机械设计课程设计之设计胶带输送机传动装置.pdf

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1、-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-目 录 一 课程设计书 2 二 设计要求 2 三 设计步骤 2 1.传动装置总体设计方案 3 2.电动机的选择 4 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 4.计算传动装置的运动和动力参数 5 5.设计 V 带和带轮 6 6.齿轮的设计 8 7.滚动轴承和传动轴的设计 19 8.键联接设计 26 9.箱体结构的设计 27 10.润滑密封设计 30 11.联轴器设计 30 四 设计小结 31 五 参考资料 32 -WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-设计输送传动装置【设计任务书】题目：设计输送传动装置 一总体布置简图

2、如图 1 二总传动比误差为5%，单向回转，轻微冲击。三原始数据：四设计内容：1.电动机的选择与运动参数计算；2.齿轮传动设计计算；3.V 带传动设计计算；4.轴的结构尺寸设计；5.键的选择；6.滚动轴承的选择；7.装配图、零件图的绘制；8.设计说明书的编写。【电动机的选择】1电动机类型和结构的选择：按照已知条件的工作要求和条件，选用 Y型全封闭笼型三相异步电 输出轴功率 P/KW 3 输 出 轴 转 速n/(r/min)35 传 动 工 作 年 限（年）6 工作制度（班/日）2 工作场所 车间 批量 小批-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-动机。2电动机容量的选择：工作机所

3、需功率：Pw3kW 电动机的输出功率：PdPw/，0.82，Pd3.66kW 电动机转速的选择：nw=35r/min，V 带传动比 i1=24，单级齿轮传动比 i2=35（查表 2.3）nd（i1i2i2）nw。电动机转速范围为 6303500r/min 3电动机型号确定：由附录八查出符合条件的电动机型号,并根据轮廓尺寸、重量、成本、传动比等 因素的考虑，最后确定选定 Y112M4 型号的电动机，额度功率为4KW，满载转速 1440r/min【计算总传动比和分配传动比】1由选定电动机的满载转速 nm 和输出轴转速 nw，总传动比为 i=nm/nw，得 i=41.14 2合理分配各级传动比：V

4、带传动比 i1=3，闭合齿轮传动比 i2=3.5，开式齿轮传动比 i3=3.92 3运动和动力参数计算结果列于下表：项 目 电动机轴 轴 I 轴 II 轴 III 转速（r/min）1440 480 137 35 功率（kW）3.66 3.48 3.31 3.01 转矩（Nm）24.27 69.20 230.18 821.83-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-传动比 3 3.5 3.92 效率 0.96 0.96 0.92【传动件设计计算】减速器齿轮设计：1按表 11.8 选择齿轮材料 小齿轮材料为 45 钢调质，硬度为 220250HBS 大齿轮材料为 45 钢正火，硬

5、度为 170210HBS 2 因为是普通减速器，由表 11.20 选用 9 级精度，要求齿面粗糙度 Ra=6.3 3按齿面接触疲劳强度设计 确定有关参数与系数：转矩：T=69154 Nmm 查表 11.10 得：载荷系数 K1.1 选小齿轮齿数 Z130，则大齿轮齿数 Z2iZ1=3.530=105。实际齿数比 u=3.5 因单级直齿圆柱齿轮为对称布置，又为软齿面，由表 11.19 选取 d（齿宽系数）=1 4许应接触应力H：由图 11.23 查得 Hlim1560MPa Hlim2530MPa 由表 11.19 查得 Sh=1。N160n1jLh604801（65280）7.210e8 N2

6、N1/i7.210e8/3.5=2.0510e8 由表 11.26 查得 Zn11 Zn21.05 计算接触疲劳许用应力：-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-H1Zn1Hlim1/Sh560MPa H2Zn2Hlim2/Sh557MPa 试算小齿轮分度圆直径，确定模数：d1 76.43KT1（+1）/dHe2=51.82mm m=d1/z1=1.73mm 由表 11.3 取标准模数 m=2mm 5主要尺寸计算：分度圆直径 d1=mz1=230=60mm d2=mz2=2105=210mm 齿宽 b=dd1=160=60mm 取 b2=60mm 则 b1=b2+5=65mm

7、中心距 a=0.5m（Z1+Z2）=135mm 6按齿根弯曲疲劳强度校核:由式（11.12）得出，如 FF，则校核合格。确定有关系数和参数：齿形系数 YF，查表 11.12 得 YF1=2.54 YF2=2.14 应力学整系数 Ys，查表 11.13 得 Ys1=1.63 Ys2=1.88 许应弯曲应力F 由图 11.24 查得 Flim1=210Mpa Flim2=190Mpa 由表 11.9 查得 SF=1.3 由图 11.25 查得 YNI=YN2=1 由式（11.16）可得 F1=YNIFlim/SF=162Mpa F2=YNIFlim/SF=146MPa 故计算出 F1=21Mpa

8、F1 F2=20MpaF2 齿根弯曲疲劳强度校核-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-合格。7验算齿轮的圆周速度：V=d1n1/（601000）=1.5m/s 由表 11.21 可知，选 9 级精度合适 8几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图：以大齿轮为例，齿轮的直顶圆直径为：da2=d2+2ha=214mm，由于 200da2500 之间，所以 采用腹板式结构。齿轮零件工作图略。开式齿轮设计：1按表 11.8 选择齿轮材料 小齿轮选用 40Cr 合金钢表面淬火，硬度为 4855HRS 大齿轮选用 40Cr 合金钢调质，硬度为 240260HBS 2由表 11.20 选用 9 级

9、精度，要求齿面粗糙度 Ra=6.3 3按齿面接触强度设计 确定有关参数与系数：转矩：T=230000Nmm 查表 11.10 得 载荷系数 K1.1 选小齿轮齿数 Z120，则大齿轮齿数 Z2iZ1=3.9220=78.4，圆整数 78。实际齿数比 u=3.9，误差为 0.5%5%因单级直齿圆柱齿轮为不对称布置，又为硬齿面，由表 11.19 选取 d（齿宽系数）=0.5 4许应接触应力H：-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-由图 11.23 查得 Hlim1800MPa Hlim2720MPa 由表 11.19 查得 Sh=1.1 N160n1jLh601371（65280

10、）2.0510e8 N2N1/i2.0510e8/3.9=5.2610e7 由表 11.26 查得 Zn11.11 Zn21.25 计算接触疲劳许用应力：H1Zn1Hlim1/Sh807MPa H2Zn2Hlim2/Sh818MPa 试算小齿轮分度圆直径，确定模数：d1 76.43KT1（+1）/dHe2=75.82mm m=d1/z1=3.791mm 由表 11.3 取标准模数 m=4mm 5主要尺寸计算：分度圆直径 d1=mz1=420=80mm d2=mz2=478=312mm 齿宽 b=dd1=0.580=40mm 取 b2=40mm 则 b1=b2+5=45mm 中心距 a=0.5m

11、（Z1+Z2）=196mm 6按齿根弯曲疲劳强度校核:由式（11.12）得出，如 FF，则校核合格。确定有关系数和参数：齿形系数 YF，查表 11.12 得 YF1=2.81 YF2=2.25 应力学整系数 Ys，查表 11.13 得 Ys1=1.56 Ys2=1.77 许应弯曲应力F 由图 11.24 查得 Flim1=720Mpa Flim2=250Mpa 由表 11.9 查得 SF=1.5-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-由图 11.25 查得 YNI=YN2=1 由式（11.16）可得 F1=YNIFlim/SF=480Mpa F2=YNIFlim/SF=167M

12、Pa 故计算出 F1=173Mpa F1 F2=157MpaF2 齿根弯曲疲劳强度校核合格。7验算齿轮的圆周速度：V=d1n1/（601000）=0.57m/s 由表 11.21 可知，选 9 级精度合适 8几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图：以大齿轮为例，齿轮的直顶圆直径为：da2=d2+2ha=320mm，由于 200da2500 之间，所以 采用腹板式结构。齿轮零件工作图略。【V 带传动设计】1确定功率 Pc：查表 9.21 得 Ka（工作情况系数）=1.1 Pc=Ka p=4.4KW。2选取普通 V 带型号：根据 Pa=4.4Kw，n1=1440r/min，由图 9.13 选用 A 型普

13、通 V 带。3确定带轮基准直径：根据表 9.6 和图 9.13 选取：dd1=100mmdmin=90mm 大带轮基准直径为 dd2=(n1/n2)dd1=270mm，按表 9.3 选取标准直值dd2=265mm-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-实际 n2 转速 489.8r/min，误差相对率 2%，总误差5%允许。4验算带速 V：V=d1n1/（601000）=6.78m/s，带速在 5-25m/s 范围内。5确定带的基准长度 Ld 和实际中心距 a：初 定中 心 距a0=1200mm，则Ld0：Ld0=2a0+(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)/4a0=29

14、63.38mm 查表 9.4 取基准长度 Ld=2800mm 实际中心距 a 为 aa0+(ld-Ld0）/2=1118.31mm 中心距变动范围为 amin=a-0.015Ld=1076mm amax=a+0.03Ld=1202mm 6验算小带轮的包角：a1=180-57.3（dd2-dd1）/a=171120,合格。7确定 V 带根数 z：确定有关系数和参数 根据 dd1=90mm，n=1440r/min，查表 9.9，得 P0=1.07Kw 由表 9.18 查得 Ka=0.001275 根 据 传 动 比i=2.94，查 表9.19得Ki=1.1373，则 P0=Kbn(1-1/Ki)=

15、0.18Kw 由表 9.4 查得带长度修正系数 KL=1.11，由图 9.12 查得包角系数Ka=0.98 得 zPc/(P0+P0)KaKL=3.24，圆整得 z=4 8求单根 V 带初拉力：由表 9.6 查得 A 型普通 V 带的每米长质量 q=0.10Kg/m-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-得 F0=（500Pc/ZV）（2.5/Ka-1)+qv=46.78N.9计算带轮轴上所受的压力 F=2F0zsin(a1/2)=373.08N 10带轮结构设计略 11设计结果：选用 4 根 A2800 GB/T 13575.192 V 带，中心距 a=1118mm，小带轮直

16、径 90mm，大带 轮直径 265mm，轴上压力 F=373.08N【轴的设计计算】轴的设计 1选择轴的材料，确定许用应力：由已知条件可知此减速器传递的功率属于中小功率，对材料无特殊要求，故选用45 钢并经调质 处理。由表 16.1 查得强度极限B=637Mpa，再由表 16.3 查得许用弯曲应力-1b=60Mpa 2按钮转强度估算轴径（最小直径）查表 16.2 得 C=118107 得 dCp/n=（107118）3.48/480=20.722.8mm。考虑到轴的最小直径处要安装带轮，会有键槽存在，故需将估算直径加大 3%-5%，取为 21.32 23.94mm，由设计手册取标准直径 d=2

17、4mm 3轴的结构设计草图:-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-轴的结构草图 轴的设计：1选择轴的材料，确定许用应力：由已知条件可知此减速器传递的功率属于中小功率，对材料无特殊要求，故选用45 钢并经调质 处理。由表 16.1 查得强度极限B=637Mpa，再由表 16.3 查得许用弯曲应力-1b=60Mpa 2按钮转强度估算轴径（最小直径）查表 16.2 得 C=118107 得 dCp/n=（107118）3.31/137=30.934.1mm。考虑到轴的最小直径处要安装齿轮，会有键槽存在，故需将估算直径加大 3%-5%，取为 31.83 35.81mm，由设计手册取标

18、准直径 d=34mm 3轴的结构设计草图:-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-轴的结构草图 轴的设计：1选择轴的材料，确定许用应力：由已知条件可知此减速器传递的功率属于中小功率，对材料无特殊要求，故选用45 钢并经调质 处理。由表 16.1 查得强度极限B=637Mpa，再由表 16.3 查得许用弯曲应力-1b=60Mpa 2按钮转强度估算轴径（最小直径）查表 16.2 得 C=118107 得 dCp/n=（107118）3.01/35=47.2952.16mm。由设计手册取标准直径 d=50mm 3轴的结构设计草图略【键连接的选择】均选择 A 型平键。-WORD 格式-

19、可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-代号 轴径/mm 键宽/mm 键高/mm 键长/mm 轴键 24 8 7 50 轴键 34 10 8 56 轴键 34 10 8 36 轴键 45 14 9 50【滚动轴承的选择及计算】I 轴：1经强度校核，选择滚动轴承 6206 型 d=30mm D=62mm B=16mm 2公差等级选择：选普通级 PO 轴承。II 轴：1经强度校核，选择滚动轴承 6208 型 d=40mm D=80mm B=18mm 2公差等级选择：选普通级 PO 轴承。【箱体结构尺寸计算】1类型选择：选择一级铸铁圆柱齿轮减速器。2箱体主要结构尺寸：（mm）名 称 箱座壁厚 箱盖壁厚

20、1 箱盖凸缘厚度b1 尺 寸/mm 8 8 12 箱座凸缘厚度b 箱底凸缘厚度 地脚螺钉直径 地脚螺钉数目 n 轴承旁-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-b2 df 连接螺栓直径d1 12 20 16 4 12 盖与座连接螺栓直径 d2 连接螺栓 d2 的间距 l 轴承端盖螺钉直径 d3 检查孔盖螺钉直径 d4 定位销直径d 10 150 8 6 8 df、d1、d2 至外箱壁直径 C1 df、d2 至凸缘边缘距离 C2 轴承旁凸台半径 R1 凸台高度 h 外箱壁至轴承座端盖的距离l1 16 14 16 40 40 齿顶圆与内箱避间的距离1 齿轮端面与内箱避间的距离2 箱盖

21、、箱座肋厚m1、m2 轴承端盖外径D2 轴承旁连接螺栓距离S 12 12 6.8、6.8 102 125【减速器附件的选择】通气器：由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用 M181.5 油面指示器：选用游标尺 M16 起吊装置：采用箱盖吊耳、箱座吊耳 放油螺塞：选用外六角油塞及垫片 M161.5 -WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-【润滑与密封】一、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级周向速度为，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为 35mm。二、滚动轴承的润滑：由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。三、润滑油的选择：齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该

22、装置用于小型设备，选用 L-AN15 润滑油。四、密封方法的选取：选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为（F）B25-42-7-ACM，（F）B70-90-10-ACM。轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-零件工作图 1.图为轴的工作图示例，为了使图上表示的内容层次分明，便于辨认和查找，对于不同的内容应分别划区标注，例如在轴的主视图下方集中标注轴向尺寸和代表基准的符号。C2C2数 量材 料图 号比 例制 图校 核轴1:24565K6+0.004-0.015A758574K

23、6+0.004-0.01565K6+0.004-0.0156355+0.050+0.0344520107812330882705B0.025A-BC0.0050.015A-B0.0050.015A-B0.020A-BD66.5+0.2 020 0-0.05249+0.2 016 0-0.043技术要求1.未注圆角半径 1R2.调质处理HBS217255E-EEEC0.005 D其余12.51.61.61.61.61.61.66.36.33.23.243.22M6-6H 203.轴两端中心孔GB/T 4459.5-A4/8.5FFF-F152 -WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分

24、享-2.齿轮的轴向尺寸标注比较简单，对于小齿轮只有齿宽 b 和轮毂长度l 两个尺寸前者为自由尺寸，后者为轴系组件装配尺寸链中的一环。当齿轮尺寸较大时，为了减轻重量可采用盘形辐板结构如辐板用车削方法形成时，则标注凹部的深度，以便于加工时测量。对于用锻、铸方法形成的辐板，则宜直接标注辐板的厚度。对于轮缘厚度、辐板厚度、轮毂及辐板开孔等尺寸，为便于测量，均应进行圆整 为了保证齿轮加工的精度和有关参数的测量，标注尺寸时要考虑到基准面，并规定基准面的尺寸和形位公差齿轮的轴孔和端面既是工艺基准也是测量和安装的基准。为了保证安装质量和切齿精度，对端面与孔中心线的垂直度和端面跳动度均应有要求。齿轮的齿顶圆作为

25、测量基准时有两种情况：一是加工时用齿顶圆定位或找正，此时要控制齿顶圆的径向跳动；另一种情况是用齿顶圆定位检验齿厚或基节尺寸公差，此时要控制齿顶圆公差和径向跳动。图 6-3 为直齿轮零件工作图，图 6-4 为斜齿轮零件工作图，供学习参考。图 6-5 为锥齿轮零件工作图，供学习参考。图 6-6 为蜗轮零件工作图，供学习参考。图 6-7 为皮带轮零件工作图，供学习参考。-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-136数 量材 料图 号比 例制 图校 核齿轮1:24575200230 0-0.046247040+0.25 0616R104处两端3.21.未注倒角2.正火处理，齿面硬度17

26、0210HBS120.0215A0.012A1.66.36.3其余12.51.66.36.31.6均布螺旋角配对齿轮副中心距径向变位系数齿 轮 参 数模数全齿高压力角齿数2250.03A02.55.6252090mZhxa0齿厚跨齿数110-0.0540.063AWk图号齿数30Z1齿轮技术要求0.01343.3+0.2 0C2C2 -WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-数 量材 料图 号比 例制 图校 核齿轮1:445其余12.5螺旋角配对齿轮副中心距旋向齿 轮 参 数模数全齿高压力角齿数1036.7520105mZ2ha右旋齿厚跨齿数120-0.054Wk图号齿数25Z1

27、齿轮325.86 0-0.14319.862908050+0.025 05570206-25均布18016 0-0.04354.3+0.2 00.02 A0.06 A0.04 AA6.36.3两端3.2C21.64处R101.60.0131.未注倒角2.正火处理，齿面硬度170210HBS技术要求n 1.60.5450.80.10.8A50.64630 0-0.5R315+0.105+0.05AR338274132.59.180.525 0-0.2R6SR410.05 抛光 技术要求1.渗碳层深度 0.61.0，淬火、回火后 表面硬度 5864HRC 心部硬度 3348HRC2.齿轮锻件毛坯不

28、得有夹渣、裂纹、疏松、等锻造缺陷3.齿轮精度，级8-Dc GB11365-896.3其余直 齿 锥 齿 轮 参 数安装距分度圆上弦齿厚齿面粗糙度相邻周节差旋转齿侧间隙齿根圆弧半径周节累积公差齿圈径向跳动公差分度圆上弦齿高标准压力角径向变位系数分度圆直径 D分度圆上端面模数齿数齿顶高全齿高轴交角分锥距410.057.884(理论值)1.270.150.100.200.0950.0250.0654.71941.6+0.22643.7507.8704.4904.375223040.701090数 量材 料图 号比 例制 图校 核锥齿轮2:120Cr -WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料

29、分享-技术要求1、未注形位公差应符合GB/T1184-K的要求。2、未注尺寸公差应符合GB/T1804-m的要求。3、未注倒角均为0.845。4、尖角倒钝。端面模数齿数齿形角蜗杆型式分度圆直径齿顶高系数导程角右旋精度等级配对公差组蜗轮周节极限偏差39检验项8 C(GB10089-1988)图号蜗轮齿形公差齿长齿高传动轴交角极限偏差mz1d2h*a2阿基米德（ZA）z2Frff2ffx3.15120122.85154160.0500.0140.0190.030135 0-0.25131 0-0.25321.6R18R23.23.21.6800.0656+0.10 0904-9变位系数齿数螺旋方向

30、蜗轮齿圈径向跳动公差fpt0.020齿厚下偏差上偏差x2Ess2Esi20.260-0.110R2数 量材 料图 号比 例制 图校 核锥齿轮2:120CrR15蜗杆目代号公差（或极限偏差）值-WORD 格式-可编辑-专业资料-完整版学习资料分享-真正学到了东西。这次的设计存在许多不完善的地方，如果在以后需要设计类似的机械，我相信，我能设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的设备。这次关于带式运输机上的两级圆锥圆柱齿轮减速器的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们机械设计的综合素质大有用处。通过两个星期的设计实践，使我对机械设计有了更多的了解和认识.为我们以后的工作打下了坚实的基础.机械设计是机械工业的基础,是一门综合性相当强的技术课程，它融机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、互换性与技术测量、工程材料、机械设计（机械设计基础）课程设计等于一体。这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想、训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际反应和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。本次设计得到了指导老师的细心帮助和支持。衷心的感谢老师的指导和帮助。