输送传动装置设计-课程设计

1、JIU JIANG UNIVERSITY 机械设计基础课程设计 设计计算说明书题 目 设计输送传动装置 院 系 机械与材料工程学院 专 业 机电一体化 姓 名 liuxx 25号 年 级 B0923 指导教师 胡云堂 二零一一年四月 目目 录1课题任务21.1课程设计的目的21.2具体任务21.3已知条件31.4工作要求32传动方案的拟定和及说明32.1传动系统的作用32.2分析传动方案33电动机的选择33.1选择电动机系列43.2选电动机功率43.3确定电动机转速43.4传动比分配53.5运动条件及运动参数分析计算54传动件的设计计算74.1选材74.2确定需用应力84.3按轮齿弯曲强度设计

2、计算84.4齿轮的圆周速度94.5其他参数95轴的设计和轴承,键的选择校核95.1高速轴的结构设计96低速轴的结构设计136.1 确定各轴段直径146.2校核该轴和轴承146.3轴承寿命校核166.4键的设计与校核177减速器机体结构尺寸178装配图设计188.1装配图的作用198.2减速器装配图的绘制198.4绘制过程：208.5完成装配图219零件图设计219.1零件图的作用219.2零件图的内容及绘制2110设计小结22参考书目22 计算项目及内容计算结果 1课题任务 1.1课程设计的目的1、综合运用机械设计及其他先修课的知识，进行机械设计训练，使已学知识得以巩固、加深和扩展；2、学习和

3、掌握通用机械零件、部件、机械传动及一般机械的基本设计方法和步骤，培养学生工程设计能力、分析问题及解决问题的能力；3、提高学生在计算、制图、运用设计资料（手册、 图册）进行经验估算及考虑技术决策等机械设计方面的基本技能和机械CAD技术。1.2具体任务1、传动方案的分析和拟定；2、电动机的选择，传动装置的运动和动力参数的计算；3、传动件的设计（齿轮传动（单极）；4、轴的设计（所有轴的结构设计，低速轴的弯、扭组合强度校核及安全系数校核）；5、轴承的设计（所有轴承的组合设计，低速轴上轴承的寿命计算）；6、键的选择及强度校核（高速轴上键的校核）；7、联轴器的选择；8、减速器的润滑与密封；9、减速器装配图

4、设计（箱体、箱盖、附件设计等）；10、零件工作图设计；11、编写设计计算说明书；12、 总结及答辩。1.3已知条件1、输送机螺旋轴功率：=5kw。2、输送机螺旋轴转速n45r/min3、工作条件：螺旋运输机单向运转，有轻微振动，输送机螺旋轴转速的容许误差为5、使用期：10年，两班制工作6、 产量：小批量生产。1.4工作要求1、减速器总装图一张：A3号 图纸 M 1：12、齿轮轴图一张：A4号 图纸 M 1：1 3、设计计算说明书一份：1000015000字2传动方案的拟定和及说明2.1传动系统的作用作用：介于机械中原动机与工作机之间，主要将原动机的运动和动力传给工作机，在此起减速作用，并协调二

5、者的转速和转矩。2.2分析传动方案此传动方案的特点：特点：结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。电机不会与箱体发生干涉。3电动机的选择3.1选择电动机系列 按工作要求及工作条件，选用Y系列三相异步电动机，封闭式结构，电压为380V，。3.2选电动机功率3.2.1传动装置总效率 3.2.2电动机功率 从设计手册表22-1中可选额定功率为5.5kw的电动机3.3确定电动机转速 按设计手册表2-2推荐的传动比范围，单级减速器圆柱齿轮传动的传动比,开式锥齿轮传动的传动比，则总传动比为范围，转速可选范围： 可见，电动机同步转速可选750r/min，1000r/min,1500r/min三种，

6、根据相同功率的三种转速，从表2.3中查出三个电动机型号方案电动机型号额定功Kw同步转速满载转速电动机重量总传动比1Y132S-45150014406828.82Y132M2-6510009608419.23Y160M2-85KW75072011914.4综合考虑多方面因素，选择第二种方案，即选电动机型号为Y132M2-6，则电动机的技术参数如下表：型号额定功率kw满载时启动电流/额定电流启动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩转速r/min电流A效率%功率因素Y132M2-65100096.52.22.2安装尺寸中心高H外形尺寸L*HD底脚安装尺寸A*B地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸D*E装键部位尺寸F

7、*G132515*315216*1781538*8010*333.4传动比分配总传动比，综合分配传动比，得：圆柱齿轮传动比，圆锥齿轮传动比 3.5运动条件及运动参数分析计算3.5.1各轴输入功率 高速轴输入功率低速轴的输入功率 圆锥齿轮轴的输入功率 螺旋轴的输入功率 各轴输出功率高速轴输出功率 低速轴的输出功率 圆锥齿轮轴的输出功率 螺旋轴的输入功率3.5.2各轴输入转速 高速轴输入转速 中间轴的输入转速 圆锥齿轮轴的输入转速 3.5.3各轴输入扭矩 电动机轴输出转矩 高速轴输入扭矩 低速轴输入扭矩 圆锥齿轮轴输入扭矩 螺旋轴的输入转矩 各轴的输出转矩分别为各轴的输入转矩的0.99综上可列出下

8、表：轴名功率P（KW）转矩T（Nm）转速r/min输入输出输入输出电动机轴9605.89960轴5.865.8058.2957.70960轴5.645.53224.43222.19240轴5.545.48220.45218.25240轴5.285.231008.48998.40504传动件的设计计算4.1选材 选小齿轮：40号钢调质,齿面硬度为260HBS。选大齿轮：40号钢调质，齿面硬度为210HBS。 4.2确定需用应力 查课本得到查课本第180页表10-10得：。=1.1, =1.2查课本表10-12得：则4.3按轮齿弯曲强度设计计算齿轮按8级精度制造，取载荷K=1.5，齿宽系数，小齿轮

9、上的转矩为则齿数取查课本图10-13可得查课本图10-14可得故强度校核符合要求4.4齿轮的圆周速度对照课本表11-2，可知选8级制造精度是合宜的。 4.5其他参数5轴的设计和轴承,键的选择校核5.1高速轴的结构设计5.1.1选 材 选用45号钢调质处理。查课本第245页表14-2取=39Mpa, C=107。5.1.2初估直径 轴上有单个键槽，轴径应增加3 所以17.37×（13）17.89mm 圆整取d=20，且该段轴径与联轴器相连，差得电动机轴直径为38mm，故综合考虑取d为36mm，L=80mm。 取40mm， 取45mm，查课程设计课第284页表15.2，选用6009c轴承

10、，轴承宽度为B=15mm所以取=45mm， 取48mm， 取60mm，因为高速轴为齿轮轴，故取其直径为齿轮齿顶直径， 取48mm， 取45mm，为装轴承和轴套段5.1.3校核该轴和轴承作用在齿轮上的圆周力为：径向力为法向力=求垂直面的支反力：求垂直弯矩，并绘制垂直弯矩图：求水平面的支承力：由得 求并绘制水平面弯矩图：求F在支点产生的反力=求并绘制F力产生的弯矩图：=F在a处产生的弯矩：=求合成弯矩图：考虑最不利的情况，把与直接相加。=求轴传递的转矩求危险截面当量弯矩：最危险截面其当量弯矩为：（取折合系数）=计算危险截面处轴的直径：因为材料选择45号钢调质，查课本第241页表14-1得，许用弯曲

11、应力，则：,因为所以该轴是安全的。5.1.4轴承寿命校核轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查课本279页表16-8,9，10取取按最不利考虑，则有=取e=0.68，有可由课本表16-11查X=0.41,Y=0.87=因此所该轴承符合要求。弯矩及轴的受力分析图如下：5.1.5键的设计与校核参考课程设计课本第161页表16-28,由于公称直径d=20mm,在1722mm范围内，故d轴段上采用键：6×6,采用A型普通键:键校核：L=36mm,综合考虑取=20得=所以，所选键为：键6×206低速轴的结构设计6.1 确定各轴段直径 各轴段直径的确定：根据课

12、本第245页式14-2mm 式中：P轴所传递的功率，KW n轴的转速，r/min C由轴的许用切应力所确定的系数得： 取第一段轴径d=30mm,L取80mm。第二段轴径=33mm, 取56mm。 取37mm，查课程设计课第180页表17-5，选用6008号轴承，轴承宽度为b=14mm所以取=40mm，取50mm，故取44mm，由于齿宽为45m m， 取40mm，6.2校核该轴和轴承作用在齿轮上的圆周力为：=2×264.6×1000/60=8820N径向力为=8820×0.36=3210N轴向力=求垂直面的支反力=3210-1840=1370N计算垂直弯矩：= =1

13、370×90=123.3Nm=1840×67=123.3Nm求水平面的支承力。=8820-5056=3764N计算、绘制水平面弯矩图。=求F在支点产生的反力=563+2947=3510N求F力产生的弯矩图=F在a处产生的弯矩：=求合成弯矩图。考虑最不利的情况，把与直接相加。=求危险截面当量弯矩：最危险截面其当量弯矩为：（取折合系数）=因为材料选择45号调质，查课本第241页表14-1得，许用弯曲应力，则：,因为所以该轴是安全的6.3轴承寿命校核轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查课本279页表16-8,9，10取取取e=0.68，有可由课本表16

14、-11查X=0.41,Y=0.87=因此所该轴承符合要求。弯矩及轴的受力分析图如下：6.4键的设计与校核参考课程设计课本第161页表16-28,由于公称直径d=50mm,在4450mm范围内，故d轴段上采用键：14×9采用A型普通键:键校核：L=58mm,综合考虑取=40得=7减速器机体结构尺寸名称符号计算公式结果箱座厚度10箱盖厚度10箱盖凸缘厚度12箱座凸缘厚度15箱座底凸缘厚度25地脚螺钉直径M18地脚螺钉数目n查手册4轴承旁联结螺栓直径M14盖与座联结螺栓直径=（0.50.6）M10轴承端盖螺钉直径=（0.40.5）M8视孔盖螺钉直径=（0.30.4）M8定位销直径=（0.7

15、0.8）8，至外箱壁的距离查手册表112242018，至凸缘边缘距离查手册表1122216外箱壁至轴承端面距离=+（510）50大齿轮顶圆与内箱壁距离>1.215齿轮端面与内箱壁距离>10箱盖，箱座肋厚99轴承端盖外径+（55.5）118（1轴）114（2轴）轴承旁联结螺栓距离118（1轴）114（2轴）8装配图设计8.1装配图的作用作用：装配图表明减速器各零件的结构及其装配关系，表明减速器整体结构，所有零件的形状和尺寸，相关零件间的联接性质及减速器的工作原理，是减速器装配、调试、维护等的技术依据，表明减速器各零件的装配和拆卸的可能性、次序及减速器的调整和使用方法。8.2减速器装配

16、图的绘制8.2.1装备图的总体规划（1）、视图布局：、选择3个基本视图，结合必要的剖视、剖面和局部视图加以补充。、选择俯视图作为基本视图，主视和左视图表达减速器外形，将减速器的工作原理和主要装配关系集中反映在一个基本视图上。布置视图时应注意：a、整个图面应匀称美观，并在右下方预留减速器技术特性表、技术要求、标题栏和零件明细表的位置。b、各视图之间应留适当的尺寸标注和零件序号标注的位置。8.2.2尺寸的标注、特性尺寸：用于表明减速器的性能、规格和特征。如传动零件的中心距及其极限偏差等。、配合尺寸：减速器中有配合要求的零件应标注配合尺寸。如：轴承与轴、轴承外圈与机座、轴与齿轮的配合、联轴器与轴等应

17、标注公称尺寸、配合性质及精度等级。查文献【3】表34、表35、外形尺寸：减速器的最大长、宽、高外形尺寸表明装配图中整体所占空间。、安装尺寸：减速器箱体底面的长与宽、地脚螺栓的位置、间距及其通孔直径、外伸轴端的直径、配合长度及中心高等。8.2.3标题栏,序号和明细表、说明机器或部件的名称、数量、比例、材料、标准规格、标准代号、图号以及设计者姓名等内容。、装备图中每个零件都应编写序号，并在标题栏的上方用明细表来说明。（4）、技术特性表和技术要求：、技术特性表说明减速器的主要性能参数、精度等级、表的格式可查文献【2】例题，布置在装配图右下方空白处。、技术要求包括减速器装配前、滚动轴承游隙、传动接触斑

18、点、啮合侧隙、箱体与箱盖接合、减速器的润滑、试验、包装运输要求。8.4绘制过程：8.4.1画三视图、绘制装配图时注意问题： a先画中心线，然后由中心向外依次画出轴、传动零件、轴承、箱体及其附件。b、先画轮廓，后画细节，先用淡线最后加深。c、3个视图中以俯视图作基本视图为主。d、剖视图的剖面线间距应与零件的大小相协调，相邻零件剖面线尽可能取不同。e、对零件剖面宽度的剖视图，剖面允许涂黑表示。f、同一零件在各视图上的剖面线方向和间距要一致。、轴系的固定：a、轴向固定：滚动轴承采用轴肩和闷盖或透盖，轴套作轴向固定；齿轮同样。b、周向固定：滚动轴承采用内圈与轴的过渡配合，齿轮与轴除采用过盈配合还采用圆

19、头普通平键。可查文献【2】P858.4.2润滑与密封、润滑：齿轮采用浸油润滑。当齿轮圆周速度时，圆柱齿轮浸入油的深度约一个齿高，三分之一齿轮半径，大齿轮的齿顶到油底面的距离3060mm。轴承润滑采用润滑脂，润滑脂的加入量为轴承空隙体积的采用稠度较小润滑脂。、密封：防止外界的灰尘、水分等侵入轴承，并阻止润滑剂的漏失。8.4.3减速器的箱体和附件、箱体：用来支持旋转轴和轴上零件，并为轴上传动零件提供封闭工作空间，防止外界灰砂侵入和润滑逸出，并起油箱作用，保证传动零件啮合过程良好的润滑。、附件：包括窥视孔及窥视孔盖、通气器、轴承盖、定位销、启箱螺钉、油标、放油孔及放油螺塞、起吊装置。8.5完成装配图

20、（1）、标注尺寸：可参考文献【3】，标注尺寸包括的特性尺寸、配合尺寸、安装尺寸、外形尺寸、其他重要尺寸。（2）、零件编号（序号）：装配图中所有零部件，按顺时针方向依次编号，并对齐。（3）、技术要求：参考文献【3】（4）、审图（5）、加深9零件图设计9.1零件图的作用作用：1、 反映设计者的意图，是设计生产部门组织设计、生产的重要技术文件。 2、表达机器（或部件）对零件的要求，同时还要考虑到结构和制造的可能性与合理性，是制造、检验和制定技术规程的依据。9.2零件图的内容及绘制1.用一组视图，完整、准确、清楚地表示出零件各部分的结构形状：（1）、轴：采用主视图和剖视图。主视图按轴线水平布置，再在键槽处的剖面视图。（2）、齿轮：采用主视图和侧视图。主视图按轴线水平布置（全剖），反映基本形状；侧视图反映轮廓、辐板、键槽等。2、正确、完整、清晰、合理地标注零件结构形状及相对位置尺寸：（1）、轴：参考文献【3】，径向尺寸以轴线为基准标注，有配合处径向尺寸应标尺寸偏差；轴向尺寸以轴孔配合端面及轴端面为基准，反映加工要求，不允许出现封闭尺寸链。（2）、齿轮：参考文献【3】：径向尺寸以轴线为基准，轴孔、齿顶圆应标相应的尺寸偏差；轴向尺寸以端面为基准