2022年带式输送机的传动装置机械设计方案课程设计方案9.docx

精品学习资源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：5欢迎下载精品学习资源643××1××1 电动机2 V 带传动欢迎下载精品学习资源23 减速器4 联轴器欢迎下载精品学习资源目录1. 设计目的22. 设计方案33. 电机挑选5 4.装置运动动力参数运算7 5.带传动设计9 6.齿轮设计18 7.轴类零件设计28 8.轴承的寿命运算31 9.键连接的校核32 10.润滑及密封类型挑选 33 11.减速器附件设计 33 13.心得体会 34 14 参考文献 35欢迎下载精品学习资源1. 设计目的机械设计课程是培育同学具有机械设计才能的技术基础课；课程设计就是机械设计课程的实践性教案环节，同时也是高等工科院校大多数专业同学第一次全面的设计才能训练，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，培育综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与实际学问去分析和解决机械设计问题的才能；<2）学习机械设计的一般方法，把握机械设计的一般规律；<3）通过制定设计方案，合理挑选传动机构和零件类型，正确运算零件工作才能，确定尺寸和把握机械零件，以较全面的考虑制造工艺，使用和保护要求，之后进行结构设计，达到明白和把握机械零件，机械传动装置或简洁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：运算，绘图，查阅设计资料和手册，运用标准和规范等；欢迎下载精品学习资源2. 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：5欢迎下载精品学习资源643××1××1 电动机2 V 带传动欢迎下载精品学习资源23 减速器4 联轴器技术与条件说明：1）传动装置的使用寿命预定为15 年每年按 300 天运算， 2班制工作每班按 8 小 时运算2） 工作机的载荷性质是平稳、稍微冲击、中等冲击、严峻冲击；单、双向回转；3） 电动机的电源为三相沟通电，电压为380/220 伏；4） 传动布置简图是由于受车间位置的限制而拟订出来的，不应随便修改，但对于传动件的型式，就答应作相宜的挑选；5） 输送带答应的相对速度误差± 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） 设计运算说明书一份，按指导老师的要求书写欢迎下载精品学习资源4）相关参数： F=2050N ， V=1.2m s ， D=300mm ；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源设计内容电动3.1 电动机类型的挑选运算及说明结果欢迎下载精品学习资源机选按工作要求和工作条件选用Y 系列鼠笼三相异步电动机；其结构为全择封闭自扇冷式结构，电压为380V ；3.2 挑选电动机的容量欢迎下载精品学习资源工 作 机 有 效 功 率 P w =FV, 依据 任 务 书 所给 数 据 F=2050V ，1000欢迎下载精品学习资源V=1.2m s ；就有：FV20501.2欢迎下载精品学习资源P w =10001000=2.46KW欢迎下载精品学习资源从电动机到工作机输送带之间的总效率为42=12345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 ，就有：欢迎下载精品学习资源=0.990.98 40.97 20.960.96欢迎下载精品学习资源=0.792所以电动机所需的工作功率为：0.792欢迎下载精品学习资源PwP d =2.46=0.792=3.11KWP d =3.11KW欢迎下载精品学习资源3.3 确定电动机的转速按举荐的两级同轴式圆柱斜齿轮减速器传动比i 齿 =840 和带的传动比 i 带 =24；就系统的传动比范畴欢迎下载精品学习资源应为： i=i 齿i带 =<840 ） <24） =16200欢迎下载精品学习资源工作机卷筒的转速为欢迎下载精品学习资源60n w =1000v60=10001.2欢迎下载精品学习资源d76 r min3.14300n w =76 r min欢迎下载精品学习资源所以电动机转速的可选范畴为欢迎下载精品学习资源n d =inw =<16200 ） 76rmin欢迎下载精品学习资源=<121612160 ）rmin欢迎下载精品学习资源符合这一范畴的同步转速有1500 r min 和 3000 r min 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，打算选用欢迎下载精品学习资源同步转速为 1500 r min的电动机；欢迎下载精品学习资源据1 表 15.1 和 15.2 可挑选 Y112M 4 电动机，其主要参数如表3.1所示表 3.1 Y112M 4 型电动机主要参数欢迎下载精品学习资源电 动 机 型额 定 功 率/KW满 载 转 速欢迎下载精品学习资源号<）rmin启动转速额定转速最大转矩额定转矩欢迎下载精品学习资源Y112M-4414402.22.2中心高 /mm欢迎下载精品学习资源电 动 机 型号总长 /mm键/mm欢迎下载精品学习资源Y112M-4112400874.1 传动装置总传动比和安排各级传动比欢迎下载精品学习资源nd1） 传动装置总传动比i=nw14407618.95欢迎下载精品学习资源装置2）安排到各级传动比由于 i= i带 i 齿已知带传动比的合理范畴为i 齿 =18.95欢迎下载精品学习资源运动24；故取 i 带2 就 i 齿9.475 在 840 的范畴内故合适；安排减速欢迎下载精品学习资源和动器传动比，由于i 齿 =i 1力参i 2 其中 i 1 为齿轮高速级的传动比，i 2 为齿欢迎下载精品学习资源数计轮低速级的传动比；故可先取i 1 =3.64 就 i 2 =2.6算4.2 传动装置的运动和动力参数运算电动机：欢迎下载精品学习资源转速： n 0 =1440rmin欢迎下载精品学习资源输入功率： P0 =P d =3.11KW0输出转矩： T=9.5510 6Pd=9.55n010 63.111440i 1 =3.64i 2 =2.6欢迎下载精品学习资源1 轴：=2.06104 Nmm欢迎下载精品学习资源n0转速： n 1 =i带14402720 rmin欢迎下载精品学习资源输入功率： P1 =P 053.110.962.99 KW欢迎下载精品学习资源输入转矩： T 1 =T 05i 带 =2.060.962欢迎下载精品学习资源2 轴：=3.96104 Nmm欢迎下载精品学习资源n1转速： n 2 =i17203.64197.8 rmin欢迎下载精品学习资源输入功率： P2 =P 12=2.84KW32.990.980.97欢迎下载精品学习资源输入转矩： T 2T13.96210 43 i10.980.973.64欢迎下载精品学习资源3 轴：=1.37105 5 Nmm欢迎下载精品学习资源n 2转速： n 3i 2197.82.676 rmin欢迎下载精品学习资源输入功率： P3P2=2.69KW232.840.980.97欢迎下载精品学习资源输入转矩： T 3T223i2欢迎下载精品学习资源=1.37=3.3910 510 5 N0.98mm0.972.6欢迎下载精品学习资源卷筒轴： 转速： n 卷n 376 r min欢迎下载精品学习资源输入功率： P卷 =P 32=2.61KW1 =2.690.980.99欢迎下载精品学习资源输入转矩： T 卷T321欢迎下载精品学习资源=3.3910 50.980.99欢迎下载精品学习资源=3.2910 5 Nmm欢迎下载精品学习资源）2.0610 43.9610 41.371053.391053.29105表 4.1 各轴运动和动力参数轴号功率转矩 <Nmm）转速 <r）min欢迎下载精品学习资源<KW电机轴3.111 轴2.992 轴2.843 轴2.69卷同轴2.615.1 确定运算功率P ca据2 表 8-7 查得工作情形系数K A =1.1；故有：1440720197.87676欢迎下载精品学习资源P ca =K AP5.2 挑选 V 带带型1.144.4KW欢迎下载精品学习资源据 P ca 和 n 有2 图 8-11 选用 A 带；5.3 确定带轮的基准直径d d1 并验算带速欢迎下载精品学习资源<1 ）初选小带轮的基准直径d d d 1 =90mm ；<2 ）验算带速 v，有：d 1 有 2 表 8-6 和 8-8，取小带轮直径欢迎下载精品学习资源dd 1n0v=3.14901440欢迎下载精品学习资源601000601000=6.87 m s由于 6.78 m s 在 5 m s 30 m s 之间，故带速合适；<3 ）运算大带轮基准直径d d 2欢迎下载精品学习资源d d 2i带dd1290180mm欢迎下载精品学习资源5.4 确定 V 带的中心距 a 和基准长度 L d1>据 2 式 8-20 初定中心距 a 0 =400mm 2>运算带所需的基准长度2欢迎下载精品学习资源L带传动设d 02a0 +dd12dd2 dd1dd2 4a0欢迎下载精品学习资源计3.14=2400<180+90 ） +18090 2欢迎下载精品学习资源2=1244mm400欢迎下载精品学习资源由2 表 8-2 选带的基准长度 L d =1250mm<3）运算实际中心距d d 1 =90mm欢迎下载精品学习资源aa0LdLd 02400125012442欢迎下载精品学习资源403mm5.5 验算小带轮上的包角1805.6 运算带的根数zd d2dd1 57.3a167.590d d 2 =180mm欢迎下载精品学习资源<1）运算单根 V 带的额定功率P r欢迎下载精品学习资源由 d d 190mm 和 n 01440r min 查2 表 8-4a 得欢迎下载精品学习资源P 0 =1.064KW欢迎下载精品学习资源据 n 0 =1440 r minP 0 =0.17KW， i=2 和 A 型带，查 28-4b 得欢迎下载精品学习资源查2 表 8-5 得 K=0.97， K L =0.93 ，于是： P r =P 0 +P 0 >K LK=<1.064+0.17 ） 0.970.93=1.11KW<2）运算 V 带根数 zL d =1250mma=403mm欢迎下载精品学习资源z=故取 4 根；pcaPr4.4=1.11=3.96欢迎下载精品学习资源5.7 运算单根 V 带的初拉力最小值<F 0 ） min2由2 表 8-3 得 A 型带的单位长质量q=0.1 kg m ；所以欢迎下载精品学习资源<F 0 ） min =5002.5KKPcaqv zv欢迎下载精品学习资源=5002 .50.974.40.16.78 2欢迎下载精品学习资源=133N0.9746.78欢迎下载精品学习资源应使实际拉力F 0 大于 <F 0 ） min5.8 运算压轴力 F p压轴力的最小值为：<F p ） min =2z<F 0 ） minsin=241330.992=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d 0 =28mm ；有4P 622 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 4P 622 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） 材料的挑选；由2 表 10-1 挑选小齿轮材料为40Cr< 调质）硬度为 280HBS ，大齿轮的材料为45 钢<调质）硬度为 240HBS ，两z=4欢迎下载精品学习资源者硬度差为40HBS ；4） 选小齿轮齿数为Z 1 =24，大齿轮齿数 Z 2 可由 Z 2 =i 1Z1 得 Z 2 =87.36，取 87；5）初选螺旋角=14；2. 按齿面接触疲惫强度设计按公式：欢迎下载精品学习资源d 1t2K t T13u1ZH ZE 2欢迎下载精品学习资源dduH 欢迎下载精品学习资源<1）确定公式中各数值1）试选 K t =1.3 ；2）由 2 图 10-30 选取区域系数Z H =2.4333）由 3 图 16.2-10 可得：1 =0.78，2 =0.87就12 =0.78+0.87=1.65 ；4） 由 2 表 10-7 选取齿宽系数d =1 ；5） 运算小齿轮传递的转矩，由前面运算可知：欢迎下载精品学习资源T 1 =3.96104 Nmm；1欢迎下载精品学习资源6） 由 2 表 10-6 查的材料的弹性影响系数Z E =189.8MP 27 ）由 2 图 10-21d 按齿面硬度查的小齿轮的接触疲惫强度极限欢迎下载精品学习资源H lim 1=600MP； 大 齿 轮 的 接 触 疲 劳 强 度 极 限欢迎下载精品学习资源H lim 2 =550MP ；8）由 2 图 10-19 取接触疲惫寿命系数K HN 1 =0.90 ；欢迎下载精品学习资源齿轮KHN 2 =0.95；欢迎下载精品学习资源设计9）运算接触疲惫许用应力；取失效概率为 1 0 0 ，安全系数 S=1，有欢迎下载精品学习资源H 1 =H 2 =K HN 1S K HN 2H lim 1H lim 2=0.9600=540MP=0.95550=522.5MP欢迎下载精品学习资源所以 H =SH 12H 2540=522.5 2欢迎下载精品学习资源=531.25MP2> 运算1）运算小齿轮的分度圆直径d 1t ，由运算公式可得：欢迎下载精品学习资源d 1t3 21.33.961044.64 2.433189.8 2欢迎下载精品学习资源=39.17mm1 1.653.64531.25欢迎下载精品学习资源2> 运算圆周速度；d1t n13.1439.17720欢迎下载精品学习资源v=601000601000欢迎下载精品学习资源=1.48 m s3） 运算齿宽 b 及模数；b=dd1t =139.17=39.17mm欢迎下载精品学习资源m nt =d1tcos Z1=1.58mm欢迎下载精品学习资源h=2.25m nt =2.251.58=3.56mm39.17欢迎下载精品学习资源b/h=3.56=11.00欢迎下载精品学习资源4） 运算纵向重合度；欢迎下载精品学习资源=0.318dZ1tan欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源=0.318124tan14=1.9035） 运算载荷系数 K ；已知使用系数 K A =1 ，据 v=1.57ms ， 7 级精度；由 2 图 10-8 得欢迎下载精品学习资源K v =1.08 ， K H=1.417 ；由 2 图 10-13 查得 K F=1.35 ，由2 图 10-3 查得 K H=K H=1.4故载荷系数：K=K vK AK HK H欢迎下载精品学习资源=11.081.41.417 =2.14欢迎下载精品学习资源6> 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径：欢迎下载精品学习资源d 1 =d 1t 3K =39.173K t2.14=46.25mm1.3欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源7）运算模数 m nd1 cosm n =Z146.25=cos14 24=1.86mm欢迎下载精品学习资源3. 按齿根弯曲疲惫强度设计按公式：欢迎下载精品学习资源m n32 KT1Yd Zcos221YFa YSa F 欢迎下载精品学习资源<1）确定运算参数 1）运算载荷系数； K=K A K V K FK F=1=2.041.081.41.35欢迎下载精品学习资源2）依据纵向重合度=1.903 ，由 2 图 10-28 查得螺角影响系数Y=0.88 ；3） 运算当量齿数；欢迎下载精品学习资源Z v1 =Z v2 =Z1cos3Z 2cos324= cos3 1487cos3 14=26.29=95.29欢迎下载精品学习资源4） 查取齿形系数由2 表 10-5 查得 Y Fa1 =2.592， Y5） 查取应力校正系数由2 表 10-5 查得 Y Sa1 =1.596 ，YFa2 =20216Sa2 =1.777欢迎下载精品学习资源6） 由 2 图 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲惫强度极FE1 =500MP ，大欢迎下载精品学习资源齿轮的弯曲疲惫强度极限FE 2 =380MP欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源7） 由 2 图 10-18 取弯曲疲惫寿命系数K8） 运算弯曲疲惫许用应力取弯曲疲惫安全系数S=1.4，就有：FN 1 =0.85，KFN 2 =0.88欢迎下载精品学习资源F 1 =K FN 1FE 10.85=500=303.57Mp欢迎下载精品学习资源F 2 =S K FN 2FE 21.40.88=380=238.86MP欢迎下载精品学习资源S9）运算大、小齿轮的1.4YFa YSa F ，并加以比较欢迎下载精品学习资源YFa1YSa12.592=1.596=0.01363欢迎下载精品学习资源F 1303.57欢迎下载精品学习资源YFa 2YSa22.216=1.777=0.01649欢迎下载精品学习资源F 2<2）设计运算238.86欢迎下载精品学习资源22.043.691040.88cos14欢迎下载精品学习资源2m n30.01649欢迎下载精品学习资源1241.65对比运算结果，由齿面接触疲惫强度运算的法面模数m n 大于由齿根弯曲疲惫强度运算的法面模数，取m n =1.5mm ， 已可满意弯曲疲惫强度，用接触疲惫强度算得分度圆直径d 1 =46.25mm 来运算应有的齿数；于是由：欢迎下载精品学习资源Z 1 =d1 cosmn46.25=cos14 1.5=29.9欢迎下载精品学习资源取 Z 1 =30 ，就 Z 24. 几何尺寸运算<1）运算中心距i1Z1 =3.6430 =109欢迎下载精品学习资源 Z1a=Z2 mn 30109 1.5欢迎下载精品学习资源2cos=107.9mm圆整为 108mm2cos14欢迎下载精品学习资源<2）按圆整后的中心距修正螺旋角欢迎下载精品学习资源=arccos Z 1Z 2 mn 2 a=arccos=14.453010921081.5欢迎下载精品学习资源因值在答应范畴内，故等参数比用修正<3）运算大，小齿轮的分度圆直径欢迎下载精品学习资源Z 1mnd 1301.546.63mm欢迎下载精品学习资源coscos14欢迎下载精品学习资源Z2mnd 21091.5=169.43mm欢迎下载精品学习资源cos<4 ）运算齿轮宽度cos14欢迎下载精品学习资源b=d d1146.63=46.63mm圆整后取 B 1 =47mm， B 2 =52mm5. 大小齿轮各参数见下表高速级齿轮相关参数名称符号运算公式及说明欢迎下载精品学习资源法面模数mn端面模数mtmntmmncos1.5mm1. 5cos14 .45 o1.55 mmm n =1.5欢迎下载精品学习资源法面压力角n20o欢迎下载精品学习资源n端面压力角tt arctantan ncosarctantan 20 ocos14.45 o20. 6 o欢迎下载精品学习资源螺旋角14.45oZ 130欢迎下载精品学习资源齿顶高hahahan mn1 1.51.5mmZ 2109欢迎下载精品学习资源齿根高hfhfh ancn m n 1 0 .251.51.875mm欢迎下载精品学习资源全齿高h分度圆直径d1d2h d1hah f1.5 1 .875m1 z11.5 30coscos14.45om z1.5 109d2 22coscos14.45 o3 .375mm46.63mm169.43mma=108mm欢迎下载精品学习资源齿顶圆直径齿根圆直径da1da 2d f 1da1da 2d f 1d1 2had 2 2 had 1 2 h f46. 63169 .4346.632 1.52 1 .52 1. 87549. 63mm172.43mm42.88mm欢迎下载精品学习资源d f 2dd2 hf 22f169. 432 1. 875165.68mm14.45欢迎下载精品学习资源基圆直径db1db2db1db2d1 cos td2 cos t46.63169.43cos 20.8oocos20 .843.59mm158.39mm欢迎下载精品学习资源中心距aman2cosz 1z 222 cos 14.45 o30109 107 . 9mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源6.2 低速级齿轮设计1. 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数1 ）按选定的齿轮传动方案，选用圆柱斜齿轮；2 ）选用 7 级精度； <GB10095-88 ）3 ）材料的挑选；由2 表 10-1 挑选小齿轮材料为40Cr< 调质）硬度为280HBS ，大齿轮材料为45 钢<调质）硬度为 240HBS 二者的硬度差为 40HBS ；4 ）初选小齿轮齿数为Z 3 =24 ，大齿轮 Z 2 =2.624 =62.4，取 63；5 ）初选螺旋角14 ；2. 按齿面接触疲惫强度设计B 147mmB 252mm欢迎下载精品学习资源d 3t2K tT23u1ZH ZE 2欢迎下载精品学习资源duH <1）确定公式内各数值1）初选 K t =1.32）由 2 图 10-30 选区域系数 Z H =2.4333）由 3 图 16.2-10可取：3 =0.78 ，4 =0.86欢迎下载精品学习资源就=34 =0.78+0.86=1.64欢迎下载精品学习资源4）由 2 表 10-7 选取齿宽系数d =1欢迎下载精品学习资源25）运算小齿轮传递的转矩：欢迎下载精品学习资源T2 =9.55106P n2欢迎下载精品学习资源9.55=10 6197.82.84欢迎下载精品学习资源=13.7104 Nmm1欢迎下载精品学习资源6>由2 表 10-6 查得材料的弹性影响系数Z E =189.8MP 27）由 2 图 10-21d按齿面硬度得小齿轮齿面接触疲惫强度极限欢迎下载精品学习资源H lim 3=600MP， 大 齿 轮 的 齿 面 接 触 疲 劳 强 度 极 限欢迎下载精品学习资源H lim 4 =551MP8）由 2 图 10-19 取接触疲惫寿命系数K HN 3 =0.90 ， K HN 4 =0.959）运算接触疲惫许用应力取失效概率为1%；安全系数 S=1，有欢迎下载精品学习资源H K HN 33 =SH lim 3=0.9600欢迎下载精品学习资源=540MPH 4 =522.5MPK HN 4SH lim 4=0.95550欢迎下载精品学习资源所以H =H 3 2H 4540=522.52欢迎下载精品学习资源=531.25MP<2）运算欢迎下载精品学习资源1）运算小齿轮分度圆直径d 3t；由公式得欢迎下载精品学习资源d3t3 21.313.71043.6 2.433189.82欢迎下载精品学习资源12）运算圆周速度1.642.6531.25欢迎下载精品学习资源V=d 3t n2= 3.1461.02197.8欢迎下载精品学习资源601000=0.632601000ms欢迎下载精品学习资源b=d d3t3） 运算齿宽 b 及模数=161.02=61.02mm欢迎下载精品学习资源mnt= d3tcos Z361.02cos14 24=2.47mm欢迎下载精品学习资源h=2.25mnt =2.252.47=5.56mm欢迎下载精品学习资源b/h=61.025.56=10.97欢迎下载精品学习资源4>运算纵向重合度欢迎下载精品学习资源=0.318=1.903d Z3tan=0.318124tan14欢迎下载精品学习资源5） 运算载荷系数 K已知使用系数K A =1，据 v=0.632m s ， 7 级精度；由欢迎下载精品学习资源2图 10-8得 KV =1.02 ， KH=1.424由2 图 10-13查得欢迎下载精品学习资源K F=1.38 ，由 2 表 10-13查得 K数HK F=1.4. 故动载系欢迎下载精品学习资源K=KA KV K H K H=11.021.41.424=2.036） 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径欢迎下载精品学习资源d3 =d 3t 37） 运算模数 mnK =61.023K t2.03