机械课程设计(螺旋输送机传动装置)(共32页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上机械设计基础课程设计说明书设计题目: 螺旋输送机传动装置 学生姓名: 孙敬通 学 号: 专业年级: 材控09-1 指导老师: 成 绩: 2012年1月10日目 录第一章、设计任务书设计任书 (3)第一章、电动机的选择与运动参数的计算一、电动机的选择 (4)二、传动比的分配 (5)三、传动装置运动参数 (6)第二章、 各齿轮的设计计算一、直齿圆柱齿轮减速设计 (7)二、直齿圆锥齿轮减速设计 (10)第三章、轴结构设计 高速轴的设计 (13)第四章、校核一、高速轴轴承和键的校 (19)二、联轴器的选择 (20)三、减速器的润滑 (20)第五章、箱体尺寸及技术说明一、减速器
2、箱体尺寸 (20)二、其他技术说明 (21)设计小结 (23)参考文献 (23)附件:机械设计手册(新编软件)圆柱齿轮传动设计验证报告(24)第一章课程设计任务书题目:螺旋输送机传动装置原始数据:输送机工作轴转矩 输送机工作轴转速 工作条件:连续单向运行,工作时有轻微振动,使用期8年,小批量生产,两班制工作输送机工作轴转速允许误差。设计计算与说明计算结果第二章、电动机的选择与运动参数的计算一、电动机的选择1、确定传送机所需的功率 设定传送机本身的功率2、确定传动总效率 其中、分别为联轴器、一对滚动轴承、一对圆柱齿轮、一对圆齿轮传动的效率。查表可得:、 3、电动机的输出功率 4、选择电动机 因为
3、传动机在工作过程中有轻微振动,因此取过载系数k=1.05因此 选择电动机型号为:Y132M2-6 Y132M2-6 电动机主要技术数据额定功率满载转速同步转速 额定转矩 最大转矩5、电动机的外型尺寸Y132M2-6电动机外形尺寸为(mm)ABCDEFGH2161788938801033132KABACADHDBBL12280270210315238515电动机安装尺寸(mm)中心高H外形尺寸LX(AC/2+AD)XHD地脚安装尺寸AXB地脚螺钉孔直径K轴伸尺寸DXE装键部位尺寸FXGD132515X345X315216X1781238X8010X41二、总传动比计算及传动比分配1、总传动比计算
4、 由题目给定参数可知输送机工作轴转速 2、传动比的分配一级圆柱齿轮减速器传动比一般,最大值为一级圆锥齿轮减速器,用于输入轴与输出轴垂直相交的传动时,若采用直齿轮一般,若采用斜齿轮,其传动比一般为,最大值为。因此取一级闭式圆柱齿轮传动的传动比 则一级开式圆锥此轮传动的传动比三、传动装置运动参数的计算 1、各轴功率的计算取电动机的额定功率作为设计功率,则对于圆柱齿轮传动:高速轴的输入功率低速轴的输入功率对于圆锥齿轮传动:高速轴的输入功率低速轴的输入功率 2、各轴转速的计算 对于圆柱齿轮传动: 高速轴转速 低速轴转速 对于圆锥齿轮传动: 高速轴转速 低速轴转速 3、各轴输入转矩的计算 对于圆柱齿轮传
5、动: 高速轴输入转矩 低速轴输入转矩 对于圆锥齿轮传动: 高速轴输入转矩 低速轴输入转矩 4、各轴功率、转速、转矩列于下表: 轴 名功率转速转矩圆柱齿轮传动 高速轴 5.3996053.62低速轴5.10240374.40圆锥齿轮传动高速轴4.85240129.99低速轴4.40130.1322.98第三章、 各齿轮的设计计算一、直齿圆柱齿轮减速设计(一)、工况分析直齿圆柱齿轮传动采用软齿面闭式传动,初选齿轮精度为8级,轮齿表面精糙度为,其主要失效形式为点蚀,考虑传动平稳性,齿数宜取多些,取则,压力角为。(二)、设计原则。1、设计准则,按齿面接触疲劳强度计算,再按齿根弯曲疲劳强度校核。2、按齿
6、面接触疲劳强度设计(三)、设计计算 1、选择齿轮材料并确定许用应力 小齿轮用34CrNi3Mo调质,齿面硬度为310HBS 大齿轮用45调质调制,齿面硬度为250HBS安全系数取,安全系数取 查表, 查表, 2、按齿面接触强度设计 齿轮按8级精度制造,取载荷系数,齿宽系数 小齿轮上的转矩为: 计算中心距因此,模数 查表取标准值 。确定中心距 齿宽 为了补偿安装误差,通常使小齿轮齿 宽略大于大齿轮 。, , 接触强度计算应力: 因此接触强度满足。 3、验算轮齿弯曲强度 1)齿根危险截面 轮齿疲劳折断与齿根弯曲应力有关,对于一般精度的齿轮,可近似认为,全部载荷由一对轮齿承担,且载荷作用于齿顶时,齿
7、根所受的弯曲力矩最大。计算时将轮齿看做悬臂梁,其危险截面用 切线法确定,即作与轮齿对称中心线成 夹角并与齿根圆角相切的斜线,两切点连线即是最危险截面位置。 2)强度验算 查图可得齿形系数 ,因此可得: 因此,弯曲强度满足要求。 4、计算齿轮圆周速度 因此选用8级精度是合适的。5、计算齿轮其他参数齿顶高 顶隙 齿根高 全齿高 分度圆直径 基圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 齿距 齿厚 齿槽宽 二、直齿圆锥齿轮减速设计(一)、工况分析直齿圆锥齿轮传动采用硬齿面开式传动,初选齿轮精度为8级,轮齿表面精糙度为,其主要失效形式为磨损和齿轮折断,考虑传动平稳性,齿数宜取多些,取则,取。压力角。 (二)、设计
8、原则1、设计准则,按齿根弯曲疲劳强度计算,再按齿面接触疲劳强度校核。2、按齿面弯曲疲劳劳强度设计(三)、设计计算 1、选择齿轮材料并确定许用应力 小齿轮用45调制,齿面硬度为250HBS 大齿轮用45调制,齿面硬度为220HBS由,安全系数取得2、按齿根弯曲疲劳强度计算 确定弯曲强度载荷系数 确定分度圆锥角 由于两圆锥齿轮的轴夹角由上述两个式子可计算得:, 当量齿数查图可得齿形系数,齿宽系数取 因此,平均模数:由于是开式齿轮传动,因此将模数增大1020%,因此确定大端断面模数: 查表取标准值因此外锥距3、齿根弯曲强度校核 因此弯曲强度满足4、计算齿轮其他参数 分度圆直径 齿顶高 齿根高 全齿高
9、 顶隙 齿顶圆直径 齿根圆直径 齿宽 ,,齿根角 齿顶角 根锥角 顶锥角 第四章、轴结构设计一、高速轴的设计1、选择轴的材料及热处理由于减速器传递的功率不大,对其重量和尺寸也无特殊要求故选择常用材料45钢,调质处理.2、初估轴径按扭矩初估轴的直径,查表6-3,得c=103至126,考虑到安装联轴器的轴段仅受扭矩作用.取c=110则:3、初选轴承1)轴选轴承为60082)轴选轴承为60093)轴选轴承为6012根据轴承确定各轴安装轴承的直径为:D1=40mmD2=45mmD3=60mm4、联轴器的选择 联轴器选择为TL8型弹性联轴器 GB4323-845、结构设计现只对高速轴作设计,其它两轴设计
10、略,结构详见图)为了拆装方便,减速器壳体用剖分式,轴的结构形状如图所示.(1) 各轴直径的确定初估轴径后,可按轴上零件的安装顺序,从左端开始确定直径。1) 该轴轴段1安装轴承6008,故该段直径为。2) 轴段2有退刀槽,故该段直径为。3) 轴段3为齿轮右边的轴承的轴向定位轴肩,取直径为。4) 齿轮右端用轴肩固定,计算得轴肩高度为4.5mm,取轴段4直径为。5) 轴段5安装齿轮,为了便于安装,取轴段5直径为。6) 轴段6用于安装轴承,和用于轴承的轴向定位的长套筒。取轴段6直径为。7) 轴段7应与密封毛毡的尺寸同时确定,查机械设计手册,选用JB/ZQ4606-1986中d=36mm的毛毡圈,故取轴
11、段7直径为。8) 轴段8装联轴器,取为 。(2)各轴段长度的确定1) 轴段1的长度为轴承6008的宽度和轴承到箱体内壁的距离加上箱体内壁到齿轮端面的距离加上2mm,取轴段1长度。2) 轴段2为退刀槽,取3) 轴段3为轴肩,取4) 轴段4为齿轮右断面的轴向定位轴肩,取。5) 轴段5安装齿轮,应比齿轮宽略小3mm,取长度。6) 轴段6安装轴承和套筒,长度为7) 轴段7是在确定其他轴段长度后确定的。8) 轴段8长度为联轴器孔的长度加上10mm,取。于是,可得轴的支点上受力点间的跨距。(3)轴上零件的周向固定为了保证良好的对中性,齿轮与轴选用过盈配合。与轴承内圈配合轴劲选用k6,齿轮与大带轮均采用A型
12、普通平键联接,分别为 GB1096-1979及键GB1096-1979。(4)轴上倒角与圆角为保证6008轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面,根据轴承手册的推荐,取轴肩圆角半径为1mm。其他轴肩圆角半径均为2mm。根据标准GB6403.4-1986,轴的左右端倒角均为。6.轴的受力分析(1)画轴的受力简图(2)计算支座反力作用于齿轮上的圆周力 径向力 在水平面上 在垂直面上 (3)作轴的水平面和垂直面的弯矩图作垂直面弯矩图作水平面弯矩图计算合成弯矩,作合成弯矩图计算转矩 计算危险截面当量弯矩: 其中,应力校正系数为。7.判断危险截面如上所诉可知,轴的危险截面位于安装齿轮的位置。其危险截面为8.轴的
13、弯扭合成强度校核查表可得, 计算抗扭截面系数9.轴的安全系数校核由表10-1查得在危险截面左侧 由附表10-1查得查表得绝对尺寸系数,轴经磨削加工,查表得质量系数,则弯曲应力 应力幅 平均应力 切应力 安全系数查表得许用安全系数S在需用安全系数范围内,故a-a剖面安全。第四章、 校 核一、高速轴轴承 选择轴承的型号为6008,1) 2) 计算当量动载荷 查表得 径向载荷系数X和轴向载荷系数Y为, 3) 验算6008的寿命 二、键的校核键1 108 L=80 GB1096-79 则强度条件为 查表许用挤压应力 所以键的强度足够键2 128 L=63 GB1096-79则强度条件为 查表许用挤压应
14、力所以键的强度足够三、联轴器的选择 联轴器选择为TL8型弹性联轴器 GB4323-84四、减速器的润滑(一) 齿轮的润滑因齿轮的圆周速度12 m/s,所以才用浸油润滑的润滑方式。 高速齿轮浸入油里约0.7个齿高,但不小于10mm,低速级齿轮浸入油高度约为1个齿高(不小于10mm),1/6齿轮。(二) 滚动轴承的润滑因润滑油中的传动零件(齿轮)的圆周速度V1.52m/s所以采用飞溅润滑。第五章、减速器箱体尺寸箱体壁厚 箱盖壁厚箱盖凸缘厚度 箱座凸缘厚度箱座底凸缘厚度 地脚螺栓直径地脚螺栓数目 轴承旁联接螺栓直径联接螺栓Md2的间距 轴承端盖螺钉直径定位销直径 轴承旁凸台半径Mdf 、Md1 、M
15、d2至外箱壁的距离Mdf、Md1、Md2至凸缘边缘的距离凸台高度根据低速轴承座外半径确定外箱壁至轴承座端面距离箱盖,箱座肋厚轴承端盖外径 轴承旁螺栓距离大齿轮顶圆与内箱壁距离齿轮端面与内箱壁距离轴承端面至箱体内壁距离旋转零件间的轴向距离齿顶圆至轴表面的距离大齿轮齿顶圆至箱体底面内壁间距箱体至箱底内壁的距离减速器中心高H=60mm 箱体内壁轴向间距第六章、其他技术说明1、对零件的要求装配前所有的零件均要用煤油或者汽油清洗,在配合表面涂上润滑油。在箱体内表面涂防侵蚀涂料,箱体内不允许有任何杂物。2、 对滚动轴承游隙的调整要求为保证滚动轴承的正常工作,应保证滚动轴承的轴向有一定的游隙。对游隙不可调的
16、轴承,可取游隙为0.25至0.4mm。对可调游隙的轴承,其游隙值可查机械设计手册。本设计采用深沟球轴承,因此可取游隙0.3mm。3、 啮合传动侧隙和接触斑点传动侧隙和接触斑点使齿轮传动中两项影响性能的重要指标,安装时必须保证齿轮副或蜗杆副所需的侧隙及齿面接触斑点。传动侧隙的大小和传动中心距有关,与齿轮的精度无关。侧隙检查可用塞尺或者把铅丝放入相互啮合的两齿面间,然后测量塞尺或者铅丝变形后的厚度。本设计中啮合侧隙用铅丝检验不小于0.16 mm,铅丝不得大于最小侧隙的四倍。接触斑点的要求是根据传动件的精度确定的。它的检查时在主动轮的齿面上涂色,将其转动2至3周后,观察从动轮齿上的着色情况,从而分析
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