带式输送机课程设计

1、机械设计课程设计说明书设计课题：带式输送机传动装置设计专业班级：12 机制机电学生姓名：左玖川指导教师：王晓霞设计时间：2014年12月24日工程技术学院呼伦贝尔学院工程技术学院机械设计_课程设计任务书姓名：左玖川专业：机制机电班级：12机电班指导教师：王晓霞职称：高级工程师课程设计题目：二级锥齿圆柱减速器已知技术参数和设计要求：动力来源：电力，三相交流，电压380/220V;输送带的牵引力F= 2600N，运输带速度V= 1.1?运输机滚筒直径为D= 220mm。两班制，单向运转， 载何平稳，室内工作，有粉尘，环境最咼温度35度。工作寿命为八年;检验间隔 期：四年一次大修，两年一次中修，半年

2、一次小修；运输带速度允许误差：5% 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。按通用零件的设计原理、 方法和机械设计完成传动装置所需仪器设备：计算机、软件CAD铅笔、本、计算器成果验收形式：提交的设计成果为：1、设计说明书1份2、传动装置装配图1张3、零件图2张4、设计手稿设计成果通过答辩、查阅等形式验收参考文献：1 .机械设计课程设计手册（第三版）高等教育出版社吴宗泽2 机械设计（第九版）高等教育出版社 濮良贵 纪名刚 主编时间 安排指导教师：教研室主任：年 月 日 注：本表下发学生一份，指导教师一份，栏目不够时请另附页。课程设计任务书装订于设计计算说明书封面之后，目录页之前。工程技术

3、学院机械设计课程设计 成绩评定表专业：机制机电 班级:12机电班学号:201217102030姓名：左玖川课题名称二级减速器设 计 任 务 与 要 求设计任务(1) 减速器总装配图1张(0号或1号图纸)(2) 齿轮、轴零件图各一张(2号或3号图纸)(3) 设计计算说明书一份指 导 教 师 评 语建议成绩：指导教师：课 程 小 组 评 疋评定成绩：课程负责人：年 月日第章、设定基本参数 . (1)第二章、动力机的选择 . (1)2.1、选择电动机 .(1)2.2、选择电动机的功率 .(1)2.3、 确定电动机转速 . .(2)第三章、传动比分配 .心 .(2)第四章、传动装置运算机动力参数 (3

4、)4.1、 各轴转速 (3)4.2、 各轴功率 . .(3)4.3、 各轴转矩 . . (3)第五章、传动件的设计计算 . . (4)5.1、高速级锥齿传动设计计算 .(4)5.2、 低速级斜齿圆柱齿的设计计算 .(10)第六章、轴的设计计算 .(17)6.1、I轴上力的计算 .(17)6.2、I 轴的校核.(20)6.3、III 轴的设计 .(22)6.4、III 轴的校核.(26)第七章、键连接的选择及计算 .(27)7.1、输入键的计算 . . . (27)7.2、中间轴的计算 .(28)7.3、输出键的计算 .(28)第八章、联轴器的选择 .(29)第九章、润滑与密封 .(29)第十章

5、、减速器附件的选择 .(30)第一章、轴的校核.(33)第十二章、总体设计 . (33)第十三章、参考文献.34)计算及说明结果、设定基本参数1设备工作环境有粉尘，常温连续工作，该传动设 备的传动系统由电动机 宀减速器-输送带组成，工作寿命 为10年。输送带拉力传送带速度卷筒直径使用年限2600N1 1?22010年电动机选择1、选择电动机类型n = 0.84?= 2.98?= 3.54P=4kw按其工作要求和零件，选用Y系列鼠笼三相异步电动机。2、选择电动机功率工作机要求的电动机输出功率为?= ?其中？= F?71OOO?则:?= F?1000?由电动机至输送带的传动总效率为：?n= ?为圆

6、锥齿轮传动（8级精度，油润滑）的效率?为一对滚动轴承的传动效率?为一对球轴承的效率?为联轴器的传动效率?为卷筒效率?为一般齿轮传动效率1计算及说明结果查表1-5（机械设计课程设计手册）得：？?=0.96 ? = 0.98?=0.99 ? = 0.99 ? = 0.96 ? = 0.97贝y： n= ? = 0.84?= F?/?1000?/?= 2.98kw?= ?= 3.54kw由机械设计课程设计手册中表12-1选取额定? =2.98kw?=3.54kw?=95.5功率P=4kw3、确定电动机的转速卷筒轴工作转速一 60?1000? “?=?D-=95.5计算输入转速初估传动比：i=12.6

7、则输入转速? = ? ?95.5 X 12.6=1203.3由机械设计课程设计手册中表 12-1选取电动机转速为1440r/min，型号为 Y112M-4额定功率同步转速满载转速起动转矩最大转矩电机总重4150014002.22.3430Kw? %? N?MN?MN三、传动比分配计算及说明计算项目计算说明计算结果总传动比i= ?/?=15i=15分配传动比?=0.25 ? ? J?_ ?(?M!?1-0.5? ?2?+1 试选?t = 1.3 计算音由 分锥角?= tan-1 (1?= tan-1 (24?72)=20.48?= 90 ?=69.52。可得:?1= ?cos ? = 24?co

8、s20.48 25.3?2= ?cos?= 72?cos 69.52 = 156.52由图10-17查得齿形系数?31 = 2.62，?a2 =2.17由图10-18查得应力修正系数？?尸1.6 ,由图10-24C查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为:?lim1 = 400Mpa, ?iim2 = 380 Mpa由图10-22取弯曲疲劳寿命系数?1 0.85取弯曲疲劳寿命系数s=1.7，由式10-14 得:?3?lim10.85 x 400?=1.7?3?夕3?lim20.88 x 380?=1.7?a1?=2.62 x 1.6?1 =200?1?2197?如?2?22.17 x 1.8

9、3= 0.0202200Mpa197MPa0.020?2因为大齿轮的?=2)计算模数?警?大于小齿轮所以取：?豕(?+1) X?/?5)2?x ? x?确定公式中的各参数 式选载荷系数？?=1.3 由图10-20查得区域系数?=2.43。 由式(10-21 )计算接触疲劳强度重合度系数？?=arctan(tan?/cos B)=arctan(tan20 cos14 = 20.56?=1.3?=0.985?=arcos?cos?(?+2?cos =29.974 ?=arcos?cos?(?+2?cos B)=23.42 ? = ? (tan ?1tan ?)+ ? (tan ?2+ tan?/2

10、 7i=1.643?= ?3?tan 仔=0.7 X20 xtan1473.14=1.905? /?；-?) * 身=0.669 由式(10-23)可得螺旋角系数？?？?=y?o74).985 计算接触疲劳许用应力？?？由图10-25e查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为：?lim1 =600MPa, ?lim2 =550MPa由式（10-15 ）得计算应力循环次数:?=60?=60 X 960 X 1 X (2 X 8 X 365 X 10)=3.36384 X 109? = ?/u=3.36384 X 109/4.8=6.72768 X 108由图 10-23 查得解除疲劳寿命系数?=0

11、.90, ?2=0.95取失效概率为1%,安全系数S=1，由式（10-14）得:?E?1?lim1?l1 =0.9 X 850 r,=765MPa? 1?2?lim20.95 X 700?诃2= =1=665MPa?取?1和?2中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳?=41.02 mm许用力，即? = ?2=665MPa 计算小齿轮的分度圆直径?X ? X?3 2?X (?+1) Xq(?9?/?7)2?= =41.02 mm2）调整小齿轮的分度圆直径计算实际载荷系数前的数据准备: 圆周速度c ?3.14 X 41.02 X 480 小小 ?=60X?0=60X 1000=.03m/s 齿宽bb=?

12、=1 x 41.02=41.02 mm12计算实际载荷系数？ 由表10-2查得使用系数?=1 根据？=1.03m/s, 8级精度，由图10-8查 得动载系数？?=1.05 齿轮的圆周力？?=2?/?=3.2x 103N ?/b=1 X3.2X 103N/41.02=78.03N/m?刃？.( ?确定公式中的各参数试选载荷系数？?t=1.3由式（10-18）可得计算弯曲疲劳强度的重 合度系数?= arctan（tan ”cos?=13.140 ?=?7?=1.732?=0.25+0.75/?0.683由式（10-17）可得计算弯曲疲劳强度的螺旋角系数?14 ?=1 -?=1 -1.905 X :

13、=0.778? ?120120计算?o?由当量齿数 ？?尸？?/?字26.27?2=?/?伞131.3查图 10-17.得齿形系数?=2.62?=2.19查图10-18查得应力修正系数?=1.6 ?=1.82由图表10-24e查得小齿轮的大齿轮的齿根弯曲疲劳极限为：？?|im1=400MPa ?lim2=380MPa由图10-22查得弯曲疲劳寿命系数?N1=0.85,?=0.88,取弯曲疲劳寿命系数s=1.4? 1 =?3?lim1?=303.57MPa?=2.62?=2.19?2=?21；?lim2 =238.86MPa?W?=0.0138?=0.0167?2因为大齿轮的?大于小齿轮，所以取

14、:?如2?计算齿轮模数:? ?= 0 Q167?3 2?%? ? ?t 丿?()=1.358mm4）调整齿轮模数计算实际载荷系数前的数据准备:圆周速度?=? COS 3=1.358 X 24/ COS14=33.58mm? = 22ML=3.14 x 琢8 X-60 x 100060 x 10004=0.84m/s?t = 1.358mm b= 33.58 mm 齿宽bb=?=1 x 33.58 =33.58 mm 齿宽h及齿高比b/hH=(2 ?+?) ?t=3.05mm? 33.58_= =11?3.05计算实际载荷系数？?？ 根据？=0.84m/s, 8级精度，由图10-8查 得动载系数

15、？?尸1.02 齿轮的圆周力?=2?/?=3.91 X 103N ?1b=1 X3.91 x103/33.58=116.44N/m 100N/m查表10-3得齿间载荷分配系数?=1.4, ?=1.34 则载荷系数为？?=? ? =1.913 ?3 1.91?= ?7? = 1.358 X “=1.543mm?=2?=24?=120?1.3取？?近似2mm,分度圆直径取？?=48.03mm来算 小齿轮的齿数即?=?cos %?=23.29取?=24 ?=u?=120 取?=120几何尺寸计算(?+?)? (120+24) X2 a=计算中心距2? = 2X ?141o47.69mm考虑模数有1.

16、543增大到2,为此将中心距减小到147mm按圆整后的中心距修正螺旋角沪arccos(?+?)?=12.88N2? 计算大小齿轮的分度圆直径? ?= 24 X2 =49.89mmo小 ?12.88?2=?=?i2.=24.83mm 计算齿轮宽度b=?=1 X 49.89 =49.89mm取?=50mm ?=55mm主要结论：齿数?= 24, ?= 120，模数 m=2mm压力角a = 12.88，变位系数？= 0, ?= 0,中心距a=147mm齿 宽?= 55，?= 50，小齿轮选用45钢(调制)，大齿轮 用45钢正火处理。齿轮按8级精度。a=12.88?=55 ,?= 50六、轴的设计计算

17、1、I轴上的力的计算求输入轴的功率P、转速n和转矩T?=3.50kw?=1440?= 2.326 X 104N -m求作用在齿轮上的力已知高速级小圆锥齿轮平均分度圆直径：?1 = ?1 - 0.5?) = 60 X(1 - 0.5 X0.3)=51 mm2?2 X 2.326 X 40 小，小贝卩：？?= = = 912.5N?151?= ?tan 20 cos?= 280.27N? = ?tan 20 sin ? = 93.44?受力图见下：计算及说明结果图6-1初步确定轴的最小直径：选按式15-2初步估算轴的最小直径，选取轴的材料为45钢调制处理。根据表15-3，取? = 112?min

18、= ?篇=112 X 佥=15.05轴的最小直径显然是安装联轴器上的直径？?n ,为了使所选轴的直径？?ii与联轴器的孔相适应，故需要同 时选取联轴器的型号。联轴器的计算转矩?ca = ? ?，查表14-1，考虑转 矩变化很小，故取？?二1.3?min=15.05?ca =30238N? = ? ?= 1.3 X 23260 = 30238N查GB/T5014-2003或手册，选用Lx2型弹性柱销 联轴器，其公称转矩为560000N mm,而电机轴的直径 为28mm,所以联轴器直径不能太小，取？?2 = 20mm， 半联轴器长度L=52mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度 为 38mm。123 4

19、5 67? =36mm?3=27mm根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度?4=30mm=25.25mm为了满足半联轴器的轴向定位，12段轴右端需制 作出一轴肩故取23段直径？?3 = 27mm，左端用轴端挡 圈定位。12段长度适当小于L，所以取?12=36mm初步选择滚动轴承。?5=37mm因轴同时承受径向力，选用单列圆锥滚子轴承， 参照工作要求并根据？?3 = 27mm，由机械设计表 13-1,初步选取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚 子轴承 30306,其尺寸 dx Dx L=30x 72x20.75,所以 ?4 = 30mm，而？ = 25.25mm这对轴承均采用轴肩的轴向定位，

20、有表GB/T297-1994查的30306轴承的轴肩高度？?5 = 37mm。取安装齿轮处轴段67的直径？?7 = 25mm ,为 使套筒可靠地压紧轴承，56段应略短于轴承的宽度，故 取？ = 20，?6 = 30mm轴承端盖的总宽度为20m m,根据轴承的拆装 及便于对轴承添加润滑油的要求，求得端盖外端面与半 联轴器右端面间距的距离I = 30，取？ = 50mm，锥齿齿轮轮毂宽度为30mm，为使套筒断面可 靠地押金齿轮取？ = 41mm，由于？?= 2?,故取？= 74mm轴的周向定位：圆锥齿的轴向定位采用平键 连接，按？7 = 25mm，由于机械设计表6-1查的平 键截面bx h=8x

21、7,键槽用铣刀加工，长为 25mm同时 保证齿轮与轴的配合有良好对中性，故选择齿轮轮毂的 配合为径。同样，半联轴器的平键截面为 bxhx 1=8 X7?？x28,与轴的配合为？。？6(11)确定轴的圆角和倒角尺寸，参考表 15-2，取 轴端倒角为？2、轴的校核求轴上的载荷：?7 =25mm ,=20,？6=30mm=41mm？5=74mm首先很据图示，计算交点时，从手册中取值， 对于30306型柱销滚子轴承，查的 =15.3,因此，作为简支梁的轴的承跨距？ - 2 = 60.5, ?= a+ ?25 = 30.5(一) 、对点A取距，刀？?= 0,?H1 胡?- ?H2 (?+ ? = 0对点

22、B取距：刀？?= 0-?H2 诂?- ?= 0得？?1二 1372.2?2= -460?= ?2?= -460 ?60.5 = 27831.25? ?(二) 对A点取矩刀?？?= 0?- ? ? ? + ?) + ?= 0对B点取矩E?f?= 0-?2?-?(?+ ?)+ ? = 0?1=得？?二 422.3?2= -112.76?= ?= -216 ?60.5 = 6821.98? ?422.3?载荷水平面垂直面支反力?1 = 1372.2?1= 422.3?2 = -460?初?2= -112.76?弯矩?= 27831.25? ?总弯矩M=28655.15? ?扭矩T=26525? ?T

23、=9549?= 26525? ?-112.76? M=v(42289.5)2 + (-13068 )2 = 28655.15? ?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最大弯矩和扭矩的截面的强度。B截面为危险截面，由上表中的数据及 轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取0.6，根据式（15-5 ）轴的计算应力为/?+?a =? = 46Mpa前已选定轴的材料为45钢（调质），由机械设计（第 八版）表15-1查得 1 60MPa , ca 1 ,故安全3、输出轴（皿轴）的设计（1）求输入轴上的功率？?，转速？?和转矩?= 3.14?n3 = 95.5r/minT3=312

24、.03N mm（2）求作用在齿轮上的力已知高速级的小圆锥齿轮的分度圆直径为244.83mm2?F= ?= 2554.48?1F?= F?= 0得？?讦 1066.48?2= -112.7?1= ?= 1468 X55.5 = 59189? ?2= ?1- ?= -(71503 - 59189)=-12313? ?=94103)2 + (59189 )2 = 111093? ?=V(94103)2 + (-12313 )2 = 94815? ?T=9549= 312030? ?进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面 B）的强度。根据图634可知 右端轴承支点截面为危险截面

25、，由上表中的数据及轴 的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取0.6，根据式（15-5 ）轴的计算应力为W=12580322?k=0.5h=3mmd=18mmV?2 + （?=?= 30.74前已选定轴的材料为45钢（调质），由机械设计（第八版）表15-1查得 1 60MPa，ca 1，故 安全。七、键连接选择及计算1）输入轴键计算校核联轴器处的键连接该处选用普通平键尺寸为b xh xl = 6mm x6mm x25mm接触长度?=25-6=19mm键与轮毂键槽的接触高度 k=0.5h=3mm d=18mm则键联接的强度为 ？?= 2?x密?？ 40.80MPa ?=60?故合格校核圆锥齿轮

26、处的键连接该处选用普通平键尺寸为b xh xl = 8mm x7mm x28mm接触长度？=28-8=20mm键与轮毂键槽的接触高度 k=0.5h=3.5mm d=24mmio3则键联接的强度为?= 2?x ? 36MPa ?= 60?故合格。k=0.5h=3.5mmd=24mm2）中间轴键计算校核圆锥齿轮处的键连接该处选用 普通平键 尺寸 为b xh x? = 10mm x8mm x28mm接触长度?=28-10=18mm键与轮毂键槽的接触高度 k=0.5h=4mm d=35m则：键联接的强度为?= 2?疽=55MPa ?| = 110?选用钢材料3）输出轴键计算 校核联轴器处的键连接该处选

27、用普通平键尺寸为b xh x ? = 16mm x10mm x 40mm接触长度？=40-16=24mm键与轮毂键槽的接触高度 k=0.5h=5mm d=55mm10 3则键联接的强度为 ？?= 2?x = 56.73MPa 2?可以利用齿轮飞溅的油润滑轴承， 并通过油槽润滑其他轴上的轴承，且有散热作用，效果 较好，当然也可用油脂润滑。十、减速器附件的选择名称符号计算公式结果箱座壁厚0.025a 3 88箱盖壁厚1i 0.02 a 3 88箱盖凸缘厚度bib|i.5 ii2箱座凸缘厚度bb i.5i2箱座底凸缘厚度b2b22.520地脚螺钉直径d fdf 0.036a i2Mi8地脚螺钉数目n

28、查手册4轴承旁联接螺栓 直径didi 0.72dfMi4机盖与机座联接螺栓直径d2d2=（0.50.6）dfMi0轴承端盖螺钉直径d3d3=（0.40.5）df8视孔盖螺钉直径d4d4 =（0.30.4）d f6定位销直径dd=（0.70.8）d28df，di，d2至外机壁距离Ci查机械课程设计指导书表42420i6df，d2至凸缘边缘距离C2查机械课程设计指导书表422i4外机壁至轴承座 端面距离lili =Ci + C2 + （8i2）50大齿轮顶圆与内机壁距离1ii.2i0齿轮端面与内机壁距离22 i0机盖，机座肋厚g, mm 0.85 1, m 0.85m 7m 8.5轴承端盖外径D2

29、D2 D + （55.5） d3140（ 1 轴）12102 （3 轴）5 （2 轴）轴承旁联结螺栓 距离SS d2120（ 1 轴）12100 （3 轴）5 （2 轴）2. 对附件设计A视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有窥视孔，能看到传动零件齿合区的 位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视 孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加 工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制 成，用 M6 紧固?= 140?= 125?,? = 120?,?= 105?,?= 7? 孔数 8 ,盖厚沪 4mm R = 5mmB油螺塞：外六角油塞及封油垫M20 1.5放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他 部件靠近的一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此 油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部 的支承面，并加封油圈加以密封。C 油标：油标为压配式圆形的油标 A20JB/T7491.1-1995油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。杆式油标(表 7-10) M16. ?= 4?= 16? = 6? = 35?= 12? ?= 8? ? 5? ?= 26?= 22