机械设计说明书(共30页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上 燕山大学 机械设计课程设计说明书 题目: 带式输送机传动装置 学院(系): 机械工程学院 年级专业: 13级锻压2班 学 号: 6 学生姓名: 张建雷 指导教师: 周玉林 专心-专注-专业目 录 一、机械设计课程设计任务书.1 二 传动方案的拟定.1 三、电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算. 1 四、传动零件的设计计算.3 4.1第一级直齿圆锥齿轮的设计.3 4.2第二级斜齿圆柱齿轮的设计.6 五、轴的设计及校核. 10 5.1轴的机构设计.10 5.2输出轴的校核.13 六、轴承的选择和寿命计算.17七、键的选择和校核.19 八、联轴器的选择.20 九、箱
2、体的结构尺寸.20 十、传动装置的附件及说明.21 十一、润滑和密封说明.22 十二、三维设计.23 十三、设计小结.24 十四、参考文献.25 计算及说明结果一、机械设计课程设计任务书 一、设计题目:带式输送机传动装置 二、传动装置简图:图1-1传动装置简图 三、原始数据及要求 F=1611N D=0.27m v=1.28m/s 四、其他条件: 使用地点:室外 生产批量:小批 载荷性质:微振 使用年限:八年一班二、传动方案的拟定 圆锥齿轮减速器相对于其他减速器机构可以改变力矩方向,可以把横向传动转为竖直传动,用于输入轴与输出轴垂直方向布置的传动装置。而且承载能力高,噪音低,传动相对平稳,箱体
3、体积小,节省空间,重量轻,传动效率高,可靠耐用,使用寿命长。针对本题目的设计要求,决定采用圆锥圆柱齿轮的设计方案。三、电动机的选择及传动装置的运动和动力参数的计算。1、 电动机类型和结构方式,选择Y系列IP442、 选择电动机功率,所选电动机的额定功率稍大于工作功率Pd,即PedPd. 卷筒的输出功率Pw=FV/1000w=2.148KW 其中卷筒的工作效率w=0.96 则电动机的输出功率Pd=Pw/a=2.148KW/0.85=2.527KW 其中传动总效率a=122234=0.85 1为联轴器效率0.99, 2为齿轮传动啮合效率(弹性联轴器)0.97 3为滚动轴承传动效率0.98.3、 电
4、动机转速的确定 卷筒转速nw=60V/D=90.6r/min 所以电机转速nd=(8-20)nw=(724.8-1812)r/min二级圆锥圆柱齿轮传动比i=8-20 所以同步转速取1000r/min查机械设计指导手册,选取Y132s-6型号电动机电机型号额定功率同步转速满载转速起动转矩最大转矩Y132-S63.010009602.02.24、 传动比分配i总=nd/nw=960/90.6=10.6 i总=i1i2其中i1=(0.25-0.4)i3取i1=3,则i2=10.6/3=3.535、 各轴的转速轴n1=nd=960r/min轴n2=n1/i1=320r/min轴n3=n2/i2=90
5、.6r/min卷筒轴n卷=n3=90.6r/min6、 各轴的功率轴P1=pd1=2.527x0.99=2.502KW轴P2=p123=2.378KW轴P3=p223=2.378x0.97x0.98=2.261kw卷筒轴P4=p313=2.261x0.99x0.98=2.194kw7、 各轴的输入转矩 电动机的输入转矩Td=9.55x106Pd/nd=25.14x103Nmm 轴 T1=9.55x106P1/n1=24.89x103Nmm轴T2=9.55x106P2/n2=70.97x103Nmm轴T3=9.55x106P3/n3=238.33x103Nmm轴T4=9.55x106P4/n4=
6、231.27x103Nmm4、 传动零件的设计4.1高速级齿轮的设计1-1、确定齿轮的材料类型、精度等级、齿数。(1) 选择小锥齿轮材料为45钢,调质处理,硬度为240HBS, 选择大锥齿轮材料为45钢,正火处理,硬度为200HBS(2) 齿轮精度等级选用8级精度(查机械设计表6-2)(3) 选取小锥齿轮齿数Z1=20(1725) 则大齿轮齿数Z2=Z1i1=601-2按齿面接触疲劳强度计算小锥齿轮分度圆直径d1(1)载荷系数1)查机械设计表6-4得使用系数KA=1.12) 动载系数KV预估平均分度圆圆周速度Vm=4m/s则查机械设计图6-11 得 =1.133) 齿向载荷分布系数K初选=0.
7、25(0.25-0.3) 查机械设计图6-17 得 = 1.13所以=1.11.11.12=1.36(2)计算查机械设计图6-19,取节点区域系数查机械设计表6-5,取弹性系数(3)计算取系数S=1 查得(不允许点蚀) 取(4) 初步计算d1实际大端面圆周速度所以Vm=(1-0.5R)V=2.73m/s由查机械设计图6-11 得(5) 校正大端面直径d1(6) 确定大端面模数圆整取m=3.5mm(7)计算大端分度圆直径d1=mz1=3.520=70mmd2=mz2=3.560=210mm(8) 计算分度圆锥角、锥距由计算得1=18266所以2=90-1=713354其中12R不得圆整。(9)
8、确定齿宽取b1=b2=28mm1-3按齿根弯曲疲劳强度校核(1)查机械设计图6-21,图6-22 得 (2) 计算许用弯曲应力查机械设计图6-28 得 查机械设计图6-26得 寿命系数(3) 校核强度满足强度要求(4) 数据记录齿轮类型齿数大端分度圆直径mm锥距mm锥角模数传动比齿顶高系数顶隙系数齿宽小锥齿轮2070110.680182663.5310.228大锥齿轮602104.2低速级齿轮的设计2-1、确定齿轮的材料类型、精度等级、齿数、螺旋角(1) 选择小齿轮材料为45钢,调质处理,硬度为240HBS大齿轮材料为45钢,正火处理,硬度为200HBS(2) 精度等级选用8级精度(3) 选取
9、小齿轮齿数Z1=22 则大齿轮齿数Z2=Z1i2=77.66,圆整取78 则i2=Z2/Z1=3.545 (i2i2)/i2=0.85%,在误差允许范围内(4) 初选=14,齿宽系数d=0.8(不对称布置)2-2、按齿面接触疲劳强度设计(1) 载荷系数K=KAKVKKa、 使用系数KA=1.1b、 动载系数KV,估计圆周速度V=4m/s VZ1/100=4x20/100=0.8m/s 查机械设计图6-11(a)得动载荷系数=1.06查机械设计图6-17c、齿间载荷分配系数K=1.42d、齿向载荷分布系数K=1.07所以K=KAKVKK=1.1X1.07X1.42X1.07=1.7(2) 高速轴
10、转矩T1=70.97x103Nmm(3) 区域系数ZH=2.43(查图6-19)(4) 重合度系数因为=1.401,所以=1(5) 弹性区域系数ZE=189.8Mpa(6) 螺旋角系数Z=COS=0.985 所以ZEZHZZ=2.43X0.78X189.8X0.985=354 (7)应力循环次数N1=60n1jLh=60x320x1x(300x8x8)=3.69x108N2=N1/u=N1/i2=1.04x08由图6-25查得寿命系数KHN1=KHN2=1(不允许点蚀)图6-27查得Hlim1=570Mpa, Hlim2=470Mpa安全系数S=1取(8)将上述值带入公式实际圆周速度修正载荷系
11、数,按查图6-11b得动载系数KV=1.02(9)校正分度圆直径d1.(10) 计算法向模数圆整成标准值,取mn=3(11) 计算中心距圆整=155mm(12) 按中心距修正螺旋角因为值变化不大,所以,K,ZH等参数不必再做修正。(13) 计算分度圆直径(14) 计算齿轮宽度圆整取b2=55mmb1=b2+(510),取b1=60mm2-3按齿根弯曲强度校核(1) 重合度系数(2) 螺旋角系数(3)计算当量齿数(4)查机械设计图6-21,6-22,得齿形系数 应力修正系数(5)计算许用应力 (6) 计算弯曲应力所以低速级齿轮满足强度要求。(7)数据记录齿轮类型齿数分度圆直径mm中心距mm螺旋角
12、模数传动比齿顶高系数顶隙系数齿宽小齿轮2268.2015514353533.54510.2560大齿轮78241.80555、 轴的结构设计及校核5.1轴的结构设计1、 输入轴的结构设计(1)选择材料:选用45优质碳素结构钢,进行调质处理。(2)初步计算轴的最小直径d1按许用切应力计算公式初定该轴的最小直径:查机械设计表10-2,取C=118所以轴上由一个单键槽,轴径增大3%,则(3)因为轴会受到较大的轴向力与径向力,所以采用角接触球轴承。型号为7207C。(4)确定轴的各段直径及长度1) d1、L1由电动机型号Y132S-6查机械设计指导手册表14-5得电机轴直径为38mm,为满足电机轴轴径
13、要求,选择GY5型号J1系列刚性联轴器,由此确定最小轴径d1=30mm,由联轴器长度60mm确定d1=58mm。2) d2、L2由于第二段轴与密封装置配合,并且润滑方式为油雾润滑,所以采用骨架橡胶式密封装置。选用J型骨架进行密封,骨架内径为32mm,由此确定d2=32mm。考虑到轴外伸端面距离端盖15-20mm,定长度L2=34mm3)d3、L3第三段轴与轴承配合,轴承为标准件,根据轴径范围确定此轴承内径为35mm,由此确定d3=35mm,由轴承宽度17mm确定L3=17mm。4)d4、L4第四段轴轴肩起轴向定位作用,根据轴承定位要求确定轴径d4=40mm,根据两轴承之间的距离为右轴承与小锥齿
14、轮间距的2倍,确定轴的长度为40mm。5) d5、L5第五段轴与轴承配合,同样取d5=35mm,轴长小于轴承B1mm,取16mm6) d6、L6根据锥齿轮结构选定d6=28mm,长度L6=50mm(5)轴上零件的周向定位:联轴器,齿轮通过平键与轴进行周向定位,轴承通过过渡配合与轴完成周向定位。(6)轴端通过轴端挡圈与紧定螺钉进行轴向定位。(7)取轴端倒角为245,各轴肩处的圆角半径为R1。2、 中间轴的结构设计(1)选择材料:选用45优质碳素结构钢,进行调质处理。(2)初步计算轴的最小直径d1按许用切应力计算公式初定该轴的最小直径:查机械设计表10-2,取C=118所以轴上有键槽,轴的直径应加
15、大3%, (3) 因为角接触球轴承能承受较大的径向力与轴向力,所以选用角接触球轴承来承担受力。型号为7207C。(4) 确定轴的各段直径及长度。1) d1、L1第一段轴与轴承相配合,为满足轴的结构要求,选择内径为35mm的轴承,所以d1=35mm,轴承靠套筒进行定位,长度L1取31mm。2) d2、L2第二段轴与大锥齿轮配合,根据锥齿轮的结构确定d2=40mm,L2=(1-1.2)d2-1,取L2=39mm。3) d3、L3第三段轴轴肩用于齿轮的定位,所以d3=d2+(3-8),取d3=37mm,L3由箱体的结构确定,测得L3=30mm。4) d4、L4经计算得,齿轮的孔径较小,所以制成齿轮轴
16、,长度L4为齿宽60mm。5) d5、L5第五段轴为轴承定位轴,轴径d5取41mm,L5由结构确定为11mm。6) d6、L6第6段轴与轴承配合,所以轴径d6=35mm,L6取轴承宽度17mm。(5) 轴上零件的周向定位为了保证齿轮和轴具有良好的配合的对中性,故选择齿轮轮毂与轴的配合为H7/r6,角接触球轴承与轴的周向定位是通过过渡配合来保证的,此处选轴的直径尺寸公差为m6。(6)取轴端倒角为245,各轴肩处的圆角半径为R1。3、 输出轴的结构设计(1)选择材料:选用45优质碳素结构钢,进行调质处理。(2)初步计算轴的最小直径d1按许用切应力计算公式初定该轴的最小直径:查机械设计表10-2,取
17、C=107所以轴上有键槽,轴的直径应加大3%, (3) 采用角接触球轴承来承受较大的轴向力和径向力。型号为7208C。(4) 确定轴的各段直径及长度。1)d1、L1第一段轴与联轴器配合,采用弹性联轴器,由最小轴径确定联轴器孔径为35mm,型号为HL2,J1系列,联轴器长度为60mm,由此确定d1=35mm,L1=58mm2) d2、L2第二段轴与密封装置配合,密封装置为标准件,根据轴径的要求以及油雾的润滑方式决定采用J型骨架式橡胶密封,孔径定为38mm。由外伸轴端面与轴承盖端面要留出15-20mm的间距要求以及箱体的结构确定L2=55mm。3) d3、L3第三段轴与轴承配合,根据轴的轴径要求确
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