带式输送机传动装置设计课程设计说明书

《机械设计课程设计》说明书课题名称：带式输送机传动装置设计学院：机电工程系专业班级：机械设计制造及其自动化095青岛理工大学琴岛学院教务处《机械设计课程设计》说明书Ⅱ带式输送机传动装置设计学生姓名学号指导教师评语及成绩指导教师签名：答辩评语及成绩答辩教师签名：教研室意见室主任签名：I《机械设计课程设计》说明书I 31.1课程设计的目的 31.2课程设计要求 31.3课程设计的数据 32传动系统方案的拟定 4 42.2电动机选择 42.3传动比分配 52.4传动系统的运动和动力参数的计算 6 73.1齿轮传动的主要参数和几何参数计算 73.2轴的设计计算(初估轴颈、结构设计和强度校核) 9 3.5联轴器的选择和计算 3.6润滑和密封形式的选择 4箱体及附件的结构设计和选择 《机械设计课程设计》说明书31设计任务(2)通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意识，熟悉1.2课程设计要求(1)选择电动机型号；(2)确定传动的主要参数及尺寸；(3)设计减速器；(4)选择联轴器。(5)设计箱体，理论结合实际。(1)减速器装配图一张；(2)零件工作图二张(齿轮，轴);(3)设计说明书一份。1.3课程设计的数据室内工作，有粉尘，使用年限10年，工作时间为2班制(每班8小时计算),大修期为3年，在大中型机械厂中可小批生产量《机械设计课程设计》说明书42传动系统方案的拟定2.1方案简图和简要说明减速器减速器联轴器V输送带联轴器滚筒图2-1两级展开式圆柱齿轮减速器2.2电动机选择按《机械设计/机械设计基础课程设计》表2-4确定各部分效率为：联轴器效率η₃=0.99,共两个。滚动轴承效率(一对)η=0.99,共三对。滑动轴承效率(一对)《机械设计课程设计》说明书5卷筒轴工作转速,故电动机转速的可选范围为故此处选\同步转速为1000r/min.2.2.3电动机的技术数据和外形、安装尺寸图3-1电动机安装尺寸2.3传动比分配2.3.1总传动比2.3.2分配传动装置各级传动比62.4传动系统的运动和动力参数的计算2.4.10轴(电动机轴):po=7.5Kwn₂=220r/min2.4.4轴(低速轴):运动和动力参数的计算结果加以汇总，列出表2如下：表2-1各轴运动和动力参数轴名功率P/kW转速传动比i效率输入输出输入输出电动机轴1轴12轴3轴《机械设计课程设计》说明书73传动零件的设计计算3.1齿轮传动的主要参数和几何参数计算考虑到制造的方便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性，两级圆柱齿轮的大、小齿轮材料均用45Gr,热处理均为调质处理及表面淬火，且大、小齿轮的齿面硬度分别为初选螺旋角为14度；初步规划该减速器的使用寿命为10年，每年按300天计算，第I、IⅡ、Ⅲ公差组精度分别为7、7、7;鉴于该减速器有轻微震动，空载启动，两级圆柱齿轮的使用系数均取1.0。3.1.1高速级齿轮传动设计由前面运动及动力参数的计算结果知高速级齿轮传动的最大传递功率为7.5kW,小齿轮最高转速为970r/min、最大扭矩为T=1006r/min。1.定齿轮类型、精度等级、材料极其齿数(1)按设计给定的方案，选用斜齿圆柱齿轮(2)运输机为一般工作机器，速度不高，固选7级精度(3)小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为55HRC大齿轮材料为45Gr(调质),硬度为48HRC2.按齿面接触强度设计(1)选K,=1.6小齿轮传递的转距为T₁=73100V.m选齿宽系数φ₄=0.8,由表查得材料的弹性影响系数由图按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHim=1100MPa,大齿轮的触疲劳强度为σHlim=1100MPa,由式N=60.n·j·L,计算应力循环次数N₁=3.3989×109取接触疲劳寿命系数K₁N₁=0.88k₄N2=0.92取效率为1%,区域系数《机械设计课程设计》说明书8Z=2.433安全系数S=1,则圆周速度：计算齿宽与齿高比：模数齿高h=2.25*1.46=3.285mm计算载荷系数：根据v=1.83m/s,7级精度，查得动载系数k,=1.05对于斜齿轮KHa=Kfa=1.2查得使用系数k₄=1,用插值法查得7级精度小齿轮非对称布置时，故载荷系数K=K₄KyKHaKHp=1.634校正分度圆直径：3.按齿根弯曲强度计算：弯曲强度的设计公式为《机械设计课程设计》说明书9取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由式(10-21)得查取应力校正系数圆整几何尺寸计：分度圆直径：d=35.61mm中心距：齿轮宽度：B=Φd₁=0.8·35.61=28.488mm至此，高速级齿轮的计算完毕。用同样的方法计算低速级直齿轮的尺寸分度圆直径：中心距：齿轮宽度：取B=Φd₃=0.8·56.7=45.36B₃=50mmB₄=45mm3.2轴的设计计算(初估轴颈、结构设计和强度校核)1.轴的结构尺寸设计根据结构及使用要求该轴设计成阶梯轴，共分7段。《机械设计课程设计》说明书各段轴径、长度的设计计算依据和过程见下表：表3-1低速轴结构尺寸设计阶梯轴段设计计算依据和过程计算结果(考虑键槽影响)∴dmin=53mmL₁(由联轴器宽度尺寸确定)第3段d₃由轴承尺寸确定(轴承预选30311T=14)第4段第5段第6段L3.2.2中间轴的轴系结构设计1.轴的结构尺寸设计《机械设计课程设计》说明书根据结构及使用要求该轴设计成阶梯轴且为齿轮轴，共分五段，其中第II段和第IV段为齿轮，如图3-2所示：由于结构及工作需要将该轴定为齿轮轴，因此其材料须与齿轮材料相同，均为合金钢，热处理为渗碳淬火，对于非外伸轴，计算时取较大的材料系数A值，估算的轴颈可作为安装齿轮处的直径。所以，有该轴的最大轴径为：其他各段轴径、长度的设计计算依据和过程见下表：阶梯轴段设计计算依据和过程计算结果由轴承尺寸确定(轴承预选30307T=22.75)考虑到键槽L₂=齿宽第3段齿轮轴L₄=齿宽L₅=L₀-△23-B低1-△22-L₂₄+△₃+B₂《机械设计课程设计》说明书3.2.3高速轴的轴系结构设计1.轴的结构尺寸设计根据结构及使用要求该轴设计成阶梯轴且为齿轮轴，共分5段，。由于结构及工作需要将所以，有该轴的最小轴径为：因为要与联轴器配合，选取联轴器为TL5其他各段轴径、长度的设计计算依据和过程见下表3-3高速轴结构尺寸设计阶梯轴段设计计算依据和过程计算结果d”=(1+6%)d₁(考虑键槽影响，联轴器配合)L₁(由联轴器宽度尺寸确定)d₃由轴承尺寸确定(轴承预选30307T₃=14)d₄齿轮轴d₅由轴承尺寸确定(轴承预选30307T₃=14)L《机械设计课程设计》说明书3.2.4低速轴的强度校核图3-4低速轴受力分析对轴进行受力分析，并作出轴的弯矩和扭矩图，如图3-5所示。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出危险截面是C。先计算出截面处的Mr、Mt及M的值列于下表表3-4低速轴受力数据载荷垂直面V支反力F总弯矩扭矩T按弯扭合成应力校核轴的强度根据轴的弯扭合成强度条件，取α=0.6,轴的计算应力《机械设计课程设计》说明书CNV1ADF图3-5受力分析3.3滚动轴承选择和寿命计算3.3.1轴承的选择2、根据校对结果，三根轴都选用中窄系列，以满足其受力，各轴承选用中力求经济、《机械设计课程设计》说明书图3-6低速轴上轴承3.3.2轴承的寿命计算计算得F₂=73N《机械设计课程设计》说明书3.4键连接选择和校核①选择键联接的类型和尺寸一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求，应用平键.高速轴：8X7X28②校和键联接的强度③键与轮毂键槽的接触高度中间轴：高速轴：三者都合适取键标记为：中间轴；键2:12×8GB/T1096-79高速轴：键1:8×7GB/T1096-79低速轴：①键3:16×12GB/T1096-79②键3:20×12GB/T1096-79《机械设计课程设计》说明书3.5联轴器的选择和计算因为计算转矩小于联轴器公称转矩，所以选取TL5型弹性套柱销联轴器，其公称转矩为2000Nm,孔径长度为J型107mm。3.6润滑和密封形式的选择3.6.1、润滑方式的确定由于所设计的减速器的双级圆柱齿轮减速器，两个大齿轮的转速均不高。减速器的齿轮采用浸油润滑，由于高、低速级的大齿轮(Z₂,Z)的尺寸不同，因而浸油深度就不一样。为了使两齿轮均润滑良好，并考虑到V₄很小要h~~分度圆半径(从齿轮向上算要由于浸油零件(Z₂,Z₄)的圆周速度小，溅油功用不大，且I轴速度较高(1440发热也较大，为了减少各轴承之间的磨擦，减少磨损和发热量，考虑到寿命只三年，一般不需拆卸，故采用油脂润滑轴承。3.6.3、润滑剂的选择齿轮的润滑：由于轴承的润滑是油脂润滑，①对齿轮：选用齿轮油SYB1103-625冬用HL一20E1002.7～3.2②对轴承：选用钠基润滑脂(GB492-65)3.6.4、油的密封及防止脂的稀释轴承采用了档油板(第I轴上)。嵌入式轴承盖不用螺栓联结，结构简单，但密封性差。在轴承盖中，设置0型密封圈能提高其密封性能，适用于油润滑。另外，采用嵌入式轴承盖时，利用垫片调整轴向间隙要开启箱盖。《机械设计课程设计》说明书4箱体及附件的结构设计和选择减速器的箱体采用铸造(HT200)制成，采用剖分式结构因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油.铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单，拔模方便.4.对附件设计在机盖顶部开有窥视孔，能看到传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能F位销：减速器机体结构尺寸如表4-1下：《机械设计课程设计》说明书名称符号计算公式结果箱座壁厚O8箱盖壁厚8箱盖凸缘厚度b₁=1.5o箱座凸缘厚度bb=1.5σ箱座底凸缘厚度b₂=2.5σ地脚螺钉直径地脚螺钉数目n查手册4轴承旁联接螺栓直径d机盖与机座联接螺栓直径轴承端盖螺钉直径视孔盖螺钉直径C查机械课程设计指导书表4d,d₂至凸缘边缘距离查机械课程设计指导书表4外机壁至轴承座端面距离大齿轮顶圆与内机壁距离齿轮端面与内机壁距离机盖，机座肋厚m≈0.85o,m≈0.85σ表4-1减速箱结构尺寸《机械