机械课程设计说明书6327193976.docx

目 录设计任务书1传动方案的拟定及说明4电动机的选择4计算传动装置的运动和动力参数5传动件的设计计算5轴的设计计算8滚动轴承的选择及计算14键联接的选择及校核计算16连轴器的选择16减速器附件的选择17润滑与密封18设计小结18参考资料目录18机械设计课程设计任务书带式运输机两级闭式齿轮传动装置设计一 总体布置简二 设计要求1） 设计用于带式运输机的传动装置2） 连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，运输带允许误差为5%3） 试用期限为10年，小批量生产，两班制工作。三 原始数据运输机工作轴转矩T（Nm）：1250运输带工作速度V（m/s）：1.45卷筒直径D（mm）：350带速允许偏差（）：5使用年限（年）：10工作制度（班/日）：2四 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. 轴的设计4. 滚动轴承的选择5. 键和连轴器的选择与校核；6. 装配图、零件图的绘制7. 设计计算说明书的编写五 设计任务1 减速器总装配图一张2 齿轮、轴零件图各一张（打印）3 课程设计说明书一份六 设计进度1、 第一阶段：总体计算和传动件参数计算2、 第二阶段：轴与轴系零件的设计3、 第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制4、 第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写传动方案的拟定及说明由题目所知传动机构类型为：同轴式二级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。本传动机构的特点是：减速器横向尺寸较小，两大齿轮浸油深度可以大致相同。结构较复杂，轴向尺寸大，中间轴较长、刚度差，中间轴承润滑较困难。(一) 、电动机的选择1 选择电动机的类型按工作要求选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压380V。2 选择电动机容量（1） F=5952.381（2） 电动机所需工作功率为 = 工作机所需功率为 从电动机到工作机传送带间的总效率为各部分的效率为：V带传动效率：=0.96滚动轴承效率（一对）=0.99（球轴承）闭式齿轮传动效率为=0.97（7级精度一般齿轮传动）联轴器效率=0.99（凸缘联轴器）传动滚筒效率=0.96代入，得 =0.960.9940.9720.990.960.825得滚动轴工作转速r/min61.60r/min9.68kw所需电动机功率为：= = 11.73kw因载荷平稳，电动机额定功率略大于即可。由Y系列电动机技术数据，选电动机的额定功率为15kw。3 通常，V带传动的传动比常用范围为24，二级圆柱齿轮减速器为840，则总传动比的范围为=16160，故电动机转速的可选范围为 =（16160）61.60r/min=985.69856 r/min符合这一范围的同步转速有1500 r/min和3000 r/min二种，综合生产批量小，尺寸，质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1500 r/min的电动机。根据电动机的类型，容量和转速，由表6-164（P201）选定电动机型号为Y160L-4,其主要性能如下表：电动机型号额定功率/kw满载转速/r/minY160L-41514602.22.2(二) 、分配传动比1 总传动比 2 分配传动装置各级传动比：取V带传动的传动比，则减速器的传动比i为 故同轴式二级圆柱齿轮的减速器的传动比为(三) 、运动和动力参数计算0轴（电动机轴）： T0=9550=9550 76.75 1轴（高速轴）： P1=P0= P0=11.730.96kw11.26kw n1=n0/=1460/3r/min=486.7r/min T1=9550=9550 221 2轴（中间轴）： P2=P1= P1=11.260.990.97kw10.81kw n2=n1/i12=486.7/2.81r/min=173.2r/min T2=9550=9550 596.2 3轴（低速轴）： P3=P2=P2=10.810.990.97=10.38kw n3=n2/i23=173.2/2.81r/min=61.64r/min T3=9550=95501608.34轴（滚筒轴）： P4=P3= P3=10.380.990.99kw10.17kw n4=n3/i34=61.64/1r/min=61.64r/min T2=9550=95501576.20运动和动力参数的计算结果应加以汇总，列出表格：轴名功率P/kw转矩T/N.m转速n/(r/min)传动比i效率输入输出输入输出电动机轴0轴11.7376.7514601轴11.26221486.730.962轴10.81596.2173.22.810.963轴10.381608.361.642.810.96滚筒轴10.171576.2061.6410.98(四) 、V带传动设计已知电动机功率P=11.73kw，转速n0=1460r/min，传动比i=3，每天工作16小时（两班）1) 初选小带轮的基准直径dd1，由表8-6和表8-8，取小带轮的基准直径dd1=150.2) 验算带速v，按式（8-13） v=计算项目计算及说明计算数据1.确定计算功率由表8-7查得工作情况系数KA=1.2，故 =KAP=1.211.73kw=14.08kw=14.08kw2.选择V带的带型根据，n1由图8-11（P157）选用B型B型3.计算传动比n0/n11460/486.73=34.确定小带轮直径d1（1） 初选小带轮的基准直径d1，由表8-6和表8-8，取小带轮的基准直径dd1=132mm.D1=132mm5确定大带轮的直径d2大带轮的直径d2id1(1)；取弹性滑动率0.02则d2id1(1)3X132X（10.02）388.08mmd2388.08mm6、验算带速v按式（8-13） v10.79m/s在规定的5m/sv120。经验算，小带轮包角a1取值合理a1147.6。12、计算单根V带的基本额定功率P0根据d1140mm和n0=1460r/min，查表用插值法取得B型V带的P02.832KWP02.832KW13、额定功率的增量P0根据转速n0=1460r/min，传动比i=3查表得P00.463KWP00.463KW14、计算V带根数Z由a1147.6。查表得包角系数Ka0.92根据Ld1800mm，查表得带的修正系数KL=0.95ZPC/(Pd+P0)KLKa=3.93 所以取Z4Z415、确定单根V带的预紧力F0查表得每米长度重量q0.17kg/m预紧力F0302N F0302N 16、确定带对轴的压力FQFQ2ZFQsin=2320NFQ2320N带传动计算的结果带型号带长/mm带根数带轮直径/mm中心距/mm作用于轴上压力FQ/N大带轮小带轮B18004400140459.22320(五) 、直齿圆柱齿轮传动设计电动机单向运转，载荷有中等冲击，1轴传递功率P111.26KW，转矩T1221N.m，高速轴转速n1=486.7r/min，传动比i12=2.281，采用软齿面，直齿圆柱齿轮。1. 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度2. 材料选择。选有45钢，调质处理。小齿轮硬度为270HBS,接触疲劳极限取Hlim1=600MPa，弯曲疲劳极限取FE1=470MPa。大齿轮硬度为230HBS,接触疲劳极限取Hlim2=590MPa，弯曲疲劳极限取FE2=450MPa。查表取齿面接触疲劳安全系数SH1，轮齿弯曲疲劳安全系数 SF1.25则 H1Hlim1 /SH600MPa; H2Hlim2/SH590MPaF1FE1/SF 376MPa； F2FE2/SF 360MPa3. 小齿轮转矩T1221N.m,查表取齿宽系数d1；取载荷系数K1.4；弹性影响系数ZE189.8Mpa；区域系数ZH2.5；因为H1600MPaH2 590MPa；所以取小值进行计算H2 590MPa（1） 最小齿轮分度圆直径dt82mm（2） 齿轮齿数：小齿轮齿数z128，大齿轮齿数z2iz1 79（3） 模数：m=2.93mm;取标准模数m3（4） 齿宽：bd Xd mz=1x3x28=84mm; 因为b2=b，所以取 b2=85mm，b1=90mm （5） 中心距：a=160.5mm（6） 齿顶高:ha=m=3（7） 齿根高:hf=1.25m=3.75（8） 齿顶圆直径：da1=d+2ha=84+2x3=90mm; da2=d+2ha=237+2x3=243mm（9） 齿根圆直径:df1=d1-2hf=84-2x3.75=76.5mm; df1=d2-2hf=237-2x3.75=229.5mm4、验算齿根弯曲强度：查图，取齿形系数YFa1=2.642; Yfa2=2.25外齿轮齿根修正系数Ysa1=1.6；Ysa2=1.77所以齿根的弯曲强度为：F1123.6MPaF1=376MPa F2111.65MPaF2=360MPa所以两轮弯曲强度均满足要求5、计算圆周速度v=2.14m/s 满足7级精度要求6、闭式齿轮计算结果参数齿数Z模数m分度圆直径d齿根圆直径df齿顶圆直径da齿宽b传动比i中心距a齿轮12838476.590902.81160.5齿轮279237229.524385(六) 、输入轴（轴1）的设计输入轴上的功率P111.26KW，转矩T1221N.m，转速n1=486.7r/minI 初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调质处理。根据机械设计表15-3，查表取C110；则dmin=31.3mm 输出轴的最小直径显然是安装带轮处的直径。为了使所选的轴直径与带轮的孔径相适应，故需同时设计带轮。选用HT150为带轮材料，大带轮基准直径，采用四孔板式V带轮。根据1轴的最小直径查机械设计手册B型V带轮的孔径取轮毂直径为轮毂的宽度。II 轴的结构设计（1） 根据轴向定位的要求来确定轴的各段直径和长度40mm带轮与轴配合的毂孔长度为，为了保证轴端挡圈只压在带轮上而不压在轴的端面上，故段的长度应比略短一些，取。， （2） 初步选择滚动轴承。因轴承只承受有径向力的作用，故选用深沟球 轴承。按照工作要求并根据，查机械设计综合课程设计 表6-63，选取深沟球轴承6210，其尺寸，故，而 。右端滚动轴承用轴肩进行轴向定位。由表上查得6210型轴承的定位轴肩高度，因此取。 （3） 齿轮宽度为， 。（4） 轴承端盖的总宽度为（由减速器及轴承端盖的结构设计而定）。 根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器左端面间的间距，故取。（5） 取齿轮距箱体内壁之间距离，轴肩高度 则。至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。III 轴上零件的周向定位齿轮、带轮与轴的周向定位均采用平键连接。按由机械设计综合课程设计表6-57查得带轮与轴的连接选用平键配合为。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处轴的直径尺寸公差为。IV 确定轴上圆角和倒角尺寸参考机械设计表15-2，取轴端倒角为V 求轴上的载荷 首先根据轴的结构图做出轴的计算简图。作为简支梁的轴的支撑跨距。根据轴的计算简图做出弯矩图和扭矩图。 从轴的结构图以及弯矩图和扭矩图可以看出截面C是轴的危险截面。现将截面C处的 、及的值列于下表。VI 求作用在齿轮上的力 因已知高速级小齿轮的分度圆直径 d=84mm圆周力Ft=5262N径向力 所以Ft1Ft2Ft/22631N； F