一级传动课程设计-机械设计

1、传动设计键入文字084776736 徐超机械设计课程设计计算说明书设计题目：设计一带式输送机用传动系统XXX大学机械学院XXXXX班设计者：XXX指导教师：XXX完成2011年1月12日目 录一、设计任务 2二、传动方案的拟定及说明 3三、电动机的选择 3四、传动装置的总传动比及其分配 4五、计算传动装置的运动和动力参数 4六、皮带轮传动的设计计算 4七、齿轮传动的设计计算 6八、轴的设计计算 11 联轴器的选择轴承的选择九、滚动轴承的校核 16十、键的选择及强度校核 18十一、箱体设计及附属部件设计 18十二、润滑与密封 20十三、端盖设计 20十四、心得体会 21一、设计任务：设计一用于带

2、式运输机用传动系统（带传动-齿轮减速器）。传动简图如下：总体布置简图1电动机 2带传动机构 3一级齿轮减速器 4联轴器 5带式输送机设计参数：组数输送带的牵引力F（KN）输送带的速度v(m/s)输送带鼓轮直径d(mm)第三组2.41.4350注：1.带式输送机工作时，运转方向不变，工作载荷稳定。2.工作寿命15年，每年300个工作日，每日工作16小时。计算工作寿命：二、传动方案的拟定及说明如任务说明书上布置简图所示，传动方案采用一级圆柱齿轮减速箱：在此选用斜齿轮，小斜齿轮处于高速的轴上，大斜齿轮位于低速轴上；由于V带允许传动比大，已标准化，故带传动选V带。三、电动机的选择1、工作机输出功率2、

3、输送带轮转速 n转速 r/min=76.39r/min 3、传动效率：查设计手册P:5表1-77级精度的一般齿轮传动： V带传动：卷筒：联轴器：弹性联轴器滚动轴承：滚子轴承（稀油润滑）（一对）总传动效率=0.84994、电动机输入功率5、由设计手册P:167表12-1 选Y132M1-6型号电动机，主要技术数据如下：型号额定功率（kW）满载转速（r/min）质量（kg）Y132M1-649602.02.073四、传动装置的总传动比及其分配1、系统总传动比 =960/76.39=12.5662、参考设计手册P:5表1-8：对于V带传动i7（机械设计P:155推荐值2-5）；单级圆柱齿轮减速器4i

4、6，综合以上因素可选齿轮传动，则带轮传动比。五、计算传动装置的运动和动力参数与电机相连的轴为1轴，减速器高速轴为2轴，低速轴为3轴1、各轴转速n（r/min）各轴转速为：2、各轴输入功率P（kW）3、各轴输入转矩T（N）Error! No bookmark name given.六、 皮带轮传动的设计计算1. 选择普通V带截型由课本P156表8-7得：kA=1.2PC=KAP=1.2X3.95=4.74KW由图8-11得：选用A型V带2. 确定带轮基准直径，并验算带速推荐的小带轮基准直径为80100mm 则取dd1=90mm>dmin=80mm 验算带速带速V：V=dd1n1/60

5、15;1000=×90×960/60×1000 =4.52m/s不在525m/s范围内，带速不合适。则取dd1=100mm>dmin=80带速V：V=dd1n1/60×1000=×100×960/60×1000 =5.024m/s在525m/s范围内，带速合适。计算大带轮的基准直径 dd2=i·dd1=3.59×100=359mm取圆整dd2=355mm 3. 确定带长和中心距初选中心距a0=600mm根据课本P152式（8-20）得0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)0.7(100+3

6、55)a02×(100+355) 所以有：318.5mma0910mm 由式（8-22）得：L0=2a0+ (dd1+dd2)+(dd2-dd1) /4a0 =2×600+1.57(100+355)+(355-100)2/4×600 =1941mm根据课本P146表（8-2）取Ld=2000mm根据课本P158式（8-23）得：aa0+Ld-L0/2=500+(1800-1747)/2=630mm4. 验算小带轮包角1=1800-(dd2-dd1)/a×57.30 =1800-(355-100)/630×57.30 =156.80>120

7、0（适用）（5）确定带的根数根据课本P152表（8-4a）P1=0.9579KW根据课本P153表（8-4b）P1=0.112KW根据课本P155表（8-5）K=0.93根据课本P146表（8-2）KL=1.03 由课本P152式（8-19）得Z=PCa/P=PCa/(P1+P1)KKL =3.95/(0.9579+0.112) ×0.93×1.03 =3.85取Z=4根5. 计算轴上压力由课本P149表8-3查得q=0.1kg/m，由式P158（8-27）单根V带的初拉力：F0=500(2.5- K)PCa/ZV K+qV2=500×(2.5-0.93)*3.2

8、78/0.93/4/5.024+0.1×5.0242N=168.4N则作用在轴承的压力Fp，由课本P159式（8-28）Fp=2ZF0sin1/2=2×4×168.4sin156.80/2=1320N七、齿轮传动的设计计算根据设计任务书的要求。减速器中采用斜齿轮传动1、选择材料、热处理方法、精度等级、齿数等。(1)选择小齿轮右旋，大齿轮左旋。(2)电动机为一般工作机，速度不高，选择7级精度；(3)材料选择：由机械设计表10-1，选择小斜齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS；大斜齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者硬度差为40HBS；(4)初

9、选小齿轮齿数则大齿轮数(5)初选螺旋角。2、按齿面接触疲劳强度设计。机械设计P:218式10-21， 1）确定各计算数值。 （1）试选载荷系数。 （2）小斜齿轮传递的转矩 （3）由机械设计P:205表10-7，选齿宽系数（4）查机械设计P:215图10-26，得端面重合度，所以 （5）（6）由机械设计P:201表10-6得：材料弹性影响系数。 （7）由机械设计P:217图10-30得区域系数。 （8）由机械设计P:209图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限。（9）由机械设计P:206式（10-13）计算应力循环次数（10）由机械设计P:207图10-1

10、9查得。（11）计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S1.1，由机械设计P:205式（10-12）有：2）计算（1）计算小齿轮的分度圆直径，由计算公式得（2）计算圆周速度（3）计算齿宽b及模数m（4）计算纵向重合度（5）计算载荷系数K由机械设计P:193表10-2查得使用系数。根据，7级精度，由机械设计P:194图10-8得由机械设计P:195表10-3查得齿间载荷分配系数。由机械设计P:196表10-4查得齿向载荷分配系数。由，查机械设计P:193图10-13查得齿向载荷分配系数。载荷系数（6）按实际的载荷系数K校正速算的得分度圆直径，由机械设计P:204式（10-10a）得 （

11、7）计算法面模数3、按齿根弯曲强度设计由式（10-17）（1）确定公式内各计算数值1）由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限2）由图10-18得3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S1.4,由式（10-12）得4）根据纵向重合度，查图10-28的螺旋角影响系数5）计算当量齿数6）查取齿形系数由表10-5用插值法求得7）查取应力校正系数由表10-5查得8）计算大、小齿轮的,并加以比较大齿轮数值大。（2）设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取已可满足弯曲强度。但为同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得

12、的分度圆直径来计算应有的齿数于是由，取，则4、计算几何尺寸（1）计算中心距将中心距圆整为124mm 。（2）按圆整后的中心距修正螺旋角因螺旋角值改变不多，故参数、K、ZH等不必修正。3）计算大、小齿轮分度圆直径（4）计算齿轮宽度圆整后，取（5） 结构设计以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于160mm，故以选用腹板式结构为宜。其他有关尺寸按图10-39荐用的结构尺寸设计，并绘制大齿轮零件图如图2所示。5、计算所得结果汇总如下表备用。名称符号小齿轮大齿轮螺旋角法面模数mn=2mm端面模数mtmt= mn/cos=2.07mm法面压力角20°分度圆直径d齿顶高hamm齿根高hfmm齿顶圆直径

13、da齿根圆直径df齿宽B八、轴的设计计算由文献2P362表15-1选取轴的材料为45钢调质处理，硬度217255HBs，抗拉强度极限，屈服极限，弯曲疲劳极限，许用弯曲应力=60MPa。（一）高速轴的设计计算1、求输入轴上的功率P2、转速n2和转矩T2查表2得, 2、求作用在齿轮上的力已知 3、初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢调质处理。根据文献2表15-3，取，于是得最小直径处为两端，因为与轴承相连，所以取=20mm。、轴的结构设计（）拟定轴上零件的装配方案,由于小齿轮直径过小，因此采用齿轮轴结构。具体结构见图3。图3 高速轴的结构（） 根据轴向定位要求确定轴的各段直径和长度（定位轴肩，

14、非定位轴肩（12）mm）。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。 设计手册表67，取0基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承30207尺寸为 5、 高速轴的校核（1） 做出轴的计算简图（即力学模型）如图4所示此处受力需后期手画受力分析：水平面受力：垂直面受力： 水平力矩：垂直力矩： （2） 合成弯矩 该轴单向工作，转矩产生的弯曲压力按脉动循环应力考虑，取=0.6（4） 校核危险截面的轴径<该轴强度足够。（二）低速轴的设计计算1、输入轴上的功率P2、转速n2和转矩T2.， 2、求作用在齿轮上的力因已知中速轴小斜齿轮的力已算出，则大斜齿轮上的力受力如图4所示。3、初步

15、确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢调质处理。根据文献2表15-3，取，于是得考虑到有键槽，将直径增大5%输出轴的最小直径是与联轴器连接，查文献1表8-1，可取。 为了使联轴器的孔径与所选的轴直径相适应，故需同时选取联轴器型号：联轴器的计算转矩，查文献2表14-1，考虑到转矩变化很小，故取，则：按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，并根据文献2P350综合考虑，选取弹性柱销联轴器，查文献1P97表87，选取LX2型弹性柱销联轴器，型号：LX2联轴器。半联轴器的孔径，故取，半联轴器长度，半联轴器与轴配合的毂孔长度（其余尺寸按表中取值）。4、轴的结构设计（1）拟订轴上零件的装配方案选用如下图所示

16、装配方案（2）根据轴向定位的要求初步确定轴的各段直径和长度因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承，由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承30208其尺寸为d×D×T=40mm×80mm×19.75mm 5、求轴上的载荷首先根据轴的结构图作出轴的计算简图，在确定轴承支点位置。根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图（1）受力简图从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面C是轴的危险截面。先计算出各截面的值列于下表。载荷水平面垂直面支反力F弯矩M总弯矩扭矩6、按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受

17、最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度，根据式文献2（15-5）及上表中的数值，并取，轴的计算应力 前已选定轴的材料为45钢，调质处理。由文献2表15-1查得。因此，故安全。九、滚动轴承的校核（一）校核低速轴上的轴承因轴承同时受径向力和轴向力作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并查文献4P778表7-100取轻窄系列代号为7208参数,e=0.38，X=0.4,Y=1.6，C=33.34KN的轴承。 由文献2P：321表13-7得所以 由图： 轴承1压紧，轴承2放松 轴承运转中有轻微冲击载荷，按文献2 P321表13-6查得 取滚动轴承当量动载荷 所以 计算轴承寿命：因为P1>

18、P2,所以按P1计算，对于圆锥滚子轴承 所以约为45年，大于15年，所以符合工作要求。（二）校核高速轴上的轴承因轴承同时受径向力和轴向力作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并查文献4P778表7-100取轻窄系列代号为7207参数,e=0.37，X=0.4,Y=1.6，C=28.83KN的轴承。由文献2P：321表13-7得所以 轴承2压紧，轴承1放松 轴承运转中有轻微冲击载荷，按文献2 P321表13-6查得 取滚动轴承当量动载荷 所以 计算轴承寿命：因为P2>P1,所以按P2计算，对于圆锥滚子轴承 所以约为56年，大于15年，所以符合工作要求。十、键的选择及强度校核键、轴、轮毂

19、材料都是45钢，由文献2表6-2查得许用挤压应力，取 说明：本次全部选择圆头普通平键，由于键是标准件，其宽和高是按轴的直径来取的。键的长度一般比连接的轮毂略小，自行取定。1. 出入轴与带轮连接键采用圆头平键根据d=30mm，L=53m，查文献1P53表4-1校核键连接强度的公式强度满足，该键合理2、输出轴与大齿轮连接用普通圆头平键：根据d=45mm，L=41m，查文献1P53表4-1选平键为校核键连接强度的公式强度满足，该键合理。3. 输入轴与联轴器连接采用普通圆头平键根据d=32mm，L=58m，查文献1P53表4-1，选用校核键连接强度的公式强度满足，该键合理。十一、箱体及附属部件设计设计

20、:参考文献1表11（铸铁减速器箱体主要结构尺寸），初步取如下尺寸：1.箱座壁厚：，取，2.箱盖壁厚：，取，3.箱座凸缘厚度：，箱盖凸缘厚度：，箱底座凸缘厚度：4.加强肋厚度：箱座，箱盖，6.地脚螺钉直径：，取，由文献1表3-9选取型号为：螺栓GB/T 799 M2025，采用标准弹簧垫圈，由文献1表3-22选取型号：垫圈 GB/T 93 20地脚螺钉数目：因，取。7.轴承旁联接螺栓直径取常用值,型号为：螺栓GB/T5782 M1680 采用标准弹簧垫圈，型号：垫圈GB/T 93 168.箱盖与箱座联接螺栓直径： 型号为：螺栓GB/T5782 M840 采用标准弹簧垫圈，型号：垫圈GB/T 93

21、 89.观察孔盖螺钉直径起重吊耳采用吊耳环，见文献1表11-3取尺寸d=b=20mm，R=20mm，e=21mm吊钩：查文献1表11-2/11-3，取尺寸K=48mm,H=36mm,h=18mm,r=12mm,b=20mm其余尺寸参见装配图。取油标，由文献1表7-10，尺式油标dhabcDM1641663512862622大齿轮顶圆至箱体内壁的距离：，取，齿轮端面至箱体内壁的距离：，取。窥视孔及视孔盖，参照文献1P:161表11-4取 通气器用通气塞，查文献1表115，得以下数据：取，s=22，L=28，l=15，a=4 ，d1=6。启盖螺钉：型号为：螺栓GB/T 5782 M835十二、润滑

22、与密封减速箱内的传动零件和轴承都需要有良好的润滑，这不仅可以减小摩擦损失，提高传动效率，还可以防止腐蚀，降低噪声。根据文献2P:332叙述可知，轴承的dn值太小，适用脂润滑。查文献1表7-2选用ZL-1型通用锂基润滑脂。根据文献2P：233叙述可知，应将大齿轮浸入油池中进行浸油润滑，深度大于10mm不浸没一个齿高。单级传动，1kw需要0.350.7L油。查文献2表10-11/10-1知，齿轮应选用油润滑，中负荷工业齿轮油代号L-AN22由于齿轮的甩油作用。轴承端盖均采用毡圈密封。十三、端盖设计参照文献1表11-10，凸缘式轴承盖。1、高速轴轴承盖设计由于轴承外径螺钉直径螺钉数为4，轴承盖凸缘厚

23、度螺钉孔直径，螺钉分布圆直径轴承盖凸缘直径，2、低速轴轴承盖设计由于轴承外径螺钉直径螺钉数为4，轴承盖凸缘厚度螺钉孔直径，螺钉分布圆直径轴承盖凸缘直径，十四、心得体会做完这次课程设计最大的感触就是：要很细心，很耐心，很用心。感叹一句：原来机械设计是这样的。这次课程设计不但让我深刻的了解了机械设计这个专业也让我明显得感觉到自己的理论知识不足，有些地方的设计感觉力不从心，不知道为什么要这么做。一开始觉得挺好奇的，也怀着积极性去做这样一个设计，同时也急于看到自己的成果出来。一开始就完全不知道要从何下手，于是就照着设计手册上的步骤一步一步的算下去，渐渐地感觉有点头绪了，然后就顺着思路算下去。算到滚动轴承寿命的时候竟然有300多年。记得上课的时候老师举过一个例子说这个轴承都可以成古董了。我想这下完蛋了！我就成了老师说的那个范例了。想过很多办法，轴承的受力分析算了6次，去图书馆查厚厚的手册，选了动载荷相相对小一点的轻窄系列轴承。终于修成正果得出几十年比较