螺旋输送机传动装置设计

1、 机械设计课程设计计算说明书设计题目：螺旋输送机传动装置设计 院别：机电工程学院专业： 班级：姓名： 学号：指导老师：目录一、 机械设计课程设计任务书3二、 减速器各零件的设计计算及说明41. 电动机的选择.52. 传动装置的总传动比的计算及各级传动比的分配.53. 各轴的转速和转矩的计算.64. V带和带轮的设计与计算.65. 齿轮传动的设计与计算.86. 输出传动轴的设计与计算.107. 输入传动轴的设计与计算.108. 滚动轴承的选择.169. 联轴器的选择1610. 减速器附件的选择及箱体的设计.1711. 润滑密封.1712. 减速器装配图.18三、 参考文献.21一、机械设计课程设

2、计任务书题目：螺旋输送机传动装置设计（1）总体布置简图：工作条件：螺旋输送机主要用于运送粉状或碎粒物料，如面粉、灰、砂、糖、谷物等，工作时运转方向不变，工作载荷稳定；工作寿命8年，每年300个工作日，每日工作8h。 （2）运输机的设计参数：（题号4）参数、题号1234减速器输出轴转矩T/(N.m)8095100150减速器输出轴转速n/(r/min)180150170115（3）设计内容1、电动机的选择与其它参数选择计算2、设计带轮传动和齿轮传动3、设计输出传动轴和输入传动轴4、滚动轴承的选择5、联轴器的选择6、减速器附件的选择及箱体设计7、润滑与密封8、绘制装配图、零件图9、编写设计说明书（

3、4）设计任务1、设计说明书一份2、齿轮、带轮零件图各一张、传动轴零件图两张3、减速器总装配图一张二、减速器各零件的设计计算及说明 1、选择电动机计算内容计算说明计算结果（1）确定电动机功率输送机的输出功率为：P输送机 =9550T/n输送机=1.8kw查课本表2-3得，轴承=0.98，齿轮=0.97，联轴器=0.99带轮=0.96总效率总=轴承²齿轮带联轴器=0.982x0.97x0.96 x0.99=0.89则电动机输出功率：P电机= P输送机/总=2.03kw综合考虑及查课本表20-1可知Ped=2.2kwP电=1.68kw总=0.89(2)确定电动机的转速根据表2-2，取普通V

4、带传动比，i带=24,i齿=36，i总=624，i总= n电n减，n电=（624）x115=（6902760）r/min,由表20-1可知，选用转速为1500r/min其满载转速为1420r/min,电动机型号为Y100L1-4Ped=2.2kwnm=1420r/min（3）选择电动机类型按已知的工作要求和工作条件，选用Y系列型号为Y100L1-4笼型三相异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V。电动机型号为Y100L1-42、传动比计算与分配总传动比i=nm/ n输送机=1420/115=12.3分配传动比：根据传动比范围知，i带轮=3，i齿轮=i/ i带轮=12.3/3=4.1i=12

5、.3i带轮=3，i齿轮=4.13、计算各轴的转速和转矩(1)各轴转速n电= nm=1420r/min,n2=115r/min,n1= n2*i齿轮 =471.5r/min大齿轮轴即I轴：P0P1=轴承带轮联轴器P电机=0.98×0.96×0.99×2.03kw=1.9kw n1= n电/i带=617r/min,T1=9550P1/n1=9550x1.56/617 N·m =24.14N·m小齿轮轴即轴：P2= =1.5kwn2=180 r/min,T2=9550P2/n2=9550x1.5/180=79.58N·mn电=1420r/m

6、inn1=471.5r/minT1=24.14N·mn2=115/minT2=79.58N·m4、V带传动设计(1)确定计算功率Pc根据V带传动工作条件，查课本表11-7，可得工作情况系数KA=1.4,则Pc=KAP电=1.4×1.68kw=2.35kwPc=2.35kw(2)选取V带型号根据Pc、n电，由课本图11-6选用A型V带采用实心式选用A型V带(3)确定带轮基准直径dd1、dd2由课本表11-8,图11-6选dd1=100，则dd2=i带dd1=230mmdd1=100dd2=230mm(4)确定结构尺寸根据课本p148,表11-9得e=15，fmin=

7、10主动轮尺寸：根据素材p219式15-2，d=14.5516.08mmds=20mm,l=(1.52)ds=30-40mm,ha=1.75,da1=dd1+2ha=103.5mm从动轮尺寸：dh=(1.82)ds=3640mm,da2=dd2+2ha=233.5mm,ho=12=6, dr=da2-2(ho+d)=194mm,do=(dh+dr)/2=115mm,s=(0.20.3)B=710.5mm,s11.5s=15mm,s20.5s=5mm轮槽尺寸：根据素材p148,表11-9得，bd=11，hamin=2.75ds=20mml=30-40mmha=1.75da1=103.5mmdh=

8、36mmda2=233.5mmdr=194mmdo=115mms=710.5mmbd=11hamin=2.75(5)验算带速vv=dd1n1/60×1000=3.14×100×1420/60×1000=7.43m/s, v在515m/s范围内，故带的速度合适v=7.43m/s（6）确定V带的基准长度和传动中心距a因0.7（dd1+dd2）<a0<2(dd1+dd2),即350< a0<1000故初选中心距a0=450mm, V带所需基准长度L0=2a0+(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)²/4a01427.49m

9、m由课本表11-2知，选取带基准长度Ld=1400mm实际中心距a=a0+（Ld- L0）/2=422.51mma0=450mmL0=1427.49mmLd=1400mma=422.51mm(7)验算主动轮上的包角11=180°-57.3°(dd2-dd1)/a=163.45>120°,故包角合适1=163.45°(8)计算V带的根数Z查课本表11-3、表11-4、表11-5、表11-6，可知P0=1.28kw, P0=0.11，Ka=0.82，KL=1.09Z=Pc/(P0+P0)KaKL=2.35/(1.28+0.11)x0.82x1.09=1

10、.89(根) 取Z=2根, B=(Z-1)e+2 fmin=35mmZ=2根(9)计算V带合适的初拉力Fo查课本表11-1，可知 q=0.1kg/m,则Fo=500Pc(2.5/Ka-1)/+qv2=500x2.35/(2.5/0.82-1)+0.1x9.292 =138.19NFo=138.19N(10)计算作用在带轮轴上的压力FQFQ=2FoZsin(1/2)=549.96NFQ=549.96N(11)带轮结构由带轮基准直径可知带轮形式为实心式采用实心式5、齿轮传动设计(1)选择齿轮材料及精度等级选用硬齿面齿轮组合，小齿轮选用20CrMnTi,渗碳淬火，硬度为5662HRC;大齿轮选用40

11、Cr,表面淬火，硬度为4855HRC（见课本表12-3），由表12-2选8级精度小齿轮选用20CrMnTi，大齿轮选用40Cr，选8级精度(2)按轮齿抗弯强度设计1）转矩T1=9.55×106P减/n减=79583.3N·mm2）载荷系数K,查课本表12-4取K=1.4T1=79583.3N·mm3)齿数Z1、螺旋角、齿形系数a小齿轮齿数Z1取20，则大齿轮齿数Z2=68，初选螺旋角=15°，则ZV1=Z1/cos2=22.22ZV2=Z2/cos2=75.55,由课本图12-25查得齿形系数YF1=2.81，YF2=2.27，取a=0.4Z1=20，Z

12、2=68ZV1=22.22ZV2=75.55=15°， a=0.44)许用弯曲应力F由课本图12-26查得Flim1=370MPa, Flim2=320MPa,由课本表12-5查得SF=1.5则F1=Flim1/SF246.66MPa,F2=Flim2/SF213.33MPa因YF1/F10.0114, YF2/F20.0107且YF1/F1>YF2/F2，则mn³3.2KT1YF1cos²/a（u+1）Z1²F11.61mm，由课本表12-1取mn=1.75mmF1=246.66MPa,F2=213.33MPa,mn=1.75mm5）确定结构尺寸

13、端面模数mt= mn/ cos=1.69端面压力角at=arctantanan/cos=21.5分度圆直径dd1=100mm,dd2=230mm齿顶高ha=mn=1.75mm,齿根高hf=1.25mn=2.18mm全齿高h=ha+hf=3.93mm顶隙c=hf-ha=0.43mm,顶齿圆直径da1=dd1+2ha=103.5mmda2=dd2+2ha=233.5mm,齿根圆直径df1=dd1-2hf=95.64mmdf2=dd2-2hf=225.64mm,中心距a=mn(z1+z2)/2cos=79.7mmmt=1.69at=21.5ha=mn=1.75mmhf=2.18mmh=3.93mmc

14、=0.43mmda1=103.5mmda2=233.5mmdf1=95.64mm6)确定中心距及螺旋角中心距a=mn(Z1+Z2)/2cos=61.59mm,取a=61.5螺旋角=arccos mn(Z1+Z2)/2a=16°6´20´´齿宽b=a·a=0.4×61.5mm=24.6mm经圆整后取b2=25mm,b1=30mma=61.5mm=16°6´20´´b1=30mmb2=25mm7)验算齿面接触强度由课本图12-23、12-5可得，Hlim1=1420MPaHlim2=1200MPa，

15、SH=1.1，故H1=Hlim1/SH=1290MPa,H2=Hlim2/SH=1091MPa,则H=305(u+1)KT1/uba²=987<H2,因此安全H=987MPa8)齿轮的圆周速度V=d1n1/60/100=2.6m/s，由课本表12-2可知，应选8级精度V=2.6m/s6、轴的设计(1)选择轴的材料，确定许用应力由P1=1.55kw,可知减速器传递的功率属于中小功率，对材料无特殊要求，故选用45号钢，调质处理。由课本表15-1查得b=650MPa，由表15-3查得许用弯曲应力-1b=60MPa选用45号钢，调质处理b=650MPa，-1b=60MPa(2)按抗扭强

16、度估算轴的直径由课本表15-2得C=118107，则dD=14.5516.08mm,考虑到键槽对轴的削弱，将直径增大3%5%，取15.0117.28mm,由设计手册取dD=15mm,轴C处的直径dc=25mmdD=15mm,dc=25mm(3)齿轮上作用力的计算齿轮所受的转矩T=9.55×106×P减/n减 =9.55×106×1.55/61224187Nmm 圆周力：Ft=2T/d=2×24187/36.2N=1336N径向力：Fr=Fttann/cos=1336×tan20°/cos15°N =503N轴向力：

17、Fa=Fttan=1336×tan15°N=358NT=24187N·mFt=1336NFr=503NFa=358N(4)轴的受力图如左图所示(5)计算水平面支反力，画水平面弯距图水平面支反力：RAH=l1/(l1+l2)Fr=156N RBH=l2/(l1+l2)Fr=347NMCH=RBH·l1=31230N·mmRAH=156NRBH=347NMCH=31230 N·mm(6) 计算垂直面支反力，画垂直弯矩图垂直面支反力：RAV=(l1/l1+l2)Ft=415N RBV=(l2/l1+l2)Ft=921NMCV左=RBV

18、83;l1-Fa·d/2=76410N·mmMCV右=RAV·l1=37350N·mmRAV=415NRBV=921NMCV左=76410N·mm MCV右=37350N·mm(7)画合成弯矩图Mc左=M²cH+M²cv左=76410N·mmMc右=M²cH+M²cv右=48686N·mmMc左=76410N·mmMc右=48686N·mm(8)画转矩图T=24187N·mmT=24187N·mm(9)计算当量弯矩因减速器单向运转，故可

19、认为转矩脉动循环变化，取系数=0.6；由图可知，C-C截面最危险，则=50802N·mmMec=50802N·mm(10) 校核强度e =Mec/Wz=50802/0.1d³c=32.5MPa<-1b=60 MPa, 故轴的强度足够e =32.5MPa轴的设计(1)选择轴的材料，确定许用应力由P2=1.5kw,可知减速器传递的功率属于中小功率，对材料无特殊要求，故选用 45号钢，调质处理。由课本表15-1查得b=650MPa，由表15-3查得许用弯曲应力-1b=60MPa选用45号钢，调质处理，b=650MPa，-1b=60MPa(2) 按抗扭强度估算轴的直

20、径由课本表15-2得C=118107，则dD=21.723.6mm,考虑到键槽对轴的削弱，将直径增大3%5%，取22.325.7mm,由设计手册取dD=25mm,轴C处的直径dc=35mmdD=25mm,dc=35mm(3) 齿轮上作用力的计算齿轮所受的转矩T=9.55×106×P2/n2 =9.55×106×1.5/180=79583Nmm 圆周力：Ft=2T/d=2×79583/123.2N=1294N径向力：Fr=Fttann/cos=1294×tan20°/cos15°N =488N轴向力：Fa=Fttan

21、=1294×tan15°N=347NT=79583N·mFt=1294NFr=488NFa=347N(4)轴的受力图如左图所示(5) 计算水平面支反力，画水平面弯距图设两轴承之间的距离L=20mm水平面支反力：FAH=FBH=Ft/2=1294/2N=647NMCH=647×200/2N·mm=64700N·mmFAH=FBH=647NMCH=64700N·mm(6) 计算垂直面支反力，画垂直弯矩图FAV×200-Fr×100+Fa×d/2=0；FAV=128.6NFBV=Fr-FAV=341.

22、4NMcv左=128.6×200/2N·mm=12860N·mmMCV右=341.4×200/2N·mm=34140N·mmFAV=128.6NFBV=341.4NMcv左=12860N·mmMCV右=34140N·mmN·mm(7) 画合成弯矩图Mc左=M²cH+ M2cv左=65868N·mmMc右=M²cH+ M2CV右=73066N·mmMc左=65868N·mmMc右=73066N·mm(8)画转矩图T=79583N·mmT=

23、79583N·mm如左图所示(9)计算当量弯矩因减速器单向运转，故可认为转矩脉动循环变化，取系数=0.6；由图可知，C-C截面最危险，则=87285N·mmMec=87285N·mm(10) 校核强度e =Mec/Wz=87285/0.1dc3=20.4MPa<-1b=60 MPa, 故轴的强度足够e =20.4MPa7、轴承的选择由两轴的设计需求可知，轴应选择滚动轴承6303 轴应选择滚动轴承63058、联轴器的选择依题意，按照工作要求，输出轴系的主要零部件包括一对圆锥滚子轴承、斜齿圆柱齿轮（对称布置在两支承中间）和联轴器（安装在外伸段）等。为了便于轴上零件的装拆，采用阶梯轴结构。可知应选择HL1型弹性柱销联轴器9.减速器附件的选择及箱体的设计【1】减速器附件