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 7.3011、润滑密封 .3112、减速器装配图 .32二、参考

2、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 8ho（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.

3、设计输出传动轴的计算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、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

4、功率：P电=P减/刀总=2.03kw电动机输出功率P电机输出=2.03kw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，i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、传动

6、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/ 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," i 带轮=12.3/3=4.1i带轮=3,i齿轮=4.13、计算

7、各轴的转速和转计算内容计算说明计算结果(1洛轴的转速由题知n 电机=1420r/min,n 电=1420r/minn1=471.5r/min齿轮主动轮轴 ni=n电/i带轮=471.5r/min,n2=115r/min齿轮从动轮轴 1 =115r/minn3=1420r/min带轮主动轮轴 n3= n电=1420r/minn4= 471.5r/min带轮从动轮轴n4=ni= 471.5r/min(2海轴的传电动机输出功率P电机=2.03kWP1=1.9kW动功率齿轮主动轮轴输入功率Pl= P电机*”轴承* T联轴器* T带轮P2=1.8kW=1.9kWP3=2.01kW齿轮从动轮轴输出功率 P

8、2= Pi*"齿轮=1.8 kWP4=1.9kW带轮主动轮轴输入功率 P3= P电机*“联轴器=2.01kWP工作机=1.75带轮从动轮轴输出功率 P4= Pi=1.9kWkW螺旋输送机输入功率 P输送机=P2* T轴承*“联轴器=1.75kW(3海轴的传带轮主动轮轴：T0=13.65N m动转矩T0=9550(P 电机/n 电机)=9550* (2.03/1420) =13.65N mT1=38.48N 带轮从动轮轴齿轮主动轮轴：m*9550 (P1/n1) =9550* (1.9/471.5 ) =38.48N mT2=149.48N 齿轮从动轮轴：mT2=9550 (P2/n2

9、)=9550* (1.8/115) =149.48N mTw=145.33N 输送机轴：mTW =9550 (P 输送机/n 输送机)=9550* (1.75/115)=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腑定计算根据V带传动工作条件，查机械设计基础（含Pc=2.4kw功率Pc工程力学）.（李国斌主编）P143表11-7,可得工作情况系数 KA=1.2,则 Pc=KA*P 电=1.2X2.03kw=2.4kw（2选取V带型根据Pc、n电机，由机械设计基础（含工程力学）.选用Z型V带号（李国斌主编）P143图11-6选用Z型V带（3腑定带轮根据机械设计基础（

10、含工程力学）.（李国斌 主dd1=80 mm基准直径编）dd2=236mmdi、dd2P143 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=236mm（4脸算带速vv=(兀 dd1m)/(60 X 1000)=(3.14 X 80X 1420)/(60 X1000)=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根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主a0=500mm带的基准长度编）

11、l_0=1508.5mm和传动中心距P144式（11-3）计算初选中心距a。，Ld=2000mma0.7 （dd1+dd2）<a0<2（dd1+dd2）,即 221.2< a0<632故初选中心距 a0=500mm,根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主a=545.75mm编）P144式（11-4）计算V带所需基准长度Lo,L）=2a0+兀（ddi+dd2）/2+（dd2-ddi）2/4a0= 1508.5mm根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主编）P137表11-2,选取带基准长度 Ld=2000mm根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主编）P14

12、4式（11-5）计算实际中心距a=a°+ ( Ld- L0) /2=545.75mm（6脸算主动根据机械设计基础（含工程力学）.(李国斌 主 a 1=163.6°编）1P144 式(11-6)得a 1=180° -57.3° (dd2-dd1)/a=163.6° >120°.（李国斌主Z=6根故包角合适（7计算V带的 根据机械设计基础（含工程力学）编）P144 式(11-7)得 Z=PC/(P0+AP0)K,KP141 表 11-3 得 P0=0.355kw (内插法)P141 表 11-4 得 Po=0.0355 (内插法)P

13、142 表 11-5 得 Ka=0.96P142 表 11-6 得 Kl=1.16贝U Z=PC/(P0+A P0)KaKL=5.51(B)取 Z=6 根（8计算V带合 适的初拉力E根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主编）36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（119）得Fo=500Pc（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（118）得FQ=2FoZsin（a "2）=665.6NFq=665.6

14、N（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）Pi48得主动轮dd1=80mm,采用实心式；从动轮dd2=236mm,采用腹板式。主动轮采用实 心式，从动轮 采用腹板式。B吉构尺寸根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主编）P148计算主动轮尺寸，由表15-2得c=118107P219式（15-2）得ds=c3，p/n F2.0514.93 mm考虑到键槽的影响增大5%,即ds=20mm主动轮：da1=90mm :ds=20mmL=40mm.从动轮C仑槽尺寸L=2ds=40mmda2=246mmdai = ddi+2ha=90mm根据机械设计基础（含工

15、程力学）.（李国斌 编）Pi48计算从动轮尺寸，由表15-2得c=118107 P219式（15-2）得ds=c3，p/n F7.03 18.78 mm 考虑到键槽的影响增大5%,即ds=30mmL=2ds=60mmda2 = dd2+2ha=246mmdh = 2ds=60mm, dr = da2-2 （h0+a）=216mmd 0= （dh+dr） /2=138mm , S= （0.20.3）B=15.222.8mmds=30mmL=2ds=60mmdh=60mmdr=216mmd 0=138mmS= =20mmSi=30mm,S2=10mmS=1.5S=30mm, S2=0.5S=10m

16、m根据机械设计基础（含工程力学）编）P148 表 11-9 得主动轮：bd=8.5mm, ha=5.0mm,e=12mm, f=8mm ,h0=9.5mm, 8 =5.5mm,=34°从动轮：.（李国斌主主动轮：bd=8.5mm, ha=5.0mm, e=12mm,f=8mm ,hc=9.5mm, 8 =5.5mm ,=34 o从动轮:bd=8.5mm,bd=8.5mm, ha=5.0mm,e=12mm, f=8mm , ho=9.5mm, 8 =5.5mm, =38°ha=5.0mm, e=12mm,f=8mm , ho=9.5mm,8 =5.5mm=38 oD材料选择根

17、据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主编）Pi46,11.4节，速度小于30,所以选用铸铁 HT150.采用铸铁HT150Elf轮结构图5、齿;轮传动的设计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，大齿轮选用45钢，调小齿轮选用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）Pi66

18、表12-2由工作机工作条件要求，选择 8级精 度。质。精度等级选8级精度3）确定转距Ti, 载荷系数K1）转矩 Ti=9.55X 106P减/n 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）P171 表 12-4 取 K=1.2T1=38.48N mmK=1.24）齿数Z1、螺旋 角B、齿形系数小齿轮齿数Z1取20,则大齿轮齿数 Z2=82,初选螺旋角B =15° ,则Zv1=Z1/cos 2 B =22.19 , ZV2=Z2/cos2 B =90.99,根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌主编）P174图12-25查得齿形系数 Yf1=

19、2.82, Yf2=2.22,取W a=0.5乙二20, Z2=82Zv1=22.19Zv2=90.99B =15° , Wa=0.55）许用弯曲应力。F根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌主编）P175 图 12-26 查得。Fiim1=250MPa,。Flim2 = 190MPa,(T f1=166.66MPa,(T f2=126.66MPa,根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌主编）P173 表 12-5 查得 &=1.5, Sh=1.2则"尸"limi/S产 166.66MPa,（TF2=（TFiim2/S产 126.66MPa因 Yfi/

20、（TFi= 0.0169, Yf2/（tf2-0.0175且 YFi/ cr f 1<Yf2/ CT F2,则mn）3,3.2KT1Y：2COs2B/Wa （u+D 212。4一1.3mm,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）P160表 12-1 取 mn=2.5mmmn=2.5mm6）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)/2cos B=131.98mm,取 a=132mm螺旋角 B =arccos mn(Z1+Z2)/2a=15 ° 0'齿宽 b=Wa

21、 - a=0.5X 132mm=66mm经圆整后取b2=70mm,b1=75mma=132mmB =15°b1=70mmb2=75mm7）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）匕72图 12-23、巳73表 12-5 可得，（T Hlim1=700MPa。Hlim2=560MPa, &=1.1,故（TH1=（THlim1/SH=636.36MPa,（TH2=（THlim2/SH=509.11MPa,则(T H=337.56MPa(T H=305，(u+1)KT1/uba2=337.56MPa<。H2,因此安全8）齿轮的圆周速度根据机械设计基础（含

22、工程力学）（李国斌-主编）公式 V=Tt d1n1/60/100=1.28m/s ,根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌主编）Pi66表12-2可知，选8级精度等级是合适的。V=1.28m/s9）齿轮的结构设计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）P178 表 12-6 得分度圆直径 di=（mn*z i）/ cos B «52mmd2=（mn*Z2）/ cos B 汉12mm齿顶身 ha=mn=2.5mm齿顶圆直径 dai=di+2ha=57mmda2=d2+2ha=217mm根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌主编）Pi87知因为dai <20

23、0 mm主动轮选用实心式。da2=200500mm从动轮选用腹板式。主动轮选用实心式从动轮选用腹板式崎定结构尺寸由机械设计基础（含工程力学）（ 李国斌-主编）P219表15-2查的C=118107,则轴的最m=2.59 mmd1=52mm小直径为：C3.Pdmi>n =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=25mmC3 Pdm2）n =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-主编）取ds2=45mm由机械设计

24、基础（含工程力学）（ 李国斌-主编）P178表12-6得端面模数 m=m/cos15=2.59 mm齿顶高ha=m=2.5mm齿根高d2=212mmda1=57mmda2=217mmdf1 =46mmdf2=206mmha=2.5mmhf =3.125mmh=5.625mmat =20.6 °D0=72mmDi=192mmD2=132mmCi=21mmhf=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 d1=(mn*z)/cos B 52mmd2=(mn*z2)/cos B 212mm齿顶圆直径 da=d+2ha=

25、57mm d a2=d2+2ha=217mm齿根圆直径 df1 =d2h f=46mm df2=d2-2hf=206mmD0=1.6ds2=72mm D=da2-10ma=192mmD2=0.5(D 0+D1)=132mm C=0.3D2=21mm啮轮结构简图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 材料，确 定许用应力。由已知条件得知减速器传递功率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（T b=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（T

26、- ib=60Mpa选用45号钢，调质处理cr b=650Mpa（r.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> C3 P =110例但=26.829.5mm nn 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齿轮上的作用齿轮所受的转矩为：T=149480N mm力的计算T=9.55X 10

27、6x £=149480N mm n圆周力 Ft=2I=i377.7N mm d径向力 F尸 Fttanan=5i9.i3N cos轴向力 Fa=Frtan B =369.15NFt=1377.7N mmFr=519.13NFa=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=-688.85N2C-C截面处的水平面弯矩为：Mch=688.85X |n mm=68885N mmFah=688.85NM eH=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 +FaX =0 22Fav=59.3NF

28、bv=F-Fav=459.83NC-C截面的左侧垂直面弯矩Mcv左=FwX N - mm=5930N - mm 2C-C截面的右侧垂直面弯矩：Mcv右=FBvX LN - 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=Jmch2 Mcv左=69139.7N - mmMe右=UMch2 Mcv右2 82822.58N mmM e左=69139.7N mmM 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

29、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,MecKM" （aT）2 =1.22X 105N - mmMec=1.89X106N - mm11校核强度Mec 1.22 10 5N?mm 彳皿e = 19.7MPaWz0.1dC3<(r-1b=60MpaMeDT.d 45.21 MPa <(T -1b=60MpaWZ0.1dD3故轴的强度足够。轴强度足够12轴的零件图7、输入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材料，确P= 1.9kw选用45号钢，调定许用应故选择45号钢，调质处理。

30、质处理力。由机械设计基础（含工程力学）-（李国cr b=650Mpa斌-主编)P215表 15-1 查的 b b=650Mpa,s -1b=60Mpa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（T-ib=60Mpa2初步设计轴结如左图构图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> C3 P =110C3 P =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

31、编）取dE=20mm。根据轴系结构确定取dA=20mm,d B=25mm。4齿轮上的作用力的计算齿轮所受的转矩为：T=9.55X 106x P=38480N mmn齿轮上所受的力：圆周力 Ft1=1350.18N mm d径向力 FM= Ft1tanan=508.76N cos轴向力 Fa尸Fr1tan B =361.78N带轮上所受的力：圆周力 Ft2=312.85N mmda2dA=20mmdB=25mmdE=20mmT=38480N mm圆周力Ft1=1350.18N . mm径向力Fr1= 508.76N轴向力Fa1=361.78N带轮上所受的径向力 Fr2= Ft2tan an=11

32、7.88N cos轴向力 Fa2=Fr2tan B =83.8N力：圆周力Ft2=312.85N . mm径向力Fr2=117.88N轴向力Fa2=83.8N5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=%=675.09N2A-A截面处的水平面弯矩为：MAH=Ft2*L0=31285N mmB-B截面处的水平面若矩为：Mbh=FchX L=67509N mm2Fah=675.09NMah=31285N m mMbh=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 Fr1 x +Fa1 x =0 22Fcv=202.83NF

33、dv=Fi Fcv=305.93NB-B截面的左侧垂直面弯矩Mbv左=FcvX LN mm=20283N mm 2B-B截面的右侧垂直面弯矩：MBv右=FDvX -N - mm=30593N - mm2Fcv=202.83NFdv=305.93NM BV左=20283N mmM BV右 =30593N mm Mav=11788N m mMav=R*L0=11788N mm8画合成成弯矩Mb左二二,MBh2Mcv左：M B右二二，MBh22Mcv右= 74117.45N mm"70490.18N mm70490.18N .mm9画出转矩图10计算当量弯Ma=、mah2 mav2 =33432.14N mm由题知 T=38480N mm参考机械设计基础（含工程力学）（李国74117.45N Ma=33432.14N mmmm如左图MeB= "斌-主编）P219因减速器单向运转，故可认为转矩77630.23N mm