機械課程設(shè)計(錐齒輪2-A)

1、機械設(shè)計課程設(shè)計說明書設(shè)計題目 鏈板式輸送機傳動裝置 航天學(xué)院2301班設(shè) 計 者： 蔡玉鵬學(xué) 號：2010300532指導(dǎo)教師： 張永紅2013-7-11 目 錄課程設(shè)計題目 第一部分 傳動方案擬定第二部分 電動機的選擇第三部分 計算總傳動比及分配各級的傳動比第四部分 運動參數(shù)及動力參數(shù)計算第五部分 傳動零件的設(shè)計計算第六部分 軸的設(shè)計計算第七部分 深溝球軸承的選擇及校核計算第八部分 鍵聯(lián)接的選擇及校核計算第九部分 聯(lián)軸器的選擇第十部分 潤滑及密封第十一部分 箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和選擇設(shè)計小結(jié)參考資料課程設(shè)計題目：設(shè)計帶式運輸機傳動裝置（簡圖如下）原始數(shù)據(jù)：輸送鏈的牽引力F/kN1運輸機鏈速

2、V/(m/s)0.9傳送鏈鏈輪的節(jié)圓直徑d/mm105工作條件：使用年限10年，每年300個工作日，每日工作16個小時。鏈板式傳動機的傳動效率為0.95。傳送機運轉(zhuǎn)方向不變，工作時有輕微振動。計算與說明主要結(jié)果第一部分 傳動方案擬定傳動方案（已給定）1） 外傳動為V帶傳動。2） 減速器為一級展開式圓錐齒輪減速器。3） 方案簡圖如下：第二部分 電動機的選擇1、電動機類型的選擇： Y系列三相異步電動機2、電動機功率選擇：1、工作機所需功率：2、傳動總效率：所需電動機的功率電動機額定功率3、確定電動機轉(zhuǎn)速：計算鼓輪工作轉(zhuǎn)速：按手冊推薦的傳動比合理范圍，取圓錐齒輪傳動一級減速器傳動比范圍=23。取V帶

3、傳動比=24，則總傳動比理時范圍為i=412。符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1000和1500r/min。綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，可見轉(zhuǎn)速1500r/min比較適合，則選n=1500r/min 。4、確定電動機型號根據(jù)以上選用的電動機類型，由理論需求電機功率：及同步轉(zhuǎn)速，選定電動機型號為Y90L-4。其主要性能：額定功率：1.5KW，滿載轉(zhuǎn)速1400r/min。第三部分 計算總傳動比及分配各級的傳動比1、總傳動比：2、分配各構(gòu)件傳動比：3、初定減速器內(nèi)的傳動比，則帶傳動的傳比就為第四部分 運動參數(shù)及動力參數(shù)計算1、各軸轉(zhuǎn)速：電動機轉(zhuǎn)速小錐齒輪軸轉(zhuǎn)速

4、大錐齒輪轉(zhuǎn)速鏈輪軸轉(zhuǎn)速2、各軸功率：3、各軸轉(zhuǎn)矩：電動機軸：軸1：軸2：軸3：4、參數(shù)匯總參 數(shù)轉(zhuǎn)速（r/min）功率（kW）轉(zhuǎn)矩（）軸491.111.4428.00軸163.701.3779.86軸163.701.3377.48第五部分 傳動零件的設(shè)計計算1. 皮帶輪傳動的設(shè)計計算（1） 選擇普通V帶截型由機械設(shè)計課本表6-6得：工況系數(shù)kA=1.3所以由圖6-10選擇z型v帶（2） 確定帶輪基準直徑，并驗算帶速選取軸的實際轉(zhuǎn)速驗證帶的速度：介于之間，合適。（3） 確定帶長和中心矩按設(shè)計要求取查表6-2取實際軸間距安裝時所需最小軸間距離張緊或補償伸長所需最大軸間距離(4) 驗算小帶輪包角包角

5、包角合適。(5)確定帶的根數(shù)由 ， 得 ，則可以選取 (6)計算軸壓力單根v帶的初拉力：壓軸力：小輪基準直徑小輪外徑帶輪寬 大輪基準直徑大輪外徑2齒輪傳動的設(shè)計計算1、選定精度等級，材料熱處理方式，齒數(shù)初定：1）本運輸機工作速度、功率都不高，選用7級精度；2）選擇小齒輪材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度，3）大齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為4）選取小齒輪齒數(shù)Z1=20，初步確定傳動比為i2=3則大齒輪齒數(shù)Z2= i2 Z1=3×20=605）此時傳動比2、按齒面接觸疲勞強度計算：錐齒輪以大端面參數(shù)為標準值，取齒寬中點處的當(dāng)量齒輪作為強度計算依據(jù)進行計算。由公式 1) 初擬載荷系數(shù)，取

6、齒寬系數(shù)計算節(jié)錐角2) 按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強度極限為：應(yīng)以大齒輪材料所決定的許用接觸應(yīng)力為準,對45號鋼,取,大齒輪：3) 接觸疲勞強度壽命系數(shù)取安全系數(shù),計算接觸疲勞的壽命系數(shù),式中,因,故4)計算接觸疲勞許用應(yīng)力許用接觸應(yīng)力5）按齒面接觸強度設(shè)計傳動區(qū)域系數(shù)彈性影響系數(shù)由式8-11得小齒輪分度圓直徑：齒輪模數(shù) 3、按齒根彎曲疲勞強度計算：兩齒輪的當(dāng)量齒數(shù)查6-5表 得 , 對小齒輪取,對大齒輪仍用接觸強度時的數(shù)據(jù),取,按線性插值得彎曲疲勞極限分別為許用應(yīng)力 較大，故選其校驗 4、確定模數(shù) 綜上 , 根據(jù)標準模數(shù)表取5、齒輪參數(shù)計算：由齒數(shù)求分度圓直徑錐距R，由齒寬圓整取 6、齒輪

7、參數(shù)匯總：名 稱代 號小錐齒輪大錐齒輪齒數(shù)Z2060模數(shù)M3mm分錐角分度圓直徑d（mm）60180齒頂高h(mm)a3齒根高hf(mm)3.6齒頂圓直徑da(mm)65.6921181.8974齒根圓直徑df(mm)53.1695177.7232錐距R(mm)94.8683頂隙c(mm)0.6分度圓齒厚S(mm)4.712當(dāng)量齒數(shù)ZV21.08189.74齒寬(mm)28齒寬系數(shù)R0.3平均分度圓直徑（mm）51153第六部分 軸的設(shè)計計算輸入軸的設(shè)計計算1、按照扭轉(zhuǎn)強度初定直徑選用45號鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理，取 估算最小軸徑：考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則考慮到鍵槽對軸強度的削弱以及帶

8、輪對小軸有較大的拉力，我們選擇小軸最小徑。2、輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ( 1 )軸上零件的定位，固定和裝配 1 2 3 4 5 6 ( 2 )確定軸各段直徑和長度段: d1=20mm 長度取L1=60mm鍵長 50mm b=h=6mm段: d2=25mm 長度取L2=30mm段: d3=30mm長度取L3=15mm用來和軸承進行過度配合，初選用30206型圓錐滾子軸承。段： d4=28mm長度為L4=42mm段： d5=30mm長度為L5=26mm用來和軸承進行過度配合，初選用30206型圓錐滾子軸承。段：齒輪部分( 3 )軸強度校核齒輪之間的力：對小錐齒輪受力分析：Ft1=2T1/dm1=2*28

9、.002/51=1.098KN（外）Fa1=Ft1*tan20*sin18.4349=0.126KN（左）Fr1=Ft1*tan20*cos18.4349=0.379KN（下）帶輪處：（下）對輸入軸進行受力分析得軸承1 ：Fr1=1.144KN（上） Ft1=1.029KN（外）軸承2：Fr=0.206KN（下） Ft2=2.127KN（里）軸承3位置為危險截面這里只校核危險截面3的強度。軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取折合系數(shù)首先計算截面3的抗彎截面系數(shù)W軸的計算應(yīng)力該軸材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得其許用應(yīng)力因此，故滿足要求。輸出軸的設(shè)計計算1、按照扭轉(zhuǎn)強度初定直徑選用45號鋼最

10、為軸的材料考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則考慮到聯(lián)軸器的尺寸，我們選大軸最小徑2、輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ( 1 )軸上零件的定位，固定和裝配 1 2 3 4 5 6( 2 )確定軸各段直徑和長度段: d1=28mm、長度取L1=60mm，與聯(lián)軸器相連。段: d2=32mm 長度取L2=31mm。段: d3=33mm長度取L3=35mm用來和軸承進行過度配合，初選用30207型圓錐滾子軸承。段：d4=40mm長度為L4=82mm，定位。段：d5=36mm長度為L5=43mm，與大齒輪配合。VI段：d6=35mm長度為L6=31mm，和軸承進行過度配合,初選用30207型圓錐滾子軸承。( 3 )軸強度校

11、核齒輪之間的力：Fa2=0.379KNFr2=0.126KNFt2=Ft1=1.098KN大齒輪上的動力參數(shù)：P2=1.382832kw 轉(zhuǎn)速 n2=163.7025r/min T2=80.6710Nm危險面2處的彎矩：由于軸單向轉(zhuǎn)動，扭矩可以認為按脈動循環(huán)變化，故取折合系數(shù)前已選定軸的材料為45號鋼，正火處理，查得，因此，故滿足要求。第七部分 圓錐滾子軸承的選擇及校核計算根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計壽命L=10×300×16=48000h由于軸承會受到較大的軸向力，故選擇深溝球軸承1、對于從動軸，選擇30207軸承，由受力分析知：， 而查表知 基本額定動載荷 故查表得，,則當(dāng)量

12、動載荷, 載荷系數(shù)，因,所以按軸承1的受力大小驗算而使用期限，故，滿足要求。2、對于主動軸，選擇30206軸承，由受力分析知：， 而查表知 基本額定動載荷,故查表得，,則當(dāng)量動載荷,載荷系數(shù)，且，則而使用期限，故，滿足要求。第八部分 鍵聯(lián)接的選擇及校核計算（1）帶輪與輸入軸所用鍵的校核軸徑，軸長選用A型平鍵，通過查表得到輪轂的材料是鑄鐵，鍵和軸的材料是45號鋼，選用較小的材料做為計算，即，滿足要求。（2）輸出軸和齒輪連接采用的鍵的校核軸徑，軸長采用A型平鍵連接。通過查表得到軸和齒輪的材料都是45號鋼，所以抗壓需用應(yīng)力是：，滿足要求。（3）輸出軸和聯(lián)軸器連接采用的鍵的校核軸徑，軸長采用A型平鍵連

13、接。通過查表得到輪轂的材料是鑄鐵，鍵和軸的材料是45號鋼，選用較小的材料做為計算，即，滿足強度要求。第九部分 聯(lián)軸器的選擇減速器的輸出軸與工作機之間用聯(lián)軸器連接，由于軸的轉(zhuǎn)速較低，傳遞轉(zhuǎn)矩較大，綜合考慮選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，聯(lián)軸器上的扭矩為80.6710Nm，選用型號為LT5。第十部分 潤滑及密封齒輪的潤滑采用浸油潤滑，由于低速級周向速度為1.54m/s，為錐齒輪傳動，浸油高度應(yīng)沒過大錐齒輪齒寬，至少應(yīng)沒過1/2齒寬，齒頂距箱底至少30mm,這里為設(shè)計為45mm。選用CKC150潤滑油。軸承的潤滑由于浸油齒輪的圓周速度，齒輪不能有效的把油飛濺到箱壁上，因此選用脂潤滑方式。脂潤滑具有形成潤滑膜強

14、度高，不容易流失，容易密封，一次加脂可以維持相當(dāng)長一段時間，也有利于傳動裝置的維護。選用ZL-2號通用鋰基潤滑脂（GB 7324-1994） 。密封 端蓋與軸間的密封軸承用軸承蓋緊固，已知軸承用脂潤滑，且軸的最高圓周速度不超過2m/s，屬于低速范疇，因此這里可以使用氈圈油封。氈圈油封結(jié)構(gòu)簡單，摩擦較大，易損耗，應(yīng)注意及時更換。第十一部分 箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和選擇減速器附件的選擇起吊裝置：采用箱蓋吊環(huán)螺釘、箱座吊耳通氣器：由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過濾），采用M12×1.25油面指示器：選用油尺M12放油螺塞：選用外六角油塞及墊片M14×1.5箱體及其附件參數(shù)名 稱尺

15、寸（mm）箱 座 壁 厚8箱 蓋 壁 厚8箱蓋凸緣厚度12箱座凸緣厚度12箱座底凸緣厚度20地腳螺釘直徑12地腳螺釘數(shù)目4(個)小錐齒輪軸軸承旁連接螺栓直徑10大錐齒輪軸軸承旁連接螺栓直徑10蓋與座連接螺栓直徑8軸承端蓋螺釘直徑M8M6視孔蓋螺釘直徑M6定位銷直徑6凸臺高度39大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離10箱蓋，箱座肋厚6.8主動端軸承端蓋外徑92被動端軸承端蓋外徑112箱體的附件包括窺視孔及窺視孔蓋、通氣器、軸承蓋、定位銷、啟箱螺釘、油標、放油孔及放油螺塞、起吊裝置等等。箱體 加工工藝路線：鑄造毛坯時效油漆劃線粗精加工基準面粗、精加工各平面粗、半精加工各主要加工孔精加工主要孔粗、精加工

16、各次要孔加工各緊固孔、油孔等去毛刺清洗檢驗。減速器的裝拆順序及注意事項 ：箱體和箱蓋通過螺栓連接，拆下螺栓即可將箱蓋取下，對于兩軸系零件，整個取下該軸，即可一一拆下各零件。其它各部分拆卸比較簡單。 拆卸零件不要用硬東西亂敲，以防敲毛敲壞零件，影響裝配復(fù)原。對于不可拆的零件，如過渡配合或過盈配合的零件則不要輕易拆下。對拆下的零件應(yīng)妥善保管，以免丟失。技術(shù)要求：1.裝配前，滾動軸承用汽油清洗，其它零件用煤油清洗，箱體內(nèi)不允許有任何雜物存在，箱體內(nèi)壁涂耐磨油油漆；2.齒輪副的側(cè)隙用鉛絲檢驗，側(cè)隙值應(yīng)不小于0.14mm；3.滾動軸承的軸向調(diào)整間隙均為0.05-0.1mm；4.齒輪裝配后，用涂色法檢驗齒

17、面接觸斑點，沿齒高不小于65%，沿齒長不小于60%；5.減速器剖面分面涂密封膠或水玻璃，不允許使用任何填料；6.減速器內(nèi)裝L-AN15（GB443-89），油量應(yīng)達到規(guī)定高度；7.減速器外表面涂綠色油漆。電動機型號為Y90L-4i=8.5521i1=2.8507i2=3z型帶輸入軸滿足要求輸出軸滿足要求輸出軸承30207輸入軸承30206A型鍵6×6×50A型鍵10×8×32A型鍵8×7×50凸緣聯(lián)軸器鋰基潤滑脂十一、設(shè)計小結(jié)經(jīng)過這兩周忙碌且充實的機械課程設(shè)計，我覺得我付出了許多，也收獲了許多。這次的課程設(shè)計讓我將以前學(xué)習(xí)的理論知識進一步的鞏固與吃透，