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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 1 绪论通过查阅一些文献我们可以明白到带式传动装置的设计情形,为我所要做的课题确定讨论的方向和设计的内容；1.1 带传动 带传动是机械设备中应用较多的传动装置之一,主要有主动 轮、从动轮和传动带组成；工作时靠带与带轮间的摩擦或啮合实现 主、从动轮间运动和动力的传递；带传动具有结构简洁、传动平稳、价格低廉、缓冲吸振及过载 打滑以爱护其他零件的优点；1.2 圆锥- 圆柱齿轮传动减速器 YK系列圆锥 - 圆柱齿轮传动减速器适用的工作条件：环境温度为-40 40 度；输入轴转速不得大于1500r/min, 齿轮啮合线速度不大于 25m/s,电机启动转矩
2、为减速器额定转矩的两倍；YK系列的特 点：采纳一级圆弧锥齿轮和一、二、三级圆柱齿轮组合,把锥齿轮 作为高速级 四级减速器时作为其次级）,以减小锥齿轮的尺寸；齿轮均采纳优质合金钢渗碳淬火、精加工而成,圆柱齿轮精度达到GB/T10095中的 6 级,圆锥齿轮精度达到GB/T11365中的 7 级；中心距、公称传动比等主要参数均采纳 R20优先数系；结构上采纳模1 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 块式设计方法,主要零件可以互换；除底座式实心输出轴的基本型外,仍派生出输出轴为空心轴的有底座悬挂结构；有多中润滑、
3、冷却、装配型式；所以有较大的掩盖面,可以满意较多工业部门的使用要求；减速器的选用原就：1）按机械强度确定减速器的规格；减速器的额定功率P1N 是按载荷平稳、每天工作小于等于10h、每小时启动 5 次、答应启动转矩为工作转矩的两倍、单向运转、单对齿轮的接触强度安全系数为1、失效概率小于等于1%等条件算确定 . 当载荷性质不同,每天工作小时数不同时,应依据工作机载荷分类按各种系数进行修正 . 减速器双向运转时,需视情形将P1N 乘上 0.7 1.0 的系数,当反向载荷大、换向频繁、选用的牢靠度 KR较低时取小值,反之取大值；功率按下式运算：P2m=P2* KA* KS* KR ,其中 P2 为工作
4、功率； K A 为使用系数； K S 为启动系数； K R 为牢靠系数；2）热功率效核 . 减速器的许用热功率 PG适用于环境温度 20,每小时 100%连续运转和功率利用律指 P2/ P1N 100%）为 100%的情况,不符合上述情形时,应进行修正；3）校核轴伸部位承担的径向载荷；2 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2 结构设计2.1V 带传动 带传动设计时,应检查带轮的尺寸与其相关零部件尺寸是否协 调；例如对于安装在减速器或电动机轴上的带轮外径应与减速器、电动机中心高相和谐,防止与机座或其它零、部
5、件发生碰撞；2.2 减速器内部的传动零件减速器外部传动件设计完成后,可进行减速器内部传动零件的设计 运算；1）齿轮材料的挑选应与齿坯尺寸及齿坯的制造方法和谐；如齿 坯直径较大需用铸造毛坯时,应选铸刚或铸铁材料；各级大、小齿轮应当可能削减材料品种；2）蜗轮材料的选者与相对滑动速度有关；因此,设计时可按初 估的滑速度挑选材料；在传动尺寸确定后,校核起滑动速度是 否在初估值的范畴内,检查所选材料是否合适；3）传动件的尺寸和参数取值要正确、合理；齿轮和蜗轮的模数 必需符合标准；圆柱齿轮和蜗杆传动的中心距应尽量圆整；对 斜齿轮圆柱齿轮传动仍可通过转变螺旋角的大小来进行调整；依据设计运算结果,将传动零件的
6、有关数据和尺寸整理列表,并画出其结构简图,以备在装配图设计和轴、轴承、键联结等校核3 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 运算时应用；联轴器的挑选 减速器的类型应当依据工作要求选定；联接电动机轴与减速 器,由于轴的转速高,一般应选用具有缓冲、吸振作用的弹性联轴 器,例如弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器；减速器低速轴 =Pd 3.1.3 挑选电动机的转速 同步转速 1500r/min ；3.1.4 确定电动机型号 挑选 Y160M-4 额定功率 11kw 转速 1460r/min 3.2 传动装置的总传动比及
7、其安排i=18.1 带传动 i=2 圆锥 i= 2.5 圆柱 i= 4 3.3 运算传动装置的运动和动力装置参数5 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 各轴转速 : 电动机轴=1460r/min 减速箱输入轴 = =486.7 r/min 高速轴 = =235.1 r/min 低速轴 = =58.8 r/min 各轴输入功率 : = =11kw = *0.95=10.45kw = *0.98*0.97*0.98=9.73KW = *0.98*0.97*0.98=9.07KW 各轴转矩 :T0=9550* /
8、 =72.0N*m T1=9550* / =205.0 N*m T2=9550* / =395.2 N*m T3=9550* / =1493.1 N*m 3.4 带传动设计3.4.1 定v带型号和带轮直径工作情形系数 =1.1 运算功率 = =1.1*11=12.1kw 选带型号 A 型小带轮直径 =100mm 大带轮直径 =1-0.01*100*3=297mm 6 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 大带轮转速= =481.8r/min 3.4.2 运算带长求 = + /2 =198.5mm 求 =-/2
9、=98.5mm 2 + =a=0.7* + 初取中心距 a=600mm 带长 L= Dm+2*a+ =1839.5 基准长度 =2000mm 求中心距和包角中心距 a= + =344.18+337.06=681.24*60 =180 -297-100*60 /681.24 =162.6120数求带根 v=3.14* * /60*1000=7.64m/s 传动比 i= / =2 带根数 =1.32kw =0.95 =1.03 P=0.17kw z= / +* * =12.1/1.32+0.17*0.95*1.03=8.3 7 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 33
10、 页精选学习资料 - - - - - - - - - 取9根求轴上载荷张紧力=500*/v*z2.5-轴上载荷/+qv*v=500*12.1/7.64*9*2.5-=2*0.95/0.95+0.10*=149.3N sin/2=2*9*149.3*sin162.6 /2=2656.5N 3.5 齿轮传动设计 直齿锥齿 : 轴交角 =90 传递功率 P=10.45kw 小齿轮转速 =486.7r/m 传动比 i=2.07 载荷平稳 , 直齿为刨齿 , 小齿轮 40Cr, 调质处 理,241HB286HB 平均260HB,大齿轮用 45号钢,217HB255HB 平均 230HB 齿面接触疲惫强度
11、运算齿数和精度等级取=24 =i*=48选八级精度使用系数=1.0 动载荷系数=1.15 估量齿间载荷安排系数*Ft/b+1/2* cos =1.85 = =0.85 = =1.4 齿向载荷分布函数 =1.9 载荷系数 = =1*1.5*1.4*1.9=3.99 转矩 =9.55* * =9.55* *10.45/486.7=20505N.mm 弹性系数 =189.8节点区域系数 =2.5 接触疲惫强度 =710Mpa =680Mpa 接触最小安全系数=1.5 */=710*/1.05=676Mpa 接触寿命系数=1.0 许用接触应力 = = *=680*/1.05=648Mpa 小轮大端分度
12、圆直径=0.3 =70mm 验算圆周速度及 Ka*Ft/b 9 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - =1-0.5R =1-0.5R70=59.5mm = =3.1459.5*486.7/60000=1.5m/s =b=*R=*d/2*sin=*/2*=20.4mm * /b=1.0*689.2/20.4=33.8N/mm100N/mm 确定传动尺寸大端模数 m= / =70/24=2.9mm 实际大端分度圆直径 d =m =3*24=84 =m =3*48=144 b= *R=0.3*80.5=24.15m
13、m 齿根弯曲疲惫强度运算齿面系数 =2.72 =2.38 应力修正系数 =1.66 =1.78 重合度系数 =0.25+0.75/ =0.25+0.75/0.85=0.66 齿间载荷安排系数 * /b100N/mm =1/ =1/0.66=1.56 载荷系数 = =1*1.15*1.56*1.9=3.4 弯曲疲惫极限 =600MPa 10 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - =570MPa 弯曲最小安全系数 =1.25 弯曲寿命系数 = =1.0 尺寸系数 =1.0 许用弯曲应力 = lim / =600
14、*1.0*1.0/1.25=480MPa =570*1.0*1.0/1.25=456MPa 验算=142.6MPa 标准斜齿圆柱齿轮小齿轮用 40Cr调质处理 , 硬度241HB286HB 平均 260MPa 大齿轮用 45号钢, 调质处理 , 硬度229HB286HB 平均241MPa 初步运算转矩 =9.55* *9.73/235.1=39524N.mm 齿数系数 =1.0 值取 =85 初步运算的许用接触应力 H1=0.96 Hlim1=0.9*710=619MPa 11 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - -
15、 - - H2=0.9Hlim2=1.9*580=522MPa 初步运算的小齿轮直径=Ad=85*=48.1mm 取 d1=50mm 初步尺宽 b=d*=1*50=50mm 校核运算圆周速度 v= =0.62m/s 精度等级 选九级精度齿数z和模数 m 初步齿数 =19；=i*19=4*19=76 和螺旋角 = / =50/19=2.63158 =2.5mm =arcos=arccos2.5/2.63158=18.2使用系数=1.10 动载系数=1.5 齿间载荷安排系数= =2*39524/50=1581N =1.1*1.581/50=34N/mmcos18.212 / 33 名师归纳总结 -
16、 - - - - - -第 12 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - =1.59 = =2.0 = =1.59+2.0=3.59 = arctan =arctan =20.9 cos =cos18.2 20cos /20.9cos =0.95 齿向载荷分布系数 =A+B1+0.6* +c*b/1000=1.36 = * * * =1.10*1.05*1.76*1.36=2.76 弹性系数 =189.8节点区域系数 =2.5 重合度系数 取螺旋角系数 =许用接触应力验算=189.8*2.38*0.97 =647MPa690MPa 齿根弯曲疲惫强度验算齿行系数 YFa
17、 =13 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - Y=2.72 Y=2.2 应力修正系数=1.56 =1.79 重合度系数 =1.61 螺旋角系数齿向载荷安排系数 =1.76=8.9 =1.27 载荷系数 K=*许用弯曲应力验算14 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.6 轴的设计输入轴 选用45钢调质取 d=35mm 运算齿轮受力 =84mm =1-0.5 =689.2N = tan =15 / 33 名师归纳总结
18、 - - - - - - -第 15 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 运算支反力水平面反力 =1102.7N =-413.5N 垂直面反力 =-1235.7N =4115.5N 水平面受力图垂直面受力图水平面弯矩图16 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 垂直弯矩图合成弯矩图17 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 转矩图许用应力许用应力值应力校正系数18 / 33 名师归纳总结 -
19、 - - - - - -第 18 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 当量弯矩图轴径高速轴轴材料选用 45 钢调质 ,取 d=40mm 运算螺旋角齿轮直径小轮 =大轮小齿轮受力转矩=9.55*圆周力 =2*/=2*39524/50=1581N 19 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 径向力画小齿轮轴受力图水平反力 =1358.1N =912.1N 垂直反力 =594.7N =103.3N 水平受力图垂直受力图20 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 20
20、页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 水平弯矩图垂直弯矩图21 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 合成弯矩图画转矩图22 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 应力校正系数画当量弯矩图=50220N.mm 校核轴径 =20.340mm 低速轴材料同前两轴画大齿轮受力图23 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - -
21、- - 运算支反力水平反力=1185.8 =395.2N 垂直反力=21.2N =584.6N 垂直受力图水平弯矩图24 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 垂直弯矩图合成弯矩图25 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 转矩图当量弯矩校核轴径=26=368N = /2*Y=1342.8N =1228.4N =1342.8N 26 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 26 页,共 33 页精选学习资料
22、 - - - - - - - - - /=1.0e /=0.3=1.0*0.4*1177.7+1.6*1228.4=2436.5N = * * + * = 4297.0N 轴承寿命 =同样, 高速轴承和低速轴承分别用选用圆锥滚子轴承 30210和30213；3.8 键的挑选输入轴 L=20 mm 高速轴 L=20 低速轴 L=30 T=3.9 减速机箱体的设计名称符号尺寸关系结果27 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 27 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 箱座壁厚=0.025*a+38 箱盖壁厚=0.02*a+38 a=箱体凸缘厚度, b=
23、1.5=15；=1.5=15；=2.5=25 m=0.85=8.5 ；=0.85=8.5 加强肋厚度地脚螺栓直径 14 地脚螺栓数目 n 4 轴承旁连接螺栓直径 0.75箱盖, 箱座连接螺栓直径；螺栓间 L轴承盖螺钉直径数目 ,n =8 n=4 轴承盖外径 =s 两连接螺栓间的距离 观看孔螺钉直径轴承旁凸台高度和直径 h,+ h由结构打算 , =箱体外壁至轴承座端面距离3.10 减速器附件设计3.10.1 窥视孔和视孔盖28 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 28 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 窥视孔应当在箱盖顶部3.10.2 通气器,
24、以便观看 , 应在凸台上以便加工；在箱盖顶部 , 要适合环境 , 其尺寸要与减速器大小相合适；3.10.3 油面指示器 应当设在油面比较稳固的地方 , 如低速轴邻近；用圆形油标 , 有标尺的位置不能太高和太低 3.10.4 放油孔和螺塞, 以免溢出油标尺孔座；放在油的最低处 , 平常用螺塞塞住 , 放油孔不能低于油池面 , 以免排油不净；3.10.5 起吊装置吊环可按起重重量挑选, 箱盖安装吊环螺钉处设置凸台, 以使吊环螺钉有足够的深度；3.10.6 定位销用圆锥销作定位销 , 两定位销的距离越远越牢靠 缘处的对角处 , 对称布置；直径 d=0.8d2；3.10.7 起盖螺钉, 常设在箱体连接
25、凸装在箱盖连接凸缘上 , 其螺纹长度大于箱体凸缘厚度 , 直径可与连接螺钉相同；29 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 29 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.11 密封与润滑轴承采纳接触式密封；传动采纳浸油润滑 , 尽量使各传动浸油深度相同；轴承润滑采纳刮油润滑；4 设计小结通过这次设计让我明白到机械设计是从使用要求等动身,对机30 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 30 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 械的工作原理、结构、运动形式、力和能量的传递方式,以及各个零件的材料和外形尺寸等
26、问题进行构思、分析和决策的工作过程,这种过程的结果要表达成设计图纸、说明书及各种技术文件；通过带式输送机传动装置的设计, 明白了带式输送机传动装置的原理以及其结构；从带式输送机传动装置的设计,我学到了机械设计的思想 - 以最少的成本达到最好的目的 所需的功能；设计思想中最突出得的是程使我受益非浅；31 / 33 , 以最简洁的结构达到- 合理二字；整个设计过名师归纳总结 - - - - - - -第 31 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 5 参考文献1 王昆等主编 , 机械设计课程设计 , 武汉 : 高等训练出版社 ,1995 ；2 邱宣怀主编 , 机械设计
27、. 第四版 , 北京 : 高等训练出版社 ,1997 ；32 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 32 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3 濮良贵主编 , 机械设计 . 第七版 , 西安 : 高等训练出版社 ,2000 ；4 任金泉主编 , 机械设计课程设计 , 西安 : 西安交通高校出版 社,2002 ；5 许镇宁主编 , 机械零件 , 北京: 人民训练出版社 ,1959 ；6 Tragfahigkeitsberechnung Von Stirn-und Kegelradern DIN 3990, 1970 ；33 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 33 页,共 33 页