機(jī)械課程設(shè)計帶式傳動機(jī)傳動系統(tǒng)設(shè)計-單級圓柱齒輪減速器及V帶傳動

1、機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：系 別：專業(yè)班級：學(xué)生姓名：學(xué) 號：指導(dǎo)老師：完成日期：目 錄第 一 章 設(shè)計任務(wù)書1第 二 章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計4第 三 章 電動機(jī)的選擇及傳動系統(tǒng)計算5第 四 章 傳動零件的設(shè)計計算9第 五 章 軸的設(shè)計計算及校核13第 六 章 軸承的選擇和計算20第 七 章 建聯(lián)接的選擇和校核21第 八 章 聯(lián)軸器的選擇22第 九 章 箱體設(shè)計22第 十 章 潤滑和密封的選擇25第十一章 設(shè)計小結(jié)25第十二章 參考資料25第二章 帶式傳動機(jī)傳動系統(tǒng)設(shè)計1、設(shè)計題目：單級圓柱齒輪減速器及V帶傳動2、傳動系統(tǒng)參考方案（如圖）： 3、原始數(shù)據(jù)： F=2.2kNF：輸送帶工作拉力

2、； V=2.5m/s V：輸送帶工作速度； D=380mm D：滾筒直徑。4、工作條件 連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，空載啟動，載荷有輕微沖擊，工作年限10年，兩班制工作。運(yùn)輸帶允許速度誤差5%。第三章 電動機(jī)的選擇及傳動系統(tǒng)計算1、電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇：按已知的工作要求和條件，選用 Y系列三相交流異步電動機(jī) 。2、工作機(jī)所需要的有效功率根據(jù)已知條件，傳動裝置的總效率：=0.85為齒輪嚙合傳動的效率（齒輪為8級精度），為V帶的效率，卷筒效率，聯(lián)軸器的效率，為對軸承的效率。電動機(jī)所需功率： =6.5kw3、電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇：n=126 r/min查資料可知v帶的傳動比在2-4之間，圓柱齒輪的傳動比在3-5

3、之間所以可得電動機(jī)轉(zhuǎn)速=（7562520）r/min。根據(jù)=6.3kw，轉(zhuǎn)速n在7562520 r/min之間，轉(zhuǎn)速太大傳動級數(shù)將增大，綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，查資料可得：選擇電動機(jī)型號Y132M4， 額定功率=7.5kw， 滿載轉(zhuǎn)速=1440 r/min。4、傳動比的確定： 總傳動比：由選定的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速n，可得傳動裝置總傳動比為 =12因為v帶在傳動比在24，現(xiàn)取3計算，則齒輪傳動比=45、各軸轉(zhuǎn)速：軸一轉(zhuǎn)速=/1440/3=480 r/min軸二轉(zhuǎn)速=/=480/4=120 r/min6、各軸功率： 軸一：輸入功率=6.50

4、.96 kw =6.24 kw 輸出功率=6.240.99 kw =6.18 kw 軸二：輸入功率=6.180.97 kw =5.99 kw 輸出功率=5.990.9 9 kw =5.93kw 卷筒：輸入功率=5.930.99 kw =5.87kw輸出功率=5.870.96 kw =5.64kw7、各軸轉(zhuǎn)距： 電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩為=9550=9550 N/m =43 N/m 軸一：輸入轉(zhuǎn)矩=4330.96 N/m =123.6 N/m 輸出轉(zhuǎn)矩=123.60.99 N/m =122.4 N/m軸二：輸入轉(zhuǎn)矩=122.440.97 N/m =474.8 N/m 輸出轉(zhuǎn)矩=474.8 0.99 N/

5、m =470N/m卷筒：輸入轉(zhuǎn)矩=470 0.99 N/m =465.3 N/m 輸出轉(zhuǎn)矩=465.3 0.96 N/m =446.7 N/m表1-1 傳動系統(tǒng)的遠(yuǎn)動和動力參數(shù)電動機(jī)軸軸工作機(jī)輸入輸出輸入輸出輸入輸出輸入輸出功率（kw）6.56.246.185.995.93 5.87 55.64轉(zhuǎn)矩（Nm）43123.6122.4474.8470465.3446.7傳動比341第四章 傳動零件的設(shè)計一、 齒輪的傳動設(shè)計計算1、選擇材料和熱處理方法，并確定材料的許用接觸應(yīng)力根據(jù)工作條件，一般用途的減速器可采用閉式軟齒面?zhèn)鲃?。查資料可得：小齒輪45鋼調(diào)制處理齒面硬度197-286HBS =600

6、MPa =450 MPa大齒輪45鋼正火處理齒面硬度 156-217HBS =400 MPa =300 MPa 2、確定材料許用接觸應(yīng)力查資料得，=1，=1.25=Mpa=600 Mpa=m1=400 Mpa=MPa=360 MPa=240MPa3、根據(jù)設(shè)計準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計 設(shè)齒輪按8級精度制造，查資料，取載荷系數(shù)K=1.2，取彈性系數(shù)=188；取齒寬系數(shù)=1，小齒輪的轉(zhuǎn)矩：=9.5510=9.55106.24/480=1.2410N.mmH取其中較小值為531.2Mpa代入。故 dmm =80.1mm小齒輪齒數(shù)取Z=32則Z=432=128.模數(shù) m=d/Z=80.1/32m

7、m=2.5mm由相關(guān)資料，需將m轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，取m=3mm齒寬 b=d=180.1=80.1mm，取整b=80mm， b= 85mm。實際的 d=zm=323mm=96mm，d=1283=384mm中心距 a= (d+d) /2=(96+384)/2=240mm 4、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 查資料，兩齒輪的齒形系數(shù)，應(yīng)力校正系數(shù)分別是（YF ,Ys 由線性插值法求出） YF1 =2.56，Ys1=1.63 ； YF2 =2.2 ，Ys2 =1.8由校核公式F1=YF1Ys1=MPa=53.9 MPaF2=F1=53.9=51.2 MPa，安全。5、齒輪圓周速度 V=2.41m/s 查資料，選齒

8、輪精度等級8級是合適的。二、V帶傳動的設(shè)計 1、選擇V帶型號：由表得K=1.2，P= KP=1.16.5=7.2kw根據(jù)P=7.2kw，=1440r/min，由圖13-15可選取普通A型帶。2、確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗算帶速V：由圖11-15可知，小帶輪基準(zhǔn)直徑的值為112140，則取=125mm=（1-）=3125（1-0.02）=367.5mm取=375mm,實際傳動比不變?yōu)椋?/=375/125=3V帶速度：v= =9.42m/sv值在525m/s范圍內(nèi)，帶速合適。 3、確定帶長Ld和中心距a： 初步中心距=1.5（+）=1.5（125+375）=750mm L=2+）+（-）2/4 =

9、=2305.8mm取 L=2500mm, 實際中心距為：+（LL）/2=847mm4、驗算小帶輪的包角：=180057.30 （-）/=16301200（滿足要求）5、確定V帶的根數(shù)Z：根據(jù)=1440r/min，=125mm，=3，由表查得P=1.92kw，P=0.17kw， K=0.96，K=1.09 Z=3.3 ， 取4根。6、計算單根V帶預(yù)緊力F: 查表得q=0.1kg/m，由式（11-20）得單根V帶的預(yù)緊力F為：F= (1)qV = =162N 7、計算V帶對軸的壓力F：V帶對軸的壓力F為：F=2zFsin(a/2)=24162sin(163o/2)=1282N第 五 章 軸的設(shè)計計

10、算及校核主動軸的設(shè)計1、選取材料和熱處理的方法，并確定軸材料的許用應(yīng)力根據(jù)設(shè)計要求，中小功率，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，選用45鋼調(diào)質(zhì)處理。查表得B =650 Mpa,-1b=60Mpa。2、估算軸的最小直徑經(jīng)查表C=（），得 d=mm =（25.2 27.8）mm考慮軸端有一鍵槽，該軸的外端安裝V帶輪，故將上述軸徑增大3%5%，即25.9629.2mm。，最后取軸的最小直徑為d=29mm。3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計并繪制草圖。1）確定軸上零件的布置方案和固定方式 由于設(shè)計的是單機(jī)減速器，可將齒輪分布在箱體內(nèi)部中央，將軸承對稱安裝在齒輪兩側(cè)，軸外端安裝V帶輪。2）確定軸的各端直徑 軸段外端直徑d1=29mm，軸段直徑可

11、取d2=35mm，軸段上應(yīng)有軸肩，為順利地在軸段上安裝軸承，軸段必須滿足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，故取軸段的直徑d3=40mm，軸段上安裝齒輪取d4=45。軸段用來定位齒輪的取d5=55mm軸承N208E的安裝高度為3.5，所以取d6=47mm4、確定各軸的長度：軸段長度為83mm(小齒輪轂寬度為b1=85mm。L4比B2短13mm）；為保證齒輪兩端面與箱體內(nèi)壁不碰撞，齒輪端面與箱體內(nèi)壁間應(yīng)保留一定的間距，該間距取為15mm（P245，圖14-17中a=15）；為保證軸承安裝在箱體軸承孔中（軸承轂寬為B=18mm），并考慮到軸承的潤滑，取軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離為5mm，根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)取軸段長為40mm，

12、則軸承支點距離為L=9+20+85+20+9=143mm；軸段長度為 C1+C2+(510）=22+24+(510）=5156mm，取55mm；軸段安裝V帶輪其長度為1.52倍的直徑即40.554mm，現(xiàn)取45mm。5、主動軸的強(qiáng)度校核1）軸力分析畫出軸的受力圖 圓周力 Ft1= =2550N 徑向力 Fr1=Fttan20o =928N2）做垂直面內(nèi)的彎矩圖，支點反力為： 截面I-I處的彎矩為 截面II-II處的彎矩為3）做水平面內(nèi)的彎矩圖，支點反力為： 截面I-I處的彎矩為 截面II-II處的彎矩為 4)V帶輪作用在軸上的壓力F的彎矩圖 截面I-I處的彎矩為 截面II-II處的彎矩為5)做

13、轉(zhuǎn)距圖 6）求當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 因減速器單向運(yùn)轉(zhuǎn)，故轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)變化，修正系數(shù)為0.6 截面I-I =243.85=254.7 =27.9 MPa=60MPa，合格。截面II-II =263.1 =273.2 =42.7MPa=60MPa，合格。6、繪制軸的零件圖（略）從動軸的設(shè)計1、選取材料和熱處理的方法，并確定軸材料的許用應(yīng)力根據(jù)設(shè)計要求，中小功率，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，選用45鋼調(diào)質(zhì)處理。 查表得B =650 Mpa,-1b=60Mpa。2、估算軸的最小直徑經(jīng)查表C=（），得 d=mm =（39.643.66）mm考慮軸端有一鍵槽，該軸的外端安裝聯(lián)軸器，為了補(bǔ)償軸的偏差，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，故將上述軸徑

14、增大5%，即45.8mm。，查手冊表選用柱銷聯(lián)軸器，其型號為LT8直徑為48mm，取最小軸直徑為48mm。3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計并繪制草圖1）確定軸上零件的布置方案和固定方式由于設(shè)計的是單機(jī)減速器，可將齒輪分布在箱體內(nèi)部中央，將軸承對稱安裝在齒輪兩側(cè)，軸外端安裝聯(lián)軸器。2）確定軸的各端直徑 軸段外端直徑d1=48mm，軸段上應(yīng)有軸肩，為順利地在軸段上安裝軸承，軸段必須滿足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，故取軸段的直徑d2=50mm，軸段上安裝齒輪取d3=55。軸段用來定位齒輪的取d4=65mm軸承N210E的安裝高度為3.5，所以取d5=57mm。4、確定各軸的長度：軸段長度為78mm(小齒輪轂寬度為b=80mm。

15、L3比b短13mm）；為保證齒輪兩端面與箱體內(nèi)壁不碰撞，齒輪斷面與箱體內(nèi)壁間應(yīng)保留一定的間距，該間距取為15mm（P245，圖14-17中a=15）；為保證軸承安裝在箱體軸承孔中 （軸承轂寬為B=19mm），并考慮到軸承的潤滑，取軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離為5mm，則軸承支點距離為L=9.5+20+80+20+9.5=139mm；根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)取軸段長為75mm，查有關(guān)聯(lián)軸器手冊軸段長90mm。5、主動軸的強(qiáng)度校核1）軸力分析畫出軸的受力圖 圓周力 Ft2= =2472.9N 徑向力 Fr2= Ft2tan20o =900.1N 2）做垂直面內(nèi)的彎矩圖，支點反力為： 截面I-I處的彎矩為 截面II

16、-II處的彎矩為 3）做水平面內(nèi)的彎矩圖，支點反力為： 截面I-I處的彎矩為 截面II-II處的彎矩為4)做轉(zhuǎn)距圖 Nmm5）求當(dāng)量轉(zhuǎn)矩及校核強(qiáng)度 因減速器單向運(yùn)轉(zhuǎn)，故轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)變化，修正系數(shù)為0.6 截面I-I =299.2=18.02MPa=60MPa，合格。截面II-II =287.5 =23.03MPa=60MPa，合格6、繪制軸的零件圖（略）第 六 章 軸承的選擇和計算1.高速軸上的軸承設(shè)計按照高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，d=40，載荷有輕微沖擊，初步選用型號N208E型的單列圓錐滾子軸承，C=51500N。當(dāng)量動載荷 P1= =1594.3N P3=P1+-=1240.3N經(jīng)查表=1.1

17、，=1，=7200h 兩個軸承均合格。2、低速軸上的軸承設(shè)計 按照低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，d=50，載荷有輕微沖擊，初步選用型號N210E型的單列圓錐滾子軸承，C=61200N。當(dāng)量動載荷 p=900.1N經(jīng)查表=1.1，=1，=7200h 合格。第 七 章 鍵聯(lián)接的選擇和校核1.軸上的安裝齒輪的鍵的選擇及強(qiáng)度校核對于，一般8級以上精度的齒輪有定心精度要求。應(yīng)選用平鍵聯(lián)接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A型）根據(jù)d45mm，從表中查得鍵的截面尺寸為：寬度b14mm，鍵高h(yuǎn)=9mm,由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長L80mm。鍵、軸、輪轂的材料都是鋼，由表查得許用擠壓應(yīng)力=100-120M

18、Pa,取其平均值。110MPa.鍵的工作長度lL-b=80-14=66mm故合適。該鍵的類型為鍵1480 GB/T1096-2003。2. 軸上的安裝帶輪的鍵的選擇及強(qiáng)度校核帶輪處鍵位于軸端，d=29mm，長度為45mm，選擇 鍵 C840 GB/T10962003，長度L=40mm，鍵材料用45鋼，查課本得100120Mpa，取鍵的工作長度lL-b40-832mm，h=7mm。 故合適。3. 軸上的安裝齒輪的鍵的選擇及強(qiáng)度校核根據(jù)d=50mm，長度為78mm，選擇 鍵 1675 GB/T10962003，長度L=75mm，鍵材料用45鋼，查課本得許用擠壓應(yīng)力100120Mpa，取鍵的工作長度

19、lL-b75-1659mm，h=10mm。故合適。4. 軸上的安裝聯(lián)軸器的鍵的選擇及強(qiáng)度校核鍵位于軸端，d=48mm，長度為45mm，選單圓頭平鍵（C型）b=14mm,h=9mm,L=85mm.工作長度lL-B=85-14=71mm， 故合適。選擇鍵C1485 GB/T1096-2003。第八章 聯(lián)軸器的選擇為了緩和沖擊和減輕振動，現(xiàn)選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，軸的轉(zhuǎn)矩T=407.3Nm查資料的工作機(jī)的工作情況系數(shù)=1.5,故計算轉(zhuǎn)矩為=T=1.5X470=705Nm由設(shè)計手冊可查得LT8 公稱轉(zhuǎn)矩為710Nm，允許轉(zhuǎn)速3000r/min135r/min，允許軸孔直徑在45-63mm之間，所以適合。第九章 箱體設(shè)計a=240mm名稱計算公式結(jié) 果箱座壁厚=0.025a+188mm箱蓋壁厚11=0.02a+188mm箱座凸緣壁厚b=1.512 mm箱蓋凸緣壁厚b1=1.5112 mm箱座底凸緣壁厚b2=2.520mm地腳螺釘直徑df=0.036a+12=20.64mm20mm地腳螺釘數(shù)目a1.212 mm齒輪端面與箱體內(nèi)壁距離2210 mmdf,d1,d2