ZN3=1.13ZE= ZH=2.49 3=864MPa4=632.8PMa=1.06=1.4=1.25=1.07d3=53.33mmd4=160.67mma=110mm=14.1591o3=422.4MPa4=353.3MPa3 4结论：弯曲强度足够0.3Kt =1.4N=1.89109（次）N2=4.98108（次）ZH=2.43 ZN1=0.98 ZN2=0.951=784MPa2=532MPaKv=1.05K=1KA=1.25K=1.01K