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1、精选优质文档-倾情为你奉上一、设计任务1带式运输机传动装置设计的布置:2设计的技术数据：运输带的工作拉力：F=3000 N运输带的工作速度：V=0.70 m/s运输带的滚筒直径：D=300 mm运输带的宽度 ：B=300 mm3工作情况及要求：用于机械加工车间运输工作， 1 班制连续工作,载荷有轻度冲击，使用 10 年,小批量生产。在中等规模制造厂制造。动力来源：电力三相交流380/220V。速度允差5%。 二、电动机的选择计算根据工作要求及条件，选择三相异步电动机 ，封闭式结构，电压380V，Y系列。1.选择电动机功率滚筒所需的有效功率：PW =FV/1000=30000.7/1000=2.
2、1 (KW) 传动装置的总效率： 式中: 滚筒效率： = 0.96联轴器效率： = 0.99 V带传动效率: = 0.95 角接触球轴承： =0.99 斜齿轮啮合效率：齿 = 0.97传动总效率:= 0.95 0.972 0.994 0.99 0.96= 0.816 所需电动机功率 : Pr=2.57 (KW) 2.选取电动机的转速滚筒转速 =44.6 r/min 查表27-1,可选Y系列三相异步电动机Y100L2-4,额定功率P0=3 KW，同步转速1500 r/min;或选Y系列三相异步电动机Y132S-6,额定功率P0=3 KW,同步转速1000 r/min.均满足P0 Pr 。 电动机
3、数据及传动比方案号电机型号额定功率(KW)同步转速(r/min)满载转速(r/min)总传动比1Y100L243.01500142031.82Y132S63.O100096021.5为使结构紧凑，总传动比应在826，比较两种方案，决定选用方案2。电动机型号为Y132S-6.查表得其主要性能如下电动机额定功率 P0/ kw 3.0电动机轴伸长度E/mm 80电动机满载转速 n0/(r/min) 960电动机中心高H/mm 132电动机轴伸直径 D/mm 38堵转转矩/额定转矩T/N.m 2.0三、传动装置的运动及动力参数的选择和计算1、分配传动比总传动比: I总 =no/nw =960/44.6
4、=21.525 V带传动比为24，取 i带=2.5 则减速的传动比：=21.525/2.5=8.61 对减速器传动比进行分配时，即要照顾两级传动浸油深度相近，按下式分配：= 3.409 低速轴的传动比：= 8.61/3.409=2.526 2、各轴功率、转速和转矩的计算0轴：0轴即电机轴P0=2.57 kw n0=960 r/min T0=9550P0/n0=95502.57/960=25.57 轴：轴即减速器高速轴P1= 01=2.570.95=2.44 kw n1= n0/ =960/2.5=384 r/min T1=9550P1/n1=95502.44/384 = 60.68 轴：轴即减
5、速器中间轴P2= P1=2.440.970.99 =2.34 kw n2=n1/= n1/=384/3.409= 112.6 r/min T2=9550P2/n2=95502.34/112.6= 198.46 轴：即减速器的低速轴P3= P2=2.340.970.99= 2.25kw n3= n2/i23=112.6/2.526= 44.5 r/min T3=9550P3/n3=95502.25/44.5=482.87 Nm 轴：轴即传动滚筒轴P4= P3=2.250.990.99=2.21 kw n4= n3=44.5 r/min T4=9550P4/n4=95502.21/44.5=474
6、.28 Nm 将上述计算结果汇于下页表：各 轴 运 动 及 动 力 参 数轴序号功 率P/ kw转 速n/(r/min)转 矩T/N.m传动形式传动比i效率0轴2.5796025.57带传动25095轴2. 4438460.68齿轮传动3.409097轴2.34112.6198.46齿轮传动2.525097轴2.2544.5482.87联轴器10099轴2.2144.5474.28四、传动零件的设计计算1、确定设计功率PC原始数据：电动机的输出功率 ： 2.57kW满 载 转 速 ：960r/min从动轴转速 ：384 r/min 传动比 ： 2.5由教材表44，查得：=1.1PC=P=1.1
7、2.57=2.827 kw 2、选取V带的型号根据PC和n0由教材图4-12确定，因工作点外于A型区，故选A型。 3、确定带轮基准直径、选择小带轮直径由教材表4-5和表4-6确定=110mm 验算带速V：V=5.53 m/s 在525m/s之间，故合乎要求确定从动轮基准直径dd2=110=275mm 查教材表4-6取=280mm 实际从动轮转速和实际传动比i不计影响，若算得与预定转速相差5为允许。=2.55 n2=n1/i=960/2.55=376 r/min100%=2.1% 5% 满足。 4、确定中心距a和带的基准长度Ld初定中心a0本题目没有给定中心距，故按教材式325确定0.7(dd2
8、+dd1)2(dd2+dd1)0.7（280+110）2(280+110) 273780取=500 mm 确定带的计算基准长度Lc按教材式2+(+)+=2500+（110+280）+=1626.75 取标准Ld按教材表3-3取=1600。 确定中心距按教材式4-27=+=500+=486.6 调整范围=+0.03=486.6+0.031600=535 =-0.015=486.6-0.0151600=463 5、验算包角180-60=180-60=159o 120o 符合要求 。 6、确定带根数z按教材式3-29Z 由教材式3-19单根V带所能传递的功率=(+ ) 由教材式3-20包角系数=1.
9、25()=1.25()=0.9466 由教材表4-2查得：C1=3.7810-4 C2=9.8110-3 C3=9.610-15C4=4.6510-5 =17001=100.48rad/s =1C1-C3-C4lg(dd11)=100100.483.7810-4-9.610-15 -4.6510-5lg(110100.48)=1.116 =C41lg=4.6510-5110100.48lg=0.1398 =c41lg=4.6510-5110100.48lg=-0.013 =(+)=0.9466(1.116+0.1398-0.013)=1.18 V带的根数Z=2.396 取Z=3根 7、确定初拉
10、力F0按教材式4-30F0=500(-1)+q=500=142.88 N 式中q由教材表3-1查得q=0.1Kg/m 8、计算轴压力Q按教材式3-31Q=2F0zsin=2142.883sin=843N 9、确定带轮结构和尺寸绘制工作图小带轮d1(2.5-3)d，采用实心式结构d1=2d=226=52mm 查表25-5得 e=15，f=10，he =12，=6，=340，bd=11mm，hamin=2.75B=（z-1）e+2f=（3-1）15+210=50 mm L=2d=226=52mm 查表25-4得 Smin=10mm，da1=dd1+2ha=112+22.75=117.5mmda2=
11、dd2+2ha=265+2.75=270.5mm 五、高速级斜齿圆柱齿轮的设计计算：原始数据：电动机的输出功率 ： 2.44kW小齿轮转速 ： 384 r/min 传动比 ：3.409 单向传动，工作载荷有轻微冲击，每天工作8小时，每年工作300天，预期工作10年。1.选择齿轮材料精度等级齿轮减速器为一般机械，小齿轮材料选用45钢，调质处理，由表51查得 小齿轮45调质，硬度218255HB，取硬度为235250HB；大齿轮材料选用45钢，正火处理，硬度162217HB，取190217HB。 齿轮精度等级为8级 (GB1009588)计算应力循环次数N (由教材式533)=60jLh=6038
12、41(103008)=5.53108=/=5.53108/3.409=1.62108查教材图5-17得=1.04, =1.15取Zw=1.0，=1.0 由教材图5-16(b)得:=580Mpa，=545MPa由教材式(5-28)计算许用接触应力=ZN1ZW=603 MPa =ZN2ZW=627 MPa 2. 按接触疲劳强度计算中心距 由教材表55查得：=189.8 取=0.35 T1=60680 N mm 初取： , 暂取：估取： 由式541 计算 =2.47=112.7 mm 圆整取： a=115mm 一般取： mm取标准模数： 总齿数： =112.5整取 ： =113小齿轮齿数 ：z1=/
13、(u+1)=25.63整取： z1 =26大齿轮齿数： z2= - z1 =87 取： z1=26 z2=87实际传动比： 传动比误差： 5%故在范围内。精确求螺旋角 ： 与相近，故、可不修正3.验证圆周速度 故满足要求4.计算齿轮的几何参数由5-3 按电动机驱动，轻度冲击 按8级精度查取5-4(d)得：齿宽：取整：b2=45mm b1=50mm按，考虑到轴的刚度较大和齿轮相对轴承为非对称位置查5-7a 得：按8级精度查5-4得：齿顶圆直径： 端面压力角：齿轮基圆直径：齿顶圆压力角：由5-43得：由5-18得：基圆螺旋角：ZH= 主要参数：mn=2mm z1=26 z2=87 =10.7013
14、o d1=52.920mm d2=177.080mmb=455.验算齿根弯曲疲劳强度由式5-44= =/=21/ =27.41 =/=82/=91.70 查图5-14得：=2.63,=2.28查图5-15得：=1.61,=1.78由式5-47计算：=1-=1-1.342=0.88 由式5-48计算：=0.25+=0.25+=0.685 由式5-31计算弯曲疲劳许用应力查图5-18b得：220MPa,210MPa查图5-19得：1.0取： Yx=1.0取： =314Mpa =300Mpa = =106.5MPa=314Mpa 安全 =102.1MPa=300MPa 安全 5齿轮主要几何参数 Z1
15、=26 Z2=87 =10.7013” mn=2mm d1=52.920mm d2=177.080mm = =52.920+212=56.920mm =177.080+212=181.080mm =-2.5=52.920-2.52=47.920mm =-2.5=177.080-2.52=172.080mm b1=50mm b2=45mm 齿轮的结构设计：小齿轮：由于小齿轮齿顶到键顶距离x5，因此齿轮和轴可制成一体的齿轮轴。对于大齿轮，da2200m 因此，采用实心齿轮结构。六、低速级斜齿圆柱齿轮的设计计算由前面计算得知： 二轴传递的功率P2=2.34kw，转速n2=112.6r/min，转矩T
16、1=198.46Nm，齿数比u=2.525，单向传动，工作载荷有轻微冲击，每天工作8小时，每年工作300天，预期工作10年。1.选择齿轮材料，确定精度及许用应力 小齿轮为45钢，调质处理，硬度为216255HB 大齿轮为45钢，正火处理，硬度为190217HB 齿轮精度为8级计算应力循环次数N (由教材式533)=60=60112.611(830010)=1.62108 =/= 查图517得：1.12, 1.21取：=1.0,=1.0查图516得：=580MPa, =545MPa由式528=649.6 MPa =659.45 MPa 2.按接触疲劳强度确定中心距(u+1)mmT2= Nmm 初
17、选=1.2，暂取,0.35由式542 0.9816由表55 得=189.8由式541 计算估取 则=2.47(u+1)=142.07mm圆整取： =145mm 一般取： =(0.010.02)= (0.010.02)145=1.452.9取标准值： =2.5mm 两齿轮齿数和 ： =113.87 取：=114 =/(u+1)= =32.34取：=33= -z1=114-33=81 实际传动比： =2.455 传动比误差： 5%故在范围内。精确求螺旋角：=arccos= arccos=10.65490 =103917与初选 接近，不可修正=83.947mm =206.053mm 圆周速度： V=
18、0.495m/s 取齿轮精度为8级 3验算齿面接触疲劳强度 =有表5-3查得：=1.25/100=0.49533/100=0.16按8级精度查图5-4得动载系数=1.02齿宽 b=0.35145=50.75mm取： =55/83.947=0.655 查图5-7齿轮相对于轴承非对称布置，两轮均为软齿面，得：=1.08查表5-4得： =1.2载荷系数=1.251.021.081.2=1.6524 由5-42 =0.99 计算重合度，以计算：=+2m=83.947+21.02.5=88.947 =+2m =206.053+21.02.5=211.053mm =arctan(tan/cos)= arc
19、tan(tan20o/cos10.6549)=20.322o =cos=83.947cos20.322o=78.722mm =cos=206.053cos20.322o=193.227mm =arccos= arccos =27.743o =arccos= arccos =23.718o =(tan-tan)+(tan-tan) =35 +102=1.708 = =1.295 由式5-43计算 = arctan(tancos)= arctan(tan10.6549cos20.3220)=10.006o = =2.46 由式5-38计算齿面接触应力=2.46189.80.7650.99 =543
20、.5MPa=649.6Mpa 4校核齿根弯曲疲劳强度由式5-44得：= =/=33/ =34.77 =/=81/=85.34查图5-14得：=2.55,=2.28查图5-15得：=1.64,=1.76由式5-47计算=1-=1-1.295=0.885 由式5-48计算=0.25+=0.25+=0.676由式5-31计算弯曲疲劳许用应力查图5-18b得：220MPa,210MPa查图5-19得： 1.0取： Yx=1.0取： =314Mpa =300Mpa = =142.16MPa=314Mpa 安全 =136.4MPa300MPa 安全 5齿轮主要几何参数 Z1=33 Z2=81 =10.65
21、49mn=2.5mm = =83.947+212.5=88.947mm =206.053+212.5=211.053mm =-2.5=83.947-2.52.5=77.697mm =-2.5=206.053-2.52.5=199.803mm =145mm 取=60mm, =55mm 齿轮结构设计计算：（1）小齿轮da1200mm，制成实心结构的齿轮。 （2）大齿轮，da2S, 满足要求c. 剖面校核 因轴单向转动，弯曲应力为对称循环变应力。扭剪应力按脉动循环处理。 根据教材附表查取应力集中系数，绝对尺寸影响系数和表面质量系数。根据：查得：查得：，并取：=23.12 =3.58 =3.54 取S
22、=1.51.8 SS, 满足要求 八、滚动轴承的选择和寿命验算由于转速高、有较小轴向力，故选用深沟球轴承由机械设计课程设计查得7207AC轴承：=22.5KN =16.5KN由前面计算得知： 合成支反力：=1670.78N =1845.38N FA=433.37 方向：向上 S1=0.68R1=1136.13N 方向：向上S2=0.68R2=1254.86N 方向：向上求轴承所受的轴向力S1+FA=1136.13+433.37N=1569.5 S2轴承2被压紧 所以A1=S2=1136.13N A2=S1+FA=1569.5N求轴承的当量动载荷P1和P2 根据 A1/R1=0.6799e=0.
23、65 轴承承受轻度载荷冲击,所以取=1.2= (+)=1.2（11670.78+01136.13）=2004.936N = (+)=1.2(0.411845.38+0.871569.5)=2546.48N 计算轴承2的寿命=29939.48h =10.39年 预期寿命: 10.39年10年 ，寿命足够在预期范围内，不用更换轴承即可达到要求。九、键联接的选择和验算大带轮装在高速轴轴端，需用键进行周向定位和传递转矩。由前面设计计算得知：V带带轮材料为45钢，轴的材料为45钢，V带与轴的配合直径为26mm，轮毂长为50mm,传递转矩T=60680 1. 选择键联接的类型和尺寸。由于精度为8级，故选择
24、最常用的圆头（A型）平键，因为它具有结构简单，对中性好，装拆方便等优点。键的材料：45钢。键的截面尺寸由键所在轴段的直径 d由标准中选定，键的长度由轮毂的宽确定，查表得： 高速轴与大带轮连接的键：轴径=26mm，由表24-30查得键剖面宽b=8mm高 h=7=mm。选键长L=22mm 中间轴上与大齿轮联接的键：轴径分别为35m，采用相同键宽，分别为键 108低速轴上得键：轴径为48、62，采用相同键宽，选键149和1811 2.键联接的强度计算普通平键的主要失效形式是键，轴和轮毂三个零件中较弱零件的压溃。由于带轮材料是钢，许用挤压应力由表2-10查得=100MPa。键的工作长度：=-=22-8
25、=mm.由式2-35得：=95.260MPa =100MPa 安全。 十、联轴器的选择计算在减速器低速轴与工作机之间需采用联轴器联接。因工作载荷不大，且有轻微冲击，因此联轴器应具有缓冲减振能力，故选用弹性柱销联轴器。减速器中低速轴转距：482.87 Nm，选择联轴器：4884 TL8型号 GB/T43232002由指导书表4.7-1：T=710Nm，n=2400 r/min由表查得：KA= 1.4Tca=KA T= 1.4482.87=676.02 Nm T=710 Nmn = 44.5 r/min n十一、减速器的润滑方式及密封方式的选择，润滑油牌号的选择及装油量的计算1）齿轮润滑油的选择润滑油牌号齿轮的接触应力为，故选用抗氧锈工业齿轮油润滑。润滑油的牌号按齿轮的圆周速度选择参照5-12选择： 选用320 根据4.8-1：代号3202）齿轮箱的油量计算油面由箱座高度H确定斜齿轮应浸入油中一个齿高，但不应小于10mm。这样确定出的油面为最低油面。考