课程设计带式输送机圆锥齿轮传动装置设计

1、腐或於科升无理比GuangDongPolytechnicNormalUniversity学生实训报告题目：机械设计课程设计系别：机电学院专业：机械电子工程姓名：陈宇欣学号：学09094243016指导教师：顶峰教务处制2020年7月1日ii机械设计课程设计任务书24姓名：陈宇欣专业：机械电子工班级:109机电本学号:2009094243016题号(五)题目带式输送机圆锥齿轮传动装置设计设计条件及要求一、设计条件及要求1 .传动方案要求如右图所示2 .设计内容：选择合适的电动机、联轴器型号；设计圆锥齿轮减速器和开式圆柱齿轮机构3 .工作条件：单向运转，载荷平稳，两班制工作，输送带速度容许误差为&

2、#177;5%4 .使用年限：8年5 .生产批量：小批量生产原始数据编号：3、/ZJ输送市工作拉力F(N)输送带速度v(s/m)33001卷筒直径D(mm)300设计工作量1 .设计说明书1份2 .圆锥齿轮减速器装配图1张3 .减速器零件图13张(具体在完成装配图并经指导老师审阅后，由指导老师指定)(要求所有工程图按1:1绘制)(1)箱盖(2)齿轮二(大圆锥齿轮)错误！未定义书签目录广东技术师范学院机电学院题目设计带式输送机圆锥齿轮传动装置错误!未定义书签错误!未定义书签错误！未定义书签。错误!未定义书签错误!未定义书签错误!未定义书签错误!未定义书签16错误!未定义书签2.计算传动装置总传动

3、比和分派各级传动比错误!未定义书签错误!未定义书签错误！未定义书签。4.2圆柱直齿齿轮设计(软齿面)错误!未定义书签错误！未定义书签。错误！未定义书签。错误!未定义书签错误!未定义书签带式输送机圆锥齿轮传动装置设计一、设计条件及要求1 .传动方案要求如以下图所示2 .设计内容：选择适合的电动机、联轴器型号，设计减速器和开式圆锥齿轮传动机构。3 .工作条件：螺旋输送机单向运转，有轻微振动，两班制工作，输送机螺旋轴转速的允许误差为±5%4 .利用年限：8年5 .生产批量：小批量生产原始数据输送带工作3300拉力F(N)输送带速度v1(s/m)卷筒直径D(mm)300二、选择电动机1 .电

4、动机类型：选用Y型全封锁笼型三相导步电机2 .选择电动机类型和结构型式：用刀1、22>33>刀4、55别离代表联轴器效率，单级锥齿轮传动效率，开式圆柱齿轮传动效率，滚子轴承传动效率，卷筒传动效率。依照【2】表2.3,Y1=99%,Y2=95%,刀3=94%,打4=98.5%,Y5=94%总传动效率a=Y12Y2Y3Y43Y5=80.3%3 .工作机所需电动机输出功率PW=Fv=3300w因为Pd,Pd电动机转速n=(60x1000V)/兀可查得圆锥-圆柱齿轮传动比i=6154 .电动机可选范围为ndinw=6nw15nw=r/minr/min符合这一范围的同步转速只有750r/mi

5、n,再依照计算出的容量由2-8型号电动机，额定功率为5.5KW,满载转速nm三、计算总传动比和分派各级传动比1 .inm/nw=720/=12 .分派各级传动比1 11.3,再依照【2】表圆锥齿轮传动i12=3圆柱齿轮传动i34=34ia=i12i343 .计算传动装置的运动和动力参数各轴车t速nI=nm=720r/minn=nI/i12=340r/minnm=n/i34=r/min4 .各轴功率p=pd刀i=wPI=咫X2X刀4=wPIIPIXP3X刀4=Wp5 .各轴转矩：电动机轴的输出转矩Td9550=-mnmT1TdxioxnI=NmP2T29550Nmri2T39550艮=Nm%轴名

6、功率PKW转速r/min输入输出输入输出电动机轴720I轴720II轴340田轴四、传动零件的设计计算：（一）圆锥齿轮设计计算1. 已知Pd=4109.6w，小齿轮转速为720r/min,由电机驱动，工作寿命8年，两班制,单向运转，载荷平稳。2. 按传动方案选用直齿锥齿轮传动。3. 依照【1】表11.20,圆锥齿轮减速器为通用减速器，速度低中速，应选用7级精度。4. 材料选择：依照【1】表11.8可得，圆锥直齿轮为低中速运行，应选用小齿轮材料为40Cr调质，硬度为240260HBs大齿轮为45钢调质，硬度为217255HBs5. 选小齿轮齿数Z1=24,选i=2.8,大齿轮Z2=i*Z1=24

7、X2.8=67.2,取68。那么u=Z1/Z2=68/24=2.8。6. 设计准那么：应选用软齿面齿轮，要紧失效形式为齿面疲劳齿蚀，故先按齿面接触疲劳强度强度计算，再按弯曲疲劳强度计算。7. 接触疲劳强度设计1)设计公式：di4.7KtT1ZeZhrU(1 0.5 r)22）齿宽系数d,由【1】表11.19,取d3)转矩T,T=TiT4)5)弹性系数ZE,由11】表11.11,的Ze/MPa6)由11】表11.25,得Hiimi=580MPaHlim2=530MPa7)由1】表ii.9,得SH=i98) Ni60nljLhN18N2=L=5.925x10ii9) 由【1】图11.28得Zn1=

8、1,ZN2=1.1因此Hi1=HHmiZNi/SH=580MPaH2=Hlim2ZN2/Sh=583MPa10)计算小齿轮大端分度圆直径及大端模数：di3|生"ZEZH,duH大端模数m=dl/ZI=2.65由11】表11)计算要紧尺寸di=mZi=66mmd2=mZ2=77mmR=95.56mm齿宽«=dR=mm取b2=57.6mmbi也did2中心、品巨a=170mm28.齿根弯曲疲劳强度设计设计公式:4KTiYfYsFFr(1-0.5 R)2Z2mu2 i1)YFai=2.70,YSai85,YFa2=2.27,YSa2=1.75,查【1】图ii.26许用弯曲应力cr

9、Fimi=490MPa(TFim2=380MPa查【1】图ii.27,得Yni=Yn2=i，查【1】表11.9,得SfZ128“C2)分度圆锥角1arctanZarctan849018.4371.573)Ym Flim1 fJ =Sf1 210Y Flim2MpaMP F殍mp1.3SfMP90MP 146MP1.34)F1F24KYfYs 广=MP5a3MPa fJ = MPa 2 2 32F1R(1-0.5 r) Z1m u 1yfys» F2 » S2= M|pa70MPa F2： f= MPaFiYfiYs29.齿轮各项参数:名称代号计算公式及参数选择齿数比uU=Z

10、2tan3乙2大端模数meme=2.75齿数Z1、Z2Z1=24、z2=68分度圆锥角1、21=1、2=分度圆直径drd2d1=mZ1=66d2=mZ2=77齿顶局haha=m=3.3齿根高hfhfme全齿高hhme=6.05顶隙cCme齿顶圆直径dai、da2da1=d1+2mecos1=mmda2=d2+2meCOS2=mm齿根圆直径df1、df2df1=d1mecos1=mmdf2=d21mecos2=mmbB=齿顶角aa齿根角ff=arctanf-=198fR顶锥角ai、a2a1=1+aa2=2+a根锥角f1、f2f1=1-ff2=2-fRR=mm外锥距（二）开式圆柱齿轮设计计算1 .

11、选择齿轮材料及精度品级开式圆柱齿轮一样布置为低速运行，故采纳直齿轮，均选用45钢，依照【1】表11.8,小齿轮调质，齿面硬度217255HBS,大齿轮正火，齿面硬度169217HBS,由11】7级精度。2 .选小齿轮齿数为Z1=20,大齿轮Z2=20x3.7=74,取75,与Z1互为质数3.1)齿轮接触疲劳强度设计Hlim2 =510MPa2)由1】图11.25,得Hlim1=550MPa,3)载荷系数K=1.3,取d=14) 小齿轮转矩T1T5) ZE=189.8fMPa8N186) N160nljLhx10N2=x10Ii7) Zni=0.95Zn2=1.0,H=1H1=5MPa9)d1一

12、一八，m=3.341取标准模数m=3.5Zi4. 齿轮弯曲疲劳强度设计2KTl,YFaYsa、m3)1) 设计公式dF2) Yn1=0.9Yn23) (TFliml=400MPa(TFlim2=350MPa4) Sf=1.4.,因此Fi：=YNsFlim11现耳,MPf2162Y/s，皿2”学MP146MP5) YFa1=,YSa1=,YFa2=2.27,YSa2=1.75，6) YFa1YSa1/F1：=。仔，YFa2YSa2，：F2：=0.0167小齿轮数量大2K,YFaYSa、m3-2-()7)设计计算dF=1.0578)齿轮接触疲劳强度模数m1大于齿轮弯曲疲劳接触强度模数m2取弯曲疲劳

13、强度模数作为模数m=1.057o查表，由于是开式传动，最终模数取大于10%20%取m=1.5。9)其他数据：分度圆直径d1=30mmd2=mm齿宽b1=dd1=75mn®(b2=75mmb1=b2+5=80mm中心距a=d-d2=mm2四、轴的设计计算(一)输入轴设计计算1 .求输入轴上的功率p1、转速n1和转矩T1Pi5.0695kw,n1720r/minT78.92Nm78920N2 .求作用在齿轮上的力已知高速级小圆锥齿轮的分度圆半径为1F2T1278.121042038Ndm1d1(10.5r)92.1m(m0.5)2T6.672t78dm210476.67ml2T1278.

14、12104F31,2038NF2038NF7R6"ancos12038tan20codm!76.67rt1'"匚匚.oFboftanFaCos。物#0381煦2203884022043si660.26NFrFttancos12038tan20acost221943686NFaFttansin1'2038tan20sin221943"FaFtansin12038tan20sin22194328240Cr（调质），取，C = 112得3 .初步确信轴的最小直径初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为P5.89一一dmin气:n10m5mm,720轴上2W5

15、6jmm故直径增大10%15%,取22m*右因为高速轴的输入轴的最小直径为安装联轴器的直径d12,为了使所选的轴直径d12与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩TcaKaT1,查表【1】表，由于转矩转变很小，故取，Ka则51aKAT1.578120117180N由于该轴与连轴器相连的一端直径要与电机相同，Tca应小于联轴器的公称转矩，因此查标准【2】附表，选LT7型弹性套柱销联轴器，其公称转矩为630O00Nmm,半联轴器的孔径d1=42mm故取d1=42mm半联轴器长度L=112mm半联轴器与轴配合的毂孔长度为L1=60mm4 .轴的结构设计拟定轴上零件的装配方案（见

16、图）依照轴向定位的要求确信轴的各段直径和长度1）为了知足半联轴器的轴向定位，1轴段右端需制出一轴肩，故取3段的直径为d3=50mm,为了满端盖密封，3轴段右端需制出一轴肩，故取4段的直径d4=57mm,L2=50mmL3=34mm2）初步选择转动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力，应选用单列圆锥滚子轴承，参照工作要求并依照L3=34mm,由12】附表1中初步选取02系列30210标准精度级的圆锥滚子轴承，其尺寸为dDT4,0mm5=90mm,25=35mmd5=54mm3）取6轴段L6=53mm,安装齿轮1】表8.1查得平键截面5 .轴上的周向定位圆锥齿轮与轴，联轴器与轴的周向定位采纳平键连接

17、，由【bh12X8mm8键槽用键槽铳刀加工，长为42mm,同时为保证齿轮与轴配合有良好的对H7中性，应选择齿轮轮毂与轴的配合为H7；k66.确信轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为2457.轴上载荷计算1）依照轴的结构，做出轴的受力图及扭矩图。（如图）2）计算作用在轴上的支反力载荷水平囿H垂直向V支反力FFnhi锵N.3Fnv168.2Fnh21914.3Fnv2683.4弯矩M总弯矩扭矩T按弯扭合成应力校核轴的强度0.6,轴的计算依照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，取应力ca54.5MPa前已选定轴的材料为40cr（调质），查得（二）输出轴设计计算1.求输出轴上的功率PI、

18、转速n和转矩70MPa,caP295502出cP2T2 9550 2%2. PIPn=340r/min3. 求作用在齿轮上的力已知大圆锥齿轮的分度圆直径Ft=3703.2NFr=448.6NFa，珊24. 初步确信轴的最小直径选取轴的材料为45钢（调质），取C=112/Hdminj5.2710%75%故取5dminm2mmm拟定轴上零件的装配方案（见图）1） 依照轴向定位的要求确信轴的各段直径和长度确信d1=30mm大于29mm,L1=80mm大于75mm（齿宽B1）2） 初步选择转动轴承。轴承同时承载径向力和轴向力，但轴向力较小，应选用圆锥滚子轴承。参照工作要求并依照d3=d6大于d1=30

19、mm由12】附表10.4选取30307型圆锥滚子轴承，其尺寸为的dxDxTxB二35x80x22.75x21,因此d3=d6=35mmL6=L3=36mm3） 由体会公式算轴肩高度：h4=4mm取3mm因此d4=43mm,L4=38mm4） 取h5=5mmd5=53mmL5=110mm5） d2=34mmL2=50mm轴上的周向定位圆锥齿轮、圆柱齿轮与轴的周向定位均采纳平键连接，由【1】表按d1=30mm查得平键截面bxh=8x7mm键槽用键槽铳刀加工，长为，70mm,同时为保证齿轮与轴配合有良好的对中性，H7应选择齿轮轮毂与轴的配合为；一样，d4=43mm用平键bxh=12x8mm长度为35

20、mmWk6轴的配合为H7,转动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差k6为m&（5）确信轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为2456） 轴上载荷计算1）依照轴的结构，做出轴的受力图及扭矩图。（如图）1）计算作用在轴上的支反力载荷水平囿H垂直向VFnhi1758.3Fnv168.2支反力FFnh21914.3Fnv2685n4MV1=-427812N-mm弯矩MMH=99292NmmMV2=249535Nmm总弯矩扭矩TN mmN mm按弯扭合成应力校核轴的强度依照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轴的计算应力ca54.c5MPa前已选定轴的材

21、料为 45钢（调质），查得caca11,故平安。五、轴承的选择计算：1. 输入轴轴承：采纳圆锥滚子轴承30210型2. 计算轴向载荷：p=Fp* （xFr+yFa）由e查【1】表17.8,得x=1, y=0 查【1】表Fp=13.4. 轴承寿命LhLh鼾）10690800 360 1420 ( 6473.24 107h106hn=n=340r/mins=10/35.因此Lh(2)=1510502h大/9X80303x2=38400107h所选06兼合格60np.6014206476 .输出轴轴承：采纳圆锥滚子轴承30307型7 .计算轴向载荷：p=Fp*（xFr+yFa）轴承1:A1/F1（径

22、向）=0由e查【1】表17.8,得x=1,y=0查【1】表Fp=18.9.轴承寿命LhLh10690800 360 1420 （ 6473.24 107h106hn=n=340r/mins=10/3,106,Cr、106_908003_7.“6因此Lh（一）=2184365h大五8x8x300x2=3840010故所选0超合格60npr601420647六、键的选择:连接轴一与联轴器：键宽连接轴二与锥齿轮：键宽b=12mm键高h=8mm键长L=500mmb=12mm键高h=8mm键长L=40mm连接轴二与大圆锥齿轮：键宽b=8mm键高h=7mm键长L=70mm连接轴三与圆柱齿轮：键宽b=12m

23、m键高h=8mm键长L=35mm七、联轴器的选择依照所选电动机轴径的大小选择联轴器的孔径。结合所选Y160M2-8型电动机的技术数据和外形、安装尺寸，依照【2】附表选取LT7型联轴器，公转转矩为500N.mm额定转速n=3600r/min,质量m=14.01kg,p=190mm八、铸铁减速器箱体结构尺寸:名称符号计算公式结果机座厚度0.025a188机盖厚度10.02a188机盖凸缘厚度b1.5112机座凸缘厚度b1.5b1.512机座底凸缘厚度b2b22.520地脚螺钉直径dfdf-0.036aI12M20地脚螺钉数目na250,n46轴承旁联结螺栓直径did1-0.75dfM16盖与座联结

24、螺栓直径d2d2=(0.50.6)dfM12轴承端盖螺钉直径d3d3=(0.40.5)dfM8连接轴栓d2的间距l150200视孔盖螺钉直径d4d4=(0.30.4)dfM8定位销直径dd=(0.70.8)d210df,di,d2至外箱壁的距离Ci查设计手册22df,d2至凸缘边缘距离C2查设计手册20外箱壁至轴承端面距离lil1=C1+C2+(510)50大齿轮顶圆与内箱壁距离11.2齿轮端面与内箱壁距离210箱盖，箱座肋厚m1,mm10.851m0.85m1一m二轴承端盖外径D2轴承外径+(55.5)d3125(1轴)155(11轴)轴承旁连接螺栓距离S尽量靠近，以d1和d3互/、十涉为准

25、，一般取sD2九、减速器各部位附属零件的设计：(1)窥视孔盖与窥视孔在减速器上部能够看到传动零件啮合处要开窥视孔，大小只要够手伸进操作即可。以便检查齿面接触斑点和齿侧间隙，了解啮合情形，润滑油也由此注入机体内。(2)放油螺塞放油孔的位置设在油池最低处，并安排在不与其它部件靠近的一侧，以便于放油，放油孔用螺塞堵住并加封油圈以增强密封。.因此要安装于便于观看油面及油面稳固的地油标油标用来检查油面高度，以保证有正常的油量方即低速级传动件周围；用带有螺纹部份的油尺，油尺上的油面刻度线应按传动件浸入深度确信。(4) 通气器减速器运转时，由于摩擦发烧,机体内温度升高，气压增大，致使润滑油从裂缝向外渗漏因此在机盖顶部或窥视孔上装通气器，使机体内热空气自由逸处，保证机体内外压力均衡，提高机体有裂缝处的密封性，通气器用带空螺钉制成。(5) 启盖螺钉为了便于启盖，在机盖侧边的边缘上装一至二个启盖螺钉。在启盖时，可先拧动此螺钉顶起机盖；螺钉上的长度要大于凸缘厚度，钉杆端部要做成圆柱形伙半圆形，以避免顶坏螺纹；螺钉直径与凸缘连接螺栓相同。在轴承端盖上也能够安装取盖螺钉,便于拆卸端盖.关于需作轴向调整的套环,装上二个螺钉便于调整。(6)定位销为了保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联接凸缘的长度方向两头各安置一个圆锥定位