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4链轮的计算5减速器齿轮传动的计算7箱体的设计8轴的设计计算10 1 高速轴的设计10 2 低速轴的设计12选用键连接13润滑与密封15设计总结15一、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vw/ms-1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

2、不大，空载启动，室内工作，有粉尘，采用交流电，两班制工作。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2.1 选择电动机类型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。2.2 确定电动机的容量工作机所需功率Pw(Kw)由机器的工作阻力和运动参数确定，且：Pw=Fwvw1000w=Twnw9550w式中，Fw工作机的阻力（N）； vw工作机的线速度(ms-1)； Tw工作机的阻力矩(Nm)； nw工作机的转速(rmin-1)； w工作机的效率，对于带式传送机，一般取w=0.940.96，

3、此处取w=0.96代入数据得:Pw=8000*0.751000*0.96=6.250kW从电动机到滚筒主轴之间的传动装置的总效率为：=链轴承3齿轮联轴器其中，开式链传动效率链=0.92，一对滚动轴承效率轴承=0.99，7级精度（稀油润滑）的圆柱齿轮传动效率齿轮=0.98，联轴器的效率联轴器=0.99，代入：=0.92*0.993*0.98*0.99=0.866电动机所需功率为：P0=Pw=6.2500.866kW=7.217kW电动机的额定功率范围按下式计算：Pm=(11.3)P0=(7.2179.382)Kw2.3 确定电动机的转速比工作机卷筒的转速nw为：nw=60*1000*vwDw=6

4、0*1000*0.75*340rmin-1=42.13rmin-1取开式链传动的传动比为24，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*42.13rmin-1=(252.78842.6)rmin-1符合这个转速范围的同步转速有750 rmin-1一种，结合额定功率范围，只有一个可选方案：电动机型号额定功率（kW）同步转速(rmin-1)满载转速(rmin-1)质量（kg）总传动比Y160L-87.575072015017.092.4 计算各级传动比和动力参数总传动比为：i=nmnw=72042.13=17.09取链传动的传动比为i链=3.0，则两级齿轮减

5、速器的传动比为：i齿轮=ii链=17.093.0=5.70各轴转速：n电动机轴=nm=720.00rmin-1nx=n电动机轴i链=7203.0rmin-1=240.00rmin-1ny=nxi齿轮=240.005.70rmin-1=42.11rmin-1n卷筒轴=ny=42.11rmin-1各轴功率：P电动机轴=P0=7.22kWPx=P电动机轴链=7.22*0.92kW=6.64KwPy=Px齿轮轴承=6.64*0.98*0.99kW=6.44KwP卷筒轴=Py轴承联轴器=6.44*0.99*0.99kW=6.32Kw各轴转矩：T电动机轴=9550P0n电动机轴=9550*7.22720N

6、m=95.77NmTx=9550Pxnx=9550*6.64240Nm=264.22NmTy=9550Pyny=9550*6.4442.11Nm=1460.51NmT卷筒轴=9550P卷筒轴n卷筒轴=9550*6.3242.11Nm=1433.30Nm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rmin-1720.00240.0042.1142.11功率kW7.226.646.446.32转矩Nm95.77264.221460.511433.30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z1、z2由经验公式：z1=2

7、9-2i=29-2*3=23z2=iz1=3*23=693.2 计算功率（kW）Pc=KAKZPKm P传递功率, 7.44kW KA工作情况系数，查表4.3得KA=1.0 KZ小链轮系数，查表4.4得KZ=1.23 Km链排数系数，单排链Km=1代入：Pc=9.15 Kw3.3 确定链节距、链号由Pc和小链轮转速n1=720 rmin-1,查图4.10得为12A滚子链，链节距：p=19.05mm3.4 计算链节数Lp和中心距a初定中心距为a0=40pLp=2a0p+z1+z22+pa0z1+z222代入：Lp=131.36，取Lp=132节。修正中心距：a=p4Lp-z1+z22+Lp-z1

8、+z222+8z1+z222代入：a=864mm3.5 验算链速v=z1pn160*1000=23*19.05*72060*1000ms-1=5.26ms-1为了控制链传动的动载荷和噪声不致过大，限制v<15 ms-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*132 GB1243.1-833.7 链轮的主要尺寸分度圆直径：d=psin180°z代入:d1=139.90mm,d2=418.55齿顶圆直径（采用三圆弧一直线齿形）：da=p0.54+cot180

9、6;z代入：da1=148.89mm,da2=428.40mm齿根圆直径：df=d-dr dr滚子外径，查表4.1得dr=11.91mm代入：df1=127.99mm,df2=406.64mm四、减速器齿轮传动的计算4.1. 选择材料及许用应力为使结构紧凑，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，Hlim1=1500Nmm-2, Flim1=430Nmm-2，Hlim2=1150Nmm-2, Flim2=340Nmm-2.许用接触应力：H1=0.9Hlim1=0.9

10、*1500 Nmm-2=1350Nmm-2H2=0.9Hlim2=0.9*1150 Nmm-2=1035Nmm-2许用弯曲应力：F1=0.7Flim1=0.7*430 Nmm-2=301Nmm-2F2=0.7Flim2=0.7*340 Nmm-2=238Nmm-24.2 按齿根弯曲强度初估模数初选：=15°，由表5.18，取中心距系数Am=12.4.硬齿面闭式传动，取z1=20, z2=z1i=20*5.7=114.由表5.19，平稳工作，中等冲击，取载荷系数K=1.4；由表5.21，不对称布置，硬齿面，取齿宽系数d=0.7.当量齿数：zv1=z1cos3=20cos315°

11、;=22zv2=z2cos3=114cos315°=127由图5.35，YFS1=4.30, YFS2=3.96,YFS1F1=4.30301=0.0143YFS2F2=3.96238=0.0166以上取较大值0.0166.初估模数：mnAm3KT1YFSdz12H=12.4*31.4*264.220.7*202*0.0166mm=3.47mm取：mn=3.5mm。4.3 确定参数计算主要尺寸中心距：a=mn2cosz1+z2=3.52cos15°20+114mm=260.20mm取：a=260mm,求螺旋角：cos=mnz1+z22a=3.5*20+1142*260=0.

12、90=25.59°分度圆直径：d1=mnz1cos=3.5*20cos14.07°mm=77.78mmd2=mnz2cos=3.5*114cos14.07°mm=443.33mm齿顶圆直径：da1=mnz1cos+2han*=3.5*20cos14.07°+2*1mm=84.78mmda2=mnz2cos+2han*=3.5*114cos14.07°+2*1mm=450.33mm齿根园直径：df1=mnz1cos-2han*-2cn*=3.5*20cos14.07°-2*1-2*0.25mm=69.03mmdf2=mnz2cos-2h

13、an*-2cn*=3.5114cos14.07°-2*1-2*0.25mm=434.58mm齿宽：b=dd1=0.7*77.78mm=54.45mm取：b2=54mm,b1=b2+35mm=5759mm取：b1=58mm.4.4 校核齿面接触强度由表5.18，=25.59°查得：Aa=447齿面接触应力：H=Aa3i+13KT1iba2=44735.7+13*1.4*264.225.7*54*2602Nmm-2=691.06Nmm-2因H<minH1,H2=1035Nmm-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 =0.025a+1=0.025

14、*260+1mm=7.5mm,取8mm箱盖 1=0.02a+1=0.02*260+1mm=6.2m，取8mm5.2 凸缘：箱盖凸缘厚度，箱座凸缘厚度，箱座底凸缘厚度。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：；轴承旁连接螺栓直径d1=0.75df=16.02mm；盖与座连接螺栓直径d2=0.50.6df=11.748mm；连接螺栓的间距；轴承端盖螺钉直径d3=0.40.5df=9.612mm；视孔盖螺钉直径d4=0.30.4df=7.476mm；定位销直径d=0.70.8d2=8.811mm(取整得9)5.4 螺钉螺栓到箱体外避距离：查表得：至箱体

15、外壁距离为：；到凸缘边缘距离：；轴承旁凸台半径：；箱体外壁至轴承端面距离：。5.5 箱体内部尺寸：大齿轮齿顶圆与箱体内壁距离；齿轮端面到箱体内壁的距离（增加散热）；箱盖、箱座肋厚。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，横向螺栓分布距离，视孔盖宽，纵向螺栓分布距离，螺栓孔直径，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，吊耳环孔径为，倒角为，吊耳环空心到箱体外壁距离为。吊钩的结构设计：吊钩长，吊钩高，吊钩内深，吊钩内圆半径，吊钩厚度。六 轴的设计6.1 高速轴的设计6.1.1 选择轴的材料、热处理方式：由于无特殊

16、要求，选择最常用材料45钢，调制处理。查【1】表14-1得知：硬度：；强度极限：；屈服极限：；弯曲疲劳极限：。查表得：弯曲需用应力（静）。 按转矩初步估算轴伸直径，取C=110 dmin=C3Pn=110*36.64240mm=33.27mm考虑键连接，应加大4%，取d1=35mm6.1.3 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，以表示各段的直径，以表示各段的长度（处安装大带轮，处安装轴承端盖，处安装一号轴承与套筒，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d1=dmin=35mm；取倒角倒圆1mm，故取d2=d1+1.5*2=38mm，此先选轴承为6208

17、型号轴承（无轴向力，故选深沟球轴承，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，故取；为方便加工测量，取（此也为小齿轮内孔直径）；查表得安装直径，故查表选取“”，故；对齿轮内孔倒角1.6mm，故取（取52mm）;由于对称分布故，。2) 轴向尺寸：根据大带轮的内孔宽，为防止由于加工误差造成的带轮晃动，取；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（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（此取10mm）,故有；套筒档齿轮

18、时x4=b1-3mm=55mm，为保证精度取，故同时将修正为；轴环取，故取；由于安装时齿轮箱体轴承均对称分布，取，（包括越程槽尺寸）；轴承到端盖内壁的距离，前所选轴承端盖螺钉知：由【2】11-10中公式得轴承端盖厚度，查【2】表3-9可取A级M8非全螺线的螺栓（即）此时取端盖到大带轮的扳手空间为，此时取。6.2 低速轴的设计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14-1得知：硬度：；强度极限：；屈服极限：；弯曲疲劳极限：。弯曲需用应力（静）。6.2.2 按转矩初步估算轴伸直径 dmin=C3Pn=110*36.4442.11mm=58.

19、82mm，考虑键连接以及与十字键槽相匹配，取6.2.3 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，以表示各段的直径，以表示各段的长度。（处安装联轴器，处安装轴承端盖，处安装三号轴承与套筒，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，深孔长度为。根据上所选联轴器，取d1=60mm；根据密封毡圈的标准，取d2=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），故取d3=70mm；为方便测量取d4=75mm；查表得安装直径，故查表选取“”，故da=

20、75mm；查【2】1-27知倒角倒圆推荐值为：，故70孔（大齿轮）倒角推荐值为2mm，故取d5=d4+3.5*2=82mm；为对称分布，故取d6=da=75mm，d7=d3=70mm。2) 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；套筒档齿轮时，为保证精度取x4=b2-23mm=55mm，故同时将修正为；轴环取，故取；由于安装时齿轮箱体轴承均对称分布，取，（包括越程槽尺寸）；轴承到端盖内壁的距离，由于轴承外径为110mm故，选端盖螺钉为，由【2

21、】11-10中公式得轴承端盖厚度，查【2】表3-9可取A级M8非全螺线的螺栓（即）此时取端盖到大带轮的扳手空间为，故此取，由上选联轴器可知。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，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，即。对平键进行强度校核：查【1】表10-10得其许用挤压应力为（轻微冲击），根据【1】式10-26得：，故符合要求。7.2 小齿轮处键连接：由于此处轴径为45mm，查【1】表10-9得：选用，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，即。对平键进行强度

22、校核：查【1】表10-10得其许用挤压应力为（轻微冲击），根据【1】式10-26得：，故符合要求。7.3 大齿轮处键连接：由于此处轴径为65mm，查【1】表10-9得：选用，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，即。对平键进行强度校核：查【1】表10-10得其许用挤压应力为（轻微冲击），根据【1】式10-26得：，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10-9得：选用，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，即。对平键进行强度校核：查【1】表10-10得其许用挤压应力为（轻微冲击），根据【1】式10-26得：，故符合要求。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，所以采