文永備帶傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)裝控專(zhuān)業(yè) 09-1 班 設(shè)計(jì)者： 文永備學(xué) 號(hào)：09024100135扌指導(dǎo)老師:周瑞強(qiáng)2011年12 月30 日廣東石油化工學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)目錄一、設(shè)計(jì)題目 3二、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) 3三、選擇電機(jī) 4四、確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 6五、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)7-3 -六、齒輪的設(shè)計(jì)七、減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下13八、軸的設(shè)計(jì) 16九、聯(lián)軸器的選擇 32十、潤(rùn)滑方式的確定 33十一、其他有關(guān)數(shù)據(jù) 33十二、參考資料 33設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置中的二級(jí)圓柱齒輪減速器1. 工作條件：?jiǎn)蜗蜻\(yùn)轉(zhuǎn)，有輕微振動(dòng)，經(jīng)常滿(mǎn)載，空載起動(dòng)，單班制工作，使用期

2、限為 8年，輸送帶速度容許 誤差為5%2. 己知條件：輸送帶拉力：F= 2300 N,滾筒直徑為D=310 mm輸送帶速度為：V 2.1 m/s。二、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)1. 組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、輸送帶、 滾筒組成。2. 特點(diǎn)：齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱(chēng)分布，故沿軸向載荷分 布不均勻，要求軸有較大的剛度。3. 確定傳動(dòng)方案：考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)功率大，將 帶設(shè)置在高速級(jí)。其傳動(dòng)方案如下：三、電動(dòng)機(jī)選擇0=0.871 電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)的選擇因?yàn)楸緜鲃?dòng)的工作狀況是：載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)。所以選用常用的封 閉式丫(|P44)系列的電動(dòng)機(jī)。R=5.03W2 .電動(dòng)機(jī)容量的選擇1) 工作機(jī)所需功

3、率PwPw= Fv/1000 nu=2300X 2.1/(1000 X 0.96)=5.03 KW2) 電動(dòng)機(jī)的輸出功率Pd= Pw/n :. kWn：= 1 ： 2 42 5-49 -Pd =5.53Kr min其中：1 帶傳動(dòng)效率：0.96一每對(duì)滾子軸承的傳動(dòng)效率：0.988級(jí)精度圓柱齒輪的傳動(dòng)效率：0.98:彈性聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率：0.99、一卷筒的傳動(dòng)效率：0.96則總的效率：42422n = 12345=0.960.980.980.990.96 = 0.87Pd= Pw/n ：=5.03/0.87=5.53kW從表19-1中可選出額定功率為7.5kw的電動(dòng)機(jī)。3 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇卷筒軸

4、轉(zhuǎn)速為 n=60 X 1000v/(二 D)=60X 1000X 2.1/(3.14 X310)=129.44r/mi n按表2-2推薦的傳動(dòng)比合理范圍，二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i =840,則從電動(dòng)機(jī)到卷筒子軸的總傳動(dòng)比合理范圍為i a =840。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：nd = i a X n=(8-40) X 129.44=1035.56 5177.6 r/min可見(jiàn)，電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速可選 1500r/min和3000r/min兩種。根據(jù)相同容量的三種轉(zhuǎn)速，從表19-1中查出兩個(gè)電動(dòng)機(jī)型號(hào)，nmla =其中總傳動(dòng)比為：。式中nm-_電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速,r/min ；nw_工作機(jī)轉(zhuǎn)速，r/mi

5、n.一般推薦展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器高速傳動(dòng)比i1與低速級(jí)傳動(dòng)比i2 之間滿(mǎn)足 i1= (1.31.5)i2. 表中取 i仁 1.4 x i2;i=i2 x i2 x 1.4. 兩種不同的傳動(dòng)比方案：方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率 Ped kW電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/mi n傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比i總二 11h =3.80同步轉(zhuǎn)速、卄 +、，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比高速i 1低速i 221Y 132S2-27.53000144011.123.802.93i2=2.932Y 132M-47.51500292022.553.975.56.12n2 =378.93n3 =129.33n4 =129.33minmin min min

6、4. 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定由表191查出電動(dòng)機(jī)型號(hào)為丫 132M-4,其額定功率為7.5kW,滿(mǎn)載轉(zhuǎn) 速1440r/min?；痉项}目所需的要求。四、計(jì)算總傳動(dòng)比及配各級(jí)的傳動(dòng)比1. 計(jì)算總傳動(dòng)比由電動(dòng)機(jī)的滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速nw可確定傳動(dòng)裝置應(yīng)有的總傳動(dòng)比為：i 總=門(mén)口/nw=1440/129.44=11.122. 傳動(dòng)比分配分配原則：各級(jí)傳動(dòng)尺寸協(xié)調(diào)，承載能力接近，兩個(gè)大齒輪直徑接近 以便潤(rùn)滑.(浸油深度)i總=i減=i高*i低=門(mén)口/門(mén)可i減減速器傳動(dòng)比i高一一減速器內(nèi)高速級(jí)傳動(dòng)比i低一一減速器內(nèi)低速級(jí)傳動(dòng)比n電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速nw 工作機(jī)轉(zhuǎn)速i高=1.4* i低，i 低x i高=

7、i總由上表可得：i 高=i1=3.80; i 低=i2=2.93 。速度偏差為0.2%5%,，所以可行。五、傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速I(mǎi) 軸n1= nm/1=1440 r/minII 軸 n2= n1/i高=1440/3.91=378.93/minIII 軸n3=n2/i低=368.29/2.97=129.33 r/mi n滾筒n 4=n3=129.33 r/mi n2、輸入功率：電動(dòng)機(jī)軸：Pd=5.53kwI 軸：P I = Pd x n =5.53 x 0.99=5.47kwII 軸：P I I= P Ix rgx n3=5.47 x 0.99 x 0.98=5.31

8、kwIII 軸:pIII= P I Ix rgx n3=5.176 x 0.98 x 0.97=5.15 kw滾筒:p IV = pIII x rgx n4=5.15 x 0.98 x 0.99=5.03 kw3、軸扭矩電動(dòng)機(jī)軸：Td=9550x Pd/nm=9550X 5.53/1440=36.67 (Nm)I 軸：TI= 9550 x PI/ n1=9550 x 5.47/1440=36.28 (Nm)II 軸：TII= 9550 x PII/n2=9550 x 5.31/378.95=133.82 (Nm)III 軸：TIII=9550 x pIII/n3=9550 x 4.92/129

9、.33=380.29 (Nm)5 =5.47P2P3P4-5.03=36.28T2Td= 133.-380.2= 36.67六、齒輪的設(shè)計(jì)1、高速級(jí)大小齒輪的設(shè)計(jì)： 材料：高速級(jí)小齒輪選用45二鋼調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為250HBS高速級(jí)大齒輪選用45祥岡正火，齒面硬度為200HBS 查課本第77 頁(yè)表 4.19-3、4.21-3 得：=600Mpa,cF =450Mpa查課本表 4-10 得：。Sh =1.25, Sf =1.6 ；故 -H = 6 / SH =600/1.25=480Mpa；F =.=450/1.6=281.25 MpaSF按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)：7級(jí)精度制造，查課本第67頁(yè)表4-

10、5、4-7得：載荷系數(shù)K =1.2，齒寬系數(shù)d取0.8 ；查課本第 69頁(yè)表4-6得彈性系數(shù)Ze =188,區(qū)域系數(shù)Zh取2.5，計(jì)算直徑：由課本第87得:“2kT 皿）23 2 1.2上36.28丫（3.8工 1） V0.8 漢3.8188 2.5480）2 1000二 50.89mm設(shè)乙1 =27，口二=50.89/25=1.88，取 m=2由 * 二 mZ =2X 27=54mm, Z2 卡=3.8 X 24=102.6=103;6 =480Mpa；：f二 281.25Mpac1 -50.89mm* = 54 m mZ1 =27Z2 =103d2 = 206 mmb| =45mmb2=5

11、0mmi =3.81d2 =mZ2 =2X 103=206mmYf =2.93齒寬：bi =ddi =0.8 x 54=43.2mm取b =45mm 考慮咼速級(jí)大齒輪Ys =1.5與低速級(jí)大齒輪相差不大，大齒輪取=45mm小、齒輪取50mm.6實(shí)際傳動(dòng)比：i -乙=103/27=3.81Zi傳動(dòng)比誤差：(3.81-3.8 ) /3.8 x 100%=0.26%f =10驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度：5.28Mpa查課本第73頁(yè)表知：Yf=2.93 Ys-1.56按最小齒寬了 b-35計(jì)算：V = 3.02kTYsYF6 =_=2X 1.2 X 36.28 x 1.56 x 2.93 x 1000/ (35

12、x 2X 2X 27) bm Z11m/s=105.28Mpa 80.22mm二f F =450/1.6=281.25 MpaSf按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)：7級(jí)精度制造，查課本第67頁(yè)表4-5、4-7得：載荷系數(shù)K =1.2，齒寬系數(shù)d取0.8 ；查課本表4-6得彈性系數(shù)Ze =188，區(qū)域系數(shù)Zh取2.5，計(jì)算直徑:由課本第171頁(yè)式11-3得:-3號(hào) uu1仁H)23 2 1.2 133.82 (2.93 1) !000 嚴(yán) 25)2 = 80.22mm4800.8 2.93Z3=45 d3 = 90mmZ4 = 135 d4 =270 b3 =75m mb4=80mmi =3d設(shè) Z3=45,

13、 m-1 =80.22/45=1.78，取 m=2乙由 d3 二 mZ3=2X 45=90mm, Z4 =iZ3=2.98 X 45=134.1,取 135;；F 二 125.47Mpa4 二 mZ4 =2 X 135=270mm齒寬：b3 =G d3=0.8 X 90=72mm取 b3 =75mm考慮低速級(jí)大齒輪與低速級(jí)大齒輪相差不大，大齒輪取b3=75mm小、齒輪取80mm.實(shí)際傳動(dòng)比：i =三=135/45=3Z3傳動(dòng)比誤差：(3-2.98 ) /2.98 X 100%=0.67%驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度：查課本第 173、174 頁(yè)表 11-8、11-9 得：Yf =2.93 丫$ = 1.5

14、6按最小齒寬了 b-75計(jì)算：2kTY Y升 =2X 1.2 X 133.82 X 1.56 X 2.93 X 1000/ (65X 2X 2Xbm Z345)=125.47Mpa1.210與內(nèi)箱壁距離齒輪端面與 2 cr15內(nèi)箱壁距離d1 =38mmL1=82 mm箱蓋，箱座mi,mm 0.81, m 吒 0.85J10肋厚軸承端蓋外D2D2 =D +(55.5 )120（1軸）d2 =39mm徑d3130（2軸）L2=150（3軸）50mmd3 =40mmL3 =27md4 =46mmL4 =90mmd5 =49mmL5 =50mmd6 =46mmL6 =8mmd7 =40mmL7 =27

15、mmFt = 1343.7NFr = 489.1Nf = 270NF2V = 219N八、軸的設(shè)計(jì)：1、高速軸設(shè)計(jì)：1）、材料：選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理。查課本第127頁(yè)表6-1 取.=35Mpa, C=115。各軸段直徑的確定：根據(jù)課本第 245頁(yè)式14-2_ C % mm式中：P軸所傳遞的功率，KWn軸的轉(zhuǎn)速，r/minC 由軸的許用切應(yīng)力所確定的系數(shù)得： _C3 R =115 3 5.47 =17.94mm恫1440查課程設(shè)計(jì)課本第194頁(yè)得到電動(dòng)機(jī)軸徑d=38,所以取d1 =38mm查課程設(shè)計(jì)課本第146頁(yè)聯(lián)接器型號(hào)結(jié)合考慮得第一段軸長(zhǎng)為82mm L1=82mmd2取39mm查課程設(shè)計(jì)課本

16、第282頁(yè)結(jié)合計(jì)算得L?=m+e+2=0mmd3取40mm查課程設(shè)計(jì)課第130頁(yè)表15-3,選用6009軸承，得軸承寬度為b=15mm,所以取d3=40mm L3=27mmd4取46mm因?yàn)閐4要與中間軸中小齒輪相對(duì)齊，所在取，L4=90mm1 M av = 28.3N.md5為小齒輪直徑，所以d5=49mm Le為小齒輪寬度，即L5 =50mn d6為軸肩直徑，其值要比裝軸承的直徑段大，所以取d6=46, Le取8mmM aV = 28N.md7為裝軸承和軸套段，結(jié)合 d3取d7=40mm L7 =15+15-3=27mm其中，d5為齒輪軸。2)、校核該軸和軸承：Li=82mm l2 =50

17、mm L3 =27mrp L4=90mmL5 =50mm L6 =8mm L7=27mmLi= 104mm L 2=129mm L=47mm2Ti作用在齒輪上的圓周力為：Ft =2 X 36.28 Xd11000/54=1343.7N徑向力為 Fr = FJg =1343.7 X 0.364=489.1N求垂直面的支反力:F 1vl2Fr=(129 X 489.1”(104+129)=270Nh T2F1H 二 744NF2h = 600N7N.m7 N.mF1F 二 464NF2v=Fr -F1V=489.1-270=219N求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖:F2廠 2764NMav =F2vl

18、2=219X 129/1000=28.3N.mMav 二 F(1=270X 104/1000=28 N.m求水平面的支承力：由 Fih(Ii +12)=F2得F1H 12 Ft=129X 1343.7心29+104)=744 NF2H =Ft F1H =1343.7-744=600N求并繪制水平面彎矩圖：MaH =F1Hh=744X 104/1000=77N.mMaH =F2Hl2=600X 129/1000=77 N.m求f在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力：l3F卩仆=47X 2300/(104+129)=464NF2f+F =464+2300=2764N求并繪制F力產(chǎn)生的彎矩圖：M2f =FI3=2300

19、X 47/1000=108N.mM；f =RfI1=464X 104/1000=48N.mF在a處產(chǎn)生的彎矩：MaF =F1Fh=464X 104/1000=48N.m求合成彎矩圖：考慮最不利的情況，把MaF與JM；+MaH直接相加。Ma = Ma； +Jm av +M；h =48+ d4=40mmd所以該軸是安全的。F1 二 1255NFr2 = 3024N3) 、軸承壽命校核:軸承壽命可由式訂鸞初進(jìn)行校核由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以P二Fr ,查課本166頁(yè)表7-7,9 ,Lh = 8.63年10 取 ft =1, fp = 1.2,??；=3按最不利考慮，則有：Fn日2 F1HF1

20、f =、2702 7442 +464= 1255NFr2F： F2： F2F = 2192 6002 +2764=3024.7Nl0： Cpfp10660 1440申3七3十2910 =8.63 年8 年J.2X3758.1 y因此所該軸承符合要求十_上_十b x h xI:12 x 85）、鍵的設(shè)計(jì)與校核：x 63由課程設(shè)計(jì)表122頁(yè)14-24可查的，由于公稱(chēng)直徑d=38mm在 384）、彎矩及軸的受力分析圖如下:44范圍內(nèi)，故di軸段上采用鍵b h : 12X 8,采用A型普通鍵：鍵校核.為L(zhǎng)i=80mm綜合考慮取I =63得4Tidlh 丨=36.28x 1000/38x 63 x(50

21、-10)=2.59Mpa8軸承使用壽命在年范圍內(nèi)，所以該軸承符合要求。4）、彎矩及軸的受力分析圖如下:Fr1 =4012NFr2 = 653, 皿廣31076. 5.6 mm0.1丨.0.1 60因?yàn)閐1 =30mm，所以該軸是安全的。3）、軸承壽命校核:軸承壽命可由式L1eCfl） h進(jìn)行校核，由于軸承主要 60n PfP承受徑向載荷的作用，所以P =斤，查課本279頁(yè)表16-8,9，10 取 ft =1, f p =1.1 ?。?3按最不利考慮，則有：Fr1F： F1HFt2=、6212 3484.42 +472.9=4012NF2F2： F22h Ft3=i 1981.82 6265.7

22、2 +3076.1= 6547N47NFPreM oVn仁軸2Lh = 8.2年5）、鍵的設(shè)計(jì)與校核：由課程設(shè)計(jì)表122頁(yè)14-24可查的，由于公稱(chēng)直徑d=57mm在50 58范圍內(nèi)，故d2、d4軸段上采用鍵b h : 16X 10,采用A型 普通鍵：鍵校核：根據(jù)擠壓強(qiáng)度條件，因?yàn)閘2 =43mm綜合考慮取I =36mn得4T2dlh J p】=4133.82X1000/57X 43 X(50-10)=2.94Mpa0所以該軸是安全的。（5）.軸承壽命校核。軸承壽命可由式Lh ： 10= 60n（C；：）；h進(jìn)行校核,60n由于軸承主要M am =175.3承受徑向載荷的作用，所以P二斤，查課

23、本279頁(yè)表16-8,9 ,10 取 ft =1, fp =1.1 ??；=3按最不利考慮，則有:P =F=非十陰 +F1F =j275.3h +7649.3& +1954.17 = 9608.48N血106 Cft *1061 漢 66.0漢 103 3h則 Lh (七)加x()316.98年60n3 PfP60x59.98 1.2x308.25該軸承壽命為16.98年，所以軸上的軸承是適合要求的。(6)彎矩及軸的受力分析圖如下：Me= 254.8N.md 狂 14.28mmP = F=96Lh =16.98年(7)鍵的設(shè)計(jì)與校核：因?yàn)閐i=50mm由段裝聯(lián)軸器，由課程設(shè)計(jì)表122頁(yè)14-24可查的, 由于公稱(chēng)直徑d=50mm在 5058范圍內(nèi)，故di軸段上采用鍵 b h : 16X 10,采用A型普通鍵：鍵校核：根據(jù)擠壓強(qiáng)度條件，因?yàn)長(zhǎng)1 =100mm綜合考慮取l =80mn得4T3dlh4謨T37MpJ所以所選鍵為b x hx 1:16 x 10x 80l:16 x 10x 80因?yàn)閐s=53mn,這一軸段裝夾齒輪，參考