带式运输机的传动设置 - 副本

机械设计课程设计计算说明书设计题目:学院:专业:班级:姓名:学号:指导老师:完成日期:目录绪论………………………3减速器的结构选择及相关计算…………5V带传动的设计……………8齿轮的设计………………11轴的设计与校核…………16轴承、键和联轴器的确定………………20减速器的润滑与密封……………………21减速器附件的确定………23减速箱箱体的设置………24装配图和零件图的绘制…………………25总结……………25参考文献………………………26机械设计第~5P2)/n2=95.5×105×3.80÷480=7.56×104N·mm考教材第八版《机械设计》得圆柱齿轮的齿宽系数Фd，第205页，选取齿宽系数Фd=1。考教材第八版《机械设计》得弹性影响系数ZE，ZE=189.8MPa0.5。⑤参考教材得齿轮的接触疲劳强度极限δHlim，按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限δHlim1=600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限δHlim2=550MPa。eq\o\ac(○,6)计算应力循环次数,其中，j为齿轮每转一圈时，同一齿轮面啮合的次数；Lh为齿轮的工作寿命（单位为h）。N1=60n2jLh=60×480×1×(2×8×300×10)≈1.38×109N2=N1/i2=(1.38×109)/3.7≈3.7×108eq\o\ac(○,7)参考教材得接触疲劳寿命系数KHN（当N>NC时，可根据经验在网纹内取KHN值），取接触疲劳寿命系数KHN1=0.92，KHN2=0.97。eq\o\ac(○,8)算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1。[δ]1=（KHN1δHlim1）/S=0.92×600MPa=552MPa[δ]2=（KHN2δHlim2）/S=0.97×550MPa=534MPa(2)计算①试算小齿轮分度圆直径d1≥2.32×=53.12mm②计算圆周速度vV=(πd1tn2)/(60×1000)=(π×53.12×480)/(60×1000)m/s=1.3m/s③计算齿宽bb=Фd×d1t=1×53.12mm=53.12mm算齿宽与齿高之比b/h模数：mt=d1t/z1=53.12/20mm=2.656mm齿高：h=2.25mt=2.25×2.656mm=5.98mmb/h=53.12/5.98=8.89计算载荷系数根据v=1.3m/s，7级精度，参考教材动载系数Kv=1.1；直齿轮，KHa=KFa=1;查得系数KA=1；用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，得KHᵦ=1.418。由b/h=8.89，KHᵦ=1.418，参考教材得弯曲强度计算的齿向载荷分布系数KFᵦ=1.33，故载荷系数K=KAKvKHaKHᵦ=1×1.06×1×1.418=1.503实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径d1=d1tK/Kt=53.12×1.503/1.3=55.752mm计算模数mm=d1/z1=55.752/20mm=2.79mm3、按齿根弯度强度设计弯曲强度的设计公式为m≥QUOTE(1)确定公式内的各计算数值①调质处理钢的δFE，查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限δFE1=500MPa；大齿轮的弯曲强度极限δFE2=380MPa；②查表弯曲疲劳寿命系数KFN，取弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.90，KFN2=0.92；③计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，则[δF]1=（KFN1δFE1）/S=0.90×500MPa=450MPa[δF]2=（KFN2δFE2）/S=0.92×380MPa=350MPa④计算载荷系数KK=KAKvKFaKHᵦ=1×1.06×1×1.33=1.41⑤查取齿形系数和应力校正系数参考教材得齿形系数YFa和YSa，YFa1=2.8，YFa2=2.24；YSa1=1.55，YSa2=1.75。⑥计算大小齿轮的YFaYSa/[δF]并加以比较YFa1YSa1/[δF]1=2.8×1.55/450=0.00964YFa2YSa2/[δF]2=2.24×1.75/349.6=0.01121可以看出，大齿轮的数值大。m≥（2×1.41×5.67×104×0.01121）/202=1.65mm对此计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数1.65并就近圆整为标准值m=2mm，按接触强度算得的分度圆直径d1=55.752mm，算出小齿轮齿数z1=d1/m=55.752/2≈28大齿轮齿数：z2=3.48×28=97.4，取z2=98。这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到了结构紧凑。4、几何尺寸计算①计算分度圆直径d1=z1m=28×2=d2=z2m=90×2=②计算中心距a=(d1＋d2)/2=(56＋180)/2=118mm③计算齿轮宽度b=Фdd1=1×56=56mm取B2=56mm，B1=65mm。5、齿轮的结构设计小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构大齿轮的关尺寸计算如下：轴孔直径d=41轮毂直径=1.2d=1.2×41=49.2圆整为50mm轮毂长度轮缘厚度δ0=(3～4)m=6～8(mm)取=8轮缘内径=-2h-2=179mm；取D2=180(mm)；腹板厚度c=0.3b=0.3×45=13.5取c=15(mm)；腹板中心孔直径=0.5(+)=0.5(180+70)=125(mm)；腹板孔直径=0.25（-）=0.25（180-70）=27.5(mm)取=27.5(mm)；齿轮倒角n=0.5m=0.5×2=1；第五章轴的设计与校核5.1主动轴的设计与校核（1）主动轴的选材及轴径计算，轴的长度L因小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS。按扭转强度估算轴的直径，选用45号钢(调质)，硬度217～255HBS主动轴的输入功率为P1=3.76kW,转速为n1=960r/min轴的直径d≥A×(P/n)1/3=120*(3.76/960)1/3=19.70mm鉴于有一个键槽，将直径增大5%，则d=19.70×(1+5%)mm=20.69mm，圆整为25mm.主动轴长，取L1=250mm.（2）轴的结构设计，轴上零件的定位、固定和装配一级减速器中将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面、右面均由轴肩轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别和轴承端盖定位，采用过渡配合固定。(3)齿轮上作用力的大小、方向1小齿轮分度圆直径：d1=56mm2作用在齿轮上的转矩为：T1=37.40N·m3求圆周力：FtFt=2T1/d1=2×37.40×103/56=1335.71N4求径向力FrFr=Ft·tanα=1335.71×tan200=486.16NRVA=RVB=Fr/2=243.08N,MVC=RVA*L/2=14.58NRHA=RHB=Ft/2=667.86N,MHC=RHB*L/2=40.07NMC=（MHC2+MVC2）0.5=42.58NmME=(ME2+(at)2)0.5=48.13Nm5.2从动轴的设计⑴按扭矩初算轴径大齿轮材料用45钢，正火，σb=600Mpa，硬度217～255HBS大齿轮轴轴径的初算：大齿轮轴的转速较低，受转矩较大，故取：C=120d≥考虑有两个键槽，将直径增大10%，则d=48.48×(1+10%)mm=53.33mm圆整为55mm以上计算的轴径作为输出轴外伸端最小直径。L=125mm(2)轴的结构设计，轴的零件定位、固定和装配

一级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，该设计润滑方式是油润滑，箱体四周开有输油沟，齿轮一面用轴肩定位，另一面用轴套定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶梯状，左轴承从左面装入，齿轮、右轴承和皮带轮依次从右面装入。(3)求齿轮上作用力的大小、方向eq\o\ac(○,1)大齿轮分度圆直径：d2=180mmeq\o\ac(○,2)作用在齿轮上的转矩为：T2=69.64N·meq\o\ac(○,3)求圆周力：Ft=2T2/d2=2×69.64×1000/180=773.78Neq\o\ac(○,4)求径向力：Fr=Ft·tanα=773.78×tan200=281.63NRVA=RVB=Fr/2=140.82N,RHA=RHB=Ft/2=368.89,MHC=RHA*L/2=193.45N,MVC=RVA*L/2=74.41N。5.3主动轴和从动轴的强度校核按扭转合成应力校核轴强度，由轴结构简图及弯矩图知Ⅰ处当量弯矩最大，是轴的危险截面，故只需校核此处即可。强度校核公式：σe=/W≤[σ-1]主动轴：轴是直径为25mm的是实心圆轴，W=0.1d3=12500Nmm轴材料为45号钢，调质，许用弯曲应力为[σ-1]=65MPa则σe=/W=31.28≤[σ-1]=65MPa故轴的强度满足要求从动轴：轴是直径为55mm的是实心圆轴，W=0.1d3=6892.1Nmm轴材料为45号钢，正火，许用弯曲应力为[σ-1]=65MPa则σe=MΙ2/W=6.35≤[σ-1]=65MPa故轴的强度满足要求第六章轴承、键和联轴器的选择根据已知条件，轴承预计寿命10年×300×10=30000h1.主动轴的轴承使用寿命计算滚动轴承选用6206，Cr=19.5kNFr=468.16N查得fp=1.2径向当量动载荷：Pr=fp×Fr=1.2×468.16=516.792N根据条件，轴承预计寿命：10年×365×24=87600小时所以由式Cj=，查表知ft=1故满足寿命要求。2.从动轴的轴承使用寿命计算滚动轴承选用6208，Cr=29.5kNFr=281.63N径向当量动载荷：Pr=r=1.2281.3=337.96N所以由式Cj=，查表10-6可知ft=1故满足寿命要求。6.2键的选择及校核1.主动轴上的键：Ft=1335.71N查手册得，选用B型平键，得：B键8×40GB1096-79L=8mm,b=8mm,h=7mm,k=0.5h根据式σp=2T/(d·k·L)=2Ft/(k·L)=95.4MPa<150MPa故键强度符合要求2.从动轴上的键：Ft=773.78N查手册选：B键，12×34GB1096-79L=14mm,b=14mm,h=9mm,k=0.5hB键，12×52，GB1096-79L=16mm,b=16mm,h=10mm,k=0.5h根据式σpa=2·TⅠ/（d·h·l）=2Ft/(k·L)=24.56Mpa<100Mpaσpc=2·TⅠ/（d·h·l）=2Ft/(k·L)=19.34Mpa<100Mpa故键强度符合要求6.3联轴器的选择在减速器输出轴与工作机之间联接用的联轴器因轴的转速较低、传递转矩较大，又因减速器与工作机常不在同一机座上，要求由较大的轴线偏移补偿，应选用承载能力较高的刚性可移式联轴器。经查表得选用GL5型号的轴孔直径为35的凸缘联轴器，公称转矩Tn=250N·mK=1.3=9550=9550×=90.53N·m选用GL5型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩=250，<。采用J型轴孔，键轴孔直径d=32～40，选d=35，轴孔长度L=82第七章减速器的润滑与密封7.1润滑的选择确定7.1.1润滑方式1.因齿轮V＜12m/s，选用浸油润滑,因此机体内需要有足够的润滑油，用以润滑和散热。同时为了避免油搅动时泛起沉渣，齿顶到油池底面的距离H不应小于30～50mm。对于单级减速器，浸油深度为一个齿高，这样就可以决定所需油量，单级传动,每传递1kW需油量V0=0.35～0.7m32.对于滚动轴承来说，由于传动件的速度不高，选用飞溅润滑。这样结构简单，不宜流失，但为使润滑可靠,要加设输油沟。7.1.2润滑油牌号及用量1.齿轮润滑选用AN150全系统损耗油，最低～最高油面距10～20mm，需油量为1.2L左右。2.轴承润滑选用AN150全系统损耗油。7.2密封的选择与确定1.箱座与箱盖凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2.观察孔和油孔等处接合面的密封在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封3.轴承孔的密封闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部轴的外伸端与透盖的间隙，由于选用的电动机为低速、常温、常压的电动机，则可以选用毛毡密封。毛毡密封是在壳体圈内填以毛毡圈以堵塞泄漏间隙，达到密封的目的。毛毡具有天然弹性，呈松孔海绵状，可储存润滑油和遮挡灰尘。轴旋转时，毛毡又可以将润滑油自行刮下反复自行润滑。第八章减速器附件的确定1、轴承端盖：根据下列的公式对轴承端盖进行计算：d0=d3+1mm；D0=D+2.5d3；D2=D0+2.5d3；e=1.2d3；e1≥e；m由结构确定；D4=D-(10～15)mm；D5=D0-3d3；D6=D-(2～4)mm；d1、b1由密封尺寸确定；b=5～10，h=(0.8～1)b2、油面指示器：用来指示箱内油面的高度。3、放油孔及放油螺塞：为排放减速器箱体内污油和便于清洗箱体内部，在箱座油池的最低处设置放油孔，箱体内底面做成斜面，向放油孔方向倾斜1°～2°，使油易于流出。4、窥视孔和视孔盖：窥视孔用于检查传动零件的啮合、润滑及轮齿损坏情况，并兼作注油孔，可向减速器箱体内注入润滑油。5、定位销：对由箱盖和箱座通过联接而组成的剖分式箱体，为保证其各部分在加工及装配时能够保持精确位置，特别是为保证箱体轴承座孔的加工精度及安装精度。6、启盖螺钉：由于装配减速器时在箱体剖分面上涂有密封用的水玻璃或密封胶，因而在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖，旋动启箱螺钉可将箱盖顶起。7、轴承盖螺钉，轴承盖旁连接螺栓，箱体与箱盖连接螺栓：用作安装连接用。第九章减速箱箱体的设置减速箱箱体的设置：名称计算公式结果机座壁厚δδ=0.025a+1≥810mm机盖壁厚δ1δ1=0.02a+1≥88mm机座凸缘壁厚b=1.5δ15mm机盖凸缘壁厚b1=1.5δ112mm机座底凸缘壁厚b2=2.5δ25mm地脚螺钉直径df=0.036a+12=17.90420mm地脚螺钉数目a<250,n=44轴承旁联接螺栓直径d1=0.75×16mm箱盖与箱座联接螺栓直径d2d2=(0.5～0.6)×12mm联接螺栓d2间距L=150～200160mm轴承盖螺钉直径d3=(0.4～0.5)×10mm窥视孔螺钉直径d4=(0.3～0.4)×8mm定位销直径d=(0.7～0.8)×10mm轴承旁凸台半径R=CRf=24mmR1=20mmR2=16mm轴承盖螺钉分布圆直径D1=D+2.5d3(D为轴承孔直径)D11=97mmD12=105mmD13=125mm轴承座凸起部分端面直径D2=D1+2.5d3D21=122mmD22=130mmD23=150mm大齿顶圆与箱体内壁距离Δ1Δ1>1.2δ14mm齿轮端面与箱体内壁距离Δ2Δ2>δ10mmdf,d1,d2至外机壁距离C1=1.2d+(5～8)C1f