机械课程设计(螺旋输送机传动装置).

1、目录电动机的选择与运动参数的计算1.1 、电动机的选择 (2)1.2 、总传动比计算及传动比分配 (3)各齿轮的设计计算2.1 、直齿圆柱齿轮减速设计 (5)2.2 、直齿圆锥齿轮减速设计 (9)三、 滚动轴承的选择 (13)四、 联轴器的选择 (14)五、 设计心得 (15)六、 参考 (16)机械设计课程设计机械设计课程设计说明书题目螺旋输送机传动装置传动系统图：原始数据：输送机工作轴转矩p=3.5kw输送机工作轴转速n = 125r min 工作条件：螺旋输送机单向传动、连续工作、工作平稳；输送机主轴转速允许误差 作8小时，使用寿命5年，2年大修；中型机械厂制造，中批生产。-7% ;每天

2、工251. 电动机的选择与运动参数的计算1.1、电动机的选择1.1.1、确定传送机所需的功率PwPw -3.5KW设定传送机本身的功率w =0.981.1.2、 确定传动总效率总总二12 244其中1、2、3、 4分别为联轴器、一对锥齿轮、一对圆柱齿轮、球轴承的效率。查表可得：4=0.99、 2=0.90、3=0.97、4 =0.98总二0.992 0.903 0.97 0.980.78920总、总二 0.78920Pd 二 4.43kW电动机型号：Y112M21.1.3、电动机的输出功率Pd 二巳二3.5=4.43kW0.789201.1.4、选择电动机单级圆柱斜齿轮的传动比i =3-5锥齿

3、轮i =4则总动比的范围是 12-18所以，的电动机的转速范围为1500-3450r mim _1选择电动机型号为：丫112M2Y132M2-6电动机主要技术数据额定功率Kw4kW满载转速n满2890 .于min同步转速 n同3000 / .z min额定转矩T额2.2N *m最大转矩Tmax2.2N *m1.2、总传动比计算及传动比分配1.2.1、总传动比计算由题目给定参数可知输送机工作轴转速n -130r minian 满2890 = 23.12n 1251.2.2、传动比的分配级圆柱齿轮减速器传动比一般i =3-5 o一级圆锥齿轮减速器，用于输入轴与输出轴垂直相交的传动时，若 采用直齿轮

4、一般i乞3，因此取一级闭式圆柱斜齿齿轮传动比ia=3则一级开式圆锥此轮传动的传动比i2 = ia = 23.12 =7.71i134 = 3i2 二 7.711.2.3、传动装置运动参数的计算(1) 、对于圆柱斜齿齿轮传动：高速轴的输入功率：R =Kw厂3.5 0.99 =3.465kW低速轴的输入功率：Pu-RS =3.465 汉 0.98x0.97 =3.30kW对于圆锥齿轮传动：高速轴的输入功率 P”4 =3.30x0.99 x 0.98 = 3.20kW低速轴的输入功率Rv =匕巴口4 =3.20x0.90x0.98 = 2.82kW(2) 、各轴转速的计算：对于圆柱齿轮传动：高速轴转

5、速 m =门满=2890人命低速轴转速nilni2890 =963.33旷3minP川=3.20kWRv 二 2.82kW对于圆锥齿轮传动：高速轴转速niii =n963.33/min低速轴转nivn川i2竺：江124.95厂7.71min(3)、各轴输入转矩的计算对于圆柱齿轮传动：高速轴输入转矩Tp.3 465= 9550=955011.45 N mni2890ninil低速轴输入转矩Tii= 9550电= 9550 汉 3.30 =32.71N m nii963.33niii对于圆锥齿轮传动：高速轴输入转矩Tiii=9550甩=9550-31.72N m963.33niii低速轴输入转矩T

6、ivp2 82= 9550 iv =9550215.53N m124.95niv(4)、各轴功率、转速、转矩列于下表轴名功率kW转速/ ./ min转矩N m圆柱齿高速轴13.465289011.45轮传动低速轴ii3.36963.3332.71圆锥齿高速轴iii3.2963.3331.72轮传动低速轴iV2.82124.95215.53=2890 r min= 963.33min曲3%niv=124.95 爲T = 11.45 N mTii=32.71N mTiii= 31.72N mTiv= 215.53N mR = 3.465kWPI3.30kW二、各齿轮的设计计算2.1、直齿圆柱齿轮减

7、速设计2.1.1工况分析直齿圆柱斜齿齿轮传动采用软齿面闭式传动，初选传动精度为8级，齿轮表面粗糙度为Ra1.6，其主要失效形式为点蚀，考虑传动平稳 性，齿数宜取多一些，取乙=25，z2二=25 3 =75，压力角为=20 :。2.1.2设计原则1、设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度 计算。2、按齿根弯曲疲劳强度设计。2.1.3设计计算(1) 、选择齿轮材料并确定螺旋角小齿轮用45钢，调质处理，齿面硬度250HBS大齿轮用45钢，正火处理，吃面硬度 210HBS(2) 、按齿面接触接触强度设计即 3叮吧1(1) 确定公式的各值1. 试选载荷因数kt=1.22. 转矩 = 11

8、450Nmm4. 许用接触应力：HminSHminZnZ1 = 25Z2 二 75:-20:5. 安全系数S=1失效概率为1%选齿宽系数冷=1查表二屮计=600MPa，二Hiim2 =500MPa6.1.应力循环次数,每年按300天工作计算，每天8小时9弘=60 2890 5 8 300 二 2.08 10N8N2 二 33.69 1082.查图6-37中曲线1Z N1 =1.13Z N1 1.13 ,.3. 计算接触疲劳许用应力，安全系数S=1-H1I _ Z N1 ；- Hlim1SH1.13 6001MPa =678MPa-H2_ Z N2Hlim2Sf1.13 50MPa =565MP

9、a17.d1tKT1(u 1)d u=28.72mm计算圆周速度:d1tn160 1000:28.72 289060 1000= 4.34m/s因为v 5m/s，所以可选8级精度8.9.模数m.,28.72 匚= d1 / z11.15mm25圆整后，取m = 1.5分度圆直径：H1 1 二 650MPaLh2 丄 580MPadr =召 m = 25 1.5 = 37.5mm10.中心距aa =(d, +d2 丫2=(112.5 + 37.5)/2=7511.齿宽b = d di =1x37.5圆整后b2 =38d = 43(3)、1.校核弯曲疲劳强度宀2KYfs 儿 1 bb 兰占bbbm

10、d12. 查取齿形系数表【1】6-39YFa1 =4.25丫尸玄？ =3.903. 弯曲疲劳许用应力bbLSYnSF min4. 由图6-40得弯曲疲劳极限应力bblim1 =49Mpa%问2 =400Mpa5. 由图6-41得弯曲疲劳寿命系数：Yn1=1(NdN。，N=3X106)Yn1=1(NdN。，叫=306)6. 弯曲疲劳许用应力L 1 Dbblim1、，490-衣 bbJYn1 一-490MpaSF min1L1 bblim2400 汉 1_bb2YN2 400 M paSF min1K =1.2m = 1.5a = 75mmS = 43mmb2 = 38mm(4)、校核计算_2KT

11、i Yfsi _ bbl2x1.2x11450“ cc 1x 4.25 - 48.29 krbb2b1md143x1.5x37.52KTi Yfs22.2如1450ri汉 3.95 = 50.78 Ebb2b2md138x1.5x37.5故弯曲疲劳强度足够。(5)、计算齿轮其他参数齿顶咼ha = h；m =1汉1.5 =1.5mm顶隙c = c*m = 0.25x 1.5 = 0.375mm齿根高hf = 1.875mm全齿高h=ha +hf =1.5+1.875 = 2.375mm分度圆直径dr =mZ_j =37.5mmd2 = m，Z2 =112.5mm基圆直径db1 =drcosa =

12、 35.24mmYFa1 = 4.25db2 =d2cos。= 105.72mm齿顶圆直径=dj +2ha =37.5+ 3 = 40.5mmYFa2 =3.90da2 =d2 +2ha =112.5 + 3=115.5mm齿根圆直径df1 =dj 2hf =37.5-3.75 = 33.75mmdf2=d2-2hf =112.5-3.75=108.75mm齿距Pn =叫=4.71mm齿厚s = p / 2 = 2.355mm齿槽宽e = p / 2 = 2.355mm2.2、直齿圆锥齿轮减速设计221选定高速级齿轮精度等级、材料及齿数（1）输送机为一般工作机械，速度不高，故选用8级精度。（3

13、） 材料选择选则小齿轮材料为45钢，调质处理，硬度为250HBS 大齿轮材料为45钢，正火处理，硬度为210HBS（4）选小齿轮齿数乙=20,则：z2 =i2乙=7.71 20 =154.2,取z2=1552.2.2按齿面接触疲劳强度设计按参考文献1式10-9a计算即 d1t_2.923Ze 2KT1113| | EFlbH 丿钻（10.5r fu（1）确定公式内的各项数值1.试选载荷系数Kt =1.3.心=1.32. 计算小齿轮的转矩：T11 31720 N mm3. 由表【1】6-10查出材料的弹性影响系数：1Ze -189.8MP2Zn1 =1.13Zn1 = 1.304. 由表【1】6

14、-36按齿面硬度查出：小齿轮的接触疲劳强度极限二H lim 1 =600MPa大齿轮的接触疲劳强度极限-H lim 2 =500MPa5. 计算应力循环次数：N1 =60山 jLh =60X963.33 X 5X 8X300=6.94 X 108N N1 / i2 =9.00 X 107。6. 疲劳寿命系数查图6-37中曲线1Zni =1.13ZN1 =1.307. 计算接触疲劳许用应力，安全系数S=1 ZN1；-Hlim1H1 = Sh13_600Mpa =678MPa1ZN2；- Hlim2SF1.30 500 MPa = 650MPa1Z3 =20乙=155:=20djt _2.923r

15、1-0.5 r u189.8)528)1.3 317202.922.2.3计算1.计算小圆分度圆直径KTiii=39.57mm2.计算圆周速度卫 1tn11160 1000 :39.57963.3360 0000=1.994 m / sd = 45mm b2 二 40mm因为v：3m/s，所以可选8级精度3.计算齿轮模数 m二d1 = 39.57 =1.98 z120圆整后取m =2则圆整后d_!=召 m =20 2 = 40mm4. 齿宽 b = d d1 -1 40 = 40圆整后 b2 =40mm d =45mm224校核弯曲疲劳强度1.校核弯曲疲劳强度2KTi Yfsbbi, bb J

16、bmd12. 查取齿形系数表【1】6-39Yfs1 =425Yfs2 = 3.903. 弯曲疲劳许用应力L1bblim 17bb s丫nSF min4. 由图6-40得弯曲疲劳极限应力小齿轮弯曲疲劳强度极限：血1 = 460Mpa大齿轮弯曲疲劳强度极限切说=400Mpa5. 由图6-41得弯曲疲劳寿命系数：Yn1=1氓1山 N=3X106）Yn1=1（NN0, N。=306）6. 弯曲疲劳许用应力L bblim 1、/460/ac 2%1cYn1 , 46MpaSFmin1廟=鱼嗨 YN40=400MpaSF min1（4）、校核计算2KT111 YFs1.31724.221.1tbbJb1m

17、d145況 2402KT111Yfs1.31723.993.9 febb2b2md140 汉2 汉 40Yfs1=4.25Yfs2=3.90故弯曲疲劳强度足够。（5）。计算节圆锥角Z 1-4r =arcta n = 7.35 Z2、.2 =90 -7.35 =82.652.2.5几何尺寸计算（1）锥齿轮大端分度圆直径dj = m 父乙=40mm d2 = mx z2 =2江 155 = 310mm（2）计算锥距RB| = 59 B2 二 54mmR乙2 z2 -11600 24025 = 160.08mm（3）计算齿宽（一般取= 1）31B = R R 160.08 = 53.6mm ,3B

18、=59 圆整后取1B2 =54mm2.2.6计算齿轮其他参数分度圆直径 dj = m乙=40mmd2 = m z2 =2 155= 310mm齿顶高ha 二 ha m = 1 2 二 2mm齿根高hf hha cm=1.25 2=2.5mm全齿高h =ha hf =2 2.5 二 4.5mm顶隙c=c m =0.25 2 = 0.5mm齿顶圆直径dd1 2ha cos 40 4 cos7.35、=43.97mmd2 二 d2 2ha cos2 =155 4 cos82.65 = 155.51mmdf1 =d1 2hf cosr =40-10 cos7.35l30.08mmdf2 =d2 -2h

19、f cosj2 =155-10 cos82.65 = 153.72mm齿宽齿根角根锥角Bi = 59B2 = 54mmr = arctan(nf / R) = 0.89、f1 二- 7.35 - 0.89 I 6.46、f2 =、2 -= 82 .65 -0.89= 81 .76三、滚动轴承的选择1. 选择轴的材料及热处理由于减速器传递的功率不大，对其重量和尺寸也无特殊要求故选择常 用材料45钢，调质处理.2. 轴承(深沟球轴承)1) I轴选轴承为60092) II轴选轴承为60083) III轴选轴承为6007根据轴承确定各轴安装轴承的直径为：D仁 45mmD2=42mmD3=35mm四、联轴器的选择轴1(1)选择联轴器类型。运输机工作平稳单向传动联接两轴对中(2)选择联轴器型号。由表【1】15-1查取k=1.7按式(15-1 )算3 5TC1 = KT = K X9550汇.=454.58N m125按计算的转矩、转速和轴径：GB/T4323-2002中选用LT7型弹性套柱销联轴器。相关数据：许用转矩Tp=500N.m许用转速 Np =3600r min 轴径 45mm轴2根据以上方法计算Tc2 = KTn =1.7 汉32.71 =55.60N m按计算的转矩、转速和轴