機(jī)械專業(yè)課程設(shè)計(jì)說明書螺旋輸送機(jī)傳動(dòng)裝置

1、目錄任務(wù)書一、 電機(jī)的選擇1二、 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比2三、 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算3四、 減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8五、 軸的校核及計(jì)算9六、 軸承的選擇及計(jì)算17七、 鍵連接的選擇及計(jì)算19八、 聯(lián)軸器的選擇19九、 減速器的潤滑方式和密封類型選擇20十、 設(shè)計(jì)小結(jié)20十一、 參考資料20西南科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)題目3：螺旋輸送機(jī)傳動(dòng)裝置1、運(yùn)動(dòng)簡圖： 2、原始數(shù)據(jù)：題號(hào)參數(shù)12345678910工作機(jī)軸上的功率pw（kw）0.680.70.650.80.91.21.51.723工作機(jī)軸的轉(zhuǎn)速n（r/min）1111.51113152025283235每日工作時(shí)數(shù)t（h）8881

2、61616881616使用期限（y）101010101010108883、已知條件：1、作情況：單向轉(zhuǎn)動(dòng),載荷較平穩(wěn)；2、工作環(huán)境：室內(nèi)；3、動(dòng)力來源：電力，三相交流，電壓380/220v；4、工作機(jī)效率：j=0.94（包括軸承的效率損失）；5、制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠生產(chǎn)制造，小批量4、設(shè)計(jì)工作量：1、 減速器裝配圖1張（a0或a1）；2、 零件工作圖13張；3、 設(shè)計(jì)說明書1份。課程設(shè)計(jì)說明書一、電動(dòng)機(jī)的選擇1、選擇電動(dòng)機(jī)的類型按工作要求和條件，選擇y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)。2、選擇電動(dòng)機(jī)容量電動(dòng)機(jī)所需的功率為： （其中：為電動(dòng)機(jī)功率，為負(fù)載功率，為總效率。） 傳動(dòng)效率分別為： 聯(lián)軸

3、器的效率滾動(dòng)軸承效率閉式齒輪傳動(dòng)效率開式齒輪傳動(dòng)效率工作機(jī)效率 傳動(dòng)裝置的總效率應(yīng)為組成傳動(dòng)裝置的各部分運(yùn)動(dòng)副效率只之乘積,即： 故電動(dòng)機(jī)所需效率為：3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速工作機(jī)軸轉(zhuǎn)速n= 查表得：二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比 ,一級(jí)開式齒輪傳動(dòng)比 ,故總傳動(dòng)比為 . 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有:750,1000,1500和3000.根據(jù)電動(dòng)機(jī)容量、轉(zhuǎn)速,查手冊得出可供選擇的電機(jī)有:序號(hào)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率滿載轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩質(zhì)量（kg）額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩1y100l-2328702.22.3332y100l-4314302.22.2383y132s-639602.02.0634y132m-837102

4、.02.079綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量和減速器的傳動(dòng)比,最終選擇的電機(jī)型號(hào)為y100l-4,主要性能如上表的2號(hào)電動(dòng)機(jī).二、確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比1、減速器的總傳動(dòng)比為： 2、分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比： （式中為開始齒輪的傳動(dòng)比，為減速器的傳動(dòng)比。綜合考慮,選取開式齒輪的傳動(dòng)比為3,則減速器的傳動(dòng)比為:3、按展開式布置。考慮潤滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，可由展開式曲線查得，則。4、計(jì)算各軸的動(dòng)力和動(dòng)力參數(shù) (1)各軸的轉(zhuǎn)速 軸：軸：軸：軸: 工作機(jī)軸：（2）各軸的輸入功率 軸：軸：軸：軸：工作機(jī)軸：(3)各軸的轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩： 軸：軸：軸：軸：工作機(jī)軸：-軸的輸出

5、功率/轉(zhuǎn)矩分別為各軸的輸入功率/轉(zhuǎn)矩乘軸承效率0.98,工作機(jī)的則乘上0.94.運(yùn)動(dòng)動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于下表：軸名功率 p/kw轉(zhuǎn)距t/n*m轉(zhuǎn)速nr/min轉(zhuǎn)動(dòng)比i效率輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸2.2414.96147210.99軸2.222.1814.8114.511472軸2.12.0773.2171.752755.20.95軸2.011.97234.53229.8484.023.270.95軸1.871.83655.04641.942830.93工作機(jī)軸1.811.7635.52597.392810.97三、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1、計(jì)算高速級(jí)齒輪 （1）、選齒輪材料為45#調(diào)質(zhì)鋼查取教材可

6、得： ， ， ，；傳動(dòng)比由表查得各數(shù)據(jù)如下： ， ， ，取則 （2）、接觸疲勞施用應(yīng)力查圖可知： ； 則應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 又查圖可知： 則：(3)、計(jì)算小齒輪最小直徑，取齒寬系數(shù) (4)、確定中心距 就盡量圓整成尾數(shù)為0或5,以得于制造和測量，所以初定。 (5)、選定模數(shù)、齒數(shù)、和螺旋角 一般，。初選，則 由標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)取 ，則 取 則 取 齒數(shù)比：與的要求比較，誤差為2% ，可用。于是 滿足要求。 （6）、計(jì)算齒輪分度圓直徑小齒輪 大齒輪 （7）、齒輪寬度 圓整大齒輪寬度 取小齒輪寬度 （8）、校核齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度查表可知：； ； ； 根據(jù)、查表則有：； 則所以兩齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求，此種

7、設(shè)計(jì)合理。2、計(jì)算低速級(jí)齒輪（1）、選齒輪材料為45#調(diào)質(zhì)鋼查取教材可得： ， ， ，； 傳動(dòng)比由表查得各數(shù)據(jù)如下： ， ， ，取則 （2）、接觸疲勞施用應(yīng)力查圖可知： ； 則應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 又查圖可知： 則：(3)、計(jì)算小齒輪最小直徑，取齒寬系數(shù) (4)、確定中心距 就盡量圓整成尾數(shù)為0或5,以得于制造和測量，所以初定。 (5)、選定模數(shù)、齒數(shù)、和螺旋角 一般，。初選，則 由標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)取 ，則 取 則 取 齒數(shù)比：與的要求比較，誤差為2.9% ，可用。于是 滿足要求。 （6）、計(jì)算齒輪分度圓直徑小齒輪 大齒輪 （7）、齒輪寬度 圓整大齒輪寬度 取小齒輪寬度 （8）、校核齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度查表可知

8、：； ； ； 根據(jù)、查表則有：； 則 所以兩齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求，此種設(shè)計(jì)合理。3、開式齒輪計(jì)算（1）、材料選取45#調(diào)質(zhì)鋼（2）、查取教材可得： ， ， ，；（3） 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算: 查表可知：； ； ；(4)、選定模數(shù)、齒數(shù)、取齒寬系數(shù)，取=19，=i=318=57，根據(jù)、查表則有：； 7 取m=4mm（5）、計(jì)算齒輪分度圓直徑和中心距小齒輪 =m*=419=76mm大齒輪=m*=457=228mm=0.5(+)=152mm（6）、齒輪寬度 圓整大齒輪寬度：取小齒輪寬度：所有齒輪的基本參數(shù)如下表所示:名稱符號(hào)公式高速小齒高速大齒低速小齒低速大齒開式小齒開式大齒齒數(shù)z29142

9、28981957模數(shù)m1.51.52.52.544分度圓直徑d44.1215.971.1248.976228齒頂高h(yuǎn)a1.51.52.52.544齒根高h(yuǎn)f1.8751.8753.1253.12555齒全高h(yuǎn)3.3753.3755.6255.62599齒頂圓直徑da47.1218.976.1253.984236齒根圓直徑df40.35212.264.85242.766218中心距a130160152孔徑齒寬b605590857065四、減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)名稱符號(hào)大小機(jī)座壁厚8機(jī)蓋壁厚18機(jī)座凸緣厚度b12機(jī)蓋凸緣厚度b112機(jī)座底凸緣厚度b220地腳螺釘直徑df20地腳螺釘數(shù)目n4軸承旁連接螺栓直

10、徑d116機(jī)蓋與基座聯(lián)接螺栓直徑d212聯(lián)接螺栓d2的間距l(xiāng)150軸承端蓋螺釘直徑d38窺視孔蓋螺釘直徑d48定位銷直徑d8.4d1 d2 d3至外機(jī)壁距離c122df d2至凸緣邊緣距離c224軸承旁凸臺(tái)高度r124凸臺(tái)高度h45外機(jī)壁至軸承座端面距離l156大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離112齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離212機(jī)蓋肋厚m17基座肋厚m7軸承端蓋外徑d2140軸承端蓋凸緣厚度t10軸承旁連接螺栓距離s140五、軸的校核及設(shè)計(jì) （一）、計(jì)算軸的最小直徑(查表取c=110)軸:最小直徑為考慮到聯(lián)軸器的內(nèi)徑,故最小直徑取25 軸:最小直徑為考慮到滾子軸承的內(nèi)徑,故最小直徑取30 軸:最小直徑為考慮

11、到滾子軸承的內(nèi)徑,故最小直徑取40 軸:最小直徑為考慮到滾子軸承的內(nèi)徑,故最小直徑取50 （二）、軸的設(shè)計(jì)（1）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 經(jīng)計(jì)算，高速小齒的分度圓直徑較小，選用齒輪軸較合理。a、 取-段的直徑為25mm(-段與聯(lián)軸器配合，聯(lián)軸器型號(hào)為),該聯(lián)軸器與軸配合的軸孔l=62mm，- 段的長度應(yīng)比l略短一些,現(xiàn)取=60mm. b、取,-段長度取50mm。查手冊取軸承6006，其尺寸為，damin=36mm，故，。c、由于齒輪1的寬度為60mm,考慮軸上齒輪2寬度為55mm，取齒輪1左端面到內(nèi)壁距離為10mm，左端軸承的右端面到內(nèi)壁距離取5mm，故。d、右端軸承左端面到內(nèi)壁距離為5mm，。軸總長l=

12、13+15+60+110+13+50+60=321mm。e、軸上零件的周向定位：半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接。半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為，其配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。f、確定軸上圓角和倒角尺寸：參考表11.2，取軸兩端倒角均為,聯(lián)軸器和軸承軸向定位軸肩圓角為0.8mm,其它軸肩處的圓角半徑為1mm。（2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)a、由于,考慮到鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的影響取最小直徑為30mm，查手冊取軸承6006，其尺寸為，故。b、由于齒輪2的寬度為55mm，為了便于軸筒定位齒輪2和左端軸承，所以-的長度應(yīng)略小于齒輪寬度，因此。齒輪3寬度為90， ，為便

13、于安裝齒輪，取。綜合考慮軸承端面到減速器內(nèi)壁的距離（5mm），齒輪2左端面到減速器內(nèi)壁的距離（10mm），以及齒輪2寬度與-段長度之差（55-52=2mm），。c、齒輪2，3之間定位軸肩高度取5mm，即，查手冊取，故軸總長，其中減速器內(nèi)壁內(nèi)軸長為l=212-2（13+5）=176mm。d、軸上零件的周向定位：齒輪與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接。為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，選擇齒輪輪轂與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。e、確定軸上圓角和倒角尺寸：參考表11.2，取軸端倒角為,各軸肩處的圓角半徑為1.6mm。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)a、取,故d-=4

14、4mm，齒輪5寬度為70mm，-段左端軸肩高取為4mm，即，查手冊取軸承30211，其尺寸為，故，22.8mm。b、齒輪4寬度為85，而齒輪3為90，則齒輪4端面距內(nèi)壁19-5=14mm，取。c、齒輪4左端定位軸肩高度取5mm，即，查手冊取，故軸總長。d、軸上零件的周向定位：齒輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，選擇齒輪輪轂與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。e、確定軸上圓角和倒角尺寸：參考表11.2，取軸端倒角為，軸承軸向定位軸肩圓角為1.5mm,右端齒輪軸肩圓角為1.5mm，中間斜齒輪軸肩處圓角為2mm，f處軸

15、肩圓角半徑1.5mm，其它軸肩處的圓角半徑為2mm。（三）軸的校核比較計(jì)算出來的數(shù)據(jù)，第三根軸相對(duì)較危險(xiǎn)，故這里校核第三根軸。選材45鋼，調(diào)質(zhì)處理，其機(jī)械性能由表11.1和11.4查b=640mpa, =275mpa,=155mpa ,b =60mpa，p=2.01kw, t3=227.5n.m,=44mm軸的結(jié)構(gòu)圖：1、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度（如下圖）（1）、求作用在軸齒輪上的力：d1=248.9mm, =22750n.mm （2） 、求作用于齒輪5上的力d2=76mm，ft2=2*t3/ d2= 5986.84n，fr2= ft2tan=2179.03n（3）、求作用在軸上的支反力水平

16、面內(nèi)支反力:,垂平面內(nèi)支反力：，,（4）根據(jù)簡圖，分別求水平面和垂平面內(nèi)各力產(chǎn)生的彎矩。， （5）計(jì)算總彎矩并作出m圖：取，故（6）由于所以軸是安全的2、精確校核該軸的疲勞強(qiáng)度（1）.判斷危險(xiǎn)截面從受載的情況分析,截面所受的計(jì)算彎矩最大。從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看,5、6面過盈配合引起的應(yīng)力集中是最重要的,截面5的應(yīng)力集中影響和截面6的相近，但截面5軸徑較大，故不必校核。截面雖然所受的計(jì)算彎矩最大但應(yīng)力集中不大（過盈配合引起的應(yīng)力集中在兩端），故截面也不必校核。而截面1、2、3、4只受扭矩作用，截面7、8所受彎矩較小，故均不必校核。綜合各種情況，可知只須校核6面即可。（2）.截面f左側(cè)

17、按表11.5中的公式計(jì)算抗彎截面模量抗扭截面模量截面f左側(cè)的彎矩m為 ：截面f上的扭矩為 截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力因得由于圓角而形成的有效應(yīng)力集中系數(shù)為:查手冊得尺寸系數(shù)按車削加工,得表現(xiàn)質(zhì)量系數(shù)為軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理,即,則得綜合系數(shù)值為：材料特性系數(shù),于是,計(jì)算安全系數(shù)值,得 故可知其安全（3）.截面f右側(cè)按表11.5中的公式計(jì)算抗彎截面模量抗扭截面模量截面f右側(cè)的彎矩m為 截面e上的扭矩為 截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù)為: 查手冊得尺寸系數(shù)按車削加工,得表現(xiàn)質(zhì)量系數(shù)為軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理,即,則得綜合系數(shù)值為材料特性系數(shù),于是,計(jì)算安全系數(shù)值,得 故可知其安全

18、由于無大的瞬時(shí)過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性，故可略去靜強(qiáng)度校核。軸的設(shè)計(jì)計(jì)算到此結(jié)束。六、軸承的選擇和計(jì)算（1）、選擇軸承軸承1 深溝球軸承 6006 (gb/t276-1994) 軸承2 深溝球軸承 6007 (gb/t276-1994) 軸承3 圓錐滾子軸承 30211 (gb/t276-1994)（2）校核軸承（軸）深溝球軸承6011 查手冊得 =90800n =115000n 由表8.6 =1.1 =4502 n =9032 n計(jì)算派生軸向力、由手冊查得，所以軸承的軸向派生力為：,計(jì)算軸承所受的軸向負(fù)荷因?yàn)閑查表8.5得，軸承2：查手冊得，e查表8.5得，軸承壽命計(jì)算因?yàn)椋拾摧S承2計(jì)

19、算軸承的壽命因此所選軸承合格。七、鍵連接的選擇和計(jì)算根據(jù)軸的各個(gè)階梯的直徑和長度尺寸選取鍵的尺寸，查有關(guān)資料如下： 本減速器的工作條件為有輕度沖擊載荷，選擇鍵如下：鍵名國標(biāo)1 (聯(lián)軸器)鍵 8745 gb/t 1096-2003 a型2（齒輪2）鍵 10840 gb/t 1096-2003 a型3（齒輪3）鍵 10863 gb/t 1096-2003 a型4（齒輪4）鍵 181170 gb/t 1096-2003 a型5（齒輪5）鍵 12856 gb/t 1096-2003 a型查表的鋼的靜聯(lián)接在時(shí)的許用應(yīng)力=100120mpa校核鍵1 =7.52 mpa校核鍵2 =24.44 mpa校核鍵3 =14.39 mpa校核鍵4 =22.60 mpa校核鍵5 =51.27 mpa所以所有鍵均符合設(shè)計(jì)要求，可用。八、聯(lián)軸器的選擇考慮到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸直徑、軸的最小直徑、傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩選取聯(lián)軸器聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)距tca=ka*t查表10.1 取=1.3，tca=ka*t1=1.314.81=1