机械厂装配车间输送带传动装置设计.doc

机械设计基础课程设计说明书 机械厂装配车间输送带传动装置设计机械设计基础课 程 设 计 说 明 书设计题目：机械厂装配车间输送带传动装置设计目 录一 设计任务书1二 传动方案的拟定及说明2三 传动设计6四 轴的设计计算14五 滚动轴承的选择及计算21六 键联接的选择及校核计算23七 联轴器的选择23八 减速器箱体、附件及润滑24九 设计小结26十 参考资料2727一 设计任务书1.1 题目：机械厂装配车间输送带传送装置设计1.2 任务：（1）传动装置的总体设计。（2）传动件及支承的设计计算。（3）减速器装配图一张，零件图两张。（4）设计计算说明书编写1.3 传动方案：图（1）传动方案示意图1电动机 2V带传动 3同轴式双级齿轮减速器4联轴器 5底座 6传送带鼓轮 7传送带1.4 设计参数： （1）主动滚筒扭矩 T= 1200Nm （2）主动滚筒速度 V= 0.7m/s （3）主动滚筒直径 D= 360 mm1.5 其它条件：（1）机器功用：由输送带传送机器的零部件；（2）工作情况：单向连续运输，轻度振动，环境温度不超过35C；（3）运动要求：输送带运动速度误差不超过5%；（4）使用寿命：十年，每年350天，每天工作16小时；（5）检修周期：一年小修，二年大修；（6）生产批量：单件小批生产；（7）生产厂型：中型机械厂。二传动方案拟定及说明2.1 电动机的选择2.1.1电动机类型和结构型式因为本传动的工作状况是：载荷平稳，单向旋转，所以选用常用的封闭式Y系列的电动机。2.1.2 选择电动机容量(1)工作机所需功率Pw 滚筒牵引力= N工作机所需功率 kW式中： V -传送速度; D -滚筒直径; T-滚筒扭矩(2) 由电动机至工作机的总效率 h带传动V带的效率=0.940.97 取= 0.96一对齿轮传动的效率=0.960.98 取= 0.97联轴器的效率=0.990.995 取= 0.99一对滚动轴承的效率=0.980.995 取= 0.99 (3) 电动机所需的输出功率 kW2.1.3 电动机额定转速的选择式中: -电动机转速; Ib -V带的传动比; -高速齿轮的传动比； -低速齿轮的传动比; -工作机的转速确定工作机主轴所需转速r/min=37.00 r/min圆柱齿轮减速器传动比 =936推荐V带传动比 =242.1.4 确定电动机的型号 选择电动机型号为Y132M2-6型，其额定功率为5.5kW，满载转速960r/min，额定转矩2.0kNm，最大转矩2.2kNm，同步转速1000r/min。型号尺 寸Y132m2-6HABCDEFGDGADACHDL132216140893880108332101353154752.2 总传动比的确定及各级传动比的分配2.2.1 理论总传动比 2.2.2 各级传动比的分配(1)V带传动的理论传动比初取2.88 (2)两级齿轮传动的传动比,由于是同轴式布置，故i= i；2.3 各轴转速，转矩与输入功率2.3.1 各轴理论转速设定：电动机轴为0轴，高速轴为轴，中间轴为轴，低速轴为轴，联轴器为IV轴 (1)电动机 r/min(2)轴 r/mim(3)轴 r/min(4)轴 r/min2.3.2 各轴的输入功率(1)电动机 kW(2)轴 kW(3)轴 kW(4)轴 kW (5)工作轴 kW2.3.3 各轴的理论转矩(1)电动机 (2)轴 Nm(3)轴 Nm(4)轴 =Nm2.3.4各轴运动和动力参数汇总表轴号理论转速（r/min）输入功率（kw）输入转矩(Nm)传动比电动轴9605.554.712.88第I轴333.335.28151.273第II轴111.115.07435.773第III轴37.044.871255.63三、传动设计3.1 带传动设计3.1.1 原始数据电动机功率 kw电动机转速 r/minV带理论传动比2.883.1.2 设计计算（1） 确定计算功率PcaPca =KAPd根据每天工作16小时，工作机为带式运输机，查得工作系数KA=1.2Pca =KAPd=1.25.5= 6.6 kw（2）选取普通V带带型根据Pca，nd确定选用普通V带A型。（3）确定带轮基准直径 dd1和dd2a. 初选小带轮基准直径=125mmb验算带速 5m/s V 20m/s m/s 5m/sV25m/s带的速度合适。c. 计算dd2 dd2 mm（4）确定普V带的基准长度和传动中心距根据0.7（dd1+dd2） a 0 2（dd1+dd2）339.5mm a 0970mm初步确定中心距 a 0 = 650mmLd = = =2082.69mm取Ld = 2000 mm计算实际中心距圆整后取a=690mm。（5）验算主轮上的包角= 主动轮上的包角合适（6）选取V带的根数ZP0 基本额定功率 查表得P0=1.3816kW P0额定功率的增量 查表得 P0=0.09kW包角修正系数 查表得=0.95长度系数 查表得=1.03= =4.58 取Z=5根 （7）计算预紧力 F0qV带单位长度质量 查表得q=0.10 kg/m=175.42 N 应使带的实际出拉力 （8）计算作用在轴上的压轴力FP=1727.55 N3.1.3带传动主要参数汇总表带型LdmmZdd1mmdd2mmammF0NFPNA20005125360690175.421727.553.2 确定带轮的结构尺寸，给制带轮工作图 小带轮基准直径dd1=125mm采用实心式结构。大带轮基准直径dd2=360mm，采用孔板式结构。3.3 高速级齿轮传动设计3.5.1原始数据输入转矩= Nmm小齿轮转速=333.33 r/min齿数比u=3.5.2设计计算一 选齿轮类、精度等级、材料及齿数1 为提高传动平稳性及强度，选用斜齿圆柱齿轮；2 因为运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度；3 为简化齿轮加工工艺，选用闭式软齿面传动小齿轮材料：45 Cr调质处理 硬度为280HBS接触疲劳强度极限MPa 弯曲疲劳强度极限 Mpa 大齿轮材料：45号钢调质处理 硬度为240HBS接触疲劳强度极限 MPa 弯曲疲劳强度极限 Mpa 4初选小齿轮齿数 大齿轮齿数Z2 = Z1= 223=665初选螺旋角二 按齿面接触强度设计 计算公式： mm 1 确定公式内的各计算参数数值初选载荷系数小齿轮传递的转矩 Nmm齿宽系数 材料的弹性影响系数 Mpa1/2区域系数 应力循环次数接触疲劳寿命系数 接触疲劳许用应力取安全系数2 计算（1）试算小齿轮分度圆直径=67.76mm（2）计算模数mnt 三 几何尺寸计算1 计算中心距阿a=136.04mma圆整后取136mm2 按圆整后的中心距修正螺旋角=5550”3 计算大小齿轮的分度圆直径d1、d2 68.04mm204.12mm4 计算齿轮宽度b =68.04mm 取b2=68mmb1=b+(510)mm=(7378)mm， 取b1=75mm；5 计算齿顶圆和齿根圆直径 四 校核齿根弯曲疲劳强度 YFS1=4.1，YFS2=4.0 校核大小齿轮的弯曲强度. 3.4 低速级齿轮传动设计3.4.1原始数据输入转矩= Nmm小齿轮转速=111.11 r/min齿数比u=3.6.2设计计算一 选齿轮类、精度等级、材料及齿数1 为提高传动平稳性及强度，选用斜齿圆柱齿轮；2 因为运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度；3 为简化齿轮加工工艺，选用闭式软齿面传动小齿轮材料：40 Cr调质处理 硬度为280HBS接触疲劳强度极限MPa 弯曲疲劳强度极限 Mpa 大齿轮材料：45号钢 调质处理 硬度为240HBS接触疲劳强度极限 MPa 弯曲疲劳强度极限 Mpa 4初选小齿轮齿数 大齿轮齿数z4= z3= 223=665初选螺旋角二 按齿面接触强度设计 计算公式： mm 1. 确定公式内的各计算参数数值初选载荷系数小齿轮传递的转矩 Nmm齿宽系数 材料的弹性影响系数 Mpa1/2区域系数 应力循环次数接触疲劳寿命系数 接触疲劳许用应力取安全系数2. 计算（1）试算小齿轮分度圆直径=94.74mm（2）计算模数mnt 三 几何尺寸计算1 计算中心距a将a圆整为227mm2 按圆整后的中心距修正螺旋角3 计算大小齿轮的分度圆直径d3、d4 113.52mm340.56mm4 计算齿轮宽度b =113.52mm 圆整后 mm 120mm5 计算齿顶圆和齿根圆直径四 校核齿根弯曲疲劳强度 YFS1=4.1，YFS2=4.0 校核大小齿轮的弯曲强度. 3.5 齿轮结构小齿轮采用齿轮轴，大齿轮齿顶圆直径大于160mm而小于500mm，故采用腹板式。3.6 齿轮参数汇总表高速级齿轮齿数分度圆直径d(mm)da(mm)df(mm)精度等级Z12268.0474.0460.547Z266204.12210.12196.62传动传动比i中心距a模数mn螺旋角计算齿宽b2(mm)31363135550”68低速级齿轮齿数分度圆直径d(mm)da(mm)df(mm)精度等级Z322113.52123.52101.027Z466340.56350.56328.06传动传动比i中心距a模数mn螺旋角计算齿宽b4(mm)32275141557”114四 轴的设计计算选轴的材料为钢，调质处理。拟定输入轴齿轮为右旋4.1 中间轴的设计：1初步确定轴的最小直径2求作用在齿轮上的受力高速大齿轮:低速小齿轮：3 轴的结构设计a 拟定轴上零件的装配方案 a. I-II段轴用于安装轴承30208，取直径为40mm。b. II-III段轴肩用于固定轴承，直径为44mm。c. III-IV段为小齿轮，外径113.52mm。d. IV-V段分隔两齿轮，直径为60mm。e. V-VI段安装大齿轮，直径为45mm。f. VI-VIII段安装套筒和轴承，直径为40mm。b 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1. I-II段轴承宽度为23mm，所以长度为23mm。2. II-III段轴肩考虑到齿轮和箱体的间隙12mm，轴承和箱体的间隙4mm，所以长度为16mm。3. III-IV段为小齿轮，长度就等于小齿轮宽度114mm。4. IV-V段用于隔开两个齿轮，长度为120mm。5. V-VI段用于安装大齿轮，长度略小于大齿轮的宽度为73mm。6. VI-VIII长度为50mm。4 求轴上的载荷 84.5 213.5 755 精确校核轴的疲劳强度a 判断危险截面 由于截面IV处受的载荷较大，直径较小，所以判断为危险截面b. 截面IV右侧的 截面上的转切应力为由于轴选用45号刚，调质处理，所以，。因 , ,经插值后可查得 又可得轴的材料的敏性系数为 故有应力集中系数按式(附3-4)为 尺寸系数 扭转尺寸系数 轴未经表面强化处理,即,得综合系数值为 碳钢的特性系数 , 取 , 取于是,计算安全系数值,则得 故安全4.2 输入轴的设计：1输入轴上的功率2求作用在齿轮上的力 1 初步确定轴的最小直径2 轴的结构设计i. 确定轴上零件的装配方案ii.根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 (1)各段长度的确定从右到左分述如下a) 由于联轴器一端连接带轮，另一端连接输入轴，所以该段直径尺寸选为25mm。b) 考虑到联轴器的轴向定位可靠，定位轴肩高度应达2.5mm，所以该段直径选为30。c) 该段轴要安装轴承，考虑到轴肩要有2mm的圆角，则轴承选用30207型，即该段直径定为35mm。d) 该段轴要安装齿轮，考虑到轴肩要有2mm的圆角，经标准化，定为40mm。e) 为了齿轮轴向定位可靠，定位轴肩高度应达5mm，所以该段直径选为46mm。f) 轴肩固定轴承，直径为42mm。g) 该段轴要安装轴承，直径定为35mm。(2)各段长度的确定从左到右分述如下：h) 该段轴安装轴承和挡油盘，轴承宽18.25mm，该段长度定为18.25mm。i) 该段为轴环，宽度不小于7mm，定为11mm。j) 该段安装齿轮，要求长度要比轮毂短2mm，齿轮宽为68mm，定为66mm。k) 该段综合考虑齿轮与箱体内壁的距离取13.5mm、轴承与箱体内壁距离取4mm（采用油润滑），轴承宽18.25mm，定为41.25mm。l) 该段综合考虑箱体突缘厚度、调整垫片厚度、端盖厚度及联轴器安装尺寸，定为57mm。m) 该段由联轴器孔长决定为42mm3 按弯扭合成应力校核轴的强度45钢的强度极限为，又由于轴受的载荷为脉动的，所以。4.3输出轴的设计1 输出轴上的功率 kW转矩=Nm2求作用在车轮上的力3初步确定轴的最小直径4 轴的结构设计i 轴上零件的装配方案ii轴承选用30214iii据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度I-IIII-IIIIII-IVIV-VV-VIVII-VIII直径606370758770长度1055765118933.255 弯扭校核五 滚动轴承的选择及计算5.1 输入轴轴承30207的校核 原始数据：根据机械设计手册，30207轴承，e=0.37，Y=1.6 1. 求轴承的轴承载荷2） 求轴承的当量动载荷P 因两端轴承相同，而且，故应以P2作为轴承寿命的计算依据。3） 轴承寿命的校核已知滚子轴承=10/3实际寿命比预期的寿命大，故所选的轴承合适。5.2 中间轴轴承30208的校核原始数据：根据机械设计手册，30208轴承，e=0.37，Y=1.61） 求轴承的轴承载荷2） 求轴承的当量动载荷P 因两端轴承相同，而且，故应以P2作为轴承寿命的计算依据。3） 轴承寿命的校核已知滚子轴承=10/3实际寿命比预期的寿命大，故所选的轴承合适。5.3 输出轴轴承30214的校核原始数据：根据机械设计手册，30214轴承，e=0.37，Y=1.6 实际寿命比预期的寿命大，故所选的轴承合适。六 键连接的选择及校核计算代号直径（mm）工作长度（mm）工作高度（mm）转矩（Nm）极限应力（MPa）高速轴8760（单头）25353.5151.279812880（单头）40684151.2728中间轴8760（单头）45354435.7794低速轴201280（单头）756061255.63931811110（单头）601075.51255.6371由于键采用静联接，冲击轻微，所以许用挤压应力为，所以上述键皆安全。七 连轴器的选择由于弹性联轴器的诸多优点，所以考虑选用它。由于装置用于运输机，原动机为电动机，所以工作情况系数为，计算转矩为所以选用弹性柱销联轴器TL10（GB4323-84）其主要参数如下：材料HT200公称转矩轴孔直径 轴孔长， 装配尺寸半联轴器厚八 减速器箱体、附件及润滑8.1 箱体结构形式及材料本减速器采用剖分式箱体，分别由箱座和箱盖两部分组成。用螺栓联接起来，组成一个完整箱体。剖分面与减速器内传动件轴心线平面重合。此方案有利于轴系部件的安装和拆卸。剖分接合面必须有一定的宽度，并且要求仔细加工。为了保证箱体刚度。在轴承座处设有加强肋。箱体底座要有一定宽度和厚度，以保证安装稳定性和刚度。减速器箱体用HT200制造。铸铁具有良好的铸造性能和切削加工性能，成本低。铸造箱体多用于批量生产。8.2箱体主要结构尺寸表（单位：mm）名称数值(mm)箱座壁厚=8箱盖壁厚1=8箱体凸缘厚度b=12b1=12b2=20加强肋厚m=8m1=8地脚螺钉直径20地脚螺钉数目n=6轴承旁联接螺栓直径M16箱盖、箱座联接螺栓直径M10轴承盖螺钉直径和数目高速轴选用M8n=4中间轴选用M8n=4低速轴选用M10n=6轴承盖（轴承座端面）外径高速轴115中间轴120低速轴160观察孔盖螺钉直径M6轴承旁凸台高度和半径h由结构确定，R= C1外壁至轴承端面的距离l1 =+C2+C1=528.3 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M161.58.4 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。九 设计小结 机械设计课程设计是机械课程当中一个重要环节通过了3周的课程设计使我从各个方面都受到了机械设计的训练，对机械的有关各个零部件有机的结合在一起得到了深刻的认识。由于在设计方面我们没有经验，理论知识学的不牢固，在设计中难免会出现这样那样的问题，如：在选择计算标准件是可能会出现误差，如果是联系紧密或者循序渐进的计算误差会更大，在查表和计算上精