设计输送传动装装置.

1、机械设计基础课程设计设计计算说明书题目机械设计输送传动装置系别机械工程系专业化工设备维修技术姓名朱琳年级二年级指导教师蔡广新零一一年十二月课程设计书设计要求设计步骤1 .传动装置总体设计方案32 .电动机的选择43 .确定传动装置的总传动比和分配传动比54 .计算传动装置的运动和动力参数55 .设计V带和带轮66 .齿轮的设计87 .滚动轴承和传动轴的设计8 .键联接设计26199 .箱体结构的设计2710 .润滑密封设计3011 .联轴器设计304 设计小结315 参考资料32设计输送传动装置【设计任务书】题目：设计输送传动装置一.总体布置简图如图1输出轴功率P/KW3输出轴转速35n/(r

2、/min)传动工作年限6附图1二甩顼机;中黄传动,;.?一圆柱齿轮减速蓊；4一开式齿轨5输送机构的输入“。（年）一.总传动比误差为士5%,单向回转，工作制度（班/日）2轻微冲击。工作场所车间三.原始数据：批量小批四.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.V带传动设计计算；4.轴的结构尺寸设计；5.键的选择；6.滚动轴承的选择；7.装配图、零件图的绘制；8.设计说明书的编写。【电动机的选择】1 .电动机类型和结构的选择：按照已知条件的工作要求和条件，选用Y型全封闭笼型三相异步电动机。2 .电动机容量的选择：工作机所需功率：Pw=3kW电动机的输出功率：Pd=Pw/i

3、b0.82,Pd=3.66kW电动机转速的选择：nw=35r/min,V带传动比i1=24,单级齿轮传动比i2=3-5（查表2.3）nd=（i1Xi2Xi2）nw。电动机转速范围为6303500r/min3 .电动机型号确定：由附录八查出符合条件的电动机型号，并根据轮廓尺寸、重量、成本、传动比等因素的考虑，最后确定选定Y112M4型号的电动机，额度功率为4KW,满载转速1440r/min【计算总传动比和分配传动比】1 .由选定电动机的满载转速nm和输出轴转速nw,总传动比为i=nm/nw,得i=41,142 .合理分配各级传动比：V带传动比i1=3,闭合齿轮传动比i2=3.5,开式齿轮传动比i

4、3=3.923.运动和动力参数计算结果列于下表：项目电动机轴轴I轴II轴III转速(r/min)144048013735功率(kW)3.663.483.313.01转矩(Nm)24.2769.20230.18821.83传动比33.53.92效率0.960.960.92【传动件设计计算】减速器齿轮设计：1 .按表11.8选择齿轮材料小齿轮材料为45钢调质，硬度为220-250HBS大齿轮材料为45钢正火，硬度为170210HBS2 .因为是普通减速器，由表11.20选用9级精度，要求齿面粗糙度Ra=6.33 .按齿面接触疲劳强度设计确定有关参数与系数：转矩：T=69154Nmm查表11.10得

5、：载荷系数K=1.1选小齿轮齿数Z1=30,则大齿轮齿数Z2=iZ1=3.5X30=105。实际齿数比u=3.5因单级直齿圆柱齿轮为对称布置，又为软齿面，由表11.19选取(H(齿宽系数)=14 .许应接触应力(TH由图11.23查得(THlim1=560MPaoHlim2=530MPa由表11.19查得Sh=1。N1=60n1jLh=60X480X1X(6X52X80)=7.2M0e8N2=N1/i=7.2M0e8/3.5=2.0510e8由表11.26查得Zn1=1Zn2=1.05计算接触疲劳许用应力：吓hZn1(THlim1/Sh=560MPa(rH2=Zn2(THlim2/Sh=557

6、MPa试算小齿轮分度圆直径，确定模数：d1A76.43X3，KT1(w+1)d4(THe2=51.82mmm=d1/z1=1.73mm由表11.3取标准模数m=2mm5 .主要尺寸计算：分度圆直径d1=mz1=2x30=60mmd2=mz2=2x105=210mm齿宽b=ddd1=1x60=60mm取b2=60mm贝Ub1=b2+5=65mm中心距a=0.5Xm(Z1+Z2)=135mm6 .按齿根弯曲疲劳强度校核：由式(11.12)得出，如#&#,则校核合格。确定有关系数和参数：齿形系数YF,查表11.12得YF1=2.54YF2=2.14应力学整系数Ys,查表11.13得Ys1=1

7、.63Ys2=1.88许应弯曲应力声由图11.24查得oFlim1=210Mpa#lim2=190Mpa由表11.9查得SF=1.3由图11.25查得YNI=YN2=1由式(11.16)可得(tF|=YNIoFlim/SF=162Mpa6F=YNI#lim/SF=146MPa故计算出(rF1=21Mpa<bF0F2=20Mpa<°F齿根弯曲疲劳强度校核合格。7 .验算齿轮的圆周速度：V=Ttd1n1/(60X1000)=1.5m/s由表11.21可知，选9级精度合适8 .几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图：以大齿轮为例，齿轮的直顶圆直径为：da2=d2+2ha=214mm,

8、由于200<da2<500之间，所以采用腹板式结构。齿轮零件工作图略开式齿轮设计：1 .按表11.8选择齿轮材料小齿轮选用40Cr合金钢表面淬火，硬度为48-55HRS大齿轮选用40Cr合金钢调质，硬度为240-260HBS2 .由表11.20选用9级精度，要求齿面粗糙度Ra=6.33 .按齿面接触强度设计确定有关参数与系数：转矩：T=230000Nmm查表11.10得载荷系数K=1.1选小齿轮齿数Z1=20,则大齿轮齿数Z2=iZ1=3.92X20=78.4,圆整数78。实际齿数比u=3.9,误差为0.5%<±5%因单级直齿圆柱齿轮为不对称布置，又为硬齿面，由表1

9、1.19选取(H(齿宽系数)=0.54 .许应接触应力(TH由图11.23查得(THlim1=800MPaoHlim2=720MPa由表11.19查得Sh=1.1N1=60n1jLh=60X137X1X(6X52X80)=2.05M0e8N2=N1/i=2.05M0e8/3.9=5.2610e7由表11.26查得Zn1=1.11Zn2=1.25计算接触疲劳许用应力：bHhZn1(THlim1/Sh=807MPa（TH2=Zn2（THlim2/Sh=818MPa试算小齿轮分度圆直径，确定模数：di>76.43x3VzKT1（区+1）/dd可6He2=75.82mmm=d1/z1=3.791

10、mm由表11.3取标准模数m=4mm5 .主要尺寸计算：分度圆直径d1=mz1=4x20=80mmd2=mz2=4x78=312mm齿宽b=（|）dd1=0.5x80=40mm取b2=40mm贝Ub1=b2+5=45mm中心距a=0.5Xm（Z1+Z2）=196mm6 .按齿根弯曲疲劳强度校核：由式（11.12）得出，如#&#,则校核合格。确定有关系数和参数：齿形系数YF,查表11.12得YF1=2.81YF2=2.25应力学整系数Ys,查表11.13得Ys1=1.56Ys2=1.77许应弯曲应力声由图11.24查得oFlim1=720Mpa#lim2=250Mpa由表11.9查得SF

11、=1.5由图11.25查得YNI=YN2=1由式（11.16）可得（tF1=YNI-oFlim/SF=480Mpa6F=YNI#lim/SF=167MPa故计算出（TF1=173Mpa<（TF6F2=157Mpa<F齿根弯曲疲劳强度校核合格7 .验算齿轮的圆周速度：V=%din1/(60X1000)=0.57m/s由表11.21可知，选9级精度合适8 .几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图：以大齿轮为例，齿轮的直顶圆直径为：da2=d2+2ha=320mm,由于200<da2<500之间，所以采用腹板式结构。齿轮零件工作图略。【V带传动设计】1 .确定功率Pc：查表9.21

12、得Ka(工作情况系数)=1.1Pc=Ka?p=4.4KW。2 .选取普通V带型号：根据Pa=4.4Kw,n1=1440r/min,由图9.13选用A型普通V带。3 .确定带轮基准直径：根据表9.6和图9.13选取：dd1=100mm>dmin=90mm大带轮基准直径为dd2=(n1/n2)dd1=270mm,按表9.3选取标准直值dd2=265mm实际n2转速489.8r/min,误差相对率2%,总误差土5%允许。4 .验算带速V:V=%-d1-n1/(60X1000)=6.78m/s,带速在5-25m/s范围内。5 .确定带的基准长度Ld和实际中心距a：初定中心距a0=1200mm,则

13、Ld0:Ld0=2a0+兀(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0=2963.38mm查表9.4取基准长度Ld=2800mm实际中心距a为a=a0+(ld-Ld0)/2=1118.31mm中心距变动范围为amin=a-0.015Ld=1076mmamax=a+0.03Ld=1202mm6 .验算小带轮的包角：a1=180o-57.3o(dd2-dd1)/a=171o>120o,合格。7 .确定V带根数z:确定有关系数和参数根据dd1=90mm,n=1440r/min,查表9.9,得P0=1.07Kw由表9.18查得Ka=0.001275根据传动比i=2.94,查表9.19得K

14、i=1.1373,则P0=Kb.n(1-1/Ki)=0.18Kw由表9.4查得带长度修正系数KL=1.11，由图9.12查得包角系数Ka=0.98得zAPc/(P0+P0)KaKL=3.24,圆整得z=48 .求单根V带初拉力：由表9.6查得A型普通V带的每米长质量q=0.10Kg/m得F0=(500PC/ZV)(2.5/Ka-1)+qv2=46.78N.9 .计算带轮轴上所受的压力F(r=2F0zsin(a1/2)=373.08N10 .带轮结构设计略11 .设计结果：选用4根A2800GB/T13575.192V带，中心距a=1118mm,小带轮直径90mm,大带轮直径265mm,轴上压力

15、F(r=373.08N【轴的设计计算】I轴的设计1 .选择轴的材料，确定许用应力：由已知条件可知此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钢并经调质处理。由表16.1查得强度极限(TB=637Mpa,再由表16.3查得许用弯曲应力(r-1b=60Mpa2 .按钮转强度估算轴径(最小直径)查表16.2得0=118107得dAC3Vzp/n=(107118)-3,3.48/480=20.722.8mm考虑到轴的最小直径处要安装带轮，会有键梢存在，故需将估算直径加大3%-5%取为21.323 3.94mm,由设计手册取标准直径d=24mm3.轴的结构设计草图：I轴的结构草图II轴的

16、设计：1 .选择轴的材料，确定许用应力：由已知条件可知此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钢并经调质处理。由表16.1查得强度极限(TB=637Mpa,再由表16.3查得许用弯曲应力(r-1b=60Mpa2 .按钮转强度估算轴径(最小直径)查表16.2得0=118107得dAC3Vzp/n=(107118)-3,3.31/137=30.934.1mm考虑到轴的最小直径处要安装齿轮，会有键梢存在，故需将估算直径加大3%-5%取为31.833 5.81mm,由设计手册取标准直径d=34mm3.轴的结构设计草图：II轴的结构草图田轴的设计：1 .选择轴的材料，确定许用应力：由

17、已知条件可知此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钢并经调质处理。由表16.1查得强度极限(TB=637Mpa,再由表16.3查得许用弯曲应力(r-1b=60Mpa2 .按钮转强度估算轴径(最小直径)查表16.2得0=118107得dAC3Vzp/n=(107118)-3,3.01/35=47.2952.16mm由设计手册取标准直径d=50mm3 .轴的结构设计草图略【键连接的选择】均选择A型平键代号轴径/mm键宽/mm键高/mm键长/mmI轴I键248750I轴II键3410856II轴I键3410836II轴II键4514950【滚动轴承的选择及计算】I轴：1 .经强

18、度校核，选择滚动轴承6206型d=30mmD=62mmB=16mm2 .公差等级选择：选普通级PO轴承。II轴：1 .经强度校核，选择滚动轴承6208型d=40mmD=80mmB=18mm2 .公差等级选择：选普通级PO轴承。【箱体结构尺寸计算】1 .类型选择：选择一级铸铁圆柱齿轮减速器。2 .箱体主要结构尺寸：（mm）名称箱座壁厚8箱盖壁厚51箱盖凸缘厚度b1尺寸/mm8812箱座凸缘厚度b箱底凸缘厚度地脚螺钉直径地脚螺钉数目n轴承旁连接螺b2df栓直径d1122016412盖与座连接螺栓直径d2连接螺栓d2的间距l轴承端盖螺钉直径d3检查孔盖螺钉直径d4定位销直径d10150868df、d

19、1、d2至外箱壁直径C1df、d2至凸缘边缘距离C2轴承旁凸台半径R1凸台高度h外箱壁至轴承座端盖的距离111614164040齿顶圆与内箱避间的距离1齿轮端面与内箱避间的距离2箱盖、箱座肋厚m1、m2轴承端盖外径D2轴承旁连接螺栓距离S12126.8、6.8102125【减速器附件的选择】通气器：由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用M1佻1.5油面指示器：选用游标尺M16起吊装置：采用箱盖吊耳、箱座吊耳放油螺塞：选用外六角油塞及垫片M16X1.5【润滑与密封】一、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级周向速度为，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为35mm。二、滚动轴承的润滑：由于轴

20、承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。三、润滑油的选择：齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用L-AN15润滑油四、密封方法的选取：选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为(F)B25-42-7-ACM,(F)B70-90-10-ACM。轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。附录：装配图:零件工作图1 .图6-2为轴的工作图示例，为了使图上表示的内容层次分明，便于辨认和查找，对于不同的内容应分别划区标注，例如在轴的主视图下方集中标注轴向尺寸和代表基准的符号。0.0052021045/0.025A-B308

21、E-EQ0.005/0.015A-BD430H¥OSD2co-6.2di/0.020A-B一0,005C一三0.005D34AUO-技术要求1 .未注圆角半径R12 .调质处理HBS2172553 .轴两端中心孔GB/T4459.5-A4/8.5轴数量比例1:2材料45图号制图校核2 .齿轮的轴向尺寸标注比较简单，对于小齿轮只有齿宽b和轮毂长度l两个尺寸.前者为自由尺寸，后者为轴系组件装配尺寸链中的一环。当齿轮尺寸较大时，为了减轻重量可采用盘形辐板结构.如辐板用车削方法形成时，则标注凹部的深度，以便于加工时测量。对于用锻、铸方法形成的辐板，则宜直接标注辐板的厚度。对于轮缘厚度、辐板厚

22、度、轮毂及辐板开孔等尺寸，为便于测量，均应进行圆整.为了保证齿轮加工的精度和有关参数的测量，标注尺寸时要考虑到基准面，弁规定基准面的尺寸和形位公差.齿轮的轴孔和端面既是工艺基准也是测量和安装的基准。为了保证安装质量和切齿精度，对端面与孔中心线的垂直度和端面跳动度均应有要求。齿轮的齿顶圆作为测量基准时有两种情况：一是加工时用齿顶圆定位或找正，此时要控制齿顶圆的径向跳动；另一种情况是用齿顶圆定位检验齿厚或基节尺寸公差，此时要控制齿顶圆公差和径向跳动。图6-3为直齿轮零件工作图，图6-4为斜齿轮零件工作图，供学习参考。图6-5为锥齿轮零件工作图，供学习参考。图6-6为蜗轮零件工作图，供学习参考。图6

23、-7为皮带轮零件工作图，供学习参考。1.6/00.03小1366X小1643.3+(0.2£7210.均布技术要求0|0.063|A1.未注倒角C22.正火处理，齿面硬度170210HBs其余仅590模数m2.5压力角a全齿高h径向变位系数x齿轮副中心距a20°5.6250°齿厚配对齿轮耕2±0.0215三0.012A公法程长.度W跨齿数k图号齿数Z110,99-0.0541130齿轮数量比例1:2材料45图号制图校核41o-IP68520ITo38°其余?齿轮参数齿数Z2105模数mn3压力角a20°全齿高h6.75螺旋角010。|

24、旋向右旋齿轮副中心距a三0.02A特茄等StHKMGBlO的钟8齿厚公法或K度W1幅26-0.054跨齿数k12配对齿轮图号齿数Zi25016-0.043技术要求1.未注倒角2.正火处理，齿面硬度170210HBs齿轮数量比例1:4材料45图号制图校核0.59.1832.5SR41±0.05抛光R30.8*0.1A其余?直齿锥齿轮参数齿数10分度圆上端面模数4.375标准压力角22"30'径向变位系数+0.226分度圆直径D43.750齿顶高4.490全齿高7.870分锥距40.70轴交角90安装距41±0.05分度圆上弦齿厚7.884（理论值）分度圆上弦

25、齿高4.7194齿根圆弧半径1.27±0.15齿面粗糙度学齿圈径向跳动公差0.065旋转齿侧间隙0.10-0.20相邻周节差0.025周节累积公差0.095技术要求1 .渗碳层深度0.61.0,淬火、回火后表面硬度5864HRC心部硬度3348HRC2 .齿轮锻件毛坯不得有夹渣、裂纹、疏松、等锻造缺陷3 .齿轮精度，级8-DcGB11365-89锥齿轮数量比例2:1材料20Cr图号制图校核技术要求叩U皿愚3.'5而叶匚239120'分度因直位d2*122.85西贝哥,瓠ha21受世累数x20.2b精艮1等级8C(GBIUU89-I988)配对蜗杆工N，|主队愀基/I、嘏FA）因数z1,螺旋方向石底甘程用541b国号公差组检验项目代号公差（或极限偏差）值蜗轮齿圈役