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1、第一章 设计任务书1.1设计题目 原料车间一运输冷料的带式运输机,由电动机经一级减速传动装置,该减 速传动装置系由单级齿轮减速器配合其他传动件组成。该带式运输机折合每日两班工 作制,工作期限5年。设计此传动装置。 技术参数:运输机主动鼓轮轴输入端转矩/主动轮直径运输带速度5003501.5 工作条件:工作年限工作班制52 1.2 传动方案的分析和拟定 第二章 传动装置运动与运动参数的选择和计算 2.1减速器结构 本减速器箱体设计为剖分式、铸造箱体2.2电动机的选择 (1)工作机的输入功率 =601000=6010001.8350 =81.893r/min =/9550=(50081.893/9
2、550)kw=4.288kw (2)总效率 齿轮为7级精度,滚动轴承为角接触轴承,联轴器为弹性联轴器,链传动为开式链传动。 (3)所需电动机输出功率 查机械零件设计手册得 = 5.5 kw 电动机选用 Y132S-4 n满 = 1440 r/min2.3传动比分配 减速器的总传动比 取 则 2.4运动参数及动力参数计算 功率 的计算: 转速 的计算: 转矩 的计算: 将上述数据列表如下:轴号功率转速转矩I 5.02372066.625II4.873175.61265.003III4.791175.61260.516第三章 V带传动的设计计算3.1 设计分析 V带传动的设计计算设计条件:水平对称
3、布置,电机转速,从动轮转速,每天工作16个小时。3.2 计算过程 设计过程所用图、表由机械设计基础查得。 (1)计算功率 由表13-6查得,故 (2)选普通V带型号 根据、查图13-12选用A型V 带(3) 选择小带轮基准直径 参考表13-7和图13-12得小 带轮基准直径为,故 取(4)验算带速 在525范围内,带速合适。(5) 确定带长和中心距 按公式 选 则 查表13-2,取,同时查得 实际中心距为 (6)验算小带轮包角 包角合适。(7) 确定V带的根数 由表13-5查得、 A型V带 ,其中传动比, 由表13-9得,由表13-8得,则 由表13-10得,由表13-2得,则V带根数为 ,取
4、根。(8)计算张紧力 由表13-1查得 (9)计算压轴力 3.3 带轮的结构设计第四章 齿轮传动的设计计算4.1 设计分析 齿轮传动的设计计算 设计条件:7级精度、对称布置、单向转动、载荷平稳、 4.2选材 小齿轮 45钢 调质处理 230HBS 大齿轮 45钢 正火处理 200HBS4.3确定基本参数 4.4接触疲劳强度计算 设计过程中所用图、表由机械设计基础查得 (1)计算小齿轮转矩 (得数错误) (2)确定载荷系数 由于载荷平稳,由表11-4取 已知齿轮为7级精度,调质处理,并初设,由表11-5取 对于7级精度软齿面齿轮,由表11-9取 齿轮在轴上对称布置,轴刚性大,软齿面,由表11-8
5、取, 由图11-7取 因此,该斜齿轮圆柱齿轮传动的载荷系数为 (3)确定弹性系数、节点区域系数、重合度系数和螺旋角系数 钢对钢的弹性系数查表11-6得,初设, 则由图11-9 可查得节点区域系数,重合度系数 对斜齿轮可取, 由此可得 螺旋角系数 (4)计算许用接触应力 因为大齿轮的硬度比较低,其强度较差,故接 疲劳强度按大齿轮计算即可。 大齿轮45钢,正火处理,200HBS,由图11-10取, 按表11-7查得其失效概率为1%得。 大齿轮许用接触应力为 (5)计算小齿轮分度圆直径 (6)验算速度 , 与初设相符。4.5确定传动尺寸 (1)确定模数 ,取 (2)确定中心距 , 中心距应圆整为整数
6、,取 (3)确定螺旋角 (4)确定齿轮分度圆直径 (5)确定齿宽 ,取 4.6弯曲疲劳强度验算 (1)确定齿形系数、应力修正系数、重合度系数及螺旋角系数 小齿轮的当量齿数为,大齿轮的当量 齿数为。查图11-12和图11-13得 重合度系数因已知故 螺旋角系数 (2)计算许用弯曲应力 小齿轮45钢,调质处理,硬度为230HBS,查 图11-14得 因为,查图11-15,可取尺寸系数 失效概率为1%,查图11-7得安全系数 计算许用弯曲应力 (3)验算弯曲疲劳强度 4.7齿轮相关参数的计算 (1)小齿轮参数的计算 分度圆直径; 齿顶圆直径; 齿根圆直径; 旋向:右旋。 (2)大齿轮参数的计算 分度
7、圆直径; 齿顶圆直径; 齿根圆直径; 旋向:左旋。参数主动轮从动轮模数/mm22齿数28115齿宽/mm6560分度圆直径/mm57.175234.825齿顶圆直径/mm59.175236.825齿根圆直径/mm54.675232.325螺旋角中心距/mm146旋向右旋左旋精度等级7级4.8齿轮的结构设计第五章 轴的设计和计算5.1轴I的设计和计算 设计条件: 轴上齿轮分度圆直径 设计中用到的图、表由机械设计基础查得(1)选材 选用45钢并经过调质处理,由表15-1和表15-3查得 硬度为217255HBS,(2) 轴长的估算 参照机械设计课程设计对轴长进行估算 轴总长: 带轮到邻近的轴承部分
8、长为: 轴承之间长为: 一个轴承到齿轮中心的距离为: (3)画轴的空间受力简图,如图1 (4)作水平面内的弯矩图,如图2 截面C左侧的弯矩为 截面C右侧的弯矩为 截面A处的弯矩为 (5)作垂直面内的弯矩图,如图3 截面C处的弯矩为 (6)作合成弯矩图,如图4 截面C左侧合成弯矩为 截面C右侧合成弯矩为 截面A处的合成弯矩为 (7)作转矩图,如图5 (8)作当量弯矩图,如图6 (9)计算危险截面处的直径 A处: C处: 因C处有键槽,故将直径扩大5%,即 D处: 因D处有键槽,故将直径扩大5%,即 5.2 轴的设计和计算 设计条件: 轴上齿轮分度圆直径 设计中用到的图、表由机械设计基础查得(1)
9、选材 选用45钢并经过调质处理,由表15-1和表15-3查得 硬度为217255HBS, (2)轴长的估算 该轴的轴承之间的长度应与轴I轴承之间的长度相同, 即 (3)画轴的空间受力简图,如图1 在数值上 (4)作水平面内的弯矩图,如图2 截面C左侧弯矩为 截面C右侧弯矩为 (5)作垂直面内的弯矩图,如图3 (6)作合成弯矩图,如图4 截面C左侧合成弯矩为 截面C右侧合成弯矩为 (7)作转矩图,如图5 (8)作当量弯矩图,如图6 (9)计算危险截面处的直径 C处: 因C处有键槽,故加大5%,即 B处、D处 B处、D处也加大5%,即 第六章 轴承的选择和计算6.1 轴I两端轴承的选择和计算 设计
10、条件:预期使用寿命为29200h 轴承内径, 转速,选用公称接触角为的型轴承 设计中用到的图、表由机械设计基础查得 (1)计算轴承1、2的轴向负荷 (2)计算轴承1、2的内部轴向力 因为 故 (3)计算轴承1、2的当量动负荷 由表17-8查得型轴承, 而 查表17-8得 (4)计算所需的径向基本额定动负荷 因为, 故以轴承1的当量动负荷为计算依据,因为轻微 冲击负荷,查表17-6得,工作温度正常,查表17-5得 所以, 由机械设计常用标准查得型轴承的径向基本额定动负荷 ,符合设计要求。6.2 轴两端轴承的选择和计算 设计条件:预期使用寿命为29200h 轴承内径, 转速,选用公称接触角为的型轴
11、承 设计中用到的图、表由机械设计基础查得 (1)计算轴承1、2的轴向负荷 (2)计算轴承1、2的内部轴向力 因为, 故 (3)计算轴承1、2的当量动负荷 由表17-8查得型轴承, 而 查表17-8得 (4)计算所需的径向基本额定动负荷 因为, 故以轴承1的当量动负荷为计算依据,因为轻微 冲击负荷,查表17-6得,工作温度正常,查表17-5得 所以, 由机械设计常用标准查得型轴承的径向基本额定动负荷 ,符合设计要求。第七章 键的选择及计算7.1 轴I外伸端键的选择和计算(1)键的选择 该处用键联接带轮和轴I,由第三章V带的设计及带轮的结构设计可知, 带轮与轴接触部分轴长为, 故键长为 由电动机外
12、伸端直径及第五章轴 的设计可知,该处轴的直径设定为 ,根据以上数据选择键型。 由机械设计课程设计查表5-1,选择A型普通平键 GB1096-90 材料为45钢。(2)键的校核 由于轮毂材料为铸铁,故其强度最弱,按其挤压应力进行校核。 该处键联接有轻微冲击,查机械设计基础表10-11得 , ,符合设计要求。7.2 轴 键的选择和计算 (1)键的选择 该处用键联接从动轴和从动齿轮,由第四章齿轮的设计和计算可知,该 处齿轮和轴接触部分长度为齿宽,故, 故键长为 ,由机械设计课程设计 查表5-1,选键长为 由第五章轴的设计和计算可知,该处直径为,由机械设计 课程设计查表5-1,选择A型普通平键 GB1
13、096-90 材料为45钢。(2)键的校核 齿轮轮毂材料为45钢,按其挤压应力进行校核。 该处键联接有轻微冲击,查机械设计基础表10-11得 , ,符合设计要求。第八章 联轴器的选择8.1 从动轮外伸端联轴器的选择 设计条件: (1)选择类型 考虑到转速较低,传递功率不太大,安装时不易保证完全同 轴线,故选用弹性柱销联轴器。 (2)计算名义转矩 由机械设计基础查表18-1取, (3)选择型号 参考机械设计课程设计表6-4按GB5014-8 选择联轴器型号为,选择Y型孔,A型键,轴的直 径为,孔长。8.2 大链轮处联轴器的选择 设计条件: (1)选择类型 考虑到转速较低,传递功率不太大,安装时不易保证完全同 轴线,故选用弹性柱销联轴器。 (2)计算名义转矩 由机械设计基础查表18-1取, (3)选择型号 参考机械设计课程设计表6-4按GB5014-8 选择联轴器型号为,选择Y型孔,A型键,轴的直 径为,孔长。 第九章 相关参数的验证及误差分析9.1 确定精确传动比及误差分析(1)精确传动比的计算 、 (2) 传动比误差分析 符合设计误差的要求。9.2 轴长的误差分析 根据最终装配图测量计算的轴I总长为 符合设计误差的要求。