設(shè)計(jì)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)傳動(dòng)裝置

1、目錄一課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2二 設(shè)計(jì)要求 2三設(shè)計(jì)過程 21. 確定傳動(dòng)方案 22. 選擇電動(dòng)機(jī) 33. 運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算 44. 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 65. 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 86 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 187. 軸的初步設(shè)計(jì)計(jì)算 198. 軸承的壽命計(jì)算 209. 選用鍵并校核 10. 減速器附件的選擇 11. 潤滑和密封 12. 心得體會 四 參考資料和書籍 20課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)傳動(dòng)裝置 原始數(shù)據(jù)輸出軸功率p/kW輸出軸轉(zhuǎn)速n/( r/ min)3.2110工作示意圖:1.電動(dòng)機(jī)；2.V帶傳動(dòng)；3.鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)；4.錐齒輪減速器二 設(shè)計(jì)要求：1. 設(shè)計(jì)說明書1

2、份；2. 減速器轉(zhuǎn)配圖1張(A0或A1)；3. 零件工作圖13張。設(shè)計(jì)過程結(jié)果設(shè)計(jì)過程一確定傳動(dòng)方案1）外傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為V帶傳動(dòng)2）減速器為錐齒輪減速器。3）方案簡圖如下圖：1.電動(dòng)機(jī)；2.V帶傳動(dòng)；3.鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)；4.錐齒輪減速器4）該方案的優(yōu)缺點(diǎn)：該工作機(jī)有輕微振動(dòng)，由于V帶有緩沖吸振能力，采用V帶傳動(dòng)能減小振動(dòng)帶來的影響，并且該工作機(jī)屬于 小功率、載荷變化不大，可以采用 V帶這種簡單的結(jié)構(gòu)，并且價(jià) 格便宜，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，大幅降低了成本。減速器部分錐齒輪減 速，這是錐減速器中應(yīng)用最廣泛的一種。原動(dòng)機(jī)部分為丫系列三相交流 異步電動(dòng)機(jī)?？傮w來講，該傳動(dòng)方案滿足工作機(jī)的性能要 求，適應(yīng)工作條件、工作

3、可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成 本低傳動(dòng)效率高。計(jì)算及說明結(jié)果二選擇電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置總效率3312 3 40.96 0.990.97 0.970.851 0.96帶傳動(dòng)效率2 0.99滾動(dòng)軸承效率3 0.97圓錐齒輪傳動(dòng)效率60.97鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)效率工作機(jī)輸入功率：Pw 3.2kw電動(dòng)機(jī)所需要功率：Pd Pwkw -.kw 3.76a0.85確定電動(dòng)機(jī)的型號：運(yùn)輸帶鼓輪的工作轉(zhuǎn)速為：g110r /min按課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書附表 8.1查得圓錐傳動(dòng)比一般范圍為： ia 6 20,故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：na ia n (620) 110r/min 660 2200r/min 根據(jù)功率PedPd,且轉(zhuǎn)速滿足：6

4、60 nd 2200r/min選電動(dòng)機(jī)型號為：Y112M4參數(shù)：額定功率為：P 4kw電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 nm 1440r / min電動(dòng)機(jī)軸伸出直徑D 38 m m,電動(dòng)機(jī)收伸出長度L 80mm計(jì)算及說明結(jié)果三運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算：1總傳動(dòng)比及其分配總傳動(dòng)比 ia nm/ng 1440/110132分配減速器的各級傳動(dòng)比直齒輪圓柱斜齒輪傳動(dòng)比:帶傳動(dòng)比：i13.5錐齒輪傳動(dòng)比：i2 2.42鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)傳送比：i3 1.553. 計(jì)算減速器各軸轉(zhuǎn)速：ni nm 1440/3.5 411r / minrh nz /2.8 411/2.42 170r/minn皿 nn /3.8 170/1.55 110

5、r/minn鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)n皿110r/min4. 減速器各軸功率計(jì)算：Pi pd 1 2 3.76 0.96 3.6kwpn pn 2 3 3.6 0.99 0.99 3.52kwpmpn 2 4 3.52 0.99 0.97 0.97 3.2kwp鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)p皿 3.2 kw5. 減速器各軸功率轉(zhuǎn)速.轉(zhuǎn)矩列表：軸號功率p(kw)轉(zhuǎn)速 n(r/mi n)轉(zhuǎn)矩T (N/m )電動(dòng)機(jī)軸3.76144024.9I軸3.641166.9h軸3.52170114.3川軸3.2110206.2鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)3.2110206.2四帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)1確定V帶型號和帶輪直徑:工作情況系數(shù)KA :由表11.5確定（載荷輕

6、微震動(dòng)，雙班制）計(jì)算功率 Pc kA Pd 1.2 3.714 4.46kw選帶型號：由圖11.15（小帶輪轉(zhuǎn)速，Pc） 小帶輪直徑：由表11.6, Dmin=75mm（A型）kA 1.2大帶輪直徑：m nm帶根數(shù):由表 11.8, P01.18kw;由表 11.7，ka 0.95;由表 11.12，kl 0.99；由表 11.10, p00.11kwPc z(P0P0)kakl4.46Pc 4.46 kw(1.18 0.11) 0.95 0.993.68,取 z 4計(jì)算及說明結(jié)果F。500 Pc(2.5vzkaka)2qvA型取。1112mm5.求軸上載荷張緊力:由表 11.4，q 0.10

7、kg /m,則4.462.5 0.95500 ()0.10 5.63162.13N5.63 40.95軸上載荷：a160 15Fq 2zF0sin 12 4 162.13 sin1277.63N2 2帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)略此帶為普通v帶B ( z 1) e 2 f 65mm五.直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算：由題可知，小齒輪選用40Cr調(diào)制處理，硬度為240280HB,取平 均硬度260HB；大齒輪選用45號鋼，調(diào)制處理，硬度為230HB。 齒面接軸疲勞強(qiáng)度計(jì)算：F0162.13N齒數(shù)z和精度等級：取z1 24, z2 iz1 2.8 24 67.2,取68 估計(jì)V嗎 4m/s,由表12.6,選8級精度。

8、使用壽命KA,由表12.9,取KA 1.25動(dòng)載系數(shù)Kv,由表12.9,取Kv 1.18Fq 1277.63 N齒間載荷分配系數(shù)KHa,由表12.10,估計(jì)KAFtZ 100N /mmbcos 1uu212.82.82 10.94d14.7 KT1ZeZhZ2R (10.5 R)U107.54mmZ|24, z268選用8級精度KA 1.25Kv 1.18計(jì)算及說明結(jié)果驗(yàn)算圓周速度及KaFt/bd m1(1 0.5 R)d91.41mmvmd m1n1601.84m/s1000（與估計(jì)值相近）Ft2Tid m11921NKaRrRd1R 2 sind11 cos2 147.3mm50.8N /

9、mm100N/mm （與原估計(jì)值相符）確定傳動(dòng)主要尺寸pl大端模數(shù) m, m4.49mm,由表 12.3,取m 4.5mmZ1實(shí)際大端分度圓直徑d, d1 mz-i 108mmd2 m乙 306mmm 4.5mmd1108mmd2306mmR 162.25mmb 49mm錐距R, R齒寬b, brR 0.3 162.25 48.68mm 取 b49mm齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算:YFa12.73yFa22.15Ysa11.64YSa22.07Y0.68計(jì)算及說明結(jié)果齒形系數(shù) YFa,由圖 12.30, FFa1 2.73, FFa22.15應(yīng)力修正系數(shù) YSa,由圖 12.31, YSa1 1.64

10、,YSa2 2.07重合系數(shù) Y , y 0.25075 0.68aV齒間載荷分配系數(shù)KFa,由表12.10KAFt /b 100N /mmFa1.47載荷系數(shù) K, KKAKVKFaK3.90彎曲疲勞極限 Flim,由圖12.23c, Flim1 600MpaF lim 2 57Mpa彎曲最小安全系數(shù) SFmin,由表12.14, SFmin 1.25 彎曲壽命系數(shù) Yn,由題意，YN1 YN2 1.0KFa 1.47尺寸系數(shù)YX，由圖12.25，Yx 1.0許用彎曲應(yīng)力 f :計(jì)算及說明結(jié)果Flim1YN1YxF1SFmib600 1.0 1.01.25480MpaF2570 1.0 1.

11、01.25456MpaK 3.90F lim 1 600MpaF lim 2 570MpaSF min 1 25驗(yàn)算YN1YN21.0F14.7KT1YFa1Sa1YR 10.5 R 2z：m3 . u214.7 3.90 87790 2.73 1.64 0.68223 丿 20.31 0.5 0.3244.52.81144.84MpaF1F2YFa2YSa2F1Sa12.15 2.07144.84 144.0Mpa2.73 1.64F2Yx 1.0六.斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算:F1 480MpaF2 456MpaF1 144.84MpaF2 144.0MpaT1236.068N/m選擇齒輪

12、材料，小齒輪 40Cr,調(diào)制，硬度260HB，大齒輪45號鋼，調(diào)制，硬度240HB.齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算:1 .初步計(jì)算3.39137.14236068N/mmP轉(zhuǎn)矩 T1，T 9.55 1069.55 106齒寬系數(shù)d,查表佗13,可取d 1.0Ad值，由表佗16,估計(jì) 10 ,取Ad 81 初步計(jì)算的許用接觸應(yīng) 力H:由圖12.17cH lim 1710Mpa, h lim 2580Mpa,h 1.9 h lim 1639MpaH 2.9 h lim 2 522Mpa初步計(jì)算的小齒輪直徑d1d1T12A3. d H813 236068 3.38 1 1 52223.3884.3,取 d18

13、5mm初步齒寬b,bdd185,取 b 85mm2.校核計(jì)算圓周速度 v,v 0.61m/s60 1000 齒數(shù)乙模數(shù)m和螺旋角取 Z128,Z2 iz194.6 95d 85mt一 3.04,由表 12.3,取 mn 3mm乙 28arccosm arccos匚 9.30 （和估計(jì)值接近） m3.04使用系數(shù)KA:由表12.9, KA 1.25動(dòng)載系數(shù)Kv:由表佗9, Ka 1.1齒間載荷分配系數(shù)KHa :由表12.10,先求Ft2T1d12 236068855555NKaRb1.25 54908580.7N/mm 100N / mmtan1.4611a1.88 3.2cosZ21.71表

14、12.8,表 12.8,bsi nmna1.71 1.46 3.17計(jì)算及說明結(jié)果表 12.8,20.24t arctantan n arctan tan20coscos9.30表 12.8, cos b cos cos n /cos t 0.99 由此得 KHa a/ COS b 1.75齒向分布載荷系數(shù)Kh，由表12.112b323Kh AB C 10 3b 1.17 0.16 120.61 10 3 85 1.38d1載荷系數(shù) KKaKyKhrKh 1.25 1.1 1.75 1.38 3.32彈性系數(shù)Ze, Ze 重合度系數(shù)Z，由式12.31,-(1)3189.8Mpa;節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)：

15、由圖12.16, Zh2.37因 1,丄丄N V1.711,故0.76旋轉(zhuǎn)角系數(shù)Z , Z接觸最小安全系數(shù)SHmin，由表12. 14, SHmin 接觸壽命系數(shù)Zn,由圖12.18, Zn1 1.13,Zn2H lim1ZN1764MpaSH mincos cos9.30許用接觸應(yīng)力 H， H10.991.051.18H lim 2ZN 2H2652MpaSH min驗(yàn)算:HZeZhZZ189.82.37 0.76 0.99，2KT1 u 1,bd-|2u2一3.61一23606885 8523.38 13.38642Mpa853.38 13.確定傳動(dòng)主要尺寸中心距a, a 士一12186.

16、15mm實(shí)際分度圓直徑d1,因中心距未作圓整,2ad185,d2 id1 287.3mmi 1齒寬 b,bdd1 85mm故 分度圓直徑不會改變,即:齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算:齒形系數(shù)YFa,Z/1Z13COS283cos 9.3029.1398.84 cos由圖 12.21, Yf31 2.55,Yf92應(yīng)力修正系數(shù)Ysa,由圖12.22:Ysa1 1.62,YSa2重合度系數(shù)Y :ZV2Fa12.181.75aV 1.88 3.2cos 1.71ZV1ZV20 75Y 0.250.69aV螺旋角系數(shù)Y : Y min0.250.75（當(dāng)1 時(shí)，按1 算）計(jì)算及說明結(jié)果minY 10.92120

17、齒間載荷分配系數(shù)KFa，由表12.10注3,Y1.7丁 爲(wèi)27前已求得 KFa1.75 ,故KFa 1.75齒向載荷分布系數(shù)：由 圖12.14b/h 85/(2.25 3) 12.63.25Kfb 1.35載荷系數(shù) K: KKAKVKFaKF1.25 1.1 1.75 1.35許用彎曲應(yīng)力：彎曲壽命系數(shù)Yn:由圖12.24, Yn10.95, Yn2 0.97尺寸系數(shù)Yx:由圖12.25,Yx1.0彎曲疲勞極限 Flim ；由圖12.23C, Flim1 彎曲最小安全系數(shù)SFmin :由表12.14, 許用彎曲應(yīng)力fF lim 1 Yn1YxF1SF minFlim 2YN2YXF2600Mp

18、a, FlimSF min 1 .25450MpaSF min驗(yàn)算：600 0.95 1.0450 0.97 1.01.25456Mpa349.2Mpa2KT1F1 bd1 mn2 3.25 23606885 85 3YFa2Ysa2F2 F1Y YFa1 T Sa1YFalYsalYY2.55 1.62 0.690.92 186MpaF11862.18 1.752.55 1.62172Mpa F2七.軸的初步設(shè)計(jì)計(jì)算:選取軸的材料及熱處理：選取45號鋼，調(diào)制處理按許用 切應(yīng)力估算軸的最小直徑:d minC3* n由表162取C 112I 軸：d1min 112 3如糾6,取認(rèn) 30mmU軸：

19、d2min 1123 39 32.62，取 d2min40mm137.14計(jì)算及說明結(jié)果j 3 26川軸：d3min 112 寸 48.33mm,取d3min 50mm中 40.57初選聯(lián)軸器和軸承：1.聯(lián)軸器選擇減速器輸出軸與工作機(jī)輸入軸采用彈性注銷聯(lián)軸器，其型號為:ZC50 107HL5 JB56 107主要參數(shù)尺寸如下：公稱扭矩：Tn 2000N / m許用轉(zhuǎn)速：n 3550r/min2軸承的選擇I軸選擇圓錐滾子軸承30207U軸選擇圓錐滾子軸承30209川軸選擇圓錐滾子軸承30211（軸I）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.擬定軸上零件的裝配方案下圖為I軸上的裝配方案軸的材料選用45號鋼，調(diào)制處理，b

20、650Mpa, s 360Mpa根據(jù)軸的初步設(shè)計(jì)：計(jì)算及說明結(jié)果2軸的長度的確定A由帶輪的大帶輪決定我們由前面的帶傳動(dòng)帶 輪寬為65mm為鍵槽預(yù)留一定長度我們可確定d1 31mm,l1 70mmB. 由軸承決定前面選取的軸承30207,可確定d3 35mm,l3 16mm(一般為利于固定13比B小1mm)C. 由經(jīng)驗(yàn)公式算軸肩高度：h40.07 35 (12)(3.5 4.5)mm,取軸肩高為 5mm,確定 d443由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)要求可得1l4 2d3 2 一13 54m m 取 l4 60.2D. 根據(jù)軸承安裝方便的要 求，取d2.d5均比d3小1mm,得d2 33mm，d5 34mm根

21、據(jù)安裝軸承旁螺栓的 要求，取l220mm根據(jù)齒輪與內(nèi)壁的距離 要求，取15 16mmE根據(jù)齒輪孔的軸徑和長度，確定d6 32mm, b 53mm則：計(jì)算及說明結(jié)果14話iri1S1rz LI 、(L37確定軸上各力作用點(diǎn)及支點(diǎn)跨距由于選定的是深溝球軸承，其負(fù)荷中心在軸向?qū)挾鹊闹悬c(diǎn)位置,（n軸）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：軸的材料選用：45號鋼，調(diào)制處理B 650Mpa, S 360Mpa一做出軸的初步設(shè)計(jì)：1.由軸承30209可知，還要預(yù)留9mm的擋油板，當(dāng)然軸應(yīng)當(dāng) 小1mm,但是 打圓錐齒輪會占2mm,所以還是取1129, d145.2由齒輪的厚度為56mm,軸應(yīng)小2mm,所以取1254,又考慮到h到12

22、的過渡,取 d247mm.33長度適量取30mm，而軸肩應(yīng)大于8mm,我們就取d3 54.4. 由小齒輪的厚度85mm，決定，我們就取l4 83mm,取d4 d2 47mm.5由圓錐滾子軸承30211的厚度決定，再加上擋 油板厚度10mm,和大齒輪 多出的 2mm,取l531mm.,d545mm.可以得到下圖（二）軸的數(shù)學(xué)計(jì)算部分：計(jì)算及說明結(jié)果L1=46.5m m. L2=98.5m m,L 3=63mm軸的受力分析：軸上的功率 P23.39Kw,n2137.14r/min,T2236.07N/m求作用齒輪上的力：大圓錐齒輪的圓周力Ft! 2T2/dmdm (1 0.5 R)d (1 0.5

23、 0.3) 280Ft! 2T2.1000/dm 1983.8N1軸向力 Fa1 Fitan .sin 21983.8 tan201 cos2U2.82 14.238N1徑向力 Fr1 Ft1 tan .cos 2 1983.8 tan20 cos 二V2.82 1242.85 N小圓柱齒輪的圓周力：Ft2 2T21000/d12 236.07 1000/85 5554.6NFa2 Ft2tan5554.6 tan9.30 909.7N計(jì)算及說明結(jié)果|2048.7 NFr2 Ft2tan /cos 5554.6 tan20/cos9.30求支反力：水平面上：85306RH1Fr1 (L2 L3

24、) Fr2 L3 Fa2Fal 一？L1L2L3242.97 N&2仏Rh2 1562.9N垂直面上：L2) Fr1 L1匚 85匚 306卜a2 卜a1L1 L2 L3Rv1JL1L3)Ft2L33222.7 NRv2Ft 2 (L2L1)F t1 L1L1 L2L34315.7 N根據(jù)受力圖畫出剪力圖和彎矩圖:豎直方向受力圖:剪力圖:計(jì)算及說明結(jié)果Mv :剪力圖:剪力和:M 合:由上圖可知應(yīng)力最大處的位置，校核此處即可由于扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取0.6因此軸的計(jì)算應(yīng)力：結(jié)果計(jì)算及說明(T)2,其中O.ldi354Mpa1 75Mpa,2132(0.6 236.07)20.1 47許用

25、應(yīng)力值由表16.3查得,因此另外小齒輪的兩個(gè)端面處較危險(xiǎn)，左端按軸頸d=45mm右彎曲組合按取大處計(jì)算，則有：/M :T 2157Mpai0.1d3軸川的設(shè)計(jì)：1. 11的尺寸有聯(lián)軸器確定，我們留出30mm的余量，則可取1仁80mm,d1由聯(lián)軸器內(nèi)的內(nèi)徑確定取 d仁50mm。2. 12的尺寸由擋油板寬度，軸承寬度和軸承端蓋的寬的確定，擋油板8mm,軸承寬度為21mm,端蓋24mm,在這之上加上 2mm,l2-55mm,d2由軸承確疋為 55mm.3. 13的尺寸由2軸的尺寸確定讓它們軸承之間的尺寸相減得到，I3=85.5mm,d3應(yīng)高出I2,58mm,我們?nèi)3=62.4. I4由大齒輪的寬度

26、決定，大齒輪的寬度應(yīng)小于小齒輪6mm,所以大齒輪寬度為78mm,我們?nèi)4=77,d4應(yīng)咼與軸承15 ,2mm.所以d4=57mm5. I5由軸承的寬度 21,和擋油板12.5mm,再加齒輪的余量 1mm,I5=34.5mm,d5由軸承的內(nèi)徑?jīng)Q定 d5=55mm.計(jì)算及說明結(jié)果八軸承的壽命計(jì)算（以n軸軸承30209為例）30209的主要性能參數(shù)如下：（可查閱相關(guān)手冊）基本額定動(dòng)載荷：Cr 67.9KN基本額定靜載荷：C0r 83.6KN極限轉(zhuǎn)速：N 04500r / min（脂潤滑）N05600r/min（油潤滑）軸承面對面安裝，由于前面求出支反力，則軸承受力為：Fr1;rH1R242.9723222.723231.8NFr2. RH2R：21562.924315.724590NFa1 4.238NFa2 909.7N由于 Fa2/Cr 909.7/（83.6 1000）0.0109N由表 18.7 得：e=0.4Fa2/Fr2 909.7/45900.198 e;X 1,Y0當(dāng)量動(dòng)載荷P為：（由表18.8，取fp 1.1）P1f p X1Fr1Y1Fa1f p F r13554.98NP2 fpFr2 5049N軸承壽命