机械厂装配车间输送带传动装置设计-减速器课程设计说明书

1、机械课程设计说明书29机械设计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机械工程及自动化专业学号班级:设计人 指导教师 完成时间：2013-01-14校名:机械课程设计说明题目D3.机械厂装配车间输送带传动装置设计机械设计任务书机械课程设计任务书机械课程设计第一阶段1.1、确定传动方案1.2、电动机选择1.3、传动件的设计机械课程设计第二阶段2.1装配草图设计第一阶段说明1622轴的设计及校核162.3轴承的设计及校验21222.4键的设计及校验机械课程设计第三阶段3.1、轴与齿轮的关233.2、端盖设计233.3、箱体尺寸的设计263.4、齿轮和轴承的润滑27机械课程设计小结4

2、.1、机械课程设计小结 28附1：参考文献机械设计课程设计任务书题目D3.机械厂装配车间输送带传动装置设计设计带式运输机传动装置1、设计条件：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10年，每年350天，每天16小时;5)检修周期一年小修；两年大修;6)生产批量单件小批量生产;7)生产厂型中型机械厂1）设计内容2、设计任务1、电动机选型；2、带传动设计；3、减速器设计；4、联轴器选型设计；5、其他。2）设计工作量1、传动系统安装图1张；2、减速器装配图1张；3、零件3、原始数据图2张；4

3、、设计计算说明书一份。主动滚筒扭矩（N?m):800 N?m主动滚筒速度（m/s):0.8 m/s主动滚筒直径（mm):300 mm2.1确定传动方案传动方案:方案：电动机直接通过带传动接在两级圆柱齿轮减速器上,该方案的优点是圆柱齿轮的设计、加工制造容易，采用卧式两级圆柱齿轮减速器。(2)、减速器内部工作方式：展开式斜齿啮合。(3)、减速器的总传动比为28.26，其中带传动为2,高速级为4.28低速级为3.30。减速器传动比范围为8 i 120确定V带根数z单根V带试验条件下许用功率P0查表4.4P0-1.32kW传递功率增量 P0查表4.5(i-200/100-2) P0 -0.17包角系数

4、Ka查表4.8Ka-0.98长度系数KL查表4.3Kl=1.01Pcz =尸0 + AR ) KaKLZ=5=6.6/(1.32+0.17) X 0.98 X 1.01=4.478圆整得z = 5计算初拉力FoF0 =zv500FC(2.5-1 +qvIKa丿Fo=14O.4N50053Q-11+0.15425x7.54 (0.98丿计算轴压力QQ=1399.6NQ = 2 z F0 sin( y)=2 x 5x 140.4 xsin。1713)2、齿轮的设计）、闭式传动采用软齿面 HBS 500mm时，由于受到锻造设备能力的限制，采用铸钢。 当毛坯的制造方法不同时，齿轮的结构也不同，也就是齿

5、轮结 构必须与毛坯的制造方法相适应。故不同的尺寸的齿轮要视其 材料而决定结构。、圆柱齿轮在强度计算中得到的齿宽应作为大齿轮齿宽，而小齿 轮宽度应该取得大一些。一般 如=b大+ （510）mm，以补偿轴 安装误差，保证足够的齿宽接触。、齿轮传动的参数及尺寸分别进行标准化，也不能圆整，而有的 尺寸则不能标准化，也不能圆整，如圆柱齿轮模数、压力角、 中心距应该标准化，而齿数、齿宽及其他结构尺寸应该圆整； 齿顶圆直径、齿根圆直径、齿高、齿顶高、齿根高等则不能圆整小数点后至少保留2位准确数字，而啮合角、螺旋角等则应 计算到度、分、秒。5 )、开式的传动：开式的传动主要失效形式是磨损，故按弯曲强度计算时，

6、所得 的模数要增大10% 20%并取标准值。作为动力传动的齿轮， 其最小模数不得小于1.5，开式齿轮要采用耐磨性较好的材料。 由于开式齿轮往往是悬臂式布置故而刚度小， 因此齿宽小一些, 以避免大的载荷集中。3、低速级圆柱齿轮设计及计算选择齿轮材料，确定许用应力由(机械设计课本)表6.2选：小齿轮 40Cr 调质：(HBSi=260HBS)大齿轮 45 正火：(HBS2 =210HBS)许用接触应力(T H与齿轮材料、热处理方法、齿面硬度、 力循环次数等因素有关。其计算公式为：HBS1 =260HBSHBS2 =210HBSr 1 b H lim -7 叽 ZnSH min接触疲劳极限，查(机械

7、设计课本)图6-4得:2叭讪1 =700N / mm2bHlim2 =550N/mm2bHlim! =7OON / mm接触强度寿命系数ZN应用循环次数N由式6- 7:2C7Hiim2 =55ON / mmN 1 = 60 X n1X j X Lh = 60 X 720X 1 X 10X 350X 16 N 2 = N 1/i = N 1/4.28查图6-5得;Z N1= 1.0Zn2 = 1.04接触强度最小安全系数：SHmin = 1，则C H1 = 700 X 1/1N仁2.42 X 1098N2=5.7 X 10ZNU1.0Zn2=1.04d H2 = 550 X 1.04/1所以取d

8、 H = 520N/mm2d H1=700N/ 伽2d H2=52ON/ 伽2许用弯曲应力C F:d H=52ON/ 伽2ZSYnYxSF min由（机械设计课本）式612,弯曲疲劳强度极限Flim 械设计课本）图查（机b F lim1Iim26-7,2= 540N / mm2= 42ON / mmcrFiim1 =54ON / mm22GFlim 2 =420 N / mm弯曲强度尺寸系数YX查（机械设计课本）图6-9Yni= YN2 = 1弯曲强度寿命系数YN ,查（机械设计课本）图6-8Yn1 = Y N2 = 1YX = 1弯曲强度最小安全系数SFmin = 1.4贝U：Yx = 1升

9、1 = 540H/1.4升2 = 420 X 1/1.4crFJ=385.7N/mm fcj-F J = 3OON / mm2齿面接触疲劳强度设计计算确定齿轮传动精度等级，按v（0.013 0.022/n1 ,估取圆周速度Vt = 2m/s，参考（机械设计课本）表 6.7、表6.8选 取齿轮为：2公差组8级小轮分度圆直径d1,由（机械设计课本）式6-5得2公差组8级d沦 f ZEZHZgZpY2KT1 (叹1)齿宽系数屮d =1.0 查（机械设计课本）表 6.9，按齿轮相对轴承为非对称布置小轮齿数Z1,在推荐值2040中选zi = 27zi=27大轮齿数Z2：Z2 = i Z1 = 4.28X

10、 27 = 115.56Z2=115u=4.26u = z2/z1 = 115/27=4.26传动比误差:合格S = A u/u = (4.28-4.26)/4.26 = 0.0047 52.26mm610.50.84.04齿轮模数1 X cos p /z 1 = 52.26 按表6.6圆整m = 2X COS12727m= 2标准中心距aa = m(z 1+z2)/(cos p ) = 2 圆整后取：a = 145 mmX (27+118)/(2 X cos12O)a=145mm分度圆螺旋角:p = arccos(m X (z 1+z2)/2a)=arccos(2 X (27+118)/(1

11、45 X 2)小轮分度圆直径d1：d1 = mz1cos p = 2 X 27X cos11.68o圆周速度V :V = n d1n1/60000 = 3.14 X 53X 720/60000op =11.68d1=56mv=1.998m/s3)、齿宽bb =书 adi = 1 X 55大轮齿宽b2b2 = b小轮齿宽bi：bi =b2 +(510 )齿根弯曲疲劳强度校核计算由（机械设计课本）式6- 10升bchm2KT1YFaYSaYypg当量齿数Zvv1 = Z 1/cos3p =27/cos 311.68o33v2 = Z 2/cos p = 118/cos 11.68b=55mmb2=

12、56mbi=61mZv2=28.75Zvi=122.45齿形系数YFa查表6.5小轮 YFa1 = 2.57 大轮 YFa2 = 2.18应力修正系数YSa查表6.5小轮 YSa1 = 1.61 大轮 YSa2 = 1.79重合度 a：1呂丹=lz1 (tanUat -tana) + z2(tanaa2 -tan) 2兀1 ,3.07X27XCOS20.45、，=27 X tan(arccos)- tan 20 +2 兀3.07X27 + 231O(tan(arccos3.O1OCos2O.45Htan20)3.07x109+2x3解得： a = 1.7485重合度系数:YFa2 = 2.18

13、YFa1 = 2.57YSa2 = 1.79YSa1 = 1.61 a=1.7485丫 =0.679(T F1 = 2 X 1.660.89/60(T f2 = 2 X 1.660.89/55X 78787.5 X 2.57 X 1.61 X 0.679 XX 53 X 2X 18181.5 X 2.18 X 1.79 X 0.679 XX 53 X 22T F2=116.38N/mm2(T F1=109.80N/mm齿轮其他主要尺寸计算大轮分度圆直径d2：d2 = mz 2/cos p = 2 X 118/cos11.68 根圆直径df:dfi = d i-2hf = 56-2 X3f2 =

14、 d 2-2h f = 235-2 X 3顶圆直径dadai = d 1+2X ha = 55+2 X 2a2 = d 2+2X ha = 235+2 X 2项目小齿轮大齿轮模数m22齿数Z27118压力角32020分度圆直径d56236齿顶咼ha22齿根高hf33齿顶圆直径da59239齿根圆直径df50229标准中心距a146齿宽b61 1156高速级圆柱齿轮几何参数2、高速级圆柱齿轮设计及计算选择齿轮材料，确定许用应力 由（机械设计课本）表6.2选小齿轮 40Cr 调质：(HBS, = 260HBS)d2=235mmdfi =50mmdf2=229mmda2=59mmdai=239mmH

15、BS, =260HBSHBS210HBSY =0.25 +0.75/ JZa小齿轮238207533.758169.5162.565课程设计第二阶段设计大齿轮1252025033.75256242.560大齿轮 45 正火： （HBS2 = 210HBS）高速级齿轮设计跟低速级一样，将齿宽系数屮d改为0.8。高速级圆柱齿轮几何参数如下项目 模数m 齿数Z 压力角3 分度圆直径d 齿顶高ha 齿根高hf 齿顶圆直径da 齿根圆直径f 标准中心距a 齿宽b2.1、装配草图设计第一阶段说明1 ）、准备减速器装备图采用三个视图及必要局部剖视图才能表达完整。根据传动件尺寸大小，参考类似的减速器装配图，估

16、计出待设 计的减速器外部轮齿尺寸，并考虑标题栏、明细栏、零件序号及技 术要求等位置，选择合适的比例尺，合理的布局图面。2 ）、在俯视图的位置上画三根线作为传动轴 1、2、3的中心线， 并绘出传动件的外廓。小轮宽度应大于大齿轮 5 10mm二级传动 件之间的轴向间隙亠=815mm3 ）、画出箱体内壁线及减速器中心线。在俯视图上小齿轮端面与箱体内壁之间间隙和大齿轮顶圆之间间隙为 。4）、按纯扭矩初步估算轴径。确定轴的跨距。先按纯扭矩确定轴 径，在经轴的阶梯化吧跨距准确的确定下来。 按照纯扭矩计算轴径 时，用降低许用扭转剪切应力的方法来计入弯矩的影响。2.2、轴的设计及校核1、轴1的设计及校核1）、

17、计算作用在齿轮上的力转矩 Ti = 9550 X 5.94/720轴1上小齿轮分度圆直径d1 = mz 1/cos p =2X 27/COS11.68 圆周力 Ft = 2 X 78787.5/55.14径向力 Fr = F ttan a n/cos p =2857.73X tan20/cs11.68轴向力 Fa = F ttan p = 1062.11 X tan 11.68Ti=78787.5N/mmdi=55.14mmFt=2857.73NFr=1062.11NFa=590.8N2 ）、初步估算轴的直径选取45号钢材作为轴的材料，调制处理由式8-2 : d AX #p / n，计算轴的最

18、小直径并加大3%以考虑键槽的影响。查表8.6取A=115dmin=23.93dmin 1.03 X 115X( 5.94/720 ) 1/33 ）、轴的结构设计（1）确定轴的结构方案右轴承从轴右端装入，靠轴肩定位。齿轮和左轴承从轴的 左端装入，齿轮右侧端面靠轴肩定位，齿轮和左轴承之间用定 位套筒使左轴承右端面得以定位。左右轴承均采用轴承端盖， 半联轴器靠轴端档圈得到轴向固定。齿轮和半联轴器采用普通 平键得到轴向固定。采用单列圆锥滚子轴承和弹性柱销联轴器。（2）确定各轴段长度和直径1段 根据dmin圆整（按照 GB5014-85）,并由T1、n1选机械课程设计说明书di=75mmI i=40mm

19、2段 为使半联轴器定位，轴肩高度h = C + (2 3)mm，孔 倒角C取3mm(GB6403.4-86) , d2 =d1+2h且符合标准密封 内径(JB/ZQ4606-86)。取端盖宽度 28mm端盖外端面与半 联轴器右端面26mmd2=28mmI 2=29mm3段 为便于拆装轴承内圈，d3d2且符合标准轴承内 径。查GB/T297-95，暂选滚动轴承型号为 30204， d3=30mm 其宽度B=20b T=21.75,轴承润滑方式选择：d3X 720 = 30 X 720 = 21300 c82/ JA35x82 (按照GB5014-85),比轂孔长度78mn短 1 - 5mm作为第

20、一段的长度。312亍d7=30mmI 7=50mm7段该段轴径直径与右侧轴承处直径相同，为 30mm 该段轴长度为50mmF面是轴1的弯矩图和扭矩图:F +-,IL =丿L严=K3益Lh水丰面ttittTTTTTT TTTTtv垂直面TrrTrrrnTrn机械课程设计说明书2、轴2的设计1）、计算作用在齿轮上的力转矩 T2 = 9550 X 5.7 X 1000/168.22轴2上大齿轮分度圆直径 d2 = mz/cos p = 2 X 118/cos11.68 圆周力 Ft2 = 2T 2/d 2 = 2 X 70858/235径向力 Fr2 = F t2tan a n/cos p = 60

21、3 X tan20o/cos11.68 o 轴向力 Fa2 = F t2tan p = 602 X tan 11.68 o轴2上小齿轮分度圆直径 d3 = mz3 = 2 X 38圆周力 Ft3 = 2T 3/d 3 = 2 X 102656/76径向力 Fr3 = F t3tan a n/cos p = 27015 X tan20o/cos11.68 o 轴向力 Fa3 = F t3tan p =110040Xtan 11.68 oT2=7O858N - md2=235mmFt2=603NFr2=224NFa2=124.5Nd3=76mmFt3=27015NFr3=10040NFa3=227

22、48N39dmin=26.8mmdi=30mm11 T+f+10+10 = 27mml i=78mm 段 齿轮内轴段，为便于拆装齿轮，取 d2 = 35mm， 于前面轴径；长度12 = 62mm 段 为了使减速器整体好看，取大小齿轮之间距离 15mm该段轴径比两侧轴径大10mm以靠轴肩定位齿轮。 段 齿轮内轴段，为便于拆装齿轮，取 d4 = 35mm；长度 14 = 63.5mm。 段该段轴承与第一段基本相同，仅到箱体内壁距离不同。 取 l 5 = 35mm略大l3 =d2=35mml 2=62mmd3=45mml 3=15mmd4=35mml 4=63.5mmd5=30mml 5=35mm3

23、、轴3的设计2）、初步估算轴的直径选取45号钢材作为轴的材料，调制处理由式8-2 : d A X ypm，计算轴的最小直径并加大 3%以 考虑键槽的影响。查表8.6取A=115则 dmin 1.03 X 115X(5.7/168.22 ) 1/33 ）、轴的结构设计（1）确定轴的结构方案两个齿轮和左右轴承分别从轴的相应两端装入，大齿轮右侧端面和小齿轮左侧端面靠轴肩定位，齿轮和左轴承之间用定位套筒 使左轴承右端面得以定位。左右轴承均采用轴承端盖（2）确定各轴段长度和直径段 根据dmin圆整（按照GB5014-85 ,且符合标准轴承内 径。查GB/T297-95，暂选滚动轴承型号为 30204，d

24、1 = 30mm, 其宽度T = 16mmo轴承润滑方式选择脂润滑，取箱体内壁距轴 承距离为f = 10mm，小齿轮左侧端面距箱体内壁距离为 10mm 故1。、计算作用在齿轮上的力转矩 T =9550R/m =1011810NLmm轴1上小齿轮分度圆直径d mnz1 / cos P 圆周力Ft =2T1/d1径向力 Fr = Ft tanotn / cos P轴向力Fa = Ft tan P方向如图所示：Ti =1011810NLmdi = 335mmFt =6020NFr =2252NFa =1346N2)、初步估算轴的直径选取45号钢材作为轴的材料，调制处理由式8-2 : d Ax #p

25、/ n，计算轴的最小直径并加大 3%以考 虑键槽的影响。查表8.6取A=115dmi n=39.6mm贝y dmin 31.03x115(4.72/2)/44.55di=42mml i=78mm3 )、轴的结构设计(1。确定轴的结构方案右轴承从轴右端装入，靠轴肩定位。齿轮和左轴承从轴的左端装 入，齿轮右侧端面靠轴肩定位，齿轮和左轴承之间用定位套筒使左 轴承右端面得以定位。左右轴承均采用轴承端盖，半联轴器靠轴端 档圈得到轴向固定。齿轮和半联轴器采用普通平键得到轴向固定。 采用单列圆锥滚子轴承和弹性柱销联轴器。(2)确定各轴段长度和直径1 段 根据dmin圆整(按照GB5014-85 ,并由T1、

26、m选择联 轴器 型号为 HL3-J型 联轴器JA60X107/ JC6107 (按 照 GB5014-85),比轂孔长度30短1 5mm作为第一段的长度。2段 为使半联轴器定位，轴肩高度h=c + (23)mm,孑L倒角C取3mm( GB6403.4-86) , ddr2h且符合标准密封内径(JB/ZQ4606-86)。取端盖宽度 15mm 端盖外端面与半联轴器右端面 35mmd2=48mml 2=65mm3段 为便于拆装轴承内圈，d3d2且符合标准轴承内径。查 GB/T297-95，暂选滚动轴承型号为60210,其宽度B=15b轴承润 滑方式选择：d3=50mml 3=32mmdsS2 =

27、25x960 =24000 ：8.792=14.79KN10C =14.79KN满足强度要求则C Cr故轴承满足强度要求。2）、第二对轴承的校验选用圆锥滚子轴承30210:查表 13-2 得Cr =73.2KN，e=0.42Cr = 73.2KNe=0.42由 Fr =2217.2N， Fa =1245.9N 得:Fa/Fr =1245.9/2217.2 =0.562 AeX = 0.40查表 10.5 得：X = 0.40, y =1.4查表10.6得，取fp =1载荷 P = fp(xFr +yFa)=2631.14N查表10.3，取ft =1y =1.4fpP = 2631.14Nft

28、=1Lh =38400hLh =8X300X16 =38400h由10-6公式讦磐得:C 吕6?- =2.6311X3311 =2.63114“.04 = 15.89詁106NC =15.89KN则 C Cr由于轴向力几乎为零，因此,P = Fr =3187.1NP =3187.1NLh =38400h查表10.3，取ft =1Lh =8 咒 300 咒 16 =38400h 由10-6公式彳陪得:C =19.25KNC 丄 |哼=3.1871 赳6X173.8r3g = 3.18”6.04 = 19.25KN满足强度要求则C cr故轴承满足强度要求。3）、第三对轴承的校验选用深沟球型轴承60

29、15查表 13-2 得Cr =40.2KN，由于轴向力几乎为零，因此,P = Fr =3079.29NCr =40.2KNP = 3079.29Nft =1Lh =38400hC =13.85KNC =y60nL =3.0793x 3.彳6 b5.1； 38400 = 3.07Q3X 4.497 = 13.85KN106满足强度要求查表10.3，取ft =1Lh =8 咒 30016 =38400h由10-6公式Cf零得:则c cr故轴承满足强度要求。3.6、键的设计及效验1、轴1大带轮上A10X 8X 90型普通平键挤压强度条件为:& p = 100N/mm2bp =4T/dhI tp =

30、28.26N/mm2c p满足强度要求查表 3.2 得，tp =100N /mm2取 h =8mm, I =90mm, d =32mm, T162800N.MM，则bp =4T/dhl =4勺62800/32%80 =28.26N/mm2 时】满足强度要求。机械课程设计说明书22、轴2大齿轮 上A16X 10X 76型键b p = 100N/mm挤压强度条件为:bp= 53.34N/mm2cTp =4T/dhI IcTp ,满足强度要求查表 3.2 得，tP =100N /mm2取 h = 10mm, I = 76mm, d =54mm , T2 = 547280N .MM 则CTp =4T/

31、dhl =4x547280/54X 10x76 = 53.34N/mm2 tp满足强度要求。bp = 100N/mm3、轴2小齿轮上A 16 X 10X 80型键挤压强度条件为:bp = 4T /dhl bp 】查表 3.2 得，tp L100N / mm2取 h = 10mm, I = 80mm, d =54mm , T2 = 547280N .MM 则CTp =4T/dhl =4547280/54X 1080 = 50.67N/mm2 tp】满足强度要求。4、轴3齿轮上A22X 14X 82型键挤压强度条件为:cTp = 4T/dhI bp = 50.67N/mm2满足强度要求k p =

32、100N/mm= 60.21N/mm2bp满足强度要求41查表 3.2 得，tp =100N / mm2取 h =14mm, I =82mm, d =82mm , T1417097N.MM 则bp =4T/dhl =4咒1417097/82咒14咒82 = 60.2使 / mm2 】kp = 100N/mm2满足强度要求。5、轴3联轴器上A20X 12X 84型键挤压强度条件为:b p = 86.5N / mm2机械课程设计说明书满足强度要求CTp = 4T/dhI trp 】，查表 3.2 得，tP =100N /mm2取 h=12mm, I = 84mm, d =65mm , T3 =1417097N.MM 贝UcTp =4T/dhl =4x1417097/65咒 12x84 = 86.5N/mm2 tp】满足强度要求。3.4、齿轮和轴承的润滑由于齿轮圆周速度vv12