机械设计螺旋输送机传动装置的设计

1、机械设计课程设计计算说明书设计项目：螺旋输送机传动装置的设计院别：机电工程学院专业：机电一体化班级：10级机电2班姓名：学号：10062102指导老师：目录,、机械设计课程设计任务书3-.、减速器各零件的设计计算及说明5-1、电动机的选择 .5 2、传动装置的总传动比与各级传动比的计算分配.73、各轴的转速和转矩计算 .74、V带和带轮传动设计及计算95、齿轮传动的设计及计算 156、输出传动轴的设计及计算 20 7、输入传动轴的设计及计算 24 8、滚动轴承的选择 .29 9、联轴器选择 .2910、减速器附件的选择及箱体的设计 .3011、润滑密封 .3112、减速器装配图 .32三、 参

2、考文献 .32一、机械设计课程设计任务书题目：螺旋输送机传动装置的设计（一）、总体布置简图：（二）、工作条件螺旋输送机主要用于运送粉状或碎粒物料，如面粉、灰、砂、糖、谷物等，工作时运转方向不变，工作载荷稳定；工作寿命8年，每年300个工作日，每日工作 8h（三）、螺旋输送机的设计参数：（题号 4）参数、题号1234减速器输出轴转矩T/（N.m）8095100150减速器输出轴转速n/（r/min）180150170115（四）、设计内容1. 电动机的选择与运动参数计算2. 传动装置的总传动比、各级传动比的计算分配3. 各轴的转速和转矩计算4. 设计V带和带轮及计算5. 设计齿轮的计算6. 设计

3、输出传动轴的计算7. 设计输入传动轴的计算8. 滚动轴承的选择9. 联轴器的选择及计算10. 润滑与密封11. 减速器附件的选择12. 装配图、零件图的绘制13. 设计计算说明书的编写（五）、设计任务2 .减速器总装配图一张3 .齿轮、带轮各一张、输出传动轴零件图、输入传动轴零件图各一张4 .设计说明书一份二、减速器各零件的设计计算及说明1、电动机的选择计算内容计算说明计算结果(1)确定电动机功 率输送机的输出功率为：P减=9550T/n减=1.5kw查机械零件手册(第五版.(周开勤 主编)P5表2-2得，刀轴承=0.98,刀齿轮=0.97,刀带轮=0.96,固联轴器=0.99则电动机输出功率

4、：P电=P减/刀总=2.03kw电动机输出功率P电机输出=2.03kw(2)确定电动机的转 速根据机械零件手册(第五版.(周开勤 主编)P5表2-1和机械设计课程设计一徐起贺，P12表2-1得，1带=24,单级减速器中i齿轮=36,则i总轮 =624,总=n 电机/ n 减，n 电机=(624) x115= (6902760 ) r/min, 根据 机械设计课程设计.(徐起贺刘静香 程鹏飞 主编)的P279表20-1可知，符合这一氾围的电机后750r/min,1000r/min,1500r/min, 综廿考虑电动机的尺寸，装置机构结构紧凑性，重量及价格等因素选用转速为1500r/min的电动机

5、.其型号为 Y100L1-4。其额定功率为 2.2kw,满载转速为 1420r/min。选用转速为 1500r/min 的电动机.(3)选择电动机类 型根据 机械设计课程设计.(徐起贺刘静香 程鹏飞 主编)的P279表20-1可知，电机转速为 1500r/min ,属于Y系列笼型三相异步电动机，全封闭自扇冷 式结构，电压380V,其满载转速为1420r/min,额定功率为2.2kw,型号为Y100L1-4.选用转速为 1500r/min, Y系列笼型三相异步电 动机，全封闭自扇冷 式结构，电压 380V,其 满载转速为 1420r/min, 额定功率为2.2kw,型 号为 Y100L1-42、

6、传动装置的总传动比、各级传动比的计算分配计算内容计算说明计算结果(1)总传动比总传动比i=n电机动/ n输送机=1420/115=12.3总传动比i=12.3(2)分配传动比因为i总=1齿轮*i带轮。所以i平均=EMBED Equation.3 =2.86根据机械零件手册(第五版-周开勤P5表2-2和机械设计课程设计一徐起贺，P12表2-1考虑到加工工艺、加工成本、润滑条件及各传动比范围知，i带轮=3, i齿轮=/ i带轮=12.3/3=4.1 根据传动比范围及考虑到润滑条件，确定传动比为i带轮=3, i齿轮=i总/ i带轮=12.3/3=4.1i带轮=3,i齿轮=4.13、计算各轴的转速和转

7、计算内容计算说明计算结果(1)各轴的转由题知n 电=1420r/min速n 电机=1420r/min,齿轮主动轮轴 n1=n电/i带轮=471.5r/min,齿轮从动轮轴 力=115r/min带轮主动轮轴 n3= n电=1420r/min带轮从动轮轴n4=ni= 471.5r/minn1=471.5r/minn2=115r/minn3=1420r/minn4= 471.5r/min(2)各轴的传动功率电动机输出功率P电机=2.03kW齿轮主动轮轴输入功率 P1= P电机*”轴承*“联轴器*“带轮 =1.9kW齿轮从动轮轴输出功率 P2= Pi*齿轮=1.8 kW带轮主动轮轴输入功率 P3= P

8、电机*“联轴器=2.01kW带轮从动轮轴输出功率 P4= Pi=1.9kW螺旋输送机输入功率 P输送机=Pz*”轴承* x联轴器=1.75 kWP1=1.9kWP2=1.8kWP3=2.01kWP4=1.9kWP工作机=1.75 kW(3)各轴的传动转矩带轮主动轮轴：T0=9550 (P 电机/n 电机)=9550* (2.03/1420 ) =13.65N m带轮从动轮轴齿轮主动轮轴：T1=9550 (Pn1)=9550* (1.9/471.5 ) =38.48N m齿轮从动轮轴：T2=9550 (P2/n2)=9550* (1.8/115) =149.48N m输送机轴：Tw =9550

9、(P 输送机/n 输送机)=9550* (1.75/115)T0=13.65N mT1=38.48N mT2=149.48N mTw=145.33N m=145.33N m4、V带和带轮传动设计及计算计算内容计算说明计算结果（1）确定计算功率Pc根据V带传动工作条件，查机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主编）Pi43表11-7,可得工作情况系数 KA=1.2则 Pc=KA*P电=1.2X2.03kw=2.4kwPc=2.4kw（2）选取V带型号根据Pc、n电机，由机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主编）P143图11-6选用Z型V带选用Z型V带（3）确定带轮基准直径dd1、dd2根据机

10、械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主编）P143 图 11-6,P144 表 11-8，选 dd1=80mn）,则从动轮基准直径初步计算 dd2=i带轮*d d1=235.2mm由机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主编）P144 表 11-8 选 dd2=236mmdd1=80 mmdd2=236mm（4）验算带速vv=(兀 dd1n”(60 X 1000)=(3.14X 80X 1420)/(60 X 1000)=5.95m/s,因为带速v在515m/s范围内，故带的速度合适.v=5.95m/s（5）确定V带的基准长度和传动中心距根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主编）P144

11、式（11-3）计算初选中心距 第a0=500mm l_0=1508.5mm Ld=2000mma0.7 (ddi+dd2)a02(ddi+dd2),即 221.2 a0120 ,故包角合适a 1=163.6(7)计算V带的根数Z根据机械设计基础(含工程力学).(李国斌 主编)P144 式(11-7)得 Z=FC/(P0+AP0)KaKZ=6根P141 表 11-3 得 P0=0.355kw （内插法）Pi4i 表 11-4 得A Po=0.0355 （内插法）Pi42 表 11-5 得 Ka=0.96P142 表 11-6 得 Kl=1.16则 Z=P/（P0+4P0）KKl=5.51（根）取

12、 Z=6 根（8）计算V带合适的初拉力R根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主编）P136 表 11-1,得 q=0.06kg/m。根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主编）P145 式（11-9）得Fo=500R（2.5/Ka-1）/+qv2= 56.04NFo=56.04N（9）计算作用在带轮轴上的压力FQ根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主编）P145 式（11-8）得FQ=2FoZsin（a 1/2）=665.6NFq=665.6N（10）带轮结构设计A确定结构类型根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主编）P148得主动轮dd1=80mm,采用实心式；从动轮主

13、动轮采用实 心式，从动轮 采用腹板式。dd2=236mm,采用腹板式。B结构尺寸根据机械设计基础(含工程力学).(李国斌 主编)Pi48计算主动轮尺寸，由表15-2得c=118107P219式(15-2)得ds=33，p/n M2.05 14.93 mm考虑到键槽的影响增大5%,即ds=20mmL=2ds=40mmda1 = dd1+2ha=90mm根据机械设计基础(含工程力学).(李国斌 主编)P148计算从动轮尺寸，由表15-2得c=118107P219式(15-2)得ds=c3,p/n M7.03 18.78 mm考虑到键槽的影响增大5%,即ds=30mmL=2ds=60mmda2 =

14、dd2+2ha=246mmdh = 2ds=60mm, dr = da2-2 (%+a)=216mmd 0= (dh+dr) /2=138mm, S= (0.20.3)B=15.222.8mmS1=1.5S=30mm, &=0.5S=10mm主动轮：da1=90mm：ds=20mmL=40mm.从动轮da2=246mmds=30mmL=2ds=60mmdh=60mmdr=216mmd 0=138mmS= =20mmS1=30mm,S2=10mmC轮槽尺寸根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主主动轮:编）Pl48表 11-9 得主动轮：bd=8.5mm, ha=5.0mm, e=12mm,

15、 f=8mm, h0=9.5mm, 8 =5.5mm, 二34从动轮：bd=8.5mm, ha=5.0mm, e=12mm, f=8mm,ho=9.5mm, 8 =5.5mm, =38D材料选择根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主编）bd=8.5mm, ha=5.0mm, e=12mm, f=8mm, h0=9.5mm, 8 =5.5mm, =34 o从动轮： bd=8.5mm, ha=5.0mm, e=12mm, f=8mm, h0=9.5mm, 8 =5.5mm=38 o采用铸铁 HT150Pi46,11.4节，速度小于30,所以选用铸铁 HT150.E带轮结构图5、齿轮传动的设计

16、及计算计算内容计算说明计算结果（1）确定齿轮类型根据工作要求及使机构结构紧凑性好，选择斜齿轮圆柱齿轮斜齿轮圆柱齿轮（2）选择齿轮材料及精度等级据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主 编）P169表12-3及齿轮工作条件和功率选用硬齿面齿轮组小齿轮选用40Cr调质，硬度为240285HBW;大齿轮选用45钢,调质，硬度为217255HBW, 根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主 编）P166表12-2由工作机工作条件要求，选择 8级精 度。小齿轮选用40Cr调质，大齿 轮选用45钢，调 质。精度等级选8级 精度（3）确定转距Ti载荷系数K1）转矩 T1=9.55X 106P 减/n

17、减=38.48N mm2）载荷系数K,根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主编）T1=38.48N mmK=1.2Pi7i 表 12-4 取 K=1.2（4）齿数Z1、螺旋小齿轮齿数Z1取20,则大齿轮齿数 Z2=82,初Zi=20, Z2=82角B、齿形系数选螺旋角B =15 ,则Zvi=22.19WaZv产乙/cos 2 B =22.19 , Zv2=Z2/cos2 B =90.99,Zv2=90.99根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主”15 ,编）Wa=0.5P174图12-25查得齿形系数 Yfi=2.82, Yf2=2.22,取 Wa=0.5（5）许用弯曲应力根据机械

18、设计基础（含工程力学）.（李国斌 主(tfi=166.66编）MPa,P175 图 12-26 查得(T Flim1=250MPa, S(tf2=126.66Flim产190MPa,根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌主编）P173 表 12-5 查得 SF=1.5, Sh=1.2MPa, mn=2.5mm则*i=（TFiimi/S产 166.66MPa, b f2=(t Flirm/S产 126.66MPa因 Yf1/(T f1= 0.0169, Yf2/ (tf2- 0.0175且 Yf1/ (T fiYf2/(tf2,贝Umn)3,3.2KT1*2cos2B /、(u+1) Z12(

19、t 41.3mm,根据设计需要和实际工作情况由机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主编）Pi6o 表 12-1 取 mn=2.5mm（6）确定中心距及 螺旋角B根据机械设计基础(含工程力学)-李国斌-主编 P178表 12-6 得中心距 a=mn(Z1+Z2)/2cosB=131.98mm,取 a=132mm螺旋角 arccos g(Z1+Z2)/2a=15 0齿宽 b=W a - a=0.5X 132mm=66mm经圆整后取b2=70mm,b1=75mma=132mmB =15b1=70mmb2=75mm（7）验算齿面接触强度根据机械设计基础(含工程力学).(李国斌主编)P172 图 12

20、-23、P173 表 12-5 可得，(THiimi=700MPa(THlim2=560MPa, Sh=1.1,故。H1=bHiim1/SH=636.36MPa,b h2= b Hlim2/SH=509.11MPa,贝Us H=305V(u+1)KT1/uba2=337.56MPa in =17.0318.78mm考虑到键槽对轴的削弱，将直径增大 5%即ds1=dm1 （1+5% 。参考机械零件手册（第五版（周开勤-主编）取ds1=25mmha=2.5mmC3 1Pdm2)5 =26.829.5mm考虑到键槽对轴的削弱，将直径增大5%即ds2=dm2 (1+5%参考机械零件手册(第五版(周开勤

21、-主编)取ds2=45mm由机械设计基础(含工程力学)( 李国斌-主编)P178表12-6得谛卸模数 m=m/cos15=2.59 mm齿顶身ha=mn=2.5mm齿根身hf=1.25mn=3.125mm全齿高h=ha+hf =5.625 mm顶隙c=0.25mn=0.625mm分度圆直径 di=(mn*Zi)/cos B =52mmd2=(mn*z2)/cos B = 212mm齿顶圆直径 da1=d1+2ha=57mm d a2=dz+2ha=217mn齿根圆直径 df1=d1-2hf=46mm df2=d2-2hf=206mmD0=1.6ds2=72mm Di=da2-10ma=192m

22、mD2=0.5(D 0+D1)=132mm C1=0.3D2=21mmhf=3.125mmh=5.625mmat=20.6 D0=72mmDi=192mmD2=132mmG=21mmiC.齿轮结构简图6、输出传动轴的设计及计算计算内容计算说明计算结果1选择轴的由已知条件得知减速器传递功率选用45号钢，调Fa=369.15N材料，确定许用应力。P= 1.8kw故选择45号钢，调质处理。由机械设计基础（含工程力学）（李国斌-主编）P215表 15-1 查的 bb=650Mpa,由机械设计基础（含工程力学）（李国斌主编）P220表15-3查的许用弯曲应力。-ib=60Mpa质处理s b=650Mpa

23、(T -1b=60Mpa2初步设计轴结构图如左图3按抗扭强度估算轴的直径由机械设计基础（含工程力学）（李国斌 -主编）P219表15-2查的C=118107,则轴的最小直径为：dD cJP =110C3IP =26.829.5mm nV n考虑到键槽对轴的削弱，将直径增大5%,即dm=d （1+5%） =28.1430.98mm。 X 机械零件手册（第五版（周开勤-主编）取dD=30mm。根据轴系结构确定取dc=40mm。dD=30mmdc=40mm4齿轮上的作用力的计算齿轮所受的转矩为：T=9.55X 106x P=149480N mm n圆周力 Ft=2T=1377.7N - mm dT=

24、149480N mmFt=1377.7N mmFr=519.13N径向力 Fr= Fttanan =519.13N cos P轴向力 Fa=Frtan B =369.15N5画出轴的受力图如左图6计算水平支反力，画水平弯矩图水平支反力为：Fah=Fbh= Ft =688.85NC-C截面处的水平面弯矩为：Mch=688.85X L N - mm=68885N - mm2Fah=688.85NM ch=68885N m m7计算垂直面支反力，画垂直面弯矩图垂直面支反力为：FavX L FrX L +Fax d =0 22Fav=59.3NFbv=Fl Fav=459.83NC-C截面的左侧垂直面

25、弯矩Mcv左=FavX L N - mm=5930N - mm 2C-C截面的右侧垂直面弯矩：Mcv=Fbvx L N - mm=45983N - mm 2Fav=226.64NFbV=5771.7NM cv左=5930N - mmM cv右=45983N mm8画合成成弯矩图MC左=*Mch2+Mcv左 =69139.7N - mmMm=、Mch2+Mcv右2 82822.58N mmMe左 =69139.7N mm M e= 82822.58N mm9画出转矩图由题知 T=149480N mmT如左图10计算当量弯矩参考机械设计基础（含工程力学）（ 李国斌-主编）p219因减速器单向运转，

26、故可认为转矩脉动循环受化，取系数a =0.6,Mec= Jm+（aT）2 = 1.22X 105N mmMec=1.89X106N - mm11校核强度Mec 1.22m10a5N mm e = =% 19.7MPaWzo.ldc3s -1b=60MpaD45.21MPa CP =110%号=17.0318.78mm考虑到键槽对轴的削弱，将直径增大7%,即dm=d （1+7%） =18.2220.09mm。参考机械零件手册（第五版（周开勤-主编）取dE=20mm。根据轴系结构确定取dA=20mm,dB=25mm。dA=20mmdB=25mmdE=20mm4齿轮上的作用力的计算齿轮所受的转矩为：

27、T=9.55X 106x P =38480N mm n齿轮上所受的力：圆周力 =2T=1350.18N - mm d径向力号产Wanan =508.76N cos P轴向力 Fa1=F1tan B =361.78NT=38480N mm 圆周力Ft1=1350.18N m m 径向力 Fr1= 508.76N 轴向力带轮上所受的力:Fai=361.78N圆周力 %=2T. =312.85N mm da2径向力 七=Ft2tanan =117.88N cos A轴向力 Fa2=R2tan B =83.8N带轮上所受的力：圆周力Ft2=312.85N mm径向力F=117.88N轴向力Fa2=83

28、.8N5画出轴的受力图如左图6计算水平支反 力，画水平弯 矩图水平支反力为：Fch=Fdh=且=675.09N 2A-A截面处的水平面弯矩为：Mah=R2*L0=31285N mmB-B截面处的水平面若矩为：MbH=FchX L =67509N mm2FaH=675.09NMah=31285N m mM bH=67509N m m7计算垂直面支 反力，画垂直 面若矩图垂直面支反力为：FcvX L Fri x +Fa1x =0 22Fcv=202.83NFdv=Ei FcV=305.93NB-B截面的左侧垂直面若矩MbV左=FcVx L N - mm=20283N - mmFcv=202.83N

29、Fdv=305.93NM bv左=20283N mmM bv右=30593N mmB-B截面的右侧垂直向等矩：MBv右=FDvX LN - mm=30593N - mm2Mav=R2*L0=11788N mmMav=11788N m m8画合成成弯矩图MB左mbh2 +Mcv左=70490.18N - mmMB右=dMBH2+Mcv右2 74117.45N - mmMa=vMAh2 +mav2 =33432.14N - mmMb左 70490.18N mmMb右 74117.45N mm Ma=33432.14N mm9画出转矩图由)T遢知 T=38480N mm如左图T10计算当量弯矩参考机械设计基础（含工程力学）（ 李国斌-主编）P219因减速器单向运转，故可认为转矩脉动循环受化，取系数a =0.6,MeB=，MB右2 + （aT）2 77630.23N mmMeA= Vma2 +（aT）2 40629.59N - mmMeB77630.23N mmMeA=40629.59N mm11校核强度MeB 77630.23N ,