机械设计输送传动装置设计书

机械设计输送传动装置设计书•总体布置简图如图1二•总传动比误差为土5%，单向输出轴功率P/KW3输出轴转速n/（r/min）35传动工作年限二•总传动比误差为土5%，单向输出轴功率P/KW3输出轴转速n/（r/min）35传动工作年限（年）6工作制度（班/日）2工作场所车间批量小批回转，I附釦1一电动机；2—7■箱]专动；3—[3柱齿轮减速器；4—开式齿施；5—输送_机构的输入抽。T-

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tt-轻微冲击。三．原始数据：四．设计内容：1.电动机的选择与运动参数计算；2.齿轮传动设计计算；3.V带传动设计计算；4.轴的结构尺寸设计；5.键的选择；6.滚动轴承的选择；7.装配图、零件图的绘制；8.设计说明书的编写。【电动机的选择】1•电动机类型和结构的选择：按照已知条件的工作要求和条件，选用Y型全封闭笼型三相异步电动机。2．电动机容量的选择：工作机所需功率：Pw=3kW电动机的输出功率：Pd=Pw/n,n~0.82,Pd=3.66kW电动机转速的选择：nw=35r/min,V带传动比il=2—4,单级齿轮传动比i2=3—5（查表2.3）nd=（i1Xi2Xi2）nw。电动机转速范围为630—3500r/min3．电动机型号确定：由附录八查出符合条件的电动机型号,并根据轮廓尺寸重量、成本、传动比等因素的考虑，最后确定选定Y112M—4型号的电动机，额度功率为4KW,满载转速1440r/min【计算总传动比和分配传动比】1•由选定电动机的满载转速nm和输出轴转速nw,总传动比为i二nm/nw，得i=41.142•合理分配各级传动比：V带传动比i1=3,闭合齿轮传动比i2=3.5,开式齿轮传动比i3=3.923•运动和动力参数计算结果列于下表：项目电动机轴轴I轴II轴III转速(r/min)144048013735功率（kW）3.663.483.313.01转矩(N・m)24.2769.20230.18821.83传动比33.53.92效率0.960.960.92【传动件设计计算】减速器齿轮设计：1．按表11.8选择齿轮材料小齿轮材料为45钢调质，硬度为220—250HBS大齿轮材料为45钢正火，硬度为170—210HBS2•因为是普通减速器，由表11.20选用9级精度，要求齿面粗糙度Ra=6.33．按齿面接触疲劳强度设计确定有关参数与系数：转矩：T=69154N•mm查表11.10得：载荷系数K=1.1选小齿轮齿数Z1=30,则大齿轮齿数Z2=iZ1=3.5X30=105o实际齿数比u=3.5因单级直齿圆柱齿轮为对称布置，又为软齿面，由表11.19选取dd(齿宽系数)=14•许应接触应力[。田：由图11.23查得oHlim1=560MPaoHlim2=530MPa由表11.19查得Sh=1。N1=60・n1・j・Lh=60X480X1X(6X52X80)=7.2X10e8N2=N1/i=7.2X10e8/3.5=2.05X10e8由表11.26查得Zn1=1Zn2=1.05计算接触疲劳许用应力：[oH]1=Zn1・oHlim1/Sh=560MPa[oH]2=Zn2・。Hlim2/Sh=557MPa试算小齿轮分度圆直径，确定模数：dl上76.43XVKT1(u+1)/ddy[oH]e2=51.82mmm=d1/z1=1.73mm由表11.3取标准模数m=2mm5．主要尺寸计算：分度圆直径d1=mz1=2X30=60mmd2=mz2=2X105=210mm齿宽b=ddd1=1X60=60mm取b2=60mm则b1=b2+5=65mm中心距a=0.5Xm(Z1+Z2)=135mm6．按齿根弯曲疲劳强度校核:由式(11.12)得出，如oFW[oF]，则校核合格。确定有关系数和参数：齿形系数YF,查表11.12得YF1=2.54YF2=2.14应力学整系数Ys，查表11.13得Ys1=1.63Ys2=1.88许应弯曲应力[oF]由图11.24查得。Flim1=210MpaoFlim2=190Mpa由表11.9查得SF=1.3由图11.25查得YNI=YN2=1由式(11.16)可得[oF]1=YNI・oFlim/SF=162Mpa[oF]2=YNI・oFlim/SF=146MPa故计算出oF1=21MpaV[oF]1oF2=20MpaV[oF]2齿根弯曲疲劳强度校核合格。7．验算齿轮的圆周速度：V=n・dl・nl/(60X1000)=1.5m/s由表11.21可知，选9级精度合适8．几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图：以大齿轮为例，齿轮的直顶圆直径为：da2=d2+2ha=214mm,由于200Vda2<500之间，所以采用腹板式结构。齿轮零件工作图略。开式齿轮设计：1．按表11.8选择齿轮材料小齿轮选用40Cr合金钢表面淬火，硬度为48—55HRS大齿轮选用40Cr合金钢调质，硬度为240—260HBS2•由表11.20选用9级精度，要求齿面粗糙度Ra=6.33．按齿面接触强度设计确定有关参数与系数：转矩：T=230000N・mm查表11.10得载荷系数K=1.1选小齿轮齿数Z1=20，则大齿轮齿数Z2=iZ1=3.92X20=78.4，圆整数78。实际齿数比u=3.9,误差为0.5%<土5%因单级直齿圆柱齿轮为不对称布置，又为硬齿面，由表11.19选取dd(齿宽系数)=0.54•许应接触应力［。田：由图11.23查得oHlim1=800MPaoHlim2=720MPa由表11.19查得Sh=1.1N1=60・n1・j・Lh=60X137X1X(6X52X80)=2.05X10e8N2=Nl/i=2.05X10e8/3.9=5.26X10e7由表11.26查得Znl=l.llZn2=1.25计算接触疲劳许用应力：[oH]1=Zn1・。Hlim1/Sh=807MPa[oH]2=Zn2・oHlim2/Sh=818MPa试算小齿轮分度圆直径，确定模数：d1$76.43XVKT1(u+1)/ddy[oH]e2=75.82mmm=d1/z1=3.791mm由表11.3取标准模数m=4mm5．主要尺寸计算：分度圆直径d1=mz1=4X20=80mmd2=mz2=4X78=312mm齿宽b=ddd1=0.5X80=40mm取b2=40mm则b1=b2+5=45mm中心距a=0.5Xm(Z1+Z2)=196mm6．按齿根弯曲疲劳强度校核:由式(11.12)得出，如oFW[oF]，则校核合格。确定有关系数和参数：齿形系数YF,查表11.12得YF1=2.81YF2=2.25应力学整系数Ys，查表11.13得Ys1=1.56Ys2=1.77许应弯曲应力[oF]由图11.24查得。Flim1=720MpaoFlim2=250Mpa由表11.9查得SF=1.5由图11.25查得YNI=YN2=1由式(11.16)可得[oF]1=YNI・oFlim/SF=480Mpa[oF]2=YNI・oFlim/SF=167MPa故计算出oFl=173MpaV[oF]loF2=157MpaV[oF]2齿根弯曲疲劳强度校核合格。7．验算齿轮的圆周速度：V=n・dl・nl/(60X1000)=0.57m/s由表11.21可知，选9级精度合适8．几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图：以大齿轮为例，齿轮的直顶圆直径为：da2=d2+2ha=320mm,由于200Vda2<500之间，所以采用腹板式结构。齿轮零件工作图略。【V带传动设计】1•确定功率Pc：查表9.21得Ka(工作情况系数)=1.1Pc=Kap=4.4KW。2•选取普通V带型号：根据Pa=4.4Kw,n1=1440r/min,由图9.13选用A型普通V带。3．确定带轮基准直径：根据表9.6和图9.13选取：dd1=100mm〉dmin=90mm大带轮基准直径为dd2=(n1/n2)dd1=270mm，按表9.3选取标准直值dd2=265mm实际n2转速489.8r/min，误差相对率2%，总误差<土5%允许。4•验算带速V：V=n・d1・n1/(60X1000)=6.78m/s，带速在5-25m/s范围内。5•确定带的基准长度Ld和实际中心距a：初定中心距a0=1200mm,则Ld0:Ld0=2a0+n(ddl+dd2)/2+(dd2-ddl)2/4a0=2963.38mm查表9.4取基准长度Ld=2800mm实际中心距a为a^a0+(ld-Ld0)/2=1118.31mm中心距变动范围为amin二a-0.015Ld=1076mmamax=a+0.03Ld=1202mm6．验算小带轮的包角：a1=180°-57.3°(dd2-ddl)/a=171°>120°，合格。7•确定V带根数z：确定有关系数和参数根据dd1=90mm,n=1440r/min,查表9.9,得P0=1.07Kw由表9.18查得Ka=0.001275根据传动比i=2.94，查表9.19得Ki=1.1373，则△P0=Kb・n・(l—l/Ki)=0.18Kw由表9.4查得带长度修正系数KL=1.11,由图9.12查得包角系数Ka=0.98得z上Pc/(P0+AP0)KaKL=3.24，圆整得z=48•求单根V带初拉力：由表9.6查得A型普通V带的每米长质量q=0.10Kg/m得F0=(500Pc/ZV)・(2.5/Ka-1)+qv2=46.78N.9•计算带轮轴上所受的压力Fo=2・F0・z・sin(al/2)=373.08N10．带轮结构设计略11．设计结果：选用4根A—2800GB/T13575.1—92V带，中心距a=1118mm，小带轮直径90mm，大带轮直径265mm，轴上压力Fo=373.08N【轴的设计计算】I轴的设计1．选择轴的材料，确定许用应力：由已知条件可知此减速器传递的功率属于中小功率，对材料无特殊要求故选用45钢并经调质处理。由表16.1查得强度极限oB=637Mpa,再由表16.3查得许用弯曲应力[oTb]=60Mpa2．按钮转强度估算轴径(最小直径)查表16.2得C=118—107得d^C3Vp/n=(107—118)・3V3.48/480=20.7—22.8mm。考虑到轴的最小直径处要安装带轮，会有键槽存在，故需将估算直径加大3%-5%，取为21.32—23.94mm，由设计手册取标准直径d=24mm3．轴的结构设计草图:4^4^I轴的结构草图II轴的设计：1．选择轴的材料，确定许用应力：由已知条件可知此减速器传递的功率属于中小功率，对材料无特殊要求故选用45钢并经调质处理。由表16.1查得强度极限oB=637Mpa,再由表16.3查得许用弯曲应力[oTb]=60Mpa2．按钮转强度估算轴径(最小直径)查表16.2得C=118—107得d^C3Vp/n=(107—118)・3V3.31/137=30.9—34.1mm。考虑到轴的最小直径处要安装齿轮,会有键槽存在,故需将估算直径加大3%-5%,取为31.83—35.81mm，由设计手册取标准直径d=34mm3．轴的结构设计草图:79.5(〕79.5(〕-叨-II轴的结构草图III轴的设计：1．选择轴的材料，确定许用应力：由已知条件可知此减速器传递的功率属于中小功率，对材料无特殊要求故选用45钢并经调质处理。由表16.1查得强度极限oB=637Mpa,再由表16.3查得许用弯曲应力[oTb]=60Mpa2．按钮转强度估算轴径(最小直径)查表16.2得C=118—107得d^C3Vp/n=(107—118)・3V3.01/35=47.29—52.16mm。由设计手册取标准直径d=50mm3．轴的结构设计草图略【键连接的选择】均选择A型平键。代号轴径/mm键宽/mm键髙/mm键长/mmI轴I键248750I轴II键3410856II轴I键3410836II轴II键4514950【滚动轴承的选择及计算】I轴：1．经强度校核,选择滚动轴承6206型d=30mmD=62mmB=16mm2•公差等级选择：选普通级P0轴承。II轴：1．经强度校核，选择滚动轴承6208型d=40mmD=80mmB=18mm2•公差等级选择：选普通级PO轴承。【箱体结构尺寸计算】1．类型选择：选择一级铸铁圆柱齿轮减速器。2•箱体主要结构尺寸：（mm）箱座壁厚§箱盖壁厚§1箱盖凸缘厚度bl1212寸/mm箱座凸缘厚度b箱底凸缘厚度地脚螺钉直径地脚螺钉数目n轴承旁连接螺12盖与座连接螺栓直径d210df、d1、d2至外箱壁直径C116b220连接螺栓d2的间距l150df、d2至凸缘边缘距离C214df16轴承端盖螺钉检查孔盖螺钉直径d3直径d4轴承旁凸台半凸台髙度h径R11640栓直径dl12定位销直径d外箱壁至轴承座端盖的距离1140齿顶圆与内箱齿轮端面与内箱盖、箱座肋厚轴承端盖外径轴承旁连接螺避间的距离箱避间的距离△2m1、m2D212126.8、6.8102栓距离S125减速器附件的选择】通气器：由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用M18X1.5油面指示器：选用游标尺M16起吊装置：采用箱盖吊耳、箱座吊耳放油螺塞：选用外六角油塞及垫片M16X1.5【润滑与密封】一、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级周向速度为，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为35mm。二、滚动轴承的润滑：由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。三、润滑油的选择：齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用L-AN15润滑油。四、密封方法的选取：选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为（F）B25-42-7-ACM,（F）B70-90T0-ACM。轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。附录：装配图：Dft.I零件工作图1.图6-2为轴的工作图示例，为了使图上表示的内容层次分明，便于辨认和查找，对于不同的内容应分别划区标注，例如在轴的主视图下方集中标注轴向尺寸和代表基准的符号。0.005/0.015A-B/0.025A-BZ70.005/0.015其余/0.020A-BL63.2F82123A-B亠.1(00-一VE」讣__70乂30.005/0.015A-B/0.025A-BZ70.005/0.015其余/0.020A-BL63.2F82123A-B亠.1(00-一VE」讣__70乂3一78-E9.Q.C245308E-EF-F0L6三0.005D-=-D.006C49+).22XM6-6HT2066.5+0.2技术要求未注圆角半径R1调质处理HBS217〜2553•轴两端中心孔GB/T4459.5-A4/8.5轴数量比例1:2材料45图号制图校核2.齿轮的轴向尺寸标注比较简单，对于小齿轮只有齿宽b和轮毂长度l两个尺寸．前者为自由尺寸，后者为轴系组件装配尺寸链中的一环。当齿轮尺寸较大时，为了减轻重量可采用盘形辐板结构．如辐板用车削方法形成时，则标注凹部的深度，以便于加工时测量。对于用锻、铸方法形成的辐板，则宜直接标注辐板的厚度。对于轮缘厚度、辐板厚度、轮毂及辐板开孔等尺寸，为便于测量，均应进行圆整．为了保证齿轮加工的精度和有关参数的测量，标注尺寸时要考虑到基准面，并规定基准面的尺寸和形位公差．齿轮的轴孔和端面既是工艺基准也是测量和安装的基准。为了保证安装质量和切齿精度，对端面与孔中心线的垂直度和端面跳动度均应有要求。齿轮的齿顶圆作为测量基准时有两种情况：一是加工时用齿顶圆定位或找正，此时要控制齿顶圆的径向跳动；另一种情况是用齿顶圆定位检验齿厚或基节尺寸公差，此时要控制齿顶圆公差和径向跳动。图6-3为直齿轮零件工作图，图6-4为斜齿轮零件工作图，供学习参考。图6-5为锥齿轮零件工作图，供学习参考。图6-6为蜗轮零件工作图，供学习参考。图6-7为皮带轮零件工作图，供学习参考。齿轮参数齿数Z"90模数m2.5压力角a20°全齿高h5.625螺旋角P0°径向变位系数x0齿轮副中心距a15ftiO.OU韬度等级：SKMGaiOW5-19fia公法歧怅歴W108.990齿厚跨齿数k11配对图号齿轮齿数Z30T苴余0.063IA，R1(4处43.3常21.6l-.上I■<-H0.03IAIC23.2两端41o_o24r/7"5ll技术要求1•未注倒角C22.正火处理，齿面硬度170〜210HBS6X^16

均布0.06A4-10.04AT0.0121A1齿轮数量比例1:2材料45图号制图校核12+0.0215苴余丿、aJS125模数16一0.02A—00043齿轮参数~2m压力角a全齿高h螺旋角卩206.7510°齿厚梆燔W1飯场0跨齿数k12配对齿轮图号齿数Z25旋向右旋齿轮副中心距a內口珈精度等级:KKMQB105-19^T技术要求1•未注倒角2.正火处理，齿面硬度170〜210HBS齿轮数量比例1:4材料45图号制图校核32.5SR41±0.05抛光/仏8R3申①0.1A0.59.1850.27°o20.81.其余$3技术要求古召人直齿锥1y轮参数1~齿数~10分度圆丄端面模数4375~标准压力角~22301ACCQ~径向变位系数~+0.226~分度圆直径D~43.750~齿顶同~4.490~全齿髙~7.870~分锥距~40.70~轴交角~90°1IdCL-安装距41丄0.05OO/Tffl2AZ7t；\分度圆丄弦齿厚1.884（丄丄论值）~分度圆上弦齿髙~4.71941crIn1q~齿根圆弧半径1.21丄0.151话~齿面粗糙度~nnr-r齿圈径向跳动公差0.065~旋转齿侧间隙~0.100.20ACCL相邻周节差-0.025渗碳层深度0.6~1.0,淬火、回火后表面硬度58~64HRC心部硬度33~48HRC齿轮锻件毛坯不得有夹渣、裂纹、疏松、等锻造缺陷2.3.齿轮精度，级8-DcGB11365-89锥齿轮数量比例2:1材料20Cr图号制图校核技术要求端面模数~叭3.15齿数39齿形角~a20°分度圆直径~d2122.85齿顶咼糸数~h*2变位糸数~X?0.26精度等级配对蜗杆8C(GB10089-1988)蜗杆型式阿基米德（ZA）■^数~Z11螺旋方向~右旋导程角~Y5u4'16"图号公差组检验项公差（或极目代号限偏差丿值蜗轮齿圈径冋跳动公差Fr0.050蜗轮周节极限偏差土