机械设计课程设计带式输送机链传动双级圆柱齿轮减速器.doc
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1、2022年-2023年建筑工程管理行业文档 齐鲁斌创作 机械设计课程设计说明书 设计题目: 带式输送机链传动-双级圆柱齿轮减速器 学生姓名: 学 号: 专业班级: 机制092班 指导老师: 2012年 1 月 5日目录 一、课程设计任务书4 二、方案的总体评价5 三、电动机的选择5 3.1电动机的类型和结构形式5 3.2电动机的容量5 3.2.1工作所需功率5 3.2.2电动机输出功率Pd6 3.3电动机的转速6 四、传动比分配和传动参数和运动参数的计算7 4.1传动比分配7 4.2传动参数和运动参数的计算8 五、齿轮传动的设计9 5.1第一对齿轮9 5.1.1 选择齿轮类型、精度等级、材料9
2、 5.1.2按齿面接触强度设计9 5.1.2.1确定公式中的各计算值9 5.1.2.2计算 10 5.1.3按齿根弯曲疲劳强度设计11 5.1.4齿轮尺寸计算确定12 5.2第二对齿轮13 5.2.1 选择齿轮类型、精度等级、材料13 5.2.2按齿面接触强度设计13 5.2.2.2计算14 5.2.3按齿根弯曲疲劳强度校核16 5.2.4齿轮尺寸计算确定17 5.2.5 齿轮参数18 六、链传动的设计19 6.1确定链轮齿数19 6.2确定计算功率19 6.3选择链条型号和节距19 6.4计算链节数和中心距19 6.5计算链速,确定润滑方式19 6.6计算压轴力20 七、轴、键及联轴器的设计
3、与校核21 7.1 轴II(中间轴)的结构设计21 7.1.1设计依据 21 7.1.2求作用在齿轮上的力21 7.1.3初步确定轴的最小直径21 7.1.4轴的结构设计22 7.1.5键强度的校核23 7.1.6按弯扭合成应力校核轴的强度24 7.1.7轴承寿命校核25 7.2 I轴(高速轴)的结构设计26 7.2.1 设计依据 26 7.2.2求作用在齿轮上的力26 7.2.3初步确定轴的最小直径27 7.2.4轴的结构设计27 7.2.5确定轴上圆角和倒角尺寸29 7.2.6键强度的校核29 7.2.7按弯扭合成应力校核轴的强度29 7.3 轴III(低速轴)的结构设计31 7.3.1设
4、计依据31 7.3.2求作用在齿轮上的力32 7.3.3初步确定轴的最小直径32 7.3.4轴的结构设计32 7.3.5键强度的校核34 7.3.6按弯扭合成应力校核轴的强度35 7.4 精确校核轴的疲劳强度37 7.4.1判断危险截面37 7.4.2截面左侧37 7.4.3截面右侧38 八、减速器及其附件的设计39 8.1 箱体(盖)的分析39 8.2 箱体(盖)的材料39 8.3箱体的设计计算40 8.4 减速器附件和附加结构的名称和用途42九、润滑和密封方式的选择 44 9.1 齿轮传动的润滑44 9.1.1润滑剂的选择44 9.1.2润滑方式的选择44 9.2 滚动轴承的润滑45 9.
5、2.1润滑剂的选择45 9.2.2润滑方式45十、设计心得 45 参考文献 46 一、课程设计任务书 设计题目:带式输送机链传动双级圆柱齿轮减速器。运输机械载荷变化不大,空载启动,单向运转,每日两班制工作,使用期限为10年,每年300工作日,减速器小批量生产,运输带速度允许误差为5,滚筒效率为0.96。已知参数:滚筒直径D350mm,牵引力F4KN,带速V0.8m/s,输送机在常温下连续单向工作,载荷平稳,采用电动机为原动力。完成内容:1、完成减速器装配图1张,0号图纸。 2、零件图三张,箱体或箱盖,1号图,输出轴和输出轴上的齿轮,用3号图纸。 3、设计说明书1份。二、方案的总体评价链传动,减
6、速器的尺寸小,链传动的尺寸较紧凑。三、电动机的选择3.1电动机的类型和结构形式Y系列三相异步电动机有构造简单、制造使用方便、效率高、启动转矩大、价格便宜的特点,选择Y系列三相异步电动机。3.2电动机的容量3.2.1工作所需功率Pw=FV/1000=40.8/1000=3.2Kw3.2.2电动机输出功率Pd 为了计算电动机所需功率Pd,先要确定从电动机到工作机之间的总功率。设、分别为凸缘联轴器、成对滚动轴承、闭式齿轮传动(设齿轮精度为7级)、开式滚子链传动、滚筒的效率,由表查得: =1; =0.99; =0.97; =0.96; =0.96 则传动装置的总效率为 电动机所需功率Pd= Pw/=(
7、3.2/0.841)Kw=3.84Kw 3.3电动机的转速通常情况下多选1500 r/min和1000 r/min根据电动机的功率和转速可选取电动机的型号为Y132S-4参数如下:功率P=5.5Kw,空载转速n=1500r/min ,满载转速 =1440r/min 轴直径D=38mm四、传动比分配和传动参数和运动参数的计算4.1传动比分配=43.676r/min=1440/43.676=33 每级别传动的传动比在其推荐的范围之内。圆柱齿轮传动3-6;链传动2-5。总传动比 为链轮得传动比,为高速级传动比,为低速级传动比, 取=2.2,对于两级展开式齿轮减速器=(1.1-1.5),取 , 解得。
8、 4.2传动参数和运动参数的计算 =4kw, =1440r/min n1=n0=1440r/min n2=n1/i1=1440/4.25=339r/min n3=n2/i2=313/3.54=96r/min 参数列表项目电动机轴高速轴I中间轴II低速轴III 转速(r/min)1440144033944 转矩(N.m)36.4736.41147.33499.39 功率(KW)5.55.455.234.58 五、齿轮传动的设计5.1第一对齿轮5.1.1 选择齿轮类型、精度等级、材料 选用直齿圆柱齿轮传动。 减速器为一般机器,速度不高,故选用7级精度(GB10095-88)。 材料选择。由表10-
9、1选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45刚(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。 选小齿轮齿数为z1=24,z2=244.25=102。5.1.2按齿面接触强度设计 5.1.2.1确定公式中的各计算值试选载荷系数 计算小齿轮传递的力矩 齿轮作不对称布置,查表10-7,选取由表10-6查得材料的弹性影响系数由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限;大齿轮的接触疲劳强度极限。计算应力循环次数 由图10-19取接触疲劳寿命系数 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为,安全系数 5.1.2.2计算 计算小齿轮分度圆直径,代入中较小值 计算圆
10、周速度 计算尺宽 计算尺宽与齿高之比 计算载荷系数 根据,7级精度,查图10-8得动载荷系数 直齿轮, 由表10-2查得使用系数 由表10-4用插值法查得 由,查图10-13得 故载荷系数按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径 计算模数 5.1.3按齿根弯曲疲劳强度设计 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极限。由图10-18取弯曲疲劳寿命。计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 计算载荷系数 查取齿形系数及应力校正系数 由表10-5查得 计算大小齿轮的,并加以比较。大齿轮的数值大。设计计算 对比计算结果,由吃面接触疲劳强度设计的模数m大于由弯曲疲劳强度设计的模数
11、,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弯曲强度算的模数1.489并取圆整值2mm,按接触疲劳强度算的分度圆直径d1=46.393取d1=60mm。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,并避免了材料的浪费。5.1.4齿轮尺寸计算确定 齿轮齿数 z1=d1/m=30,z2=4.2530=127.5取128 分度圆直径 d1=60mm,d2=z2m=1282=256mm 中心距 齿轮宽度 b2=60mm,b1=65mm。 5.2第二对齿轮5.2.1 选择齿轮类型、精度等级、材料 选用直齿圆柱
12、齿轮传动。减速器为一般机器,速度不高,故选用7级精度(GB10095-88)。材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45刚(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。选小齿轮齿数为=30,=30*3.8=114。 5.2.2按齿面接触强度设计 5.2.2.1确定公式中的各计算值试选载荷系数 计算小齿轮传递的力矩 齿轮作不对称布置,查表10-7,选取由表10-6查得材料的弹性影响系数由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限;大齿轮的接触疲劳强度极限。计算应力循环次数 由图10-19取接触疲劳寿命系数 计算接触疲劳许用应
13、力 取失效概率为,安全系数 5.2.2.2计算 计算小齿轮分度圆直径,代入中较小值 计算圆周速度 计算尺宽 计算尺宽与齿高之比 计算载荷系数 根据,7级精度,查图10-8得动载荷系数 直齿轮, 由表10-2查得使用系数 由表10-4用插值法查得 由,查图10-13得故载荷系数按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径 计算模数 5.2.3按齿根弯曲疲劳强度校核 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极限。由图10-18取弯曲疲劳寿命。计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 计算载荷系数 查取齿形系数及应力校正系数 由表10-5查得 计算大小齿轮的,并加以比较。大齿轮的数
14、值大。设计计算 对比计算结果,由吃面接触疲劳强度设计的模数m大于由弯曲疲劳强度设计的模数,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弯曲强度算的模数2.11并取圆整值2.5mm,按接触疲劳强度算的分度圆直径d1=73.456取d1=75mm。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,并避免了材料的浪费。5.2.4齿轮尺寸计算确定 齿轮齿数 Z1=d1/m=30,z2=3.5430=106.5取107 分度圆直径 d1=75mm,d2=z2m=1072.5=267.5mm 中心距 齿轮宽度 b2=
15、75mm,b1=80mm。 5.2.5 齿轮参数各齿轮参数列表如下齿轮IIIIIIIV分度圆直径/mm6026575267.5模数/mm222.52.5传动比4.253.54宽度/mm65608075中心/mm158171.25齿顶圆直径/mm6426080272.5齿根圆直径/mm5525168.75261.25六、链传动的设计6.1确定链轮齿数 小链轮齿数Z5=25, 大链轮的齿数Z6=2.225=55,取57。6.2确定计算功率 由表9-6查得,由图9-13查得,单排链,则计算功率为 6.3选择链条型号和节距 根据,查图9-11,可选20A-1,查表9-1,链条节距6.4计算链节数和中心
16、距初选中心距。取,相应的链长节数为 取链长节数。 查表9-7得中心距计算系数,则链传动的最大中心距为6.5计算链速,确定润滑方式 由和链号20A-1,查图9-14可知应采用油池润滑或油盘飞溅轮滑。6.6计算压轴力 有效圆周力为 链轮水平布置时的压轴力系数,则压轴力为6.7校核运输带的速度误差 , 故满足要求。 七、轴、键及联轴器的设计与校核 7.1 轴II(中间轴)的结构设计7.1.1设计依据, , 7.1.2求作用在齿轮上的力已知大齿轮分度圆直径,小齿轮分度圆直径,。而,,, 7.1.3初步确定轴的最小直径先按式(15-2)初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢,调制处理。根据表15-3
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- 机械设计 课程设计 输送 链传动 圆柱齿轮 减速器
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