传输装置的设计.doc

目 录序言4 传动方案的分析及说明.5电动机的选择.5计算总传动比和分配传动比.7 计算传动装置的运动和运动参数.7 传动零件的设计计算.8 齿轮的计算与设计.11 开式齿轮计算.13 轴的计算.16 轴承的选择 .19 键的选择.19参考文献 pVz20设计总结.21 序 言我们的所学的是机械制造与自动化专业，机械设计是我们每个机械类学生必须完成的一个课程设计，是对我们所学专业的一个测试，也是对我们学生做的一次具体的、重要的考验。这次设计是我们学完大部分的专业课之后进行的。是检测我们在学习和实习过程中对所学知识的掌握程度和运用水平。我也相信通过课程设计可以锻炼自己分析问题、解决问题的能力，能将零碎的知识点都联系起来，系统而全面的做好设计。同时在设计中与其他同学相互帮助，一起去查阅设计中需要的一些相关资料，共同探讨设计中出现的问题，不仅可以体现同学之间的凝聚力，也增进了同学之间的友谊，加强了对知识的探讨。作为一个新时代的我们不能仅以学好课本上的理论知识就满足，如果不懂得运用它们，就是学再多的理论知识也是毫无用处的。因此我们还要与实践结合起来，所以我们非常重视本次的实践，通过这次设计我相信我们各方面的能力都会有所加强，对于今后的实习和走上岗位有很大的帮助，使我们受益匪浅。本设计尚有许多不足之处，恳请老师点评、指正。一、工作条件1、使用期限：8年，一班制。2、轻微冲击。3、工作场所：车间。4、单向回转，总传动比误差为二、原始数据1、输出轴功率P：6.2kW2、输出轴转速n：50 计算及说明 结果一、传动方案的分析1、传动装置简图2、由题目可知传动机构类型为：一级圆柱齿轮减速器，本传动机构的特点是：传动比一般小于5，传递功率可达数万千瓦，效率较高。工艺简单，精度易于保证。二、电动机的选择 1、选择电动机类型 按已知的工作要求和条件，选用Y型全封闭笼型三相异步电动机。 2、选择电动机功率 工作机所需的电动机输出功率为 总效率 式中、分别为带传动的效率、一对齿轮的效率、一对轴承的效率。取=0.96，=0.97，=0.99， 则 = =0.88 所以电动机主要参数选自机械设计基础表8.1p119页=0.96=0.97=0.99=0.88计算及说明结果 =7.045 3、确定电动机转速 电动机转速的选择：输出轴转速=50，取V带传动比=24，单级齿轮传动比=35，则合理总传动比范围为=620，所以电动机转速的范围为 =（620） =3001000 符合这一范围的同步转速有750、1000，再根据计算出的容量，由附表8.1查出有三种适用的电动机型号，其技术参数及传动比情况见下表。 方案电动机型号额定功率电动机转速传动装置的传动比/同步转速满载转速总传动比带传动比齿轮1Y160M-67.5100097019.42.1692Y160M-87.575072014.42.169 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及带传动和减速器的传动比，比较二个方案可知：方案1电动机转速高，外廓尺寸及重量较小，价格较合适。方案2电动机转速较低，外廓尺寸及重量较大，价格比较贵。方案1适中，比较合适。所以选定电动机Y160M-6，所选电动机的额定功率=7.5，满载转速=970，总传动比适中，传动装置结构较紧凑。外形尺寸L*(AC/2+AD)*HD底脚安装尺寸A*B底脚螺栓直径D轴伸尺寸D*E装键部位尺寸F*GDY160M-6600*(*385254*21042*11012*49Y160M-8645*(*385254*25442*11012*49Y160M、Y160L均是以B3的今本安装形式。三、计算总传动比和分配传动比1、由选定电动机的满载转速和工作机主动轴的转速，可得传动装置的总传动比为 =19.4 i=2、合理分配各级传动比：V带传动比=2.16，闭合齿轮传动比=3，开式齿轮传动比=3、 I轴至轴传动比、 轴至I轴传动比。四、计算传动装置的运动和动力参数 1、各轴的转速 轴 449.07407 轴 III轴 输出轴 = 2、各轴的输入功率 轴 轴 输出轴 3、各轴输入转矩 电动机轴的输出转矩 轴 = 轴 = III轴 =五、传动零件的设计计算 1、V型带轮的设计和计算 （1）选择齿轮材料和精度等级 根据机械设计基础表8.1所选用开口传动方式。选用普通V型带。 选用V型带截型 根据机械设计基础表 8.21选择 确定带轮基准直径，并验算带速。 根据机械设计基础推荐主动轮基准直径，有表8.12选择：V型带截型为A型。由表8.9选择主动轮基准直径为、100mm75mm则从动轮直径mm 验算带速 实际从动轮转速，带速在510m/s范围：=7.045kw=300-1000r/min=7.5=970本页查的表、图均来自机械设计基础课本计算总传动比和分配传动比=2.16=3=3传动零件的设计计算和有关公式皆引自机械设计基础公式引自页V=5.08m/s计算及说明结果 转速误差为 带的基准长度Ld和实际中心距a。 初步确定中心距 0.7（ 0.7*(100+216)=221.2mm、2(100+216)=632mm则，则取632mm。 那么带的基准长度由计算可得： =2*632+由机械设计基础查表8.41选择Ld=1800mm,由此得实际中心距a的变动范围为，mm，mm校验小带轮包角，确定V带轮z，可求增量，由机械设计基础查表8.19得=632mm选自机械设计基础页公式选自页计算及说明结果传动比，由机械设计基础查表8.4得知带长修正系数，由机械设计基础查表8.9得，则，Z=5根 求初拉力，由机械设计基础查表8.6得V型带的每米质量q=0.10kg/m. =371.96N 作用在轴上的压力 六 带轮的结构设计 1、选用5根，A-2800GB11544-89带。中心距a=997。带轮直径。轴上的压力为。 带轮尺寸：，=78 P-型基准宽度bd基准线上的槽深下槽深槽间距e槽边距最小轮缘厚圆角半径r带轮宽B外径11.02.758.711.0960.20.578105.5i=1.1373、Z=5q=0.10kg/m公式选自机械设计基础页B=78计算及说明结果 六、齿轮的设计与计算1选择齿轮的材料及精度等级考虑减速机构传递功率不大，所以采用软齿面传动。小齿轮：材料45号钢、调、硬度为217-255HBS （见表10.9）。 大齿轮：材料45号钢、正火、硬度为170-210HBS (见表10.9) 。因为是普通减速器，又课本表10.21选择精度等级为68级精度，在此选择8级精度，要求齿面粗糙度为Ra3.26.3m（由课本表10.22查得）。2按齿面接触疲劳强度设计因为两齿轮均为钢质齿轮。求值、确定相关参数转矩：=9.55 2.44N.m载荷系数：K=11.2 这里取1.1 。（由课本表10.11查得）齿轮和齿宽系数4d：小齿轮的齿数取25，大齿轮齿数取100；由课本表10.20查得齿宽系数=0.61.2 这里取=1； 允许用接触应力由表查得 查课本图10.27得： 齿轮的设计的主要参数K=11.2=1计算及说明结果查课本图10.24得: ;则有： =76.43 =71.53848m =由表10.3取标准模数m =3 中心距为：a =按照齿根弯矩疲劳强度校核，由式：如 则筱核合格确定有关系数与参数齿形系数 查表10.13得：=2.65 =2.18应力修正系数查表10.14得 许用弯曲应力由图10.25得 由表10.10查得由图10.26查得由 = = =171.14验证齿轮的圆周速度V。 V=由表10.22查得应选择8级精度合适第二组 开式齿轮计算；选择齿轮材料及精度等级与上一组相同 3.96现选择齿轮齿数： 载荷系数由课本表10.11查得k=11.2 现取k=1.1齿轮齿数 由课本表10.20查得齿宽系数=0.61.2现选择=1许用接触应力 ；由表10.10查得=1； 由课本图10.27查得： 。由课本图10.24查得： 。则有： =76.43 =118.36318m =查表10.3取标准模数m =4mm 标准中心距： 按齿根弯矩疲劳强度校核：由式 如 则筱核合格确定有关系数与参数齿形系数 查表10.13得：=2.47 =2.14应力修正系数查表10.14得 许用弯曲应力由图10.25得 由表10.10查得由图10.26查得由=45.29Mpa =44.71Mpa 162Mpa 146Mpa齿根玩具强度校核分析验证齿轮的圆周速度V。 V=由表10.22查得应选择8级精度合适。七、轴的计算。（1） 输入轴的材料，确定许用应力。由已知的条件，得；选择45钢调质，由课本表14.4查得强度极限再由表14.4得许用弯曲应力-1b=60Mpa(2)按钮转强度计算轴径；根据表14.1得C=118-107根据dC=(107-118)=27.39230.208mm考虑到轴上需要安装创建、会有键槽存在，故将估算直径加大35，取为28.2231.7182，根据选取d=32(3)设计轴的结构并绘制结构草图。由于轴上需要安装轴承、齿轮、带轮，并且是单级减速器，可将齿轮布置于箱体内部中央，将轴承对称安装在齿轮两侧，轴的外端安装带轮。（4）确定轴上零件的安装方式和固定线齿轮从外伸端装入，齿轮的右端轴肩（或轴环）试轴定位，右端用套筒固定，这样齿轮在轴向位置被完全确定，齿轮的圆向固定采用平键连接轴承，对称安装在齿轮两侧，其轴向用轴肩定位，周向用过盈配合固定。确定各轴段的尺寸，轴段外伸端直径最小=32mm轴段。考虑到安装带轮，轴段上应有轴肩；同时轴段必须满足轴承内径标准，故去=40mm;用相同的方法确定、直径=42mm =48mm ，倒角1.6，为了便于拆卸左轴承，可查出6208型轴承安装高度为3.5，取=47mm (5) 确定各轴段的长度，齿轮轮廓宽度为60mm，为保证固定可靠，轴段的长度略短，取=58mm，齿轮端面应与箱体内壁间有一定的间距，取该间距为15mm，为保证轴承安装在箱体孔中，（轴承宽为18mm），取轴承端面距箱体内壁距离为5mm，所以由段长度=20mm L=118mm，轴伸长取=80，查指导书附表1、7 取75mm，在轴、上分别加工出键槽，（6）选定轴的结构细节，如圆角、倒角、退刀槽等尺寸。减速器输出轴（1）选择轴的材料，确定许用应力： 输出输入选用45钢，并经调质处理由课本表14.4查得强度极限=650mpa，再由表14.2得许用弯曲应为=60mpa查表14.1得45刚C直为C=118107计算轴径为： d= 考虑到想、轴上要装键故将估算值增大3%5%故39.644.4mm所以最后选择轴径尺寸选择为40mm（2）设计轴的结构并绘制草图，因为与轴上的齿轮啮合 故；轴上零件安装方式与输入输零件装入方式轴伸出部分装上开式小齿轮。（3）确定轴上零件的固定方式和安装方式: 确定轴段的直径，轴段（外伸端），直径最小mm 考虑到安装在其上的开式小齿轮轴段上座有轴肩进行定位，同时要满足能安装上轴承，故取轴段的尺寸为 用相同的方法确定轴肩、，为 ，为了便于拆缺的轴承可查得6309型轴承安装高度为4.5，取mm。(4) 确定各轴段的长度，齿轮轮毂宽度为60mm。为保证齿轮固定可靠，轴段的长度为58mm,为保证齿轮端面与箱体内壁不相碰，齿轮端面与箱体内壁之间留有15mm的间隔，为保证轴承安装在箱体轴承座孔中（轴承宽25mm）取轴承端面距箱体内壁距离为5mm，所以由段长度=20mm L=125mm，轴伸长取=82，查指导书附表1、7 取75mm,开支齿轮输出轴 （1）选择轴的材料，确定许用应力： 输出输入选用45钢，并经调质处理由课本表14.4查得强度极限=650mpa，再由表14.2得许用弯曲应为=60mpa查表14.1得45刚C直为C=118107计算轴径为： d=mm 考虑到想、轴上要装键故将估算值增大3%5%故54.9061.95mm所以最后选择轴径尺寸选择为d=54mm2、设计轴的结构并绘制草图，3、确定轴上零件的固定方式和安装方式: 确定轴段的直径，轴段（外伸端），直径最小mm 考虑到安装在其上的开式小齿轮轴段上座有轴肩进行定位，同时要满足能安装上轴承，故取轴段的尺寸为 用相同的方法确定轴肩、，为 ，为了便于拆缺的轴承可查得6309型轴承安装高度为4.5，取mm。确定各轴段的长度，齿轮轮毂宽度为60mm。为保证齿轮固定可靠，轴段的长度为58mm,为保证齿轮端面与箱体内壁不相碰，齿轮端面与箱体内壁之间留有15mm的间隔，为保证轴承安装在箱体轴承座孔中（轴承宽25mm）取轴承端面距箱体内壁距离为5mm，所以由段长度=20mm L=135mm，轴伸长取=110，查指导书附表1、7 取75mmm =3=2.65=2.18公式引自机械设计基础页k=1.1=1=1m =4mm公式引自机械设计基础页=2.47=2.14轴的计算主要参数-1b=60MpaC=118-107d=27.39230.208mmd=32=32mm=40mm =48mm=47mm=20mmL=118mm=80mmC=118107d=40mmmmmm=20mmL=125mm=82取75mm,d=54mmmmmmmm=110=20mmL=135mm=75mm轴承的选择所选择的轴承的参数如下表：轴承代号基本尺寸mm安装尺寸mm基本额定动载荷基本额定动载荷极限转速dDBminminmaxminKNKN脂润滑油润滑62084080181.14773129.518.0800010000630945100251.554911.552.831.863008000641260150352.1721382.110870.043005300键的选择：输入轴键的选择：查附表5.11得，普通A型平键的基本规格选择；轴径为：d=32mm l=80mm； 键长：l=40mm;齿轮轴径：d=40mm l=58mm；键长：l=50mm;所以选择的平键规格如下表：轴键键槽轴颈D公称尺寸bh宽度b深度半径r公称尺寸b偏差轴轴一般链接轴N9毂Js9公称偏差公称偏差最大最小32108100.0185.03.30.400.2542128120.02155.03.30.400.25减速输出轴键的选择：伸出端：d=40mm l=82； 键长： l=40mm；齿轮键：d=50mm l=58； 键长： l=40mm；所选择的键的参数如下表：轴键键槽轴颈D公称尺寸bh宽度b深度半径r公称尺寸b偏差轴轴一般链接轴