机械设计课程设计一级斜齿轮链传动.docx

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1、机械设计课程设计一级斜齿轮链传动 东南大学精密机械课程设计说明书 设计题目：链传动一级圆柱斜齿轮减速器 学院：仪器科学与工程学院 专业：测控技术与仪器 学号：姓名： 学号：姓名： 指导老师： 时间： 目录 设计任务书 (3) 传动系统的总体设计 (3) 1 选择电动机类型 (3) 2 确定电动机容量 (3) 3 确定电动机转速比 (4) 4 计算各级传动比和动力参数 (4) 链轮的计算 (5) 减速器齿轮传动的计 算 (7) 箱体的设计 (8) 轴的设计计算 (10) 1 高速轴的设计 (10) 2 低速轴的设计 (12) 选用键连接 (13) 润滑与密封 (15) 设计总结 (15) 一、设

2、计任务书。 1.1 原始数据： 1.2 工作条件 带式传送机连续单向运转，载荷变化不大，空载启动，室内工作，有粉尘，采用交流电，两班制工作。 1.3传动方案 选择链传动的含有一级闭式斜齿轮减速器的传动系统。 二、传动系统的总体设计 2.1 选择电动机类型 根据要求的工作条件，宜选择Y系列三相交流电动机。此种电动机具有高效、节能、振动小、噪声小和运行安全可靠的特点。 2.2 确定电动机的容量 工作机所需功率P w(Kw)由机器的工作阻力和运动参数确定，且： P w= F w v w 1000w = T w n w 9550w 式中，F w工作机的阻力（N）； v w工作机的线速度(m?s?1)；

3、 T w工作机的阻力矩(N?m)； n w工作机的转速(r?min?1)； w工作机的效率，对于带式传送机，一般取w=0.940.96，此处取w=0.96代入数据得: P w=8000?0.75 =6.250kW 从电动机到滚筒主轴之间的传动装置的总效率为： = 链? 轴承 3? 齿轮 ? 联轴器 其中，开式链传动效率 链=0.92，一对滚动轴承效率 轴承 =0.99，7级精度（稀油润 滑）的圆柱齿轮传动效率 齿轮=0.98，联轴器的效率 联轴器 =0.99，代入： =0.92?0.993?0.98?0.99=0.866电动机所需功率为： P0=P w = 6.250 kW=7.217kW 电

4、动机的额定功率范围按下式计算： P m=(11.3)P0=(7.2179.382)Kw 2.3 确定电动机的转速比 工作机卷筒的转速n w为： n w=60?1000?v w D w = 60?1000?0.75 ?340 r?min?1=42.13r?min?1 取开式链传动的传动比为24，圆柱斜齿轮传动比为35，则总传动比范围为620， 故电动机转速范围为： n m=620?42.13r?min?1=(252.78842.6)r?min?1符合这个转速范围的同步转速有750 r?min?1一种，结合额定功率范围，只有一个可选方案： 2.4 计算各级传动比和动力参数 总传动比为： i=n m

5、 w = 720 =17.09 取链传动的传动比为i 链 =3.0，则两级齿轮减速器的传动比为： i 齿轮= i 链 = 17.09 =5.70 各轴转速： n 电动机轴 =n m=720.00r?min?1 n x=n 电动机轴 链 = 720 r?min?1=240.00r?min?1 n y= n x 齿轮= 240.00 r?min?1=42.11r?min?1 n 卷筒轴 =n y=42.11r?min?1各轴功率： P 电动机轴 =P0=7.22kW P x=P 电动机轴? 链 =7.22?0.92kW=6.64Kw P y=P x? 齿轮? 轴承 =6.64?0.98?0.99k

6、W=6.44Kw P 卷筒轴=P y? 轴承 联轴器 =6.44?0.99?0.99kW=6.32Kw 各轴转矩： T 电动机轴=9550 P0 n 电动机轴 = 9550?7.22 720 N?m=95.77N?m T x=9550P x x = 9550?6.64 N?m=264.22N?m T y=9550P y y = 9550?6.44 N?m=1460.51N?m T 卷筒轴=9550 P 卷筒轴 n 卷筒轴 = 9550?6.32 42.11 N?m=1433.30N?m 将各参数整理列表： 三、链轮的计算 3.1 选择链传动的齿数z1、z2 由经验公式： z1=29?2i=29

7、?2?3=23 z2=i z1=3?23=69 3.2 计算功率（kW） P c=K A K Z P m P传递功率,7.44kW K A工作情况系数，查表4.3得K A=1.0 K Z小链轮系数，查表4.4得K Z=1.23 K m链排数系数，单排链K m=1 代入：P c=9.15Kw 3.3 确定链节距、链号 由P c和小链轮转速n1=720 r?min?1,查图4.10得为12A滚子链，链节距：p=19.05mm 3.4 计算链节数L p和中心距a 初定中心距为a0=40p L p=2a0 + z1+z2 + p z1+z22 代入：L p=131.36，取L p=132节。修正中心距

8、： a=p 4 L p? z1+z2 2 + L p? z1+z2 2 2 +8 z1+z2 2 2 代入：a=864mm 3.5 验算链速 v= z1pn1 60?1000 = 23?19.05?720 60?1000 m?s?1=5.26m?s?1 为了控制链传动的动载荷和噪声不致过大，限制v15m?s?1,此处满足要求。 3.6 润滑方式和标记 由v和链号查图4.12，应该采取油浴或飞溅润滑 单排12A滚子链，节距p=19.05mm，节数132，标记为： 12A?1?132 GB1243.1?83 3.7 链轮的主要尺寸 分度圆直径： d= p sin180 z 代入: d1=139.9

9、0mm,d2=418.55齿顶圆直径（采用三圆弧一直线齿形）： d a=p0.54+cot 180z 代入： d a1=148.89mm,d a2=428.40mm 齿根圆直径： d f=d?d r d r滚子外径，查表4.1得d r=11.91mm 代入： d f1=127.99mm,d f2=406.64mm 四、减速器齿轮传动的计算 4.1. 选择材料及许用应力 为使结构紧凑，采用硬齿面，小齿轮用20CrMnTi，渗碳淬火，HRC59,；大齿轮用45钢，表面淬火，HRC48. 由图5.33齿轮的接触疲劳强度曲线和图5.34齿轮的弯曲疲劳极限曲线， Hlim1=1500N?mm?2,Fli

10、m1=430N?mm?2， Hlim2=1150N?mm?2,Flim2=340N?mm?2. 许用接触应力： H1=0.9Hlim1=0.9?1500 N?mm?2=1350N?mm?2 H2=0.9Hlim2=0.9?1150 N?mm?2=1035N?mm?2 许用弯曲应力： F 1=0.7Flim 1=0.7?430 N ?mm ?2=301N ?mm ?2 F 2=0.7Flim 2=0.7?340 N ?mm ?2=238N ?mm ?2 4.2 按齿根弯曲强度初估模数 初选：=15，由表5.18，取中心距系数A m =12.4. 硬齿面闭式传动，取z 1=20,z 2=z 1i

11、=20?5.7=114. 由表5.19，平稳工作，中等冲击，取载荷系数K=1.4；由表5.21，不对称布置，硬齿面，取齿宽系数d =0.7. 当量齿数： z v 1= z 1cos 3= 20cos 315=22 z v 2= z 2cos 3 =114cos 315 =127 由图5.35，Y FS 1=4.30,Y FS 2=3.96, Y FS 1F 1=4.30 301 =0.0143 Y FS 2F 2=3.96 =0.0166 以上取较大值0.0166.初估模数： m n A m KT 1Y FS d z 12 H 3 =12.4? 1.4?264.222?0.01663mm =3

12、.47mm 取：m n =3.5mm 。 4.3 确定参数计算主要尺寸 中心距： a= m n 2cos z1+z2= 3.5 2cos15 20+114mm=260.20mm 取：a=260mm,求螺旋角： cos=m n z1+z2 2a = 3.5?20+114 2?260 =0.90 =25.59 分度圆直径： d1=m n z1 cos = 3.5?20 cos14.07 mm=77.78mm d2=m n z2 cos = 3.5?114 cos14.07 mm=443.33mm 齿顶圆直径： d a 1=m n z1 cos +2?an?=3.5? 20 cos14.07 +2?1mm=84.78mm d a 2=m n z2 cos +2?an?=3.5? 114 cos14.07 +2?1mm=450.33mm 齿根园直径： d f 1=m n z1 cos ?2?an?2c n?=3.5? 20 cos14.07 ?2?1?2?0.25mm=69.03mm d f 2=m n z2 cos ?2?an?2c n?=3.5 114 cos14.07 ?2?1?2?0.25mm=434.58mm 齿宽： b= d d1=0.7?77.78mm=54.45mm 取：b2=54mm, b1=b2+35mm=5759mm 取：b1=58mm. 4.4 校核齿面接触强度