机械设计课程设计一级斜齿轮链传动

1、东南大学精密机械课程设计说明书设计题目：链传动一级圆柱斜齿轮减速器 学院：仪器科学与工程学院 专业：测控技术与仪器学号：姓名： 学号：姓名：指导老师： 时间：目录设计任务书3传动系统的总体设计31 选择电动机类型32 确定电动机容量33 确定电动机转速比44计算各级传动比和动力参数链轮速器箱休的设计8轴的设计计101 高速轴的设计102 低速轴的设计12选用键连13润滑15结.15、设计任务书。1.1原始数据：传送带工作拉力fw/kn传送带速度“w/ms1卷筒直径dw/mm80.753401.2工作条件带式传送机连续单向运转，载荷变化不大，空载启动，室内工作，有粉尘，采用交流电, 两班制工作。

2、1.3传动方案选择链传动的含有一级闭式斜齿轮减速器的传动系统。二、传动系统的总体设计根据要求的工作条件，宜选择y系列三相交流电动机。此种电动机具有高效、节能、 振动小、噪声小和运行安全可靠的特点。po=蔦磐上“ =7.217w rj 0.8662.2确定电动机的容量工作机所需功率(kw)由机器的工作阻力和运动参数确定,且：w = 1000 = 9550工作机的阻力(n );电动机的额定功率范围按下式计算:pm = (1 1.3)p0 = (7.217 9.382)kw工作机卷筒的转速为：=60 "000 讥=60 * 1000 * 0.75 仙.诚l wndw71 * 340取开式链

3、传动的传动比为2-4 ,圆柱斜齿轮传动比为35 ,则总传动比范围为620 ,故电动机转速范围为:nm = (620) * 42.13r mm"1 = (252.788426)r rnm"1符合这个转速范围的同步转速有750 r. min-1-种，结合额定功率范围，只有一个可选方案：电动机型额定功率同步转速满载转速质量(kg )总传动(kw )(r min-1)(r min-1)比y160l-87.575072015017.092.4计算各级传动比和动力参数总传动比为：% 二 720nw 42.13=17.09取链传动的传动比为i链=3.0 ,则两级齿轮减速器的传动比为：i1

4、7.09"齿轮=： = = 5.703.0链各轴转速:n电动机轴n电动机轴链'齿轮=nm = 720.00r min"720r min=240.00r min1240.005.70r mirt1=42.hr mirt1"卷筒轴=ny=42.hr mm"1各轴功率:p = po = 7.22kw电动机轴upx =g = 7.22 * 0.92w = 6.64kwx 电动机轴'链r, = r 人 n, _ = 6.64 * 0.98 * 0.99/cpk = 6.44kw y x /齿轮/轴承p卷筒轴=py "轴承"联轴器

5、各轴转矩：9550p。门电动机轴9550 * 7.22720 nm = 95.77nni9550 *6.64n.m = 264.22n.mty = 95509550 * 6.44=6.44 * 0.99 * 0.99/clv = 6.32kw卩卷筒轴p卷筒轴=9550"卷筒轴pc =kakzpkm9550 *6.3242.11 /v.m = 1433.30/v.m将各参数整理列表：参数电动机轴x轴（高速轴）y轴（低速轴）卷筒轴转速r mm"1720.00240.0042.1142.11功率kw7.226.646.446.32转矩n m95.77264.221460.5114

6、33.30传动比3.005.701.00效率0.920.970.98三.链轮的计算3.1选择链传动的齿数匂、z2由经验公式:z = 29 2i = 29 2 * 3 = 23传递功率,7.44kwkz小链轮系数，查表4.4得心=1.23km链排数系数，单排链= 1代入：pc = 9.15kw3.3确定链节距、链号由巴和小链轮转速hi = 720 r< min"1,查图4.10得为12a滚子链，链节距:p=19.05mm3.4计算链节数垢和中心距a初定中心距为a。= 4 op_2a0 z1 + z2 p /zi + z2代入：lp = 131.36 ,取厶卩=132节。修正中心距

7、:代入：a =864mm3.5验算链速=5.26m s"123 * 19.05 * 72060 * 1000-60* 1000-为了控制链传动的动载荷和噪声不致过大,限制v<15m-s-1,此处满足要求。3.6润滑方式和标记由v和链号查图4.12 ,应该采取油浴或飞溅润滑单排12a滚子链，节距p=19.05mm ,节数132 ,标记为：12a - 1* 132gb1243.1 - 833.7链轮的主要尺寸分度圆直径：180'sin代入：右=139.90mm, d2 418.55齿顶圆直径（采用三圆弧一直线齿形）：（180 ada = pl 0.54 + cot i代入：

8、dal 148.89mm, da2 428.407nm齿根圆直径：df = d drdr滚子外径，查表4.1得心=11.91mm代入：dfi = 127.99mm, df2 = 406.64mm4.1.选择材料及许用应力为使结构紧凄，采用硬齿面，小齿轮用20crmnti ,渗碳淬火，hrc59,;大齿轮用45钢，表面淬火，hrc48.由图5.33齿轮的接触疲劳强度曲线和图5.34齿轮的弯曲疲劳极限曲线，(jhiimi = 1500/v rnm2,afuml = 430n mm2 ,<7川血2 = 1150/v mm2,(jfum2 = 340n mm2.许用接触应力：ahi 0.9ahz

9、/ml = 0.9 * 1500 n mm2 1350/v mm22h2 = °9勿“m2 0.9 * 1150 n mm2 = 1035/v mm2许用弯曲应力:afi 0.7afiiml = 0.7 * 430 n mm2 = 301/v mm2af2 = °.7a>"m2 0.7 * 340 n mm2 = 238/v mm24.2按齿根弯曲强度初估模数初选：0二15° ,由表5.18 ,取中心距系数71=12.4.硬齿面闭式传动,取zi = 20,z2 = zj = 20 * 5.7 = 114.由表5.19 ,平稳工作，中等冲击，取载荷系

10、数k=1.4 ;由表5.21 ,不对称布置，硬齿面，取齿宽系数屮=0.7.d当量齿数：知1 =上=20= 22cos 叩 cos315知2=上=114=127cos3 cos315由图 5.35 , yfs1 = 4.30必$2 = 3.96”艰二 4.30301=0.0143yfs2命23.96238=0.0166以上取较大值0.0166初估模数:mn>am3kt/fs屮/孔oha=12.4*3 i 4 * 264 220j>k 202 * 0.0166mm = 3.47mm取：mn=3.5mmo4.3确定参数计算主要尺寸中心距：260.20mma = (zi + z2) =35

11、(20 + 114)mm =2cos02cosl5取：a = 260mm,求螺旋角：cos0mn(<z1 + z2)3.5 * (20 + 114)2a2*260=0.90p = 25.59°分度圆直径:mnz1 3.5 * 20dr =mm = 77.78mmcos|3 cosl4.07°mnz2 3.5 * 114d2 =mm = 443.33mmcos0 cosl4.07°齿顶圆直径:% = mnz1+ 2爲ncosp= 3.5*4-2 * 1= 84.78mmcosl4.07°/da2 = mnz2+cos0=3.5*114f 2*1 i

12、mm = 450.33m?ncosl4.07°/齿根园直径：z12han 2c； i = 3.5 * cosr/202*1 2 * 0.25 i mm = 69.03mmcosl4.07°/齿宽：-2/i*n-2c； = 3.5 cosp/2*1-2* 0.25 mm = 434.58mmcos14.07。/b =屮 d = 0.7 * 77.78mm = 54.45mm d取：鸟=54mm,bi = b2 + (3 5)mm = (5759)mm取：久=58mm.4.4校核齿面接触强度由表 5.18 , p = 25.59°查得：aa = 447齿面接触应力：&

13、lt;4473 (5.7+ 1尸 * 14 *264.22_7n mm 乙5.7* 54* 26()2=691.06/v mm"2因°h voh2 = 1035n ?nm"2,所以齿面接触强度满足要求。五、箱体的设计5.1箱体壁厚箱座 8 = 0.025a + 1 = (0.025 * 260 + l)mm = 7.5mm,取 8mm箱盖 = 0.02a 4- 1 = (0.02 * 260 + l)mm = 6.2m ,取 8mm5.2凸缘：箱盖凸缘厚度也=1.5百=12加加，箱座凸缘厚度h = l.53 = nmm，箱座底凸缘厚度 b2 = 2.5/ = 20

14、mm。5.3螺钉及螺栓：地脚螺钉直径df = 0.036a + 12 = 21.36mm ；地脚螺钉数目： = 4(° 5 250)；轴承旁 连接螺栓直径dr = 0.75df = 16.02mm ；盖与座连接螺栓直径d? = (0.50.6)冷= 11.748mm ;连接螺栓仏的间距/ = 120/nm(l 50 < / < 200);轴承端盖螺钉直径 d3 = (0.40.5)与=9.612mm ；视孔盖螺钉直径禹=(0.30.4)与=7.476mm ；定位销 直径d = (0.70.8皿=8.811mm(取整得9)5.4螺钉螺栓到箱体外避距离：查表得：d广dp d?

15、至箱体外壁距离为：c, f = 26mm, cl1 = 22mm,c12 = 16m/?;df、d|、£到凸缘边缘距离：g / = 24mm, c2=20",c2 2 = ' 4/n/?;轴承旁凸台半径：z = c2f = 24mm,rl2 = c22 = 14mm ;箱体外壁至轴承端面距离：£ =c|+c2j+（5口 10） = 22 + 20 + 8 = 50加加。5.5箱体内部尺寸：大齿轮齿顶圆与箱体内壁距离厶=10加加（厶1.2/）;齿轮端面到箱体内壁的距离 a 2 = 1 0mm （a 2 > <y）（增加散热）；箱盖、箱座肋厚 叫

16、« 0.85百=6.8mm, m - 0.856 = 6.8mm。5.6视孔盖由于单级减速器中心距为231mm ,故查表得：视孔盖长/, = 120mm，横向螺栓分布距 离l2=l05mm ,视孔盖宽/?, = 90mm ,纵向螺栓分布距离b2=75mm ,螺栓孔直径 =07，孔数4个。5.7其中吊耳和吊钩吊耳环的结构设计：根据表11-3中的推荐设计公式知：吊耳肋厚度为 /?-（1.80 2.5） =2.5x8 = 20/?m ,吊耳环 孔径为 d = b =（/）20 ，倒角为 /? = （1口 1.2）d = 1.2x20 = /?24,吊耳环空心到箱体外壁距离为e - （0.8

17、 l）d = 20mm。吊钩的结构设计：吊钩长k = g+c2 =16 + 14 = 30加加，吊钩高h “8k = 24mm , 吊钩内深/?«0.5/ = 12mm ,吊钩内圆半径r-0.25a： = 7.5mm ,吊钩厚度 /?-（1.8d 2.5）5 = 2.5x8 = 20mm。六轴的设计6.1高速轴的设计安装带论处箱体内壁箱体内壁d6.1.1选择轴的材料.热处理方式由于无特殊要求，选择最常用材料45钢，调制处理。查【1】表14"得知：硬度：217d 255hbs ;强度极限：= 650mpa ;屈服极限：° = 360mpa ;弯 曲疲劳极限：= 30

18、0mpa o查表得：弯曲需用应力（静）c/, = 60mpg。6.1.2按转矩初步估算轴伸直径，取c=110110*316.64= 33.27mm240考虑键连接，应加大4% ,取心=35/71771 6.1.3轴的结构设计根据高速轴上所需安装的零件，可将其分为7段，以仏、“2、仏、£、“5、6、£表示各段的直径，以西、兀2、心、兀4、忑、兀6、兀7表示各段的长度（处安装大带轮心处安装轴承端盖，心处安装一号轴承与套筒，4处安装小齿轮，£处安装二号轴承）1）径向尺寸根据常用结构，取心=dmin = 35mm ;取倒角倒圆1mm ,故取=di + 1.5 * 2 =

19、38mm ,此先选轴承为6208型号轴承（无轴向力，故选深沟球轴 d2承，直径系列选2号轻系列；为便于安装及轴上尺寸基准，选08号内径），查【3】表16-1知所选轴承内径为40mm ,且轴承宽度b = 18mm ,故取心=40mm ;为方便加 工测量，取心=45mm （此也为小齿轮内孔直径）；查表得安装直径 47mm<j（/<52.8mm ,故查表选取“套筒40x50x25 gb/t2509-1981 h,故 da = 5qmm;对齿轮内孔倒角 1.6mm ,故取ds =+（1.6 + 1.5）x2 = 51.2m/n （取52mm ）;由于对称分布故 d7 = 40mm ,= d

20、a = sqmm o2）轴向尺寸：根据大带轮的内孔宽£ = （1.5 2）< = （1.5 2）j, = 1.5x20 = 45mm ,为防止由于加 工误差造成的带轮晃动，取西=42mm ;为防止箱体内部润滑油渐到轴承上冲走润滑 月旨，将轴承与箱体内壁距离取大于8mm （由于所选套筒长度25mm ,故轴承断面到箱 体内壁的距离取15mm）,为适宜齿轮传动时散热，取齿轮距箱体内壁为8口 1（）加加（此 取10mm ）,故有召=10 + 15 +b = 43加加；套筒档齿轮时x4 = br 3mm = 55mm , 为保证精度取，故同时将禺修正为兀3 = 45mm ;轴环取5 口

21、8mm ,故取冯=5mm ;由于安装时齿轮箱体轴承均对称分布，取观=10 + 15-“ = 2qmm , x7 = b = l8mm（包括越程槽尺寸）；轴承到端盖内壁的距离x =13-15-b = 25mm，前所选轴承端盖螺钉d3=ms知：由【2】11-10中公式得轴承端盖厚度e = .2d,=9.6mm ,查2表39可取a级m8非全螺线/ = 40mm的螺栓（即gb/t5782 m8x40 ）此时取端盖到大带轮的扳手空间为v = / + at + （3 5 mm） = 48mm ，此时取x2 = x + e x = 9.6 + 48 + 25 « 83/nm。6.2低速轴的设计安装

22、联轴器处6.2.1选择轴的材料.热处理方式：由于无特殊要求，选择最常用材料45钢，调制处理。查【1】表14/得知：硬度：217d 255hbs ;强度极限：= 650mpa ;屈服极限：q = 360mpa ;弯曲疲劳极限：6=300mpq。弯曲需用应力（静）（y_h = 60mpao6.2.2按转矩初步估算轴伸直径p=110 *n3 6.44mm = 58.82mm j42.ll考虑键连接以及与十字键槽相匹配，取j, = 60mm6.2.3轴的结构设计：根据低速轴上所需安装的零件，可将其分为7段，以、2、心、£、久、6、£表 示各段的直径，以西、勺、花、屯、禺、心、旺表示

23、各段的长度。（处安装联轴器，仏 处安装轴承端盖，心处安装三号轴承与套筒，心处安装大齿轮，£处安装四号轴承）1）径向尺寸：联轴器的初步选择：根据低速轴的计算转矩与转速查表可选用凸缘联轴器，其轴孔直径 为050，深孔长度为l = h2mmo根据上所选联轴器，取£ = 60mm ;根据密封毡圈的标准，取d? = 65mm ;根据此处 尺寸选择6212型号轴承（查表知所选轴承内径为70mm ,外径为110mm ,且轴承宽 度b = 22mm ）,故取d3 = 70mm ;为方便测量取d4 = 75mm ;查表得安装直径 69mm < da < 76mm ,故查表选取“套

24、筒 60x70x40 gb/t2509-1981 ”，故 018 30, /? = c = mmda = 75mm;查【2】1-27知倒角倒圆推荐值为：030 d 50,二c二1.6伽，故070050 80, r = c = 2mm孔（大齿轮）倒角推荐值为2mm ,故取心=血+ 3.5 * 2 = 82mm ;为对称分布，故取d6 = da = 75mm , d7 = d3 = 70mmo2）轴向尺寸：根据上定箱体两内壁间的宽度可算得大齿轮到箱体内壁的距离为12.5mm,为防止箱体 内部润滑油渐到轴承上冲走润滑脂，将轴承与箱体内壁距离取大于8mm （为套筒尺寸 此取27.5mm ）,故有=12

25、.5 + 27.5 + b = 62mm ;套筒档齿轮时，为保证精度取 x4 = b2 （23）mm = 55mm ,故同时将尽修正为耳=64mm ;轴环取5lj 8mm ,故bxx5 = 5mm ;由于安装时齿轮箱体轴承均对称分布x6 = 12.5 + 27.5-x5 = 35mm , x7=b = 22mm （包括越程槽尺寸）；轴承到端盖内壁的距离 兀=£+/ 27.5 b = &5加加，由于轴承外径为110mm故，选端盖螺钉为m10，由2笛"0中公式得轴承端盖厚度e = 1.2d3=12mm，查2表39可取a级m8 非全螺线i = 40mm的螺栓（即gb/t5

26、782m10x40 ）此时取端盖到大带轮的扳手空 间 为 x = / + （3 57?2m） = 50mm ，故 此 取x2 = x + e + x - 8.5 + 12 + 50- iqmm ,由上选联轴器可知 xx=l = 12mm。七、键的设计根据工程经验，此处无特殊要求，故均选用a型平键连接。7.1带轮处键连接：由于此处轴径为30mm，查【1】表10-9得：选用b = 8mm,h = 1mm ,£ = 181 90mm , 由于此处转矩不大，选取铸铁为材料，故由表下的l系列选取厶=36加加，即 键 8x36 gb/71096 2003。对平键进行强度校核：查1表10/0得其许

27、用挤压应力为（yp = 50u 60mpa （轻微冲 击），根 据【1】式10-26得：翁x8）e3°8呎'故符合要求。7.2小齿轮处键连接:由于此处轴径为45mm ,s1 表109得选用b = 14mm,h = 9mm，厶=36 160mm ,由于此处转矩不大，选取铸铁为材料，故由表下的l系列选取l = 90mm ,即 键 14x90 gb/t1096-2003。对平键进行强度校核：查1表10/0得其许用挤压应力为（rf） = 50q6qmpa （轻微 冲 击），根 据 【1】 式 10-26 得4x137.35dhl-2b)45x9x(90-2x14)故符合要求。7.3大

28、齿轮处键连接:由于此处轴径为65mm查【1】表109得 选用b = 1 smm,h = 1 mm ,£ = 50 200mm ,由于此处转矩不大，选取铸铁为材料，故由表下的l系列选取l = s0mm ,即 键 18x80 gb/t1096 2003。对平键进行强度校核：查1表10/0得其许用挤压应力为（rf） = 50q6qmpa （轻微 冲 击），根 据 【1】 式 10-26 得4几dh(l-2b)4x516.2965x11x(80-2x18)= 0.0656mpa（y/），故符合要求。7.4联轴器处键连接:由于此处轴径为50mm，查【1】表109得选用b = 14mm,h =

29、9mm ,l = 36 160mm , 由于此处转矩不大，选取铸铁为材料，故由表下的l系列选取l = 00mm ,即 键 14x100 gb/t1096 - 2003。对平键进行强度校核：查1表10/0得其许用挤压应力为（7 = 500 60mpa （轻微 冲 击）根 据 【1】 式 10-26 得0.0637mpg5q，故符合要求。_ 4几 _4x516.29°p dhl-2b) 50x9x( 100-2x14)八、润滑与密封8.1 .润滑方式的选择(1 )因为此减速器为闭式齿轮传动，且为斜齿圆柱齿轮传动，又因为齿轮的圆周速度v<12m/5，所以采用将大齿轮的轮齿浸入油池中进行浸油润滑。两大齿轮直径相差很小，都可以浸到油，所以不需要用到带油轮。轴承利用大齿轮的转动把油溅到箱壁的油槽里输送到轴承机型润滑，即轴承采用油