的传动装置(两级同轴式圆柱斜齿轮减速器)机械设计课

机械设计课程设计题目：设计一带式输送机的传动装置（两级同轴式圆柱斜齿轮减速器）方案图如下：123456××××ⅠⅡⅢⅣ1—电动机2—V带传动3—减速器4—联轴器5—鼓轮6—输送带1目录1.设计目的……………………………………………………………22.设计方案……………………………………………………………33.电机选择……………………………………………………………54.装置运动动力参数计算……………………………………………75.带传动设计…………………………………………………………96.齿轮设计……………………………………………………………187.轴类零件设计………………………………………………………288.轴承的寿命计算……………………………………………………319.键连接的校核………………………………………………………3210.润滑及密封类型选择……………………………………………3311.减速器附件设计…………………………………………………3313.心得体会…………………………………………………………3414参考文献…………………………………………………………3521.设计目的机械设计课程是培养学生具有机械设计能力的技术基础课。课程设计则是机械设计课程的实践性教学环节，同时也是高等工科院校大多数专业学生第一次全面的设计能力训练，其目的是：（1）通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。（2）学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。（3）通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力，确定尺寸和掌握机械零件，以较全面的考虑制造工艺，使用和维护要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方法。（4）学习进行机械设计基础技能的训练，例如：计算，绘图，查阅设计资料和手册，运用标准和规范等。32.设计方案据所给题目：设计一带式输送机的传动装置（两级同轴式圆柱斜齿轮减速器）方案图如下：技术与条件说明：1）传动装置的使用寿命预定为15年每年按300天计算，2班制工作每班按8小时计算2）工作机的载荷性质是平稳、轻微冲击、中等冲击、严重冲击；单、双向回转；3）电动机的电源为三相交流电，电压为380/220伏；4）传动布置简图是由于受车间地位的限制而拟订出来的，不应随意修改，但对于传动件的型式，则允许作适宜的选择；5）输送带允许的相对速度误差≤±3～5%。设计要求1）减速器装配图1张；2）零件图2张（低速级齿轮，低速级轴）；3）设计计算说明书一份，按指导老师的要求书写4）相关参数：F=2050N，V=1.2sm，D=300mm。123456××××ⅠⅡⅢⅣ1—电动机2—V带传动3—减速器4—联轴器5—鼓轮6—输送带4设计内容计算及说明结果电动机选择3.1电动机类型的选择按工作要求和工作条件选用Y系列鼠笼三相异步电动机。其结构为全封闭自扇冷式结构，电压为380V。3.2选择电动机的容量工作机有效功率Pw=1000FV,根据任务书所给数据F=2050V，V=1.2sm。则有：Pw=1000FV=10002.12050=2.46KW从电动机到工作机输送带之间的总效率为=1542342式中1，2，3，4，5分别为联轴器，轴承，齿轮传动，卷筒和V带传动效率。据[1]表9.1知1=0.99，2=0.98，3=0.97，4=0.96，5=0.96，则有：=0.9996.096.097.098.024=0.792所以电动机所需的工作功率为：Pd=wP=792.046.2=3.11KW3.3确定电动机的转速按推荐的两级同轴式圆柱斜齿轮减速器传动比i齿=8~40和带的传动比i带=2~4。则系统的传动比范围应为：i=i齿带i=（8~40）（2~4）=16~200工作机卷筒的转速为nw=dv100060=30014.32.1100060min76r所以电动机转速的可选范围为nd=iwn=（16~200）76minr792.0Pd=3.11KWnw=76minr5装置运动和动力参数计算=（1216~12160）minr符合这一范围的同步转速有1500minr和3000minr两种，但是综合考虑电动机和传动装置的尺寸，质量和价格因素，决定选用同步转速为1500minr的电动机。据[1]表15.1和15.2可选择Y112M—4电动机，其主要参数如表3.1所示表3.1Y112M—4型电动机主要参数电动机型号额定功率/KW满载转速（minr）额定转速启动转速额定转矩最大转矩Y112M-4414402.22.2电动机型号中心高/mm总长/mm键/mmY112M-4112400874.1传动装置总传动比和分配各级传动比1）传动装置总传动比i=95.18761440wdnn2）分配到各级传动比因为i=齿带ii已知带传动比的合理范围为2~4。故取i2带则i475.9齿在8~40的范围内故合适。分配减速器传动比，因为i齿=i12i其中i1为齿轮高速级的传动比，i2为齿轮低速级的传动比。故可先取i1=3.64则i2=2.64.2传动装置的运动和动力参数计算电动机：转速：n0=1440minr输入功率：P0=Pd=3.11KW输出转矩：T0=9.551060nPd=9.55610144011.3=2.06410Nmm1轴：i齿=18.95i1=3.64i2=2.66转速：n1=min072021440rin带输入功率：P1=P99.296.011.350KW输入转矩：T1=T05i带=2.06296.0=3.96410Nmm2轴：转速：n2=min118.19764.3720rin输入功率：P2=P97.098.099.2321=2.84KW输入转矩：T13212iT64.397.098.01096.34=1.37510Nmm3轴：转速：nmin223766.28.197rin输入功率：P97.098.084.23223P=2.69KW输入转矩：T23223iT=1.376.297.098.0105=3.39mmN510卷筒轴：转速：nminr376n卷输入功率：P卷=P312=2.6999.098.0=2.61KW输入转矩：T123T卷7带传动设计=3.3999.098.0105=3.29510Nmm表4.1各轴运动和动力参数轴号功率（KW）转矩（Nmm）转速（minr）电机轴3.112.0641014401轴2.993.964107202轴2.841.37510197.83轴2.693.3951076卷同轴2.613.29510765.1确定计算功率Pca据[2]表8-7查得工作情况系数KA=1.1。故有：Pca=KAPKW4.441.15.2选择V带带型据Pca和n有[2]图8-11选用A带。5.3确定带轮的基准直径d1d并验算带速（1）初选小带轮的基准直径d1d有[2]表8-6和8-8，取小带轮直径d1d=90mm。（2）验算带速v，有：v=10006014409014.310006001ndd=6.87sm因为6.78sm在5sm~30sm之间，故带速合适。（3）计算大带轮基准直径d2ddmm180902d1d2带idd1d=90mmd2d=180mm85.4确定V带的中心距a和基准长度Ld(1)据[2]式8-20初定中心距a0=400mm(2)计算带所需的基准长度L0d2a0+0221214)()(2adddddddd=2214.3400（180+90）[phone](2=1244mm由[2]表8-2选带的基准长度Ld=1250mm（3）计算实际中心距a212441250400200ddLLamm4035.5验算小带轮上的包角905.1673.57)(18012adddd5.6计算带的根数z（1）计算单根V带的额定功率Pr由dmmd901和n14400minr查[2]表8-4a得P0=1.064KW据n0=1440minr，i=2和A型带，查[2]8-4b得P0=0.17KW查[2]表8-5得K=0.97，KL=0.93，于是：Pr=(P0+P0)KLK=（1.064+0.17）0.970.93=1.11KW（2）计算V带根数zz=rcaPp=11.14.4=3.96Ld=1250mma=403mmz=49齿轮设计故取4根。5.7计算单根V带的初拉力最小值（F0）min由[2]表8-3得A型带的单位长质量q=0.1mkg。所以（F0）min=5002)5.2(qvvzKPKca=500278.61.078.6497.04.4)97.05.2(=133N应使实际拉力F0大于（F0）min5.8计算压轴力Fp压轴力的最小值为：（Fp）min=2z（F0）minsin2=241330.99=1053N5.9带轮设计（1）小带轮设计由Y112M电动机可知其轴伸直径为d=28mm，故因小带轮与其装配，故小带轮的轴孔直径d0=28mm。有[4]P622表14-18可知小带轮结构为实心轮。（2）大带轮设计大带轮轴孔取22mm，由[4]P622表14-18可知其结构为辐板式。6.1速级齿轮设计1.选定齿轮类型，精度等级，材料及模数1）按要求的传动方案，选用圆柱斜齿轮传动；2）运输机为一般工作机器，速度不高，故用7级精度；（GB10095—88）3）材料的选择。由[2]表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质）硬度为280HBS，大齿轮的材料为45钢（调质）硬度为240HBS，两者硬度差为40HBS；4）选小齿轮齿数为Z1=24，大齿轮齿数Z2可由Z2=i11Z得Z2=87.36，取87；5）初选螺旋角=14。2.按齿面接触疲劳强度设计按公式：10dt1231)][(12HEHddtZZuuTK（1）确定公式中各数值1）试选Kt=1.3。2）由[2]图10-30选取区域系数ZH=2.4333）由[3]图16.2-10可得：1=0.78，2=0.87则21=0.78+0.87=1.65。4）由[2]表10-7选取齿宽系数d=1。5）计算小齿轮传递的转矩，由前面计算可知：T1=3.96410Nmm。6）由[2]表10-6查的材料的弹性影响系数ZE=189.8MP217）由[2]图10-21d按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限1limH=600MP；大齿轮的接触疲劳强度极限2limH=550MP。8）由[2]图10-19取接触疲劳寿命系数K1HN=0.90；K2HN=0.95。9）计算接触疲劳许用应力。取失效概率为100，安全系数S=1，有[H]1=SKHHN1lim1=0.9600=540MP[H]2=SKHHN2lim2=0.95550=522.5MP所以[H]=2][][21HH=25.522540=531.25MP(2)计算1）计算小齿轮的分度圆直径dt1，由计算公式可得：11dt1234)25.5318.189433.2(64.364.465.111096.33.12=39.17mm2)计算圆周速度。v=10006011ndt=10006072017.3914.3=1.48sm3）计算齿宽b及模数。b=tdd1=139.17=39.17mmmnt=11cosZdt=1.58mmh=2.25mnt=2.251.58=3.56mmb/h=56.317.39=11.004）计算