設(shè)計(jì)輸送傳動(dòng)裝置(百色學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)) (2)

1、 百色學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)百色學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書題 目 設(shè)計(jì)輸送傳動(dòng)裝置 院 系 物電系 專 業(yè) 金屬材料工程 姓 名 年 級(jí) 大三 指導(dǎo)教師 二零一三年八月目 錄一 課程設(shè)計(jì)書 2二 設(shè)計(jì)要求 2三 設(shè)計(jì)步驟 21. 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案 32. 電動(dòng)機(jī)的選擇 43. 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 54. 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 55. 設(shè)計(jì)V帶和帶輪 66. 齒輪的設(shè)計(jì) 87. 滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 198. 鍵聯(lián)接設(shè)計(jì) 269. 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2710.潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì) 3011.聯(lián)軸器設(shè)計(jì) 30四 設(shè)計(jì)小結(jié) 31五 參考資料 32 設(shè)計(jì)輸送傳動(dòng)裝置【

2、設(shè)計(jì)任務(wù)書】 題目：設(shè)計(jì)輸送傳動(dòng)裝置 一總體布置簡(jiǎn)圖 如圖1 輸出軸功率P/KW3輸出軸轉(zhuǎn)速n/(r/min)35傳動(dòng)工作年限（年）6工作制度（班/日）2工作場(chǎng)所車間批量小批2 總傳動(dòng)比誤差為±5%，單向回轉(zhuǎn)， 輕微沖擊。 三原始數(shù)據(jù)： 四設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1. 電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算； 2. 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算； 3. V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算； 4. 軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)； 5. 鍵的選擇； 6. 滾動(dòng)軸承的選擇； 7. 裝配圖、零件圖的繪制； 8. 設(shè)計(jì)說(shuō)明書的編寫。【電動(dòng)機(jī)的選擇】1電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇 ：按照已知條件的工作要求和條件，選用Y型全封閉籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。 2電動(dòng)機(jī)容量的選擇

3、： 工作機(jī)所需功率：Pw3kW 電動(dòng)機(jī)的輸出功率：PdPw/，0.82，Pd3.66kW 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇：nw=35r/min，V帶傳動(dòng)比i1=24，單級(jí)齒輪傳動(dòng)比i2=35（查表2.3） nd（i1×i2×i2）nw。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為6303500r/min3電動(dòng)機(jī)型號(hào)確定：由附錄八查出符合條件的電動(dòng)機(jī)型號(hào),并根據(jù)輪廓尺寸、重量、成本、傳動(dòng)比等因素的考慮，最后確定選定Y112M4型號(hào)的電動(dòng)機(jī)，額度功率為4KW，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min【計(jì)算總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比】1由選定電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm和輸出軸轉(zhuǎn)速nw，總傳動(dòng)比為i=nm/nw，得i=41.142合理分配各級(jí)傳動(dòng)比

4、：V帶傳動(dòng)比i1=3，閉合齒輪傳動(dòng)比i2=3.5，開式齒輪傳動(dòng)比i3=3.923運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果列于下表：項(xiàng) 目 電動(dòng)機(jī)軸軸I 軸II軸III 轉(zhuǎn)速（r/min）1440480137 35功率（kW）3.663.48 3.313.01轉(zhuǎn)矩（N·m）24.2769.20230.18821.83傳動(dòng)比 33.53.92效率 0.960.96 0.92【傳動(dòng)件設(shè)計(jì)計(jì)算】減速器齒輪設(shè)計(jì)： 1按表11.8選擇齒輪材料 小齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220250HBS 大齒輪材料為45鋼正火，硬度為170210HBS 2因?yàn)槭瞧胀p速器，由表11.20選用9級(jí)精度，要求齒面粗糙度Ra=6.

5、3 3按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)： 轉(zhuǎn)矩：T=69154 N·mm 查表11.10得：載荷系數(shù)K1.1 選小齒輪齒數(shù)Z130，則大齒輪齒數(shù)Z2iZ1=3.5×30=105。實(shí)際齒數(shù)比u=3.5 因單級(jí)直齒圓柱齒輪為對(duì)稱布置，又為軟齒面，由表11.19選取d（齒寬系數(shù)）=1 4許應(yīng)接觸應(yīng)力H： 由圖11.23查得 Hlim1560MPa Hlim2530MPa 由表11.19查得 Sh=1。 N160·n1·j·Lh60×480×1×（6×52×80）7.2×10e8N2

6、N1/i7.2×10e8/3.5=2.05×10e8 由表11.26查得 Zn11 Zn21.05 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力：H1Zn1·Hlim1/Sh560MPa H2Zn2·Hlim2/Sh557MPa 試算小齒輪分度圓直徑，確定模數(shù)： d1 76.43׳KT1（+1）/dHe2=51.82mm m=d1/z1=1.73mm 由表11.3取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=2mm5主要尺寸計(jì)算： 分度圓直徑 d1=mz1=2×30=60mm d2=mz2=2×105=210mm 齒寬 b=dd1=1×60=60mm 取b

7、2=60mm 則b1=b2+5=65mm 中心距a=0.5×m（Z1+Z2）=135mm6按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核: 由式（11.12）得出，如FF，則校核合格。 確定有關(guān)系數(shù)和參數(shù)： 齒形系數(shù)YF，查表11.12得 YF1=2.54 YF2=2.14 應(yīng)力學(xué)整系數(shù)Ys，查表11.13得 Ys1=1.63 Ys2=1.88 許應(yīng)彎曲應(yīng)力F 由圖11.24查得 Flim1=210Mpa Flim2=190Mpa 由表11.9查得 SF=1.3 由圖11.25查得 YNI=YN2=1 由式（11.16）可得 F1=YNI·Flim/SF=162Mpa F2=YNI·Fl

8、im/SF=146MPa 故計(jì)算出 F1=21Mpa F1 F2=20MpaF2 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核合格。7 驗(yàn)算齒輪的圓周速度： V=·d1·n1/（60×1000）=1.5m/s 由表11.21可知，選9級(jí)精度合適8 幾何尺寸計(jì)算及繪制齒輪零件工作圖： 以大齒輪為例，齒輪的直頂圓直徑為：da2=d2+2ha=214mm，由于200da2500之間，所以 采用腹板式結(jié)構(gòu)。齒輪零件工作圖略。開式齒輪設(shè)計(jì)：1按表11.8選擇齒輪材料 小齒輪選用40Cr合金鋼表面淬火，硬度為4855HRS 大齒輪選用40Cr合金鋼調(diào)質(zhì)，硬度為240260HBS 2 由表11.20選

9、用9級(jí)精度，要求齒面粗糙度Ra=6.3 3按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)： 轉(zhuǎn)矩：T=230000N·mm 查表11.10得 載荷系數(shù)K1.1 選小齒輪齒數(shù)Z120，則大齒輪齒數(shù)Z2iZ1=3.92×20=78.4，圓整數(shù)78。 實(shí)際齒數(shù)比u=3.9，誤差為0.5%±5% 因單級(jí)直齒圓柱齒輪為不對(duì)稱布置，又為硬齒面，由表11.19選取d（齒寬系數(shù)）=0.5 4許應(yīng)接觸應(yīng)力H： 由圖11.23查得 Hlim1800MPa Hlim2720MPa 由表11.19查得 Sh=1.1 N160·n1·j·Lh60×137&#

10、215;1×（6×52×80）2.05×10e8 N2N1/i2.05×10e8/3.9=5.26×10e7 由表11.26查得 Zn11.11 Zn21.25 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力：H1Zn1·Hlim1/Sh807MPa H2Zn2·Hlim2/Sh818MPa 試算小齒輪分度圓直徑，確定模數(shù)： d1 76.43׳KT1（+1）/dHe2=75.82mm m=d1/z1=3.791mm 由表11.3取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=4mm5主要尺寸計(jì)算： 分度圓直徑 d1=mz1=4×20=80m

11、m d2=mz2=4×78=312mm 齒寬 b=dd1=0.5×80=40mm 取b2=40mm 則b1=b2+5=45mm 中心距a=0.5×m（Z1+Z2）=196mm6按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核: 由式（11.12）得出，如FF，則校核合格。 確定有關(guān)系數(shù)和參數(shù)： 齒形系數(shù)YF，查表11.12得 YF1=2.81 YF2=2.25 應(yīng)力學(xué)整系數(shù)Ys，查表11.13得 Ys1=1.56 Ys2=1.77 許應(yīng)彎曲應(yīng)力F 由圖11.24查得 Flim1=720Mpa Flim2=250Mpa 由表11.9查得 SF=1.5 由圖11.25查得 YNI=YN2=1

12、由式（11.16）可得 F1=YNI·Flim/SF=480Mpa F2=YNI·Flim/SF=167MPa 故計(jì)算出 F1=173Mpa F1 F2=157MpaF2 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核合格。7驗(yàn)算齒輪的圓周速度： V=·d1·n1/（60×1000）=0.57m/s 由表11.21可知，選9級(jí)精度合適8幾何尺寸計(jì)算及繪制齒輪零件工作圖： 以大齒輪為例，齒輪的直頂圓直徑為：da2=d2+2ha=320mm，由于200da2500之間，所以 采用腹板式結(jié)構(gòu)。齒輪零件工作圖略?！綱帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)】1確定功率Pc： 查表9.21得 Ka（工作情況系

13、數(shù)）=1.1 Pc=Kap=4.4KW。2 選取普通V帶型號(hào)： 根據(jù)Pa=4.4Kw，n1=1440r/min，由圖9.13選用A型普通V帶。3 確定帶輪基準(zhǔn)直徑： 根據(jù)表9.6和圖9.13選?。篸d1=100mmdmin=90mm 大帶輪基準(zhǔn)直徑為 dd2=(n1/n2)dd1=270mm，按表9.3選取標(biāo)準(zhǔn)直值dd2=265mm 實(shí)際n2轉(zhuǎn)速489.8r/min，誤差相對(duì)率2%，總誤差±5%允許。4 驗(yàn)算帶速V： V=·d1·n1/（60×1000）=6.78m/s，帶速在5-25m/s范圍內(nèi)。5確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld和實(shí)際中心距a： 初定中心距a0=

14、1200mm，則Ld0：Ld0=2a0+(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)²/4a0=2963.38mm 查表9.4取基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=2800mm 實(shí)際中心距a為aa0+(ld-Ld0）/2=1118.31mm 中心距變動(dòng)范圍為 amin=a-0.015Ld=1076mm amax=a+0.03Ld=1202mm6 驗(yàn)算小帶輪的包角： a1=180º-57.3º（dd2-dd1）/a=171º120º,合格。7 確定V帶根數(shù)z： 確定有關(guān)系數(shù)和參數(shù) 根據(jù)dd1=90mm，n=1440r/min，查表9.9，得P0=1.07Kw 由表9.1

15、8查得Ka=0.001275 根據(jù)傳動(dòng)比i=2.94，查表9.19得Ki=1.1373，則P0=Kb·n·(1-1/Ki)=0.18Kw 由表9.4查得帶長(zhǎng)度修正系數(shù)KL=1.11，由圖9.12查得包角系數(shù)Ka=0.98 得zPc/(P0+P0)KaKL=3.24，圓整得z=48 求單根V帶初拉力： 由表9.6查得A型普通V帶的每米長(zhǎng)質(zhì)量q=0.10Kg/m 得F0=（500Pc/ZV）·（2.5/Ka-1)+qv²=46.78N.9計(jì)算帶輪軸上所受的壓力F=2·F0·z·sin(a1/2)=373.08N10帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)略

16、11設(shè)計(jì)結(jié)果：選用4根A2800 GB/T 13575.192 V帶，中心距a=1118mm，小帶輪直徑90mm，大帶 輪直徑265mm，軸上壓力F=373.08N【軸的設(shè)計(jì)計(jì)算】軸的設(shè)計(jì)1 選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力： 由已知條件可知此減速器傳遞的功率屬于中小功率，對(duì)材料無(wú)特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì) 處理。由表16.1查得強(qiáng)度極限B=637Mpa，再由表16.3查得許用彎曲應(yīng)力-1b=60Mpa2按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑（最小直徑） 查表16.2得 C=118107 得 dC³p/n=（107118）·³3.48/480=20.722.8mm。 考慮到軸的最小直徑

17、處要安裝帶輪，會(huì)有鍵槽存在，故需將估算直徑加大3%-5%，取為21.32 23.94mm，由設(shè)計(jì)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)直徑d=24mm3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖: 軸的結(jié)構(gòu)草圖軸的設(shè)計(jì)：1選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力： 由已知條件可知此減速器傳遞的功率屬于中小功率，對(duì)材料無(wú)特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì) 處理。由表16.1查得強(qiáng)度極限B=637Mpa，再由表16.3查得許用彎曲應(yīng)力-1b=60Mpa2按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑（最小直徑） 查表16.2得 C=118107 得 dC³p/n=（107118）·³3.31/137=30.934.1mm。 考慮到軸的最小直徑處要安裝齒輪，會(huì)有鍵槽

18、存在，故需將估算直徑加大3%-5%，取為31.83 35.81mm，由設(shè)計(jì)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)直徑d=34mm3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖: 軸的結(jié)構(gòu)草圖軸的設(shè)計(jì)：1選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力： 由已知條件可知此減速器傳遞的功率屬于中小功率，對(duì)材料無(wú)特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì) 處理。由表16.1查得強(qiáng)度極限B=637Mpa，再由表16.3查得許用彎曲應(yīng)力-1b=60Mpa2按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑（最小直徑） 查表16.2得 C=118107 得 dC³p/n=（107118）·³3.01/35=47.2952.16mm。 由設(shè)計(jì)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)直徑d=50mm3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖略【鍵連接的

19、選擇】 均選擇A型平鍵。代號(hào)軸徑/mm鍵寬/mm鍵高/mm鍵長(zhǎng)/mm軸鍵248750軸鍵3410856軸鍵3410836軸鍵4514950【滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算】 I軸： 1經(jīng)強(qiáng)度校核，選擇滾動(dòng)軸承 6206型 d=30mm D=62mm B=16mm2公差等級(jí)選擇：選普通級(jí)PO軸承。 II軸： 1經(jīng)強(qiáng)度校核，選擇滾動(dòng)軸承 6208型 d=40mm D=80mm B=18mm2公差等級(jí)選擇：選普通級(jí)PO軸承?！鞠潴w結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算】 1類型選擇：選擇一級(jí)鑄鐵圓柱齒輪減速器。2箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸：（mm）名 稱箱座壁厚箱蓋壁厚1箱蓋凸緣厚度b1尺 寸/mm8812箱座凸緣厚度b箱底凸緣厚度b2地腳螺釘

20、直徑df地腳螺釘數(shù)目n軸承旁連接螺栓直徑d1122016412蓋與座連接螺栓直徑d2連接螺栓d2的間距l(xiāng)軸承端蓋螺釘直徑d3檢查孔蓋螺釘直徑d4定位銷直徑d10150868df、d1、d2至外箱壁直徑C1df、d2至凸緣邊緣距離C2軸承旁凸臺(tái)半徑R1凸臺(tái)高度h外箱壁至軸承座端蓋的距離l11614164040齒頂圓與內(nèi)箱避間的距離1齒輪端面與內(nèi)箱避間的距離2箱蓋、箱座肋厚m1、m2軸承端蓋外徑D2軸承旁連接螺栓距離S12126.8、6.8102125【減速器附件的選擇】 通氣器：由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過(guò)濾），采用M18×1.5 油面指示器：選用游標(biāo)尺M(jìn)16 起吊裝置：采用箱蓋吊

21、耳、箱座吊耳放油螺塞：選用外六角油塞及墊片M16×1.5 【潤(rùn)滑與密封】 一、齒輪的潤(rùn)滑：采用浸油潤(rùn)滑，由于低速級(jí)周向速度為，所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為35mm。 二、滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑：由于軸承周向速度為，所以宜開設(shè)油溝、飛濺潤(rùn)滑。 三、潤(rùn)滑油的選擇：齒輪與軸承用同種潤(rùn)滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用L-AN15潤(rùn)滑油。 四、密封方法的選取：選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實(shí)現(xiàn)密封。密封圈型號(hào)按所裝配軸的直徑確定為（F）B25-42-7-ACM，（F）B70-90-10-ACM。軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。附錄：裝配圖：

22、零件工作圖1.圖6-2為軸的工作圖示例，為了使圖上表示的內(nèi)容層次分明，便于辨認(rèn)和查找，對(duì)于不同的內(nèi)容應(yīng)分別劃區(qū)標(biāo)注，例如在軸的主視圖下方集中標(biāo)注軸向尺寸和代表基準(zhǔn)的符號(hào)。2. 齒輪的軸向尺寸標(biāo)注比較簡(jiǎn)單，對(duì)于小齒輪只有齒寬b和輪轂長(zhǎng)度l兩個(gè)尺寸前者為自由尺寸，后者為軸系組件裝配尺寸鏈中的一環(huán)。當(dāng)齒輪尺寸較大時(shí)，為了減輕重量可采用盤形輻板結(jié)構(gòu)如輻板用車削方法形成時(shí)，則標(biāo)注凹部的深度，以便于加工時(shí)測(cè)量。對(duì)于用鍛、鑄方法形成的輻板，則宜直接標(biāo)注輻板的厚度。對(duì)于輪緣厚度、輻板厚度、輪轂及輻板開孔等尺寸，為便于測(cè)量，均應(yīng)進(jìn)行圓整為了保證齒輪加工的精度和有關(guān)參數(shù)的測(cè)量，標(biāo)注尺寸時(shí)要考慮到基準(zhǔn)面，并規(guī)定基準(zhǔn)面的尺寸和形位公差齒輪的軸孔和端面既是工藝基準(zhǔn)也是測(cè)量和安裝的基準(zhǔn)。為了保證安裝質(zhì)量和切齒精度，對(duì)端面與孔中心線的垂直度和端面跳動(dòng)度均應(yīng)有要求。齒輪的齒頂圓作為測(cè)量基準(zhǔn)時(shí)有兩種情況：一是加工時(shí)用齒頂圓定位或找正，此時(shí)要控制齒頂圓的徑向跳動(dòng)；另一種情況是用齒頂圓定位檢驗(yàn)齒厚或基節(jié)尺