單級斜齒圓柱齒輪減速器課程設(shè)計--帶式運輸機傳動裝置

1、<p><b>　　機械設(shè)計課程設(shè)計</b></p><p><b>　　計算說明書</b></p><p>　　設(shè)計題目：帶式運輸機傳動裝置</p><p>　　專業(yè)課設(shè)計課程設(shè)計說明書</p><p>　　一、傳動方案擬定……………………………………………2</p>&l

2、t;p>　　二、電動機的選擇……………………………………………2</p><p>　　三、計算總傳動比及分配各級的傳動比……………………</p><p>　　四、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算………………………………</p><p>　　五、傳動零件的設(shè)計計算……………………………………</p><p>　　六、軸的設(shè)計計算…………………………

3、…………………</p><p>　　七、滾動軸承的選擇及校核計算……………………………</p><p>　　八、鍵聯(lián)接的選擇及計算……………………………………</p><p>　　九、潤滑方式的確定………………………………………</p><p>　　十、參考資料………………………………………………</p><p>&l

4、t;b>　　計算過程及計算說明</b></p><p><b>　　一、傳動方案擬定</b></p><p><b>　　1．設(shè)計題目名稱</b></p><p>　　單級斜齒圓柱齒輪減速器。</p><p><b>　　2．運動簡圖</b></p>

5、;<p><b>　　3．工作條件</b></p><p>　　連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載起動，運輸機雙班制工作，單向運轉(zhuǎn)，有輕微振動，小批量生產(chǎn)，使用年限10年，運輸帶速度允許誤差為±5%。</p><p><b>　　4，原始數(shù)據(jù)</b></p><p>　　1．輸送帶牽引力 F=740

6、N</p><p>　　2．輸送帶線速度 V=1.3 m/s</p><p>　　3．鼓輪直徑 D=240 mm</p><p><b>　　二、電動機選擇</b></p><p>　　1、選擇電動機的類型：</p><p>　　按工作要求和工況條件，選用三相鼠籠式異步電動機，封閉

7、式結(jié)構(gòu)，電壓為380V，Y型。</p><p>　　2、計算電機的容量：</p><p>　　——電機至工作機之間的傳動裝置的總效率：</p><p>　　0.98×0.983×0.98×0.99×0.96=0.876</p><p>　　V帶傳動效率：0.98；－滾子軸承傳動效率：0.98</p

8、><p>　?。瓐A柱齒輪的傳動效率：0.98；－彈性聯(lián)軸器的傳動效率：0.99</p><p>　　—卷筒的傳動效率：0.96</p><p>　　已知運輸帶的速度v=0.95m/s：</p><p>　　所以： 1.143KW</p><p>　　從表22-1中可選額定功率為1.5kw的電動機。</p>&

9、lt;p><b>　　3、確定電機轉(zhuǎn)速：</b></p><p>　　卷筒的轉(zhuǎn)速為： n=60×1000V/(∏D)</p><p>　　=60×1000×1.3÷(3.14×240)</p><p>　　=103.503r/min</p><p>　　按表14-8

10、推薦的傳動比合理范圍，取V帶傳動比</p><p>　　單級圓柱齒輪減速器傳動比，則從電動機到卷軸筒的總傳動比合理范圍為：。</p><p>　　故電動機轉(zhuǎn)速可選的范圍為：</p><p>　　nd=i×n=(8~24)×103.65=830~2488</p><p>　　符合這一范圍的轉(zhuǎn)速有：1000r/min、1500

11、r/min，</p><p>　?。痪C合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、和帶傳動、減速器的傳動比，可見第1種方案比較合適，因此選用電動機型號為Y100L-6，其主要參數(shù)如下：</p><p>　　三、計算總傳動比及分配各級的傳動比：</p><p>　　總傳動比： ia=n滿/n=940/103.503=13.719</p><p>　　分

12、配傳動比：取一級斜齒圓柱齒輪的傳動比：，</p><p>　　則一V帶的傳動比： i0= ia/i1=13.719÷5=2.74</p><p>　　四、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算：</p><p>　　將傳動裝置各軸由高速到低速依次定為1軸、2軸、3軸、4軸，——依次為電機與軸1，軸1與軸2，軸2與軸3，軸3與軸4之間的傳動效率。</p>&l

13、t;p><b>　　各軸轉(zhuǎn)速：</b></p><p>　　1軸： n1＝n0/ i齒輪＝1420/2.74＝518.25r/min</p><p>　　2軸n2＝n1/ i1＝518.25/5=103.503r/min</p><p>　　卷筒軸：n3= n2=103.503r/min</p><p>　　2、各

14、軸輸入功率，輸出功率：</p><p><b>　　輸入功率：</b></p><p><b>　　1軸：</b></p><p><b>　　2軸：</b></p><p><b>　　卷筒軸：</b></p><p><b

15、>　　輸出功率：</b></p><p><b>　　1軸：</b></p><p><b>　　2軸： </b></p><p><b>　　卷筒軸：</b></p><p>　　3各軸輸入轉(zhuǎn)矩，輸出轉(zhuǎn)矩：</p><p>　　電動機

16、的輸出轉(zhuǎn)矩： </p><p><b>　　1軸輸入轉(zhuǎn)矩： </b></p><p><b>　　2軸輸入轉(zhuǎn)矩: </b></p><p><b>　　卷筒軸輸入轉(zhuǎn)矩：</b></p><p>　　輸出轉(zhuǎn)矩分別為輸入轉(zhuǎn)矩乘以軸承效率0.99。運動和動力參數(shù)計算結(jié)果如下表：&l

17、t;/p><p>　　五、傳動零件的設(shè)計計算：</p><p><b>　　1.設(shè)計V帶</b></p><p><b>　　（1）確定V帶型號</b></p><p>　　kA=1.2 PC=KAP=1.2×1.5=1.8KW</p><p>　　根據(jù)=1.5KW

18、=1420r/min,選擇A型V帶，取d1=90mm。</p><p>　　大輪的基準直徑： d1= i0×d1×(1-ε)=2.74×90×0.98=241.66取。d2=250mm</p><p>　　為帶傳動的彈性滑動。</p><p>　?。?）驗算帶速： 帶速合適。</p><p>　?。?）

19、確定V帶基準長度和中心距：</p><p><b>　　根據(jù)：</b></p><p>　　可得應在之間，初選中心距=600mm</p><p><b>　　帶長：</b></p><p><b>　　取。</b></p><p><b>　　

20、計算實際中心距：</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　?。?）驗算小帶輪包角： </p><p><b>　　合適。</b></p><p>　?。?）求V帶根數(shù)Z： </p><p><b>　　今得：</b>

21、</p><p><b>　　傳動比：</b></p><p>　　由查表得，查表得：，</p><p><b>　　由此可得：</b></p><p><b>　　取Z=2根。</b></p><p>　?。?）求作用在帶輪軸上的壓力：</p&g

22、t;<p>　　查表得q=0.10kg/m，故得單根V帶的初拉力： </p><p><b>　　作用在軸上壓力：</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　?。?）確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，給制帶輪工作圖</p><p>　　小帶輪基準直徑d1=90mm采用實心式結(jié)

23、構(gòu)。大帶輪基準直徑d2=250mm，</p><p>　　采用腹板式結(jié)構(gòu)，基準圖見零件工作圖。</p><p><b>　　2、齒輪設(shè)計</b></p><p>　　（1）選選齒輪的材料、精度和確定許用應力：</p><p>　　因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，小齒輪用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度，，大齒輪用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度，，

24、。</p><p><b>　　??；??；</b></p><p><b>　　[]=</b></p><p><b>　　[]=</b></p><p><b>　　[]=</b></p><p><b>　　[]=<

25、;/b></p><p>　　(2)按輪齒彎曲強度設(shè)計計算</p><p>　　齒輪精度用8級，取載荷系數(shù)K=1.2，，齒寬系數(shù)，</p><p>　　小齒輪上的轉(zhuǎn)矩：N*mm</p><p>　　大齒輪上的轉(zhuǎn)矩：N*mm</p><p><b>　　初選螺旋角 </b></p>

26、;<p><b>　　齒數(shù)：取，則</b></p><p><b>　　齒形系數(shù)：</b></p><p>　　查圖11-8得。由圖11-9得。</p><p><b>　　因 ，</b></p><p>　　故應該對大齒輪進行彎曲強度計算。</p&g

27、t;<p><b>　　小齒輪法向模數(shù)：</b></p><p><b>　　由表4-1取。</b></p><p><b>　　中心距：</b></p><p><b>　　取a=90mm。</b></p><p><b>　　確

28、定螺旋角：</b></p><p><b>　　齒輪分度圓直徑 </b></p><p><b>　　齒寬 </b></p><p>　　取 </p><p>　?。?）驗算齒面接觸強度：</p><p>　?。?）齒輪的圓周速

29、度</p><p>　　故選8級制造精度是合宜的。</p><p><b>　?。?）設(shè)計小結(jié)：</b></p><p><b>　　六、軸的設(shè)計計算</b></p><p><b>　　輸入軸設(shè)計：</b></p><p><b>　　1、按

30、扭矩初算軸徑</b></p><p>　　選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度217~286HBS。查課本第245頁表14-2取 C=110。，考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則d=14.32×(1+5%)mm=15.036mm</p><p><b>　　∴選d=16mm</b></p><p>　　2、齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p&

31、gt;<p>　?。?）軸上零件的定位，固定和裝配</p><p>　　單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位，則采用過渡配合固定</p><p>　?。?）確定軸各段直徑和長度</p><p><b>　　工段： 長度取</

32、b></p><p>　　∵ c=1.5mm</p><p><b>　　∴II段:</b></p><p>　　初選用7205AC型角接觸球軸承，查指導書表可知其內(nèi)徑為25mm,寬度為15mm.考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應有一定距離。取套筒長為20mm，通過密封蓋軸段長應根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮和箱體外壁應有一定矩

33、離而定，為此，取該段長為55mm，安裝齒輪段長度應比輪轂寬度小2mm,故II段長：</p><p><b>　　III段直徑：</b></p><p><b>　　小齒輪直徑mm</b></p><p>　　小齒輪寬度加退刀槽mm</p><p>　　取過渡段直徑mm, mm</p>

34、<p>　　取軸承直徑mm，mm</p><p>　　由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=205mm</p><p>　　(3)按彎矩復合強度計算</p><p>　?、偾蠓侄葓A直徑：已知</p><p><b>　?、谇筠D(zhuǎn)矩：已知</b></p><p><b>　　③求圓周

35、力：</b></p><p><b>　?、芮髲较蛄r</b></p><p>　?、葑饔迷谳S1帶輪上的外力： </p><p>　　因為該軸兩軸承對稱，所以： </p><p>　　（1）繪制軸受力簡圖（如圖a）</p><p>　?。?）繪制垂直面彎矩圖（如圖b）</p&g

36、t;<p><b>　　軸承支反力：</b></p><p>　　由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為</p><p>　　(3)繪制水平面彎矩圖（如圖c）</p><p>　　截面C在水平面上彎矩為：</p><p>　　(4)繪制合彎矩圖（如圖d）</p><p&g

37、t;　　(5)繪制扭矩圖（如圖e）</p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩：</b></p><p>　　(6)繪制當量彎矩圖（如圖f）</p><p>　　轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪力按脈動循環(huán)變化，取α=1，截面C處的當量彎矩：</p><p>　　(7)校核危險截面C的強度</p><p>　　因為材料選擇4

38、5號鋼調(diào)質(zhì)處理， ，得許用彎曲應力，則：</p><p>　　因為5段的直徑都大于d，所以該軸是安全的。</p><p><b>　　輸出軸的設(shè)計計算:</b></p><p><b>　　1、按扭矩初算軸徑</b></p><p>　　選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度217~255HBS。2取 C=11

39、5。得：,故取d=30mm。</p><p><b>　　2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　?。?）軸的零件定位，固定和裝配</p><p>　　單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過渡配合或過盈配合，軸

40、呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承和皮帶輪依次從右面裝入。</p><p><b>　　聯(lián)軸器的選擇</b></p><p>　　計算聯(lián)軸器所需的轉(zhuǎn)矩：查課本291表17-1取，查手冊選用型號為LX1的彈性柱銷聯(lián)軸器。</p><p>　　（2）確定軸的各段直徑和長度</p><p>　　工段：取聯(lián)軸器直徑，查表

41、長度取</p><p>　　∵ c=1.5mm</p><p><b>　　∴II段: </b></p><p>　　考慮到聯(lián)軸器和箱體外壁應有一定的距離，</p><p>　　初選7208AC型角接球軸承，其內(nèi)徑為40mm，寬度為18mm?？紤]齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應有一定矩離，則取套筒長為23m

42、m，則該段長43mm，安裝齒輪段長度為輪轂寬度為2mm。故II段長：</p><p><b>　?、笾睆剑?lt;/b></p><p><b>　?、舳沃睆剑?lt;/b></p><p>　　過渡段由于對稱性及其配合關(guān)系，即 =16mm</p><p>　　但此段左面的滾動軸承的定位軸肩考慮，應便于軸承的拆

43、卸，應按標準查取由手冊得安裝尺寸h=3。該段直徑應?。海?4+3×2）=50mm</p><p>　　取軸環(huán)直徑=50mm. 長度=5mm</p><p><b>　　齒輪直徑</b></p><p><b>　　軸承直徑</b></p><p>　　由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=

44、230mm</p><p>　?。?）按彎扭復合強度計算</p><p>　?、偾蠓侄葓A直徑：已知</p><p><b>　?、谇筠D(zhuǎn)矩：已知</b></p><p><b>　?、矍髨A周力Ft：</b></p><p><b>　　④求徑向力Fr</b>

45、;</p><p><b>　?、荨邇奢S承對稱</b></p><p><b>　　∴</b></p><p>　　(1)求支反力、、、</p><p>　　(2)由兩邊對稱，書籍截C的彎矩也對稱</p><p>　　截面C在垂直面彎矩為</p><p&g

46、t;　　(3)截面C在水平面彎矩為</p><p><b>　　(4)計算合成彎矩</b></p><p>　　(5)計算當量彎矩：取α=0.6</p><p>　　(6)校核危險截面C的強度</p><p>　　因為材料選擇45號鋼調(diào)質(zhì)處理，得，得許用彎曲應力，則：</p><p>　　因為5段

47、的直徑都大于d，所以該軸是安全的。</p><p>　　七、滾動軸承的選擇及校核計算</p><p>　　根據(jù)根據(jù)條件，軸承預計壽命</p><p>　　16×365×8=46720小時</p><p><b>　　1、計算輸入軸承</b></p><p>　?。?）已知=51

48、8.25r/min</p><p><b>　　軸承徑向反力：</b></p><p>　　初先軸承為角接觸球軸承7200AC型</p><p><b>　　軸承內(nèi)部軸向力</b></p><p><b>　　， 則</b></p><p><b&

49、gt;　　(2) ∵， </b></p><p>　　故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端，</p><p>　　(3)求系數(shù)x、y，</p><p><b>　　∵</b></p><p>　　∴根據(jù)課本表16-11 </p><p>　　(4)計算當量載荷、：</p

50、><p>　　(5)計算所需的徑向基本額定動載荷值</p><p>　　∵ 故取P=466.704N，角接觸球軸承ε=3</p><p>　　根據(jù)課本表16-8、16-9 ， 取，</p><p><b>　　∴</b></p><p>　　根據(jù)手冊得7205AC型的=5814.316N>55

51、80N; ,故角接觸球軸承7200AC型合適。</p><p><b>　　2、計算輸出軸承</b></p><p>　　(1)已知=103.503r/min , </p><p><b>　　軸承徑向反力: </b></p><p>　　試選7207AC型角接觸球軸承</p>&

52、lt;p><b>　　得,則</b></p><p>　　(2)計算軸向載荷、</p><p><b>　　∵ ，</b></p><p>　　∴任意用一端為壓緊端，1為壓緊端，2為放松端</p><p><b>　　兩軸承軸向載荷：</b></p>&l

53、t;p><b>　　(3)求系數(shù)x、y</b></p><p><b>　　∵</b></p><p><b>　　∴根據(jù)課本表 </b></p><p>　　(4) 計算當量載荷、：</p><p>　　(5)計算所需的徑向基本額定動載荷值</p>&

54、lt;p>　　∵ 故取P=641.13，角接觸球軸承ε=3</p><p><b>　　取，</b></p><p><b>　　∴</b></p><p>　　根據(jù)手冊得7208AC型的=35200N>26584.42N;,故角接觸球軸承7208AC型合適。</p><p>　　八、

55、鍵聯(lián)接的選擇及計算</p><p>　　1、輸入軸與帶輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接</p><p><b>　　軸徑,</b></p><p>　　查手冊得，選用A型平鍵，得：</p><p>　　鍵A 6×28 GB/T1096-2003 </p><p>　　鍵校核,取 h=6mm&

56、lt;/p><p><b>　　得，故鍵合適。</b></p><p>　　2、輸出軸與齒輪2聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接</p><p>　　軸徑 T=99.19N·m</p><p>　　查手冊P51 選A型平鍵</p><p>　　鍵12×18 GB/T1096-2003&

57、lt;/p><p>　　鍵校核，l=L1-b=18-12=6mm ，取 h=8mm</p><p><b>　　，故鍵合適。</b></p><p>　　3、輸出軸與聯(lián)軸器聯(lián)接用平鍵聯(lián)接</p><p>　　軸徑 T=99.19Nm</p><p>　　查手冊P156 選用A型平鍵<

58、;/p><p>　　鍵校核，鍵8×63 GB1096-79</p><p>　　l=L2-b=63-8=55mm h=8mm</p><p><b>　　，故鍵合適。</b></p><p><b>　　九、潤滑方式的確定</b></p><p>　　因為傳動裝

59、置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠遠小于，所以采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號潤滑，裝至規(guī)定高度。</p><p><b>　　十、參考資料</b></p><p>　　《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》(第二版)——清華大學 吳宗澤，北京科技大學 羅圣國主編。</p><p>　　《機械設(shè)計課程設(shè)計》（第四版）——陸玉主編。<