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装 订 线 机械设计课程设计计算说明书 设计题目: 1-B设计一带式输送机传动传动装置 复合材料与工程 专业 XX班 设计者 : XX 指导教师: XXX 20XX年 9 月 2 日 XX大学目录一、设计任务书- 1 -二、传动方案拟定- 1 -三、设计计算过程- 2 -(一)电动机的选择- 2 -(二) 传动比分配- 2 -(三)传动系数设计- 2 -(四)V带传动的设计计算- 4 -(五)圆柱齿轮传动设计- 6 -(六)轴的设计- 9 -(七)轴承的选择与计算- 15 -(八)键连接的选择和计算- 17 -(九)联轴器的选择- 18 -(十)箱体设计- 18 -(十一)润滑和密封设计- 21 -四、 设计小结- 22 -五、参考资料- 22 -计算项目及内容主要结果一、设计任务书 设计一链板式输送机传动装置:设计参数:输送链的牵引力F=1.25kN;输送链的数度v=1.8m/s;输送带滚筒的直径D=250mm。工作条件:连续单向运转,工作时有轻微振动,使用期10年(每年300个工作日),小批量生产,两班制工作,输送机工作轴转速允许误差为5%。链板式输送机的传动效率为0.9 。二、传动方案拟定传动简图如图所示,发电机输出功率通过带传动输入齿轮传动机构,齿轮传动机构实现减速后,通过联轴器输入工作机。 三、设计计算过程(一)电动机的选择查取工况系数, (2) 传动比分配 传动比分配一般原则 平带传动 V带传动单级荐用值 单级最大值 5 7 且,符合要求(三)传动系数设计1、 各轴转速 n (r/min)电机轴1转速:小齿轮轴2转速:大齿轮轴3转速:2、 各轴输入功率 P (kw)电机轴输入功率:小锥齿轮轴输入功率:大锥齿轮轴输入功率:滚筒轴轴输入功率:3、 各轴输入转矩 T()电机轴输入转矩:小锥齿轮轴输入转矩:大锥齿轮轴输入转矩:滚筒轴轴输入转矩:电机轴1轴2轴3滚筒轴4功率p/kw32.882.7662.71转矩T/(Nm)20.0350.0192.09188.22转速n/(r/min)1430550137.5137.5(四)V带传动的设计计算1.确定设计功率题目为减速带传动,查表6-6得工作情况系数:2. 选择带的型号由,据图6-10选择A型普通V带。3. 传动比4. 确定带轮基准直径5.验证带的速度: 6. 轴的实际转速 7. 初定中心距8.所需带的基准长度查表取9.确定实际轴间距:安装时所需最小轴间:张紧或补偿伸长所需最大轴间:10.验算小带轮包角:包角合适。11. 单根带传递基本额定功率由12.考虑传动比影响,额定功率增量,由表6-4(b)13.V带根数14.计算单根v带的初拉力查表得A型V带10、计算压轴力:11、带轮结构设计小带轮选用实心式结构,大带轮选用腹板式结构,均采用HT150铸造。12、设计结论选A型普通V带3根,带长1550mm,中心距为502mm,设计带速v=6.7m/s,传动比i=2.78,带轮基准直径 (五)圆柱齿轮传动设计1、 选定齿轮材料、齿数及齿宽系数 由传动方案根据减速器设计要求,选用斜齿轮传动,8级精度。1).选材料小锥齿轮材料:40Cr,调质,大锥齿轮材料:45钢,调质, 。2).选齿数小齿轮齿数:大齿轮齿数:3).由表8-4,选取齿宽系数 选择螺旋角,4) .计算几何参数2、 按齿面接触强度计算(1)、确定计算参数a、查表8.3可取载荷系数K=1.2 b、计算转矩 c、对于钢对钢的齿轮,弹性影响系数d、区域系数e、 f、计算寿命系数 g、计算(2)计算齿轮参数a、b、3、 按齿根弯曲疲劳强度计算(1)确定计算参数a、计算复合齿形系数 计算当量齿轮 b、计算螺旋角系数 据式8.12c、 计算d、计算寿命系数e、计算寿命系数 由表8.5取安全系数(2)计算齿根弯曲疲劳强度a)判断大、小轮的弯曲疲劳强度比较4、 确定模数 综合考虑齿面接触疲劳强度与齿根弯曲疲劳强度, 取标准模数m=2mm。5、 计算中心距 圆整中心距6、 修正螺旋角7、 计算齿轮几何尺寸 8、计算节圆速度 9、 选择齿轮精度等级 据表8.7和8.8选择8级精度齿轮。10、设计结论 齿轮材料:小齿轮40Cr,调质;大齿轮45钢,调质; 齿轮精度:8级精度 齿轮基本参数: 齿轮主要尺寸:(六)轴的设计1、 大齿轮所在轴的设计(1) a、输出轴上的转矩 作用在齿轮上的力 圆周力 径向力b、初定轴的最小直径选取制作轴的材料为45钢,调质处理,查表取,此处取 ,轴的最小直径为安装联轴处轴的直径,则d1=32mm;对于采取腹板式的V带带轮L=2d=64mm,可取L1=70mm同时选择联轴器型号,轴的转矩变化较小,取按照计算转矩应小于联轴器公称转矩,查表选用LT6型弹性柱销联轴器,其工程转矩为250。半联轴器孔径d=32mm;半联轴器长度为L=82mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度l=50mm。c、由于,且齿轮所在的轴的长度以便应缩进2-3mm以便轴肩对齿轮进行定位,大带轮的定位轴肩,d、由于d1=32mm,则位于三、六两段轴轴承可选用7208AC角接触球轴承,。则三、六段轴颈为d3=d5=40mm,轴长L3,L6B=18mm,由于两轴承间靠套筒定位且装有甩油环,取L3=40mm;取L6=28mm。e、依据设计要求,综合上述数据,轴2可设计为d2=36mm,L2=37mmf、输入轴参数总结d1=32mm、L1=70mm;d2=36mm,L2=47mm;d3=d6=40mm,L3=40mm;d4=44mm,L4=50mm;d5=48mm,L5=10mm;d6=40mm,L6=28mm。设计图如下:(2) 轴的强度校核a、 大齿轮上力的分析b、将轴分成三段,段1:左周端至左轴承;段2:左轴承至右轴承;段3:右轴承至齿轮。c、此段轴扭矩恒为=36700N.mm,弯矩图为d、最大弯矩和扭的截面为右轴承所在轴段,需进行强度校核。此处载荷值为载荷水平面H垂直面V支反力F=923.5N=923.5N=1035N=331N弯矩M=36940N.mm=41400N.mm=13240N.mm总弯矩转矩T轴单向旋转,扭转切应力为脉动循环变应力,取,轴的计算应力为 已选轴承材料为45钢,调质处理,查表得=60Mpa,故安全。2、 输人轴的设计(1)轴的设计a、轴分六段,由左到右依次命名轴1,轴2.b、初定轴的最小直径选取制作轴的材料为45钢,调质处理,查表取,输入轴最小径处与V带大带轮直接相连,用A型平键进行周向定位,所以对于采取腹板式的V带带轮L=2d=42mm,可取L1=50mm。C、由于d1=21mm,大带轮用需用轴2进行轴肩定位,h=0.1d=2mm,d2=d1+2h=25mm。d、选取型号为7017AC角接触球轴承,根据工作要求可取d3=d6=35mm,e、轴2处装配轴承端盖,根据选用轴承,端盖,定位采用4个M8螺钉,轴2长度。轴3处需配合轴承,由于采用脂润滑,因此L3=17+8+2=27mm。轴5处d5=56mm,L5=54mm 4、6段轴为轴向定位,d4=d6=41mm轴3、7处需配合轴承,由于采用脂润滑,L3=L7=17+10=27mm。f、参数设计总结d1=21mm,L1=50mm;d2=25mm,L2=47mm;d3=35mm,L3=27mm;d4=41mm,L4=10mm;d5=54mm,L5=55mm;d6=41mm,L6=10mm;d7=35mm,L7=27mm设计图形如下:(2) 轴的强度校核b、 小齿轮上力的分析T=50b、将轴分成三段,段1:联轴器处至左轴承;段2:左轴承至齿轮;段3:齿轮至右轴承。c、扭矩恒为=50000N.mmd、最大弯矩和扭矩的截面为齿轮所在轴段,需进行强度校核。此处载荷值为载荷水平面H垂直面V支反力F=961.5N=961.5N=954N=605N弯矩M=39421.5N.mm=39114N.mm=24805N.mm总弯矩转矩T轴单向旋转,扭转切应力为脉动循环变应力,取,轴的计算应力为 已选轴承材料为45钢,调质处理,查表得=60Mpa,故安全。弯矩图为(七)轴承的选择与计算(1)输出轴选用轴承为7208AC,在上述轴的强度校核中以求出两轴承的径向力与轴向力:查表知7207AC轴承计算系数e=0.68有查表知当量动载荷系数为轴承在运转过程中有轻微振荡,查表知,则有由于,按轴承1的受力大小验算寿命圆锥滚子轴承,额定寿命为故轴承7208AC能满足预计计算说明要求。(2) 输入轴选用轴承为7207AC,在上述轴的强度校核中以求出两轴承的径向力与轴向力:e=0.68有查表知当量动载荷系数为轴承在运转过程中有轻微振荡,查表取,则有由于,按轴承1的受力大小验算寿命圆锥滚子轴承,额定寿命为故轴承7207AC能满足预计计算说明要求。(八)键连接的选择和计算(1) 大轴齿轮处键连接此处选用L=45mm,b=14mm,h=9mm的A型平键,连接中带轮材料最弱为45钢,查表知45钢为100120Mpa,一般取其平均值=110Mpa。键的工作长度为则强度足够。(2) 大轴轴1处键连接选用A型平键,键长40mm,b=10mm,h=8mm,连接中联轴器材料最弱为45号钢,铸铁为100120Mpa,一般取其平均值=110Mpa。键的工作长度为则该平键连接强度足够。(3) 小轴轴1处连接选用A型平键周向定位,键长40mm,bh=66,连接中齿轮材料最弱为45钢,查表知45钢为100120Mpa,一般取其平均值=110Mpa。键的工作长度为则该平键连接强度是足够的。(九)联轴器的选择选取制作轴的材料为45钢,调质处理,查表取,轴的最小径与联轴器相连,联轴器,计算转矩应小于联轴器公称转矩,查标准GB/T 5014-2003,可选用弹性套柱销联轴器LT6,起公称转矩为250Nm。(十)箱体设计铸造减速器箱体结构尺寸名称符号尺寸(mm)箱座壁厚8箱盖壁厚8地脚螺栓直径16地脚螺栓数目n4箱座凸缘厚度b12箱盖凸缘厚度12箱座底凸缘厚度20轴承旁连接螺栓直径12箱盖与箱座连接螺栓直径8连接螺栓的间距170轴承盖螺钉直径8视孔盖螺栓直径6定位销直径d6至外箱壁距离22/18/13至凸缘边缘距离20/11轴承旁凸台半径16凸台高度h43外箱壁至轴承座断面距离 35-38大齿轮顶圆与内箱壁距离9齿轮端面与内箱壁距离9箱盖肋厚6.8箱座肋厚6.8轴承盖外径102(小轴)120(大轴)轴承旁连接螺栓距离118(小轴)132(大轴)(十一)润滑和密封设计由于齿轮圆周速度2m/s,故采用脂润滑,选用全损耗系统用油L-AN68。4、 设计小结课程设计是机械设计中最为重要的实践环节,通过具体对问题进行思考和设计,才真正理解了设计的严谨性和创造性,也理解了机械工作的辛苦和精密。设计过程中开始遇到了很多问题,有些参数选错不得不推到重来,一开始为了方便选择了直齿圆柱齿轮,后来发现还是斜齿圆柱齿轮符合要求,所以重新全部算过。第一次学习CAD软件,很不熟练,感觉挫折而失望,但是要有不怕困难的精神,最终完成了绘制任务。这次课程设计我收获颇丰,培养了我综合运用机械设计解决实际问题的能力,现在对任何可看到的机械都有一种亲切感:会不自主的分析它的结构,看它设计的巧妙性。机械不是冰冷的,一台设计严谨,功能强大的机械本身就有很高的艺术性。这次课程设计加强了我对结构的剖析能力,对机械世界的认知深入了一个层次。我想,这对我主修课程的学习,将来对各种机械式实验器材的原理理解和应用,都是有很大帮助的。选用Z型V带

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