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、减速器各零件的设计计算及说明1、电动机的选.52、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4、V带和带轮传动设计及计算5、齿轮传动的设计及计算6、输出传动轴的设计及计算7、输入传动轴的设计及计算.7152024.29. 308滚动轴承的选.299、联轴器选10、减速器附件的选择及箱体的设计11、润滑密封12、减速器装配图参考文献、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（

2、一）、总体布置简图:（二）、工作条件.31.3232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。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/mi n）180150170115（四）、设计内容（三）、螺旋输送机的设计参数：（题号4）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

3、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）确定电动输送机的输出功率为：P减=9550T/n减=1.5kw电动机输出功率机功率查机械零件手册（第五版.（周幵勤 主编）P5表2-2得，P电机输出n轴承=0.98, n齿轮=0.97, n带轮=0.96 , n联轴器=2.03kw=0.99则电动机输出功率：P电二P减/ n总=2.03kw（2）

4、确定电动机根据机械零件手册（第五版.（周幵勤 主编）P5表2-1选用转速为的转速和机械设计课程设计一徐起贺，P12表2-1得，i带=24,1500r/min 的电动机.单级减速器中i齿轮=36，则i总轮=624，i总二n电机/ n减，n 电机二(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，符合这一范围的电机有750r/min,1000r/min,1500i7min,综合考虑电动机的尺寸，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.其型号为Y100L1-4。其额定功率为2.2kw，

5、满载转速为 1420r/min。（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系选用转速为1500r/mi n, Y 系列笼型三相异步列笼型三相异步电动机，全圭寸闭自扇冷式结构，电压380V,电动机，全封闭其满载转速为1420r/min,额定功率为2.2kw,型号为Y100L1-4.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=14

6、20/115=12.3总传动比i=12.3(2)分配传动因为i总=i齿轮*i带轮。所以i平均二EMBED Equation.3i带轮=3,=2.86i齿轮=4.1根据机械零件手册(第五版周幵勤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总/ i 带轮 =12.3/3=4.13、计算各轴的转速和转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,n 1=47

7、1.5r/m in齿轮主动轮轴 n1=n t/i带轮=471.5r/min,n 2=115r/mi n齿轮从动轮轴 n2 =115r/minn3=1420r/mi n带轮主动轮轴n3= n电=1420r/minn4=带轮从动轮轴n 4=ni= 471.5r/mi n471.5r/mi n(2)各轴的传电动机输出功率 P电几=2.03kWP1=1.9kW动功率齿轮主动轮轴输入功率Pi= P电机* n轴承* n联轴器* n带轮P2=1.8kW=1.9kWP3=2.01kW齿轮从动轮轴输出功率P2= Pi* n齿轮=1.8 kWP4=1.9kW带轮主动轮轴输入功率B= P电机* n联轴器=2.01k

8、W带轮从动轮轴输出功率P4= P1=1.9kW螺旋输送机输入功率 P输送机=P2* n轴承* n联轴器=1.75 kWP工作机=1.75 kW(3)各轴的传带轮主动轮轴：To=13.65N m动转矩To=955O( P电机/n 电机)=9550* (2.03/1420 ) =13.65N - mT1=38.48N m带轮从动轮轴齿轮主动轮轴：T2=149.48N =9550 (P1/n 1)=9550* (1.9/471.5 ) =38.48N mm齿轮从动轮轴：T2=9550 (P2/n2)=9550* (1.8/115 ) =149.48N m输送机轴：Tw=9550 (P 输送机 /n

9、输送机)=9550* (1.75/115 )=145.33N mTw=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)确定计算根据V带传动工作条件，查 机械设计基础(含工Pc=2.4kw功率PC程力学).(李国斌 主编)P 143表11-7，可得工作情况系数 KA=1.2,则 Pc=KA*P电=1.2 X 2.03kw=2.4kw选取V带根据Pc、n电几，由机械设计基础（含工程力学）.选用Z型V带型号（李国斌主编）Pi43图11-6选用Z型V带（3）确定带轮根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌ddi=80 mm基准直径dd2=236mmdd1、 dd2Pi43图

10、 11-6,P 144表 11-8,选 ddi=80 m,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）.（李国斌编)P144 表 11-8 选 dd2=236mm（4）验算带速v=( n dd1 n1)/(60 X 1000)=(3.14 X 80 X 1420)/(60 Xv=5.95m/s1000) =5.95m/s,因为带速v在515m/s范围内，故带的速度合适.（5）确定V根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌a0=500mm带的基准长度Lo=1508.5mm和传动中心距P144式（11-3）计算初选中心距a。,Ld=2000mma=5

11、45.75mm0.7 (dd1+dd2) va0v2(d d1+dd2),即 221.2< a 0<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P144式（11-4）计算V带所需基准长度L0,Lo=2ao+ n (d d1+dd2)/2+(d d2-d d1)2/4a o1508.5mm根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌Pi37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Pl44式（11-5）计算实际中心距a=ao+（ Ld- L o）/2=545.75mm（6）验算主动根据机械设计基础（含工程力

12、学）.（李国斌 主a 1=163.6轮上的包角a（7）计算V带的根数Z（8）计算V带合适的初拉力FoP144 式（11-6）得a 1=180° -57.3 ° （d d2-d d1）/a=163.6 ° >120°故包角合适根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主P144 式（11-7）得 Z=P/（P+ P0）KaKP141 表P141 表P142 表P142 表11-311-411-511-6Z=6根得P0=0.355kw （内插法）得 P0=0.0355 （内插法）得 Ka=0.96得 Kl=1.16贝y Z=R/（P+ P0）KaK_=

13、5.51（根） 取 Z=6根根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主P136表 11-1，得 q=0.06kg/m。Fo= 56.04N根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 编）Pl45 式（11-9）得Fo=500R（2.5/K a-1）/+qv 2= 56.04N主（9）计算作用根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌主Fq=665.6N在带轮轴上的编）压力FQPl45 式(11-8)得FcF2FoZsin( a 1/2)=665.6N（10）带轮结构设计A确疋结构类根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌主主动轮采用实型编）心式，从动轮P148得主动轮dd1=80mm采用实心式；

14、从动轮采用腹板式。dd2=236m m采用腹板式。B结构尺寸根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌主主动轮：编）da1=90mmP148计算主动轮尺寸，由表15-2得c=118107ds=20mmP219式(15-2)得ds=c3Vp/n 12.0514.93 mmL=40mm.考虑到键槽的影响增大5%即ds=20mm从动轮L=2ds=40mmda2=246mmda1 = d d1+2ha=90mmds=30mm根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌主L=2ds=60mmdh=60mmdr=216mmd o=138mm考虑到键槽的影响增大5%即ds=30mmS= =20mmPi4 8计算从

15、动轮尺寸，由表15-2得c=118107P219式(15-2)得ds=c3Vp/n 17.0318.78 mmS1=30mmL=2ds=60mmS2=10mmda2 = d d2+2ha=246mmdh = 2d s=60mm dr = d a2-2 ( ho+a)=216mmd 0=(dh+dr) /2=138mm S= (0.20.3 )B=15.222.8mmS1=1.5S=30mm S2=0.5S=10mmC轮槽尺寸根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主P148表 11-9 得主动轮:bd=8.5mm ha=5.0mme=12mm f=8mmh0=9.5mm S =5.5mmw

16、=34°从动轮:bd=8.5mm, ha=5.0mme=12mm f=8mmh0=9.5mm, S =5.5mm主动轮:bd=8.5mmha=5.0mme=12mmf=8mmh0=9.5mmS =5.5mmw=34 o从动轮:bd=8.5mmha=5.0mme=12mmW =38°f=8mmho=9.5mmS =5.5mmw=38 oD材料选择根据机械设计基础（含工程力学）.（李国斌 主采用铸铁编）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

17、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;小齿轮选用40Cr,调质，大 齿轮选用45钢,调质。（3）确定转距数屮a大齿轮选用45钢，调质，硬度为217255HBW/精度等级选8级根据机械设计基础（含工程力学）.（李国精度斌主编）Pi66表12-2由工作机工作条件要求，选择8级精度。61）转矩 Ti=9.55 X 10 P减/n 减=38.48N - mmT1=38.48N mm2）载荷系数K,K=1.2根据机械设计基

18、础（含工程力学）.（李国斌主编）P171 表 12-4 取 K=1.2小齿轮齿数Z1取20,则大齿轮齿数乙=82,初选乙=20, Z2=82螺旋角3 =15°，则Zv1=22.192 2Zv1=Z1/cos 3 =22.19 , Zv2=Z2/cos 3 =90.99,Zv2=90.99根据机械设计基础（含工程力学）.（李国3 =15°,斌主编）屮 a=0.5P174图12-25查得齿形系数 Yf1=2.82 , Yf2=2.22，取屮a=0.5根据机械设计基础（含工程力学）.（李国7 f 1=166.66斌主编）MPa,P175 图 12-26 查得（7 Flim1 =2

19、50MPa, 0 Flim2=190MPa,7 f 2=126.66根据机械设计基础（含工程力学）.（李国MPa,斌主编）m=2.5mmTi,载荷系数K齿数Z1、螺旋角3、齿形系（5）许用弯曲应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）确定中心距及螺旋角3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=m(Z1+Z2)/2cos3 =131.98mm取 a=132mma=132mm3 =15°b1=70mmPi73 表 12-5 查得 &=1.5 , Sh=1.2贝y T f 1= T Flim1 /Sf 166

20、.66MPa, T f 2= T Flim2 /S F 126.66MPa因 Yf1/ t f1 0.0169, Y F乳 T f20.0175且 Yf1/ T f 1<Y2/ T f2，则mA 3V3.2KT1Yf2COs2 3 / 屮a (u+1) Z12 t f 2Pi6o表 12-1 取 m=2.5mmb2=75mm螺旋角 3 =arccos m n(Z1+Z2)/2a=15 ° 0齿宽 b=¥ a a=0.5 x 132mm=66mm经圆整后取b2=70mm,b1=75mm（7）验算齿面接根据机械设计基础（含工程力学）.（李国(7 h=337.56MPa触强

21、度CT Hlim1 =700MPa斌主编）P172 图 12-23、P173 表 12-5 可得，(T Hlim2=560MPa Sh=1.1，故 (T h 1= Hlim1 /Sh=636.36MPa, T h 2= T Hlim2 /Sh=509.11M Pa,则(7 h=305V(u+1)KT1/uba2=337.56MPav t h2,速度因此安全根据机械设计基础（含工程力学）（李国斌-主编）公式 V=n din 1/60/100=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/s（8）齿轮的圆周（9）齿轮

22、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）Pl78 表 12-6 得分度圆直径 di=(mi*zi)/cos j3S2mmd 2=(m/z2)/cos p 念12mm齿顶高 ha=m=2.5mm齿顶圆直径 dai=di+2ha=57mm d a2=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总00 mm主动轮选用实心式。da2=200500mn从动轮选用腹板式。主动轮选用实心从动轮选用腹板B.确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,则轴的最小直径为:dm1>

23、 C瓷=17.0318.78mmm=2.59 mmdi=52mmd2=212mmdai=57mm考虑到键槽对轴的削弱，将直径增大5%即da2=217mmds1=Clm1 （1+5%。参考机械零件手册（第五版dfi =46mm（周开勤-主编）取dsi=25mmdf2=206mmha=2.5mmdm2Cik =26.829.5mmhf=3.125mm考虑到键槽对轴的削弱，将直径增大5%即h=5.625mmat=20.6 °（周开勤-主编）取ds2=45mmD0=72mmds2=dm2（ 1+5%参考机械零件手册（第五版Di=192mm主编）P178表12-6得端面模数 m=m/cos15

24、=2.59 mmD2=132mmG=21mm由机械设计基础（含工程力学）（李国斌-齿顶高ha=m=2.5mm齿根高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 d1=(mn*z 1)/cos 3 52mm d2=(mn*z2)/cos (3 212mm 齿顶圆直径 da1=d1+2ha=57mm d a2=d2+2ha=217m仃齿根圆直径 df1 =d1-2h f=46mm df2 =d2-2h f=206mmD0=1.6ds2=72mm Di=da2-10ma=192mmD=0.5(D o+D)=132mm C1

25、=0.3D2=21mmC.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选择轴由已知条件得知减速器传递功率的材料，P= 1.8kw确定许用应力。2初步设计轴结构图3按抗扭强度估算轴的直径4齿轮上的作用力的计算故选择45号钢，调质处理。由机械设计基础-主编）P2i5 表 15-1由机械设计基础-主编）P220 表 15-3-1b =60 Mpa（含工程力学）（查的（7 b=650Mpa（含工程力学）（查的许用弯曲应力李国斌李国斌由机械设计基础（含工程力学）主编）P219表15-2查的C=118107,直径为:dD> cJP =110CdP =26.829.5mmY nV

26、n考虑到键槽对轴的削弱，将直径增大（李国斌则轴的最小5%即dn=d（ 1+5% =28.1430.98mm。参考机械零件手册（第五版（周开勤-主编）取dD=30mm根据轴系结构确定取dc=40mm齿轮所受的转矩为:T=9.55 X 106x P=149480N mmn圆周力 Ft = 2T=1377.7N mmd选用45号钢，调质处理7 b=650Mpa7 -1b=60Mpa如左图dD=30mmdc=40mmT=149480N- mmFt=1377.7N - mmFr=519.13NFa=369.15N径向力 Fr= Fttanan =519.13Ncos P轴向力 Fa=Frtan p =3

27、69.15N5画出轴的受力如左图6计算水平支反水平支反力为:力，画水平弯矩FaH=Fbh=f1=688.85N2FaH=688.85NC-C截面处的水平面弯矩为:MCh=68885N - mm9画出转矩图由题知T=149480N mm如左图Mch=688.85 X LN - mm=68885N mm27计算垂直面支垂直面支反力为:反力，画垂直面FavX L- Fr X L+FaX d =02 2弯矩图FaV=59.3NFav=226.64NFbv=5771.7NC-C截面的左侧垂直面弯矩MCv左=5930N - mmFBV=Fr - Fav=459.83NMCv右 =45983N - mm8画

28、合成成弯矩MC左=Jmch2 +McV左69139.7N - mmMC左MCV左=FavX lN - mm=5930N mm2C-C截面的右侧垂直面弯矩:MCV右=FbvX lN - mm=45983N mm2=69139.7N mmMC 右=vmch2 + M cv右 2 82822.58N - mmMC右=82822.58N - mmT10计算当量弯参考机械设计基础（含工程力学）（李国矩斌-主编）P219因减速器单向运转，故可认为转Mc=1.89 X矩脉动循环变化，取系数a=0.6,106N mmMc=Jmc右2 +（aT）2 1.22 X 10 N - mm11校核强度%=MeC J.2

29、"10® m19.7MPa W0.1dC3<（T -1b=60Mpa轴强度足够IM eDTbD=Q 龟45.21MPaV T -1b=60MpaWz0.伽3故轴的强度足够。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选择轴由已知条件得知减速器传递功率的材料，P= 19kw确定许用故选择45号钢，调质处理。选用45号钢，调应力。由机械设计基础（含工程力学）-（李国质处理斌-主编）P215表 15-1 查的 T b=650MpaT b=650Mpa由机械设计基础（含工程力学）（李国斌T -1b=60Mpa-主编）F220表15-3查的许用弯曲应力-1

30、b=60 Mpa2初步设计轴结构图如左图3按抗扭强度估算轴的直径4齿轮上的作用力的计算由机械设计基础（含工程力学）（-主编)P2i9表 15-2 查的 C=118107,小直径为:dD> C卓=110C'- =17.0318.78mmV nV n考虑到键槽对轴的削弱，将直径增大dn=d( 1+7% =18.2220.09mm。参考李国斌则轴的最7%即机械零件手册（第五版（周开勤-主编）取dE=20mm根据轴系结构确定取dA=20mm,d=25mm齿轮所受的转矩为:T=9.55 X 106x P =38480N- mmn齿轮上所受的力：圆周力Ft1=T=1350.18N mm径向力

31、Fr1= Ft1tanan =508.76Ncos P轴向力Fa1=Fr1 tan j3 =361.78N带轮上所受的力:圆周力Ft2二互=312.85N - mmda2径向力Fr2= Ft2tanan=117.88Ncos P轴向力Fa2=Fr2tan j3 =83.8NdA=20mmdB=25mmdE=20mmT=38480N mm圆周力Ft1=1350.18N mm径向力Fr1= 508.76N轴向力Fa1=361.78N带轮上所受的力:圆周力Ft2=312.85N mm5画出轴的受力径向力Fr2=117.88N轴向力Fa2=83.8N如左图6计算水平支反水平支反力为:力，画水平弯FcH

32、fFdHff675.09N2FaHf675.09N矩图A-A截面处的水平面弯矩为:MAhf31285N - mmMAHFFt2*Lo=31285N mmMBhf67509N mmB-B截面处的水平面弯矩为:MBhfFchX lf67509N - mm27计算垂直面支垂直面支反力为:反力，画垂直面弯矩图Fcf202.83NFcf202.83NFdxfFm Fcvf305.93NFdf305.93NB-B截面的左侧垂直面弯矩MBv左f20283N mmMBv左fFcvX lN - mmF20283N mm2MBv右f30593N mmB-B截面的右侧垂直面弯矩:MAvf11788N mm8画合成成弯矩MBv右fFdvX lN - mmF30593N mm2MAvFFr2*LoFl1788N - mmMB左fVMBh2+Mcv左70490.18N mmMB 右=JmBh2 +Mcv 右274117.45N mm70490.18N mmFcvX L Fr1 X L+Fa1 X 0=02 29画出转矩图10计算当量弯11校核强度MA= Jmah2 +MAV2 33432.14N - mm由题知 T=38480N - mm参考机械设计基础（含工程力学）（李国斌-主编）P219因减速器单向运转,故可认为转矩脉动循环变化,取系数a=0.6,Mb=ViMb右2 +(aT) 7763