传送设备的一级锥齿轮减速器(包括链传动、带传动)

1、贵州师范大学机械设程设计说明书学院：职业技术师范学院专 业：机械设计制造及其自动化（职教师资方向）姓名： 书云金郑全文学 号：132121010037 132124010003指导教师：至去标准设计题目12输送设备一锥齿轮减速器1)系统简图电动机ZI文案2)工作条件单向运转，载荷平稳，启动载荷为名义载荷的 1.25倍，每天工作16小时，使用期限10年，输送链速度允许误差为5%,输送链效率4=0.9。3)原始数据输送链拉力F (N)32.4 10输送链速度v (m|s)0.8输送链链轮直径D (mm125(4)设计工作量(1)设计说明书(2)减速器转配图(3)减速器零件图计算过程及计算说明 一、

2、传动方案拟定工作条件单向运转，载荷平稳，启动载荷为名义载荷的1.25倍，每天工作16小时，使用期限10年，输送链速度允许误差为5%,输送链效率4=0.9。、电动机的选择1、电动机类型的选择按工作要求和条件选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压 380V, Y 型。2、电动机功率选择(1)传动装置的总效率：刀a41?442? 7 3?44?45式中：刀1、刀2、刀3、刀4、5 5分别是带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和 输送链的传动效率。取“ 1=0.95 ,4 2=0.98 ,4 3=0.97 ,4 4=0.99 ,4 5=0.9 ,则4 a=0.95 义 0.98 4 义 0.97 义 0.

3、99 义 0.9 =0.76(2)电机所需的功率：Pw=FV/1000 4=2400*0.8/(1000*0.9)=2.13kwpd= -pw=2.80a3、确定电动机转速计算链轮工作转速:D3确定电动机型号12560 1000V 60 1000 0.8 n 122.29r/min根据JB/T8680.1-2-1998 ,查得所需的额定功率及同步转速，选定电动机 型号为Y1 3 2 s -6。其主要参数：额定功率3 KW满载转速960r/min ;额定转矩2.0。三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比i a=nm/n=960/122.29=7.852、分配各级传动比(1)据指导书，为使

4、V带传动外廓尺寸不致过大，取i j=3(2) id=ia/ij=2.62四、运动参数及动力参数计算标准1、计算各轴转速nl =nm/i1=960/2.62=366.41r/minnil =n I /ij=366.41/3=122.14r/minnIII=122.29r/min2、计算各轴的输入功率R=PdX 4 1=2.80 X 0.95=2.66KWPii=rx 4 2X X 3=2.66 X 0.98 X 0.97=2.53KWPiii =Pi X 4 2X x 4=2.53 X0.99 X 0.98=2.45KW3、计算各轴扭矩电动机输出轴转矩:Td=9.55 X 106Pd/n d=9

5、.55 乂 106X 2.80/960=27.85 N m各轴输入转矩T=TdX n 1=27.85*0.95=26.46 NJ- mTii = Ti 4 2 X 4 3=26.46 0.98 0.97=25.15 N mTiii =9550X Pii /n 川=9550 2.45/122.29=191.33 NJ- m五、传动零件的设计计算? V带传动的设计计算1、选择普通V带截型通过查表取工作情况系数kA=1.2计算功率 Ra=KF=1.2X3=3.6KW根据Pca n(d)由图8-11选用A型V带2、确定带轮基准直径，并验算带速初选小带轮的基准直径 dd1由表8-7和表8-9选dd1=1

6、00mmdmin=7m m根据式(8-15a)大带轮直径 dd2=i*d d1=2.62*100=262mm经查表 8-9 ，取dd2=280mm带速 V: V=% dd1nd/60 x 1000=兀 x 100X960/60 x 1000=5.024m/s在525m/s范围内，带速合适3、确定中心距a,并选择V带的基准长度Ld根据教材公式 0.7(d di+dd2)a0 2(ddi+dk)得：0.7(100+280) ao12005、确定带的根数根据教材表查得：P0=0.95KW根据教材表查得： R=0.11KW根据教材表查得：Ka=0.95根据教材查得：Kl =0.99由教材公式得：Z=R

7、a/(P 0+AP0)KaK= 3.6/(0.95+0.11)X0.95 X 0.99=3.6取 Z=4? 6、计算轴上压力?由教材表查得q=0.105kg/m,由教材公式单根V带的初拉力：? F0=500Pca( 2.5-K a) /ZV Ka+qV2? =500X (2.5-0.95) X 3.6/4 5.024 0.95+0.105 X 5.024 2=149N文案标准?则作用在轴承的压力Fp,由教材公式得：? Fp=2ZRsin % i/2=2 x 4X 149Xsin160 0/2=1174N? 齿轮传动的设计计算1、选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面。

8、小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为240260HBs大齿轮选用45钢调质，齿面硬度220HBs根据教材查表选7级精度。齿面粗糙度 RW1.63.2 m 2、按齿面接触疲劳强度设计/ 4AT ZFZ,根据教材公式：进行计算确定有关参数如下： 传动比i齿=3取小齿轮齿数 Zi=20。则大齿轮齿数：Z2=iZ 1=3X20=60实际传动比i 0=52/20=2.6传动比误差：i-i o/I=2.6-2.6/2.6=0%115 (1.83/401.67) 1/3mm=19.06mm考虑有键槽，将直径增大 5% 则：d=19.06 x (1+5%)mm=20.01mm选 d=20mm2、轴的结构设计(1

9、)轴上零件的定位，固定和装配单级减速器中可将输入轴的圆锥齿轮做成悬臂结构， 安排在箱体一侧，两轴承 安排在齿轮的右侧，齿轮左面由套筒定位，右面用挡圈固定，周向用平键连接。两轴承分别以套杯和套筒定位。(2)确定轴各段直径和长度I 段：di=20mm 长度取 Li=60mm. h=2c c=1.5mm A 型平键：键长 50mm b=h=6mmII 段：d2=di+2h=20+2X 2X 1.5=26mmd2=26mm 长度取 L2 =30mmIII段：参照工作要求并根据d2=26mm有轴承产品目录中初步选取 0基本游隙 组、标准精度等级的单列圆锥滚子轴承 30206其内径为30mm宽度为18mm

10、故d3 d5 30mm o L3 =18mm V段轴承右端有套筒定位，为使套筒端面可靠地压 紧轴承，此轴段应略短于轴承宽度，故取 l 3=16mmVI段：取安装锥齿轮处的轴段VI的直径为 26mn锥齿轮白宽度为43mm取套筒 的长度为 20mm 贝U l 6=43+20+(18-16)=65mmIV段：取 d4=28mm L 4=42mm在IV轴段加一套筒对轴承进行定位。套筒的外径为d=50mmV段:d 5=30mmr长度为L5=26mmffl来和轴承进行过度配合，初选用30206型圆锥滚子轴承。至此，已初步确定了轴的各段直径和距离。轴上零件的周向定位 文案标准锥齿轮、半联轴器与轴的周向定位均

11、采用平键连接。按轴的直径d5， 由表 6-1 查的平键截面b h 16 10。 键槽用铣刀加工，长 45mm，同样半联轴器与轴的连接选用平键12mm 8mm 70mm,滚动轴承与轴的周向定位是有过渡配合来保证的。求轴上载荷根据轴的结构图做出计算简图。在确定轴承的支点位置时兑取33210型，查的a=23.2mm。文案标准载二水平面二垂直陈力，心= -383.98N，F亚二-6,68N%=-839.皿山% = -2600A弯矩一.Vcz=168477.85Xmp心口 二-770旺61V -梢%工二 40997.87、.朋/扭矩。T-26.082N. mpp按弯扭合成应力校核轴的强度M2( T)2C

12、a 3 12.87MPa 1 60MPa0.1d3综上，安全。(3)轴强度校核齿轮之间的力：对小锥齿轮受力分析：F t1=2T1/d m1=2*18.24/=2.145KN（外）F a1=Ft1 tan20 sin18.43 =0.2468KN（左）Fr1=Ft1 tan20 cos18.43 =0.7406KN（下）带轮处：F r=2zF0sin - =2*5*125.77*0.174=218.8N（下）对输入轴进行受力分析得轴 1 段:F r1=1.342KN（上）Ft1=1.465KN（外）轴 2 段:F r2=0.206KN（下）Ft2=2.305KN（里） 轴3段位置为危险截面这里只

13、校核危险截面3的强度。轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取折合系数 =0.59首先计算截面3的抗弯截面系数WM H =13.286N m M V =49.41N mM=，MV2 M H =51.165N md；3-2650.719mm332轴的计算应力caM 2 ( Ti)2Wc20.755MPa文案该轴材料为45号钢，调质处理，查得其许用应力60MPa因此，caca故满足要求。输出轴的设计计算1、按照扭转强度初定直径dm in9550000 P20.2n2选用45号钢最为轴的材料20.577m考虑联轴器的尺寸，选人轴最小径 d=23mm2、输出轴的结构设计(1)轴上零件的定位，固定和装

14、配1234(2)确定轴各段直径和长度I段:di=15mm、长度取L二30mm,与联轴器相连。A型平键：键长23mm b*h=5*5I I 段:d2=17mm 长度取 L 2 =32mm。III段:d3=21rnm长度取L3=22mm用来和轴承进行过度配合，初选用30206型圆锥滚子轴承。IV 段:d4 =18mm 长度为 L4=72mm。V段:d5=20mm长度为L5=28mm,与大齿轮配合。A型平键：键长23mm b*h=5*5VI段:d6=18mm 一长度为L6=36 mm,和轴承进行过度配合，初选用30207型圆锥滚子轴承。(3)轴强度校核齿轮之间的力：Fa2=0.379KN ; Fr2

15、=0.126KN a 2Ft2=Ft1=1 .098KN 大齿轮上的动力参数： 转速 n2 =133.89r/minP2 =1 .74kwT2=17.34N m危险面2处的弯矩：M h=17.112N m M V =43.958N mM=vM/M H =47.171N m T2=17.34N mWc旦 4972,65 mm3 32由于轴单向转动，扭矩可以认为按脉动循习变化，故取折合系数=0.59caM 2 ( Ti)2Wc15.63262MPa前已选定轴的材料为45号钢，正火处理，查得60MPa,因止匕，ca ,故满足要求。七、滚动轴承的选择及校核计算根据根据条件，轴承预计寿命: 1、计算输入

16、轴轴承16X 365X 10=58400小时(1)两轴承径向反力：FrAFrB初选两轴承为圆锥滚子轴承、1丫一FAZ 3702.8N 下厂FBZ 1700N30206型根据教材得轴承内部轴向力Fd互 查机械手册知Y=1.6,e=0.37 。 2YFdAFdBFrA2YFrB2Y1157.1N曰 r行FaA531.25N1157.1N FaB FaA Fa 908.3NaB aA a(2)求系数x、yFaA/F ra=0.36Fab/F rb=0.53根据教材得e=0.37X a=1Xb=0.4Y a=0Yb=1.6(3)计算当量载荷P1、P2根据教材取fP=1.2根据教材得P1=f p(x A

17、FrA+yAFaA)=4443.4NP2=fp(XBFrB+yBFaA尸 2560N(4)轴承寿命计算V PA PB 故取 P=4443.4NV =10/3根据手册得30206型的Cr=63000N由教材得Lh=106/60n(Cr/P) & =16670/458.2 X (1 X 63000/4443.4) 10/3 =347322h58400h预期寿命足够2、计算输出轴轴承1）两轴承径向反力：FrB初选两轴承为圆锥滚子轴承 根据教材得轴承内部轴向力.FAY FAZ922.66N. , FbY-Fbz2675N33210型Fd 互 查机械手册知Y=1.5,e=0.41 d 2YFdA 307

18、.6N 2YFdB 由 891.7 N 2Y得 FaB891.7NFaAFaBFa 1540.5 N(2)求系数x、yFaA/F ra=1.67eFab/F rb=0.33eX A=0.4Xb=1Y a=1.5Yb=0P1、P2根据教材取fp=1.2根据教材得P1=f p(x AFA+yAFaA)=3215.8NP2=fp(XBFrB+yBFaA尸 3210N(4)轴承/命计算V PA PB 故取 P=3215.8N v =10/3根据手册得33210型的Cr=112000N由教材得L=106/60n(Cr/P) & =16670/458.2 X (1 X 112000/3215.8) 10/

19、3=18059903h58400h八、键连接的选择及校核计算1、大带轮与轴连接采用平键连接轴径 &=28mm L1二60mm查手册 选用C型平键，得：b=8 h=7 L=50即：键 C8X 40GB/T1096-2003l=L 1-b=50-8=42mm T 2=173.4N - m根据教材式6-1得(T p=4T2/dhl=4 义 173400/28 X 7X 42=84.26Mpa6 p(110Mpa)2、输入轴与齿轮连接采用平键连接轴径 d3=35mm L3=38mm T=260.82N m查手册选A型平键，得：b=10 h=8 L=50标准即：键 A10X 50 GB/T1096-20

20、03l=L 3-b=38-10=28mm h=8mm(T p=4T/dhl=4 义 260820/35 X 8X 40=93.15Mpa6 p(110Mpa)3、输出轴与齿轮2连接用平键连接轴径d2=32mm L2=33mm T=116.3N.m查手册选用A型平键，得：b=16 h=7 L=23即：键 A16X 36GBm 096-2003l=L 2-b=33-16=17mm h=7mm根据教材6-1 式得(T p=4T/dhl=4 X 116300/32 X 7 X 20=103.84Mpa6 p (110Mpa)九、联轴器的选择减速器的输出轴与工作机之间用联轴器连接，由于轴的转速较低，传递

21、转矩较大，综合考虑选用弹性套柱销联轴器，联轴器_L的扭矩为93.901 Nm,选.用型号为LT5十、润滑及密封齿轮的润滑采用浸油润滑，由于低速级周向速度为1.57m/s, 为锥齿轮传动，浸油高度应没过人锥齿轮齿宽，至少应没过 1/2齿宽，齿顶距箱底至少30mm这.里为设 计为45mm选用CKC150闰滑油。轴承的润滑由于浸油齿轮的圆周速度 v2m/s,齿轮不能有效的把油飞溅到箱壁上，因此选用脂润滑方式。脂润滑具有形成润滑膜强度高，不容易流失，容易密封，一次加脂可以维持相当长一段时间，也有利于传动装置的维护。选用ZL-2 号通用锂基润滑脂(GB7324 1994)。端盖与轴间的密封轴承用轴承盖紧固，已知轴承用脂润滑，且轴的最高圆周速度不超过2m/s属于低速范畴，因此这里可以使用毡圈