广工大机械设计课程设计说明书

设计一链式输送机传动用的V带传动及直齿圆锥齿轮减速器说明书（一张装配图，两张零件图），2011-12-1722:14提问者：bjjbjbbj|浏览次数：207次工作15年！每年300天。每天16个小时，输送链工作拉力1400N，输送链速度0。8m/s输送链链轮直径115mm。谢谢！~！各位大侠！！摆脱了！！急急！！！！问题补充：不一定有多具体关键是具体模板怎么弄？还有装配图和零件图该怎么画？谢谢了！有知道的发我QQ邮箱。946923623@我来帮他解答2011-12-2016:50满意回答目录1传动简图的拟定………………22电动机的选择…………………23传动比的分配…………………34传动参数的计算………………45链传动的设计与计算…………46圆锥齿轮传动的设计计算……67圆柱齿轮传动的设计计算……98轴的设计计算…………………139键连接的选择和计算…………3010滚动轴承的设计和计算………3111联轴器的选择…………………3312箱体的设计……………………3313润滑和密封设计………………35设计总结…………36参考文献…………361 传动简图的拟定1.1技术参数：输送链的牵引力：9kN，输送链的速度：0.35m/s，链轮的节圆直径：370mm。1.2工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期10年（每年300个工作日，小批量生产，两班制工作，输送机工作轴转速允许误差±5%。链板式输送机的传动效率为95%。1.3 拟定传动方案传动装置由电动机，减速器，工作机等组成。减速器为二级圆锥圆柱齿轮减速器。外传动为链传动。方案简图如图。方案图2电动机的选择2.1电动机的类型：三相交流异步电动机（Y系列）2.2功率的确定2.2.1工作机所需功率(kw):=/(1000)=7000×0.4/(1000×0.95)=3.316kw2.2.2电动机至工作机的总效率η：η=×××××=0.99××0.97×0.98×0.96×0.96=0.841（为联轴器的效率，为轴承的效率，为圆锥齿轮传动的效率，为圆柱齿轮的传动效率，为链传动的效率，为卷筒的传动效率）2.2.3所需电动机的功率(kw):=/η=3.316Kw/0.841=3.943kw2.2.4电动机额定功率:2.4确定电动机的型号因同步转速的电动机磁极多的，尺寸小，质量大，价格高，但可使传动比和机构尺寸减小，其中=4kN，符合要求，但传动机构电动机容易制造且体积小。由此选择电动机型号：Y112M—4电动机额定功率=4kN,满载转速=1440r/min工作机转速=60*V/(π*d)=18.0754r/min电动机型号 额定功率(kw) 满载转速(r/min) 起动转矩/额定转矩 最大转矩/额定转矩Y112M1-4 4 1440 2.2 2.3选取B3安装方式3 传动比的分配总传动比：=/=1440/18.0754=79.667设高速轮的传动比为,低速轮的传动比为,链传动比为，减速器的传动比为,链传动的传动比推荐<6，选=5.3，=/=15.0315,=3.758,选=3.5，则=/=4.29。==3.5×4.3×5.3=79.765=（-）/=（79.765-79.667）/79.667=0.123%符合要求。4 传动参数的计算4.1各轴的转速n(r/min)高速轴Ⅰ的转速：==1440r/min中间轴Ⅱ的转速：=/=1400/3.5=411.43r/min低速轴Ⅲ的转速：=/=411.43/4.3=95.681r/min滚筒轴Ⅳ的转速：=/=95.681/5.3=18.05r/min4.2各轴的输入功率P（kw）高速轴Ⅰ的输入功率：中间轴Ⅱ的输入功率：低速轴Ⅲ的输入功率：滚筒轴Ⅳ的输入功率：4.3各轴的输入转矩T(Nm)高速轴Ⅰ的输入转矩：26.26Nm中间轴Ⅱ的输入转矩：88.20Nm低速轴Ⅲ的输入转矩：360.32Nm滚筒轴Ⅳ的输入转矩：1814.76Nm5链传动的设计与计算5.1选择链轮齿数取小齿轮齿数=11，大链轮的齿数=×=5.3×11≈58.3取59。5.2确定计算功率查表9-6得=1.0，查图9-13得=2.5，单排链，功率为==1.0×2.5×3.61=9.025kW5.3选择链条型号和节距根据9.025kW和主动链轮转速=95.681（r/min），由图9-11得链条型号为24A，由表9-1查得节距p=38.1mm。5.4计算链节数和中心距初选中心距=(30～50)p=(30～50)×38.1=1143～1905mm。取=1200mm，按下式计算链节数:=2×1200/38.1+(11+59)/2+[(59-11)/2π]×38.1/1200≈99.74故取链长节数=100节由（-）/(-）=（100-11）/（59-11）=2.04，查表9-7得=0.24421，所以得链传动的最大中心距为：=p[2-(+)]=0.22648×31.75×[2×128-(11+59)]≈1209.57mm5.5计算链速v，确定润滑方式v=p/60×1000=11×95.681×38.1/60×1000≈0.668m/s由图9-14查得润滑方式为：滴油润滑。5.6计算链传动作用在轴上的压轴力有效圆周力：=1000P/v=1000×3.61/0.668=5404.2N链轮水平布置时的压轴力系数=1.15则≈=1.15×5404.2≈6214.8N计算链轮主要几何尺寸5.7链轮材料的选择及处理根据系统的工作情况来看，链轮的工作状况是，采取两班制，工作时由轻微振动。每年三百个工作日，齿数不多，根据表9-5得材料为40号钢，淬火、回火，处理后的硬度为40—50HRC。6圆锥齿轮传动的设计计算6.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数6.1.1选用闭式直齿圆锥齿轮传动，按齿形制齿形角，顶隙系数，齿顶高系数，螺旋角，轴夹角，不变位，齿高用顶隙收缩齿。6.1.2根据课本表10-1，材料选择，小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。6.1.3根据课本表10-8，选择7级精度。6.1.4传动比u=/=3.5节锥角，不产生根切的最小齿数：=16.439选=18，=u=18×3.5=636.2按齿面接触疲劳强度设计公式：≥2.926.2.1试选载荷系数=26.2.2计算小齿轮传递的扭矩=95.5×10/=2.63×10Nmm6.2.3选取齿宽系数=由课本表10-6查得材料弹性影响系数。6.2.5由图10-21d按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳极限。6.2.6计算应力循环次数6.2.7由图10-19查得接触疲劳寿命系数6.2.8计算接触疲劳许用应力6.2.9试算小齿轮的分度圆直径代入中的较小值得≥2.92=63.325mm6.2.10计算圆周速度vmm=（3.14159×53.825×1440）/（60×1000）=4.058m/s6.2.11计算载荷系数齿轮的使用系数载荷状态均匀平稳，查表10-2得=1.0。由图10-8查得动载系数=1.1。由表10-3查得齿间载荷分配系数==1.1。依据大齿轮两端支承，小齿轮悬臂布置，查表10-9得轴承系数=1.25由公式==1.5=1.5×1.25=1.875接触强度载荷系数==1×1.1×1.1×1.875=2.276.2.12按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径=63.325×=66.06mmm=/=66.06/18=3.67mm取标准值m=4mm。6.2.13计算齿轮的相关参数=m=4×18=72mm=m=4×63=252mm==90-=74mm6.2.14确定并圆整齿宽b=R=0.3×131.04=39.3mm圆整取6.3校核齿根弯曲疲劳强度6.3.1确定弯曲强度载荷系数K==2.066.3.2计算当量齿数=/cos=18/cos=18.7=/cos=63/cos74=查表10-5得=2.91,=1.53,=2.29,=1.716.3.4计算弯曲疲劳许用应力由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数=0.82，=0.87取安全系数=1.4由图10-20c查得齿轮的弯曲疲劳强度极限=500Mpa=380Mpa按脉动循环变应力确定许用弯曲应力6.3.5校核弯曲强度根据弯曲强度条件公式=57.96MPa=50.98Mpa满足弯曲强度要求，所选参数合适。7圆柱齿轮传动的设计计算7.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数7.1.1选用闭式直齿圆柱齿轮传动。7.1.2根据课本表10-1，选择小齿轮材料40Cr钢，调质处理，硬度280HBS；大齿轮材料45钢，调质处理，硬度240HBS。7.1.3根据课本表10-8，运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。7.1.4试选小齿轮齿数=21,则=u==4.3×21≈897.2按齿面接触疲劳强度设计公式：≥7.2.1试选载荷系数=计算小齿轮传递的转矩=95.5×10/=8.82×10Nmm7.2.3由表10-7选取齿宽系数=17.2.4由表10-6查得材料的弹性影响系数=189.87.2.5由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限=600Mpa，大齿轮的接触疲劳强度极限=550Mpa。7.2.6计算应力循环次数=60×274.3×1×（2×8×300×10）=7.90×10=/u=7.90×10/4.3=1.8372×107.2.8由图10-19取接触疲劳寿命系数，。7.2.9计算接触疲劳许用应力取安全系数S=1.4=1.02×600/1.4=437.14MPa=0.96×550/1.4=377.14MPa7.2.10试算试算小齿轮的分度圆直径，带入中的较小值得=mm=70.716mm7.2.11计算圆周速度=m/s=1.523m/s7.2.12计算齿宽b=1×70.716mm=70.716mm7.2.13计算齿宽与齿高之比模数=70.716/21=3.367mm齿高=2.25×3.367=7.576mm=70.716/7.576=9.337.2.14计算载荷系数根据v=1.523m/s，由图10-8查得动载荷系数=1.04；直齿轮，==1由表10-2查得使用系数=1由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支撑非对称布置时，=1.316。由=9.33，=1.316查图10-13得=1.28;故载荷系数==1×1.04×1×1.28=1.3317.2.15按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径==71.27mm7.2.16计算模数m：=71.27/21=3.39mm7.3按齿根弯曲强度设计公式为7.3.1由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度7.3.2由图10-18取弯曲疲劳寿命系数=0.87,=0.897.3.3计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，则=0.87×500/1.4=310.71Mpa=0.89×380/1.4=241.57Mpa7.3.4计算载荷系数K==1×1.04×1×1.28=1.3317.3.5查取齿形系数由表10-5查得=2.76，=2.1987.3.6查取应力校正系数由表10-5查得=1.56，=1.7687.3.7计算大、小齿轮的并加以比较=2.76×1.56/310.71=0.01385=2.198×1.758/241.57=0.01599大齿轮的数值大。7.3.8设计计算=mm=2.04mm对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取由弯曲强度算得的模数2.04并就近圆整为标准值m=2.5，按接触强度算得的分度圆直径=69.444，算出小齿轮齿数:==70.716/2.528大齿轮齿数:=4.3×28=120.4，即取=120这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到了结构紧凑，避免浪费。7.4几何尺寸计算7.4.1计算分度圆直径=m=28×2.5mm=70mm=m=120×2.5mm=300mm7.4.2计算中心距a=(+)/2=(70+300)/2=185mm7.4.3计算齿轮宽度b==1×70mm=70mm取=70mm,=75mm。8轴的设计计算8.1输入轴设计8.1.1求输入轴上的功率、转速和转矩=3.96kW=1440r/min=26.26Nm8.1.2求作用在齿轮上的力已知高速级小圆锥齿轮的分度圆半径为mm300.8N85.9N8.1.3初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢（调质），根据课本表15-3，取，得因轴上有两个键槽，故直径增大10%—15%，取=18mm左右。输入轴的最小直径为安装联轴器的直径，为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩，查课本表14-1，由于转矩变化很小，故取，则，因输入轴与电动机相连，转速高，转矩小，选择弹性套柱销联轴器。电动机型号为Y112M—4,由指导书表17-9查得，电动机的轴伸直径D=28mm。查指导书表17-4，选LT4型弹性套柱销联轴器，其公称转矩为63，半联轴器的孔径=28mm，故取=28mm，半联轴器长度，半联轴器与轴配合的毂孔长度为60mm。8.1.4拟定轴上零件的装配方案8.1.5为了满足半联轴器的轴向定位，1-2轴段右端需制出一轴肩，故取2-3段的直径=32mm。左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径D=38mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度为L=60mm，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故1-2轴段的长度应比L略短一些，现取。8.1.6初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据=32mm，由指导书表15-1，初步选取02系列，30207GB/T276，其尺寸为，故，而为了利于固定。由指导书表15-1查得。8.1.7取安装齿轮处的轴段6-7的直径；齿轮的左端与套筒之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为45mm，应使套筒端面可靠地压紧轴承，由套筒长度，挡油环长度以及略小于轮毂宽度的部分组成，故。为使套筒端面可靠地压紧轴承，5-6段应略短于轴承宽度，故取。8.1.8轴承端盖的总宽度为30mm。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑油的要求，求得端盖外端面与半联轴器右端面间的距离，故取8.1.9至此，已经初步确定了轴的各段直径和长度。8.1.1