传动装置的总体设计.

1、机械课程课程设计学校：柳州职业技术学院系、班：机电工程系2010级数控3班姓名：时间：2018年10月5日星期五目 录目 录第一章 传动装置的总体设计 11总体方案的分析 12选择电动机 22.1电动机类型选择22.2电动机功率型号的确定 22.3算电动机所需功率 Pd（ kw） 224确定电动机转速33总传动比的计算及传动比的分配 34计算各轴转速、功率和转矩 4第二章传动零件的设计41 设计V带42. 齿轮设计：6第三章 车由系设计81轴的结构、尺寸及强度设计 8输入轴的设计计算： 8输出轴的设计计算：112 键联接的选择及计算 123、轴承的选择及校核计算 12第四章润滑与密封12第五章

2、.设计小结13第六章参考文献13传动装置总体设计第一章 传动装置的总体设计1总体方案的分析1. 该工作机有轻微振动，由于 V带有缓冲吸振能力，采用 V带传动能减小振动带来的影响， 并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用 V带这种简单的结构，并且价格便宜， 标准化程度高，大幅降低了成本，所以可以采用简单的传动结构， 由于传动装置的要求不高, 所以选择一级圆柱齿轮减速器作为传动装置，原动机采用 Y系列三线交流异步电动机。2.-3 -1、电动机；2、三角带传动；4、联轴器；5、传动滚筒；3.工作条件连续单向运转，载何平稳，空载起动，使用期度允许误差为5%4、原始数据1 .输送带牵引力 F=1

3、300 N2 .输送带线速度 V=1.60 m/s3.鼓轮直径D=260mm3、减速器；6、运输平皮带8年，小批量生产，两班制工作，运输带速2选择电动机380V，Y 型。2.1电动机类型选择按工作要求和工况条件，选用全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压为2.2电动机功率型号的确定计算工作及所需功率Pd =pwn2.3算电动机所需功率Pd（ kw）pwFV1000式中为传动装置的总功率式中1 2n分别为传动装置中没对运动副的效率1 带传动效率：0.962 球轴承传动效率：0.993 圆柱齿轮的传动效率：0.97 （ 8级精度一般齿轮传动）4 弹性联轴器的传动效率：0.995 卷筒的传动效率：0

4、.96总功率 =0.96X 0.993x 0.97X 0.99X 0.96=0.86PwkwFV 1300 1.6=2.421000 1000 0.86从课程设计指导书表19-1中可选额定功率为 3kw的电动机传动装置总体设计24确定电动机转速-9 -卷筒的转速为:带传动传动比:60 1000v60 1000 1.63.14 260:-117.6r / mini 带=2 4齿轮传动传动比:i齿=35 总传动比范围：i总=鬲x i齿=6 202）初步计算电动机的转速范围nd = i总 x nw=7052351 r/min查附表8.1 Y系列（IP44）电动机的技术数据: 选择Y132S 6型电动

5、机电动机技术数据如下：额定功率（kw）: 3kw满载转速：nd =960r/mi n额定转矩：2.0 N/m最大转矩：2.0 N/m3总传动比的计算及传动比的分配总传动比的计算：i总二匹 8.16总、nw传动比分配原则：带传动的传动比范围请=2 4齿轮传动传动比范围 瞎=3 5i总二i带i齿=816分配传动比：取减速器的传动比i齿=3,则V带的传动比：i带二2.724计算各轴转速、功率和转矩1、各轴转速：高速齿轮轴：n =也960r/min ： 353.0r/min1 i 带2.72nI 353 低俗齿轮轴：n -r/min ： 117.6r/mini齿3卷筒轴：nw=nn =117.6r/m

6、in2、各轴输入功率：高速齿轮轴：p 二 Pd3 0.96kw 二 2.88kw低俗齿轮轴：p = Pdi 23 =3 0.96 0.99 0.97kw = 2.77kw3、各轴转矩：pdTd =9550 =29.84N mnmP2 88高速齿轮轴一-二 95509550 乂 m 二 77.91X m1n353低俗齿轮轴一 -=9550 R = 9550 纟77 m 二 230、mJ1nq117.6运动和动力参数计算结果如下表：电机轴高速齿轮轴低俗齿轮轴卷筒轴转速960r/min353.0r/mi n117.6r/mi n115r/min输入功率3kw2.88kw2.77kw2.58kw输入转

7、矩29.84 N m77.91 N m230 N m214N m传动比2.7231传动效率0.960.960.97第二章传动零件的设计1 .设计V带(1)确定V带型号电动机额定功率P= 3kw ,转速nd960 r min ,带传动传动比i=2.5 ,每天工作8小时。由课本 P218表 10-4 得：K A = 1.2，得巳二 KaR =1.2 3k 3,6kw由课本图10-3，选择A型V带，取d1=100mm。d2 二 i带 di =2.27 100mm = 227mm.大轮的基准直径：2 带1，查表10-1得d 236mm(2)验算带速：xdn1 3.110960卅、击人、工V115.02

8、4m/s :： 25m/s 带速合适。60X00060000(3)确定v带基准长度Ld和中心距a。：根据：0.7 (d1 d2 a。2 (dd?)可得a。应在219.8 628mm之间，初选中心距a0 =500mm带的基准长度31L2 石 * d2d2 74a，得 Ld01536mm，取Ld = 1600mm计算实际中心距：aLd _ L0 二 500 1600 一1536 二 532mma0 2 2（4）验算小带轮包：=180 -d2 d1 57.3 =180 - 227 100 57.3 166120a532（5 ）求 V 带根数 Z:据 d1 和 nd 查表 10-5 得 P =0.95

9、kw，查表 10-6，得,:p0 0.11kw，查表 10-7 得 5=0.92，查表 10-3 得 Kl =0.99,有Pc(P0 P0) K K L单根V带的初拉力；4.02，取 4根。F。*斗）qjzv K ：500 3.6 （空-1） 0.10 5.0242 =156.35N4 5.0240.92作用在轴上压力:Fq =2zF0sin 2=2 4 156.35 sin166 = 1241N2传动装置总体设计2 齿轮设计:(1)选择齿轮材料和精度等级(2 )按齿 面接触疲劳 强度设计 载荷系数K 小齿轮转矩T小齿轮选用45钢调质，硬度为217255HBS ;大 齿轮选用45钢正火，硬度为

10、169217HBS。因为其因 传递功率不大，转速不高，应用于载荷较平稳的室内 工作条件下的减速器，由表11 2选用8级精度。3 ,卜KTu +叭由式d - 76.43/知以上K、T d、u、二H均由查表、查图、计算得出查表11 3取K=14T =77.91 N m=7.791x10 N mm小齿轮齿数取Z1 =20，则大齿轮齿数为小齿轮选用45钢调质, 硬度为 217255HBS ； 大齿轮选用45钢正火,硬度为 169217HBS。T 7.791x104 N mZ1 =20Z2 =60，单级齿轮传动对称布置，由表11 5取齿Z2 = 60 齿数乙和齿宽系数4)d 许用接触 应力丨宽系数d=1

11、由图 11 8 查得 H 血 1 = 580MPa二 H lim 2 二 550MPa由表11 7查得安全系数SH =1 o按预期使用十年，单向运转，计算应力循环次数N1、N22 =60njLh =60 353 1 (10 52 80) -0.88 109N2=N二。.880：% =2.9408查图 1111 得 ZN1 =1,ZN2 =1.08,由式(11 9 )有H lim 1 ZN 1580 1-h 1MPa 二 580MPaSh1H lim 2ZN2=1二 H lim1 二 580MPa二 H lim2 二 550MPatH -580MPa】2 = 594MPaSh550x1.08 M

12、Pa = 594MPa1-13 -步骤计算及说明结果分度圆 直径(3 )几何 计算(4 )按齿 根弯曲疲 劳强度校 核许用弯 曲应力由式11.63 |KT +1)d 3 76.43_p-3 3” ” |仆 77.91x10 x(3 + 1)一 =76.43、2mm = 51.59mm1x3x5802m =也=51.59 mm = 2.5795mm Z120查表4 3，取标准模数 m=3mm= m乙=3 汉 20mm = 60mmd2 =mZ2 =3 汉 60mm = 180mmb=1汇60mm = 60mm经圆整取b2 = 60mm，贝U b| = b2 +5 = 65mmXm(Z1+Z2)e

13、(20+6叭 120mm2 2根据式11.7,如CTF兰#F ,则校验合格。由 图11-9 查 得， 升口计=450MPa ,FLim2 =40MPa由表11-7查得SF =1.3由图 11-10 查得 YN1 =YN2 =1J 1 FLim 1YN1 450汉10F 1 -MPa346MPa1Sf1.3L 1 FLim2YN240 12 =MPa = 308MPaSf1.3m = 3mmd1 =60mmd2 = 180mmb = 60mmR = 65mmb2 = 60mma = 120mmb F =346MpaB f =308Mpa计算及说明步骤结果 齿形系数 及应力修正 系数 强度校核 齿

14、轮圆周 速度由表 11-6 查得 Ym=2.81 YF2=2.30 绻=1.56YS2 =1.73由式11.7得2Kv v2工7.791灯04 。一仆 f1 =丫尸1丫81 =2汉 2.81 汉1.5bm 乙60x3 x20= 63.MPa 兰eh =346MPaYF2Ys22 2.30x1.73qF2 =bF1 F2 S2 =63xYf1Ys12.81 .56= 57MPa 兰crF2 =308MPaH d1nd 3.14x60x960 v= id =3.01m/s60X000600006crF1 =63MPa 兰 346MPbF2 =57MPa 兰 308MFv = 3.01m /s第三章

15、轴系设计1.轴的结构、尺寸及强度设计输入轴的设计计算1、按扭矩初算轴径选用45号钢调质处理，硬度197 286HBS查课本表12-2得，=35 Mpa C=110。 2 773 117.6皿69吶考虑轴外伸端和联轴器用一个键连接，故将直径Pd -C3=115A n增放大5%，故取d = 35mm。2、轴的结构设计传动装置总体设计（1）轴的零件定位，固定和装配单级减速器中，将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用套筒定位，右面用轴环轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以套筒和轴承肩定位，周向定位则用过盈配合，轴呈阶状，左轴承，齿轮套筒从左面装入，右轴承和联轴器依次从 右面装

16、入。（2）确定轴的各段直径和长度初选轴承：型号：6010,其内径为50mm，宽度为16mm.取套筒长为5mm，安装齿轮段长度比轮毂宽度长 2mm外伸端直径d 35mm，定位轴肩高度h，一般取h定位=（0.07 O.Jdmm，Li（1.5 2）d!mm所以根据联轴器的选用，所以Ll的d2二40mm，长度Li = 60mm，非定位轴肩高度一般取h=2cc=2mm 故综合考虑轴承的选用，故轴颈d3 =d40 2 2 2 = 48mm取 50mm，轴承宽度 B =16mm，所以 =16mm，根据齿轮的宽数b2 = 60mm，所以L4段长比齿轮宽数短 2mm，故L4 = 60 - 2 = 58mm， 长

17、度为小齿轮的宽度加上倒角，倒角起退刀槽作用，故取其长度为： L3 =d分8 =528 =60mm。由于此段为非定位轴肩，综合考虑齿轮的制造，所以d4 =60mm，d5段为定位轴肩，所以d5二70mm，考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，同时要使两齿轮正确啮合和传递效率最大化，故齿轮面到轴承面的距离L28mm，考虑套筒与轴承、轴的配合，即根据以上数据，套筒选用内孔52 mm，外圆62mm，宽26mm的套筒，所以d 62mm。由以上数据得出两轴承的跨距L =138并且该轴两轴承对称，所以两轴承的 .、L 值应相等，即L = 138mm。254-15584060iOaLTIOin

18、2. 强度计算步骤计算及说明结果传动装置总体设计绘制轴 的空间受力从动齿 轮上的外力 偶矩从动齿 轮上周向力、 径向力支座力绘制弯矩图绘制扭 矩图绘制当 量弯矩图强度校核Mt =230N mFt = 2556NFr =930NRa = Rb二 1360NM c 二 94N mM 厂 97MPa强度足够- =9.55 103 P = 230N m故作用在轴上的扭矩为 Mt二=230N mR 7 显 23Oo.i8N=2556NFFt tan20 =2556 0.364N =930N= 1360N绘出平面弯矩如下 b图，其值为L0.138M c = Ra1360：N m =94N m2 2绘制扭矩

19、图，如下 e图所示绘制当量弯矩图如下 f所示由如下b图可知，危险截面处于点c,因此，必须对c截面 进行验算，由于减速器连续单向运转， 所以】-0.3，由此得到：Me f M；（：Mtc）2MPa =97MPa丁燈0j25Mpa41=55MPa，所以该轴是安全的，可知强度足够-21 -彳/AyJ丿务广2 ZrrrrnTMeiMeeTrTlTrr,riinTpJMIcIlTrnriTe）（）TTrrrn输出轴的设计计算：i按扭矩初算轴径选用45号钢调质处理，硬度197286HBS查课本第表12-2取圧=35Mpa c=115根据课本第245页式14-2得:d。115 3 3S=23.2mm,故取

20、d=25mm2 键联接的选择及计算输入轴与带轮联接采用平键联接轴径d60mm, L58mm查手册表12-6得，选用A型平键，得：键 A 18 X 50 GB/T1095-1990键校核,取！ L4 -b = 58 -16 = 42mm,77.91N m h=10mm得;- P 二也 4 77910i2.37MPa ： !-= 125150MPa，故键合适P d4hl 60 10 42 P3、轴承的选择及校核计算根据根据条件，轴承预计寿命16X 365X 8=46720 小时F- 930 Nn11r初选轴承：型号：6010,查课程设计指导书得 Cr = 22000N查课表可以得到X二Y =1,所

21、以P 二X Fr 丫 Fa=2290N查表 12-9, 12-10 得 ft=1.0, fP=1.0,得空 60n_f 6 Lh - ft 106所以轴承：型号：6010符合。1.0 2290 60 117.6106丫 1346720=15819N 一 22000N第四章润滑与密封5(1.5 2) 10 mm/s，所以润滑方式的确定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齿轮传动可采用浸油润滑，选用全損耗系统用油，轴承可用脂润油，箱体内选用SH0357-92中的50号润滑，装至规定高度。为避免油池中的稀油渐入轴承座，在齿轮和轴承之间放置 挡油环，输入轴和输出轴处用毡圈密圭寸。第五章.设计小结这次关于带式运输机上的两级展开式圆柱斜齿轮减速器的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设