1、第22頁課程設(shè)計說明書學院專業(yè)班級學號姓名指導老師2013年 月 日一、課程設(shè)計的內(nèi)容設(shè)計一帶式運輸機傳動裝置（見圖1）。設(shè)計內(nèi)容應(yīng)包括：傳動裝置的總體設(shè)計； 傳動零件、軸、軸承、聯(lián)軸器等的設(shè)計計算和選擇；減速器裝配圖和零件工作圖設(shè)計；設(shè)計計算 說明書的編寫。III廣東工業(yè)大學材料與能源學院模具2班F = 2.6 kN ;v = 2.0m/s;D = 310mm ;兩班制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)；二、課程設(shè)計的要求與數(shù)據(jù)已知條件：1 .運輸帶工作拉力：2 .運輸帶工作速度：3 .卷筒直徑：4 .使用壽命：8年;5 . 工作情況：目錄一、傳動方案擬定 .4二、電動機的選擇.4三、計算總傳動比及

2、分配各級的傳動比 .5四、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算.5五、傳動零件的設(shè)計計算 .6六、箱體尺寸的選擇10七、軸的設(shè)計計算 .12八、滾動軸承選擇及校核計算16九、鍵連接的選擇及校核計算 .18十、減速器附件選用 .19十一、減速器的潤滑方式、潤滑油牌號及用量 .19十二、參考資料.19計算過程及計算說明一、傳動方案擬JE設(shè)計單級圓柱齒輪減速器和一級帶傳動(1)工作條件：使用年限10年，工作為兩 班工作制，載荷平穩(wěn)，單向運轉(zhuǎn)，環(huán)境 清潔。(2)原始數(shù)據(jù)：輸送帶拉力F=2400N;帶 速 V=2.6m/s;漆筒直徑D=420mm ;二、電動機選擇1、電動機類型的選擇：Y系列三相異步電動機2、電動機功

3、率選擇：(1)傳動裝置的總功率：2刀總一"帶X” 滾X”齒輪X”聯(lián)軸器X”滑 =0.95X0.992X0.97X 0.98X0.98=0.86(2)電機所需的工作功率：P工作=FV/10004總=2400X 2.6/1000X 0.86=7.3KW3、確定電動機轉(zhuǎn)速：計算滾筒工作轉(zhuǎn)速：F=2400NV=2.6m/sD=420mmn 滾筒=118r/min“總=0.86P 工作=7.3KWn 筒=60X 1000V/ 兀 D =60X1000X2.6/% X420 =118r/min按要求取電動機同步轉(zhuǎn)速為1000r/min ,滿載轉(zhuǎn)速為970r/min。4、確定電動機型號根據(jù)以上選用

4、的電動機類型，所需的額定 功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動機型號為Y160M-6。其主要性能：額定功率：7.5KW,滿載轉(zhuǎn) 速 970r/min。三、計算總傳動比及分配各級的傳動比1、總傳動比：i總一電動/n筒=970/118=8.222、分配各級傳動比(1) ; i總引齒輪x I帶(2) i齒輪I帶z i 齒輪=3.41, i 帶=2 41四、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算1、計算各軸轉(zhuǎn)速(r/min)n0=n 電機=970r/minn尸n0/i 帶=970/2.41=402.49(r/min)nI尸nI/i 齒輪=402.49/3.41=118.03(r/min)電動機型號Y160M-6i 總=8.22算

5、得：i齒輪=3.41i 帶=2.412、計算各軸的功率(KW)Po=Pd= 7.3KWPI=P0x 4帶=7.3x0.95=6.94KWPi產(chǎn)Pi x”軸承x”齒輪=6.94 X 0.96 X 0.97=6.46KW3計算各軸扭矩(N m)To = 9550X P0/N0 = 9550 X 7.3/970=71.9 N mTi=9550 x Pi/ni=9550 x 6.94/402.49=164.67N . mTii=9550xP“nii=9550x6.46/118.03=522.69N . m五、傳動零件的設(shè)計計算1、 皮帶輪傳動的設(shè)計計算(1) 選擇普通V選帶截型由課本P156表8-8得

6、：kA=1.2Pc=KaP=1.2 x 7.3=8.76KW由課本P157圖8-11得：選用B型V帶(2) 確定帶輪基準直徑，弁驗算帶速由表 8-9,取 dd二125mm.nc =970r/minni=402.49r/minnii=118.03r/minP0=7.30KWPi=6.94KWPii=6.46KWT0=71.9 N mTi=164.67N mTii=522.69 N m驗算帶速 V. V=V=兀 dini/60x 1000=6.35m/s因為5m/s<V<25m/s,故合適。計算大帶輪基準直徑dd2=i 帶 dd1=2.41M25=301.25mm.圓整為 dd2=30

7、0mm.(3)確定帶長和中心矩根據(jù)課本154式(8-20)得，初選中心距ao =400mm計算 Ld0=2ao+1.57(di+d2)+(dd2-ddi)2/4ao=2 x 400+1.57(125+300)+(300-125) 2 /4 x 400=1486mmd2=269.92mm根據(jù)課本取基準長度Ld=1560mm取標準值計算實際中心距得:d2=270mma= a0+Ld-L0/2=400+(1560-1486) /2=437mm中心距變化范圍為 377447mm(4)驗算小帶輪包角a 1=1800-(d2-d1) )/ax 57.30 =1800-(300-125)/437 x57.3

8、0=1570>900 (適用)(5)確定帶的根數(shù)根據(jù)表 8-4.8-5 得 Po=1.64KW P0=0.3KW表 8-6Ka =0.93Kl=0.92得Z=Pc/P' =P(P0+AP0)K a Kl=8.76/(1.64+0.3) x 0.93x0.92=5.284取 Z =6根(6)計算軸上壓力由課本查得q=0.10kg/m,單根V帶的初拉 力：Fo=500Pc(2.5- Ka)/ Ka zv+qv2=500 X 8.76 X (2.5-0.93)/0.93 義 6 義 6.35+0.1 乂 6.352N=174.24N則作用在軸承的壓力Fq,Fq=2ZFosM 民 1/2

9、=2x6x174.24sin1570/2=2048.9N2、齒輪傳動的設(shè)計計算(1)選擇齒輪材料及精度等級齒輪米用硬齒面，小齒輪選用 45號鋼，調(diào) 質(zhì)，齒面硬度為235HBS。大齒輪選用45號 鋼，正火處理，齒卸硬度 187HBS;根據(jù)表選 7級精度。選取安全系數(shù)Sh=1,。Hlim1=580Mpa379mm<ao< 443mm取 a0=400mmCT Hlim2 =380Mpa(T hi=khni ct Hiimi/SH=0.92x580Mpa=533.6mpa(T h2=khn2(THiim2/SH=0.98x380Mpa=372.4mpa Z=4 根查得 Sf=1.4, (T

10、 Flimi =380Mpa (T Fiim2=360Mpa(T fkKFNI (T F limi /Sf=0.88 X380/1.4Mpa=238.86Mpa(Tf2=KHN2(T Fiim2/SF=0.92x360/1.4Mpa=236.57MpaF°=165.4N(2)按齒面接觸疲勞強度設(shè)計由 a1>76.43(kT1(u+1)/ 小 au ° h2)"3由式(6-15)確定有關(guān)參數(shù)如下：傳動比i齒=3.31,載荷系數(shù) k=1.563Fq =3448N取小齒輪齒數(shù)Z1=25o則大齒輪齒數(shù)：Z2=iZ二3.31 x25=82.7取 Z=90H HlimZ

11、1 =580MpaH HlimZ2 =380Mpa可用齒數(shù)比：u=3.31 由表 取小a=1 計 算 應(yīng) 力 循 環(huán) 次N1=60n1jLh=60X396.69 XX2X8X300X10=1.142 X109N2=2.765 X109/3.31=8.353M08轉(zhuǎn)矩T1Ti=9.55x106xP/ni=86900N mm(4)許用接觸應(yīng)力(T h= (。h1 + 。h2)/2=466.8Mpa故得：初選螺旋角(3=14° ,故，mn >3v2x1.563 >8.69 X04X0.875 x(cos140 ) 2/1 >252X 1.65 >0.01744=1.

12、56mm根據(jù)課本表取標準模數(shù)：m=3mm計算小齒輪分度圓直徑d1t有9.88mm(5)齒形系數(shù)YFa根據(jù)齒數(shù)Z1=25,Z2=90由表6-9相得YFa1=2.62 YFa2=2.20查取應(yīng)力校核系數(shù) FS/1=1.59,F S 02=1.78(T FE1=380Mpa,(T FE2=360Mpa取彎曲疲勞壽命系數(shù) Kfn1 =0.88, Kfn2=0.926)許用彎曲應(yīng)力”取彎曲疲勞系數(shù)S=1.4得(T FE1=KFN1(T FE1/1.4=0.88X380/1.4Mpa=238.86Mpa(T F2=KFN2(r FE2/1.4Mpa=236.57Mpa計算載荷系數(shù)K=1.563(TH1=5

13、33.6Mpa(T H2=372.4Mpa0- Flim1=380Mpa0- Flim2 =360MpaSf=1.3(TF1=238.86Mpa(T F2=236.57Mpau=3.5計算大小齒輪的YFaYSa/(TFE1=2.62 X1.59/238.86=0.01744YFa2YSa 2/(T F2=2.20 X1.78/236.57=0.01655故得：初選螺旋角p=140 ,故，mn >3v2x1.563 >8.69 M04X0.875 x(cos140 ) 2/1 >252X 1.65 >0.01744=1.56mm根據(jù)課本表 取標準模數(shù)：m=2mm計算小齒輪

14、分度圓直徑 d1t有9.88mm故輪齒齒根彎曲疲勞強度足夠(7)計算齒輪的圓周速度 VV=兀 d1ni1/60x 1000=3.14 x 59.88 x 396.69/60 x1000=1.24m/s芹arccosmn( Zi + Z2)/2a=arccos ( 30+99)>2/2X133=140 517''大，小齒輪參數(shù)：分度圓直徑：d1二mZ i/ cos 3=61.8mmd2=mZ2/cos 3=204.1 mm齒寬：b=(|)aa=1 x 59.88mm=59.88mm取 b二65mmb2=60mmi 齒=3.31Zi=25Z2=90a=133mmm=2b二65

15、mmb2=60mm齒頂身 ha = mn =2 齒根高 h尸1.25mn=3.5齒頂圓直徑da產(chǎn)di+2ha=65.8mmda2=d2+2ha=208.1mm齒根圓直徑dfi= di-2hf=56.8mmdf2 = d2-2hf=199.1mm六、軸的設(shè)計計算輸入軸的設(shè)計計算1、按扭矩初算軸徑選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度217255HBs根據(jù)設(shè)計手冊例題，弁查表10-2,取c=107d>113 (3.61/369.69)1/3mm=23.59mm考慮有鍵槽，將直徑增大5%,則d=28.426 x (1+5%)mm=29.84 選 d=30mm2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)軸上零件的定位，固定和裝配單級減

16、速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，小齒輪兩面用封油盤定 位，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定， 兩軸承分別 以軸承蓋和封油盤定位，則采用過渡配合固定(2)確定軸各段直徑和長度工段：di=30mm根據(jù)帶輪寬度長度取Li=63mm初選用7208c角接觸球軸承，其內(nèi)徑為40mm, 覽度為18mm.考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承座孔端面和 箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。通過密封蓋軸段長應(yīng) 根據(jù)密封蓋的寬度，弁考慮聯(lián)軸器和帶輪距箱 體外壁應(yīng)啟一定矩離而定，故有：L2=44mm, d2=36mmIV段直徑d3=40mmL3=31mmVI段直徑 d4=48mm,L4=8mmd5=208.1mm,L5=65mm

17、d6=48mm,L6=8mmd7=40mm, L7=31mm(3)按彎矩復合強度計算輸出軸的設(shè)計計算求分度圓直徑：已知 di=61.8mm求轉(zhuǎn)矩：已知 T2=267700N mm求圓周力：FtFt=2T2/d2=2 x 267700/204.1=2623NFa=Ft tan 斤2623 xtan 140 5'17''Fr=Fetan an /cos 3=2623 xtan 140 517'' 壓軸力:1899.6因為該軸兩軸承對稱，所以：LA=LB=51mm(1)繪制軸受力簡圖(2)繪制垂直面水平面若矩圖，合成彎矩圖(3)繪制扭矩圖輸出軸的設(shè)計計算1、按

18、扭矩初算軸徑選用45#調(diào)質(zhì)鋼，硬度(217255HBS)根據(jù)設(shè)計手冊表取c=107d > c(P3/n3)1/3=113(3.36/119.85)1/3=34.33mm取 di=38mm因其跟聯(lián)軸器相連，查標準可選對應(yīng)聯(lián) Y型 長圓柱形軸孔，直徑為38mm,長度L為82mm 的聯(lián)軸器，則可得 L2=82mm。(1)軸的零件定位，固定和裝配單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面用軸環(huán)定 位，右面用封油盤軸向定位， 兩軸承分別以軸 承肩和軸承蓋定位，周向定位則用過渡配合或 過盈配合，軸呈階狀，左軸承從左面裝入，封 油盤和右軸承聯(lián)軸器依次從右面裝入。(2)確定軸的

19、各段直徑和長度初選7210AC型角接球軸承，其內(nèi)徑為 50mm,優(yōu)度為20mm。考慮齒輪端卸和相體 內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)啟一定矩離，則取封油盤長為21mm,則該段長43mm,安裝 齒輪段長度比輪轂寬度短2mmo又考慮到軸承座孔端面?炳壁的距離為 50mm,聯(lián)軸器距軸承座孔端面距離為 24mm,已經(jīng)相對應(yīng)的定位軸肩非定位軸肩引起的直徑變化，得出各段軸的直徑和長度如下：L2=42mm, d2=44mmIV段直徑d3=50mmL3=43mmVI段直徑 d4=54mm,L4=58mmd5=64mm,L5=8mmd6=50mm,L6=33mm七、滾動軸承的選擇及校核計算根據(jù)根據(jù)條件，軸承預計壽命1

20、6x365x10=58400 小時1、計算輸入軸承(1)已知 nn=396.69r/min兩軸承徑向反力：Fr1= 536NFr2=520N初先兩軸承為角接觸球軸承 7208AC型軸承內(nèi)部軸向Fs=0.68Fr 則 Fs1=364.48NFs2=353.6N(2)故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端Fa1=1054.6NFa2=353.6N(3)求系數(shù)x、y根據(jù)課本表得e=0.68Fai/Fri=1054.6N/536N>0.68Fa2/Fr2=353.6N/520N=0.68Fai /FRi>eXi=0.41 F A2/FR2=eX2=1yi=0.87y2=0(4)計算當量載荷

21、Pi、P2根據(jù)課本表取f p=1Pi=1(XiFRi+yiFAi)=1 x (0.41 x 536+0.87 X1055)=1137NP2=1(X2FRi+y2FA2)=1 x (1 x520+0)=520N(5)軸承壽命計算 Pi>P2 故取 P=1137N丁角接觸球軸承£ =3根據(jù)手冊得7208AC型的Cr=35200N,得Lh=106/60n(ftCr/ fp P) £=106/60 X 396.69x (1x35200/1 X 1137)3=1246649h>58400h.預期壽命足夠2、計算輸出軸承(1)已知 nm=119.85r/min兩軸承徑向反力

22、：Fr1 =Fr2=491.5N初先兩軸承為角接觸球軸承7210AC型軸承內(nèi)部軸向Fs=0.68Fr 則 FskFs2=334.22N(2)故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取 1端為壓緊端Fai=987.22NFa2=334.22N(3)求系數(shù)x、y根據(jù)課本表得e=0.68Fai/Fri=987.22N/491.5N>0.68Fa2/Fr2=334.22N/491.5N=0.68Fai /FRi>eXi=0.41FA2/FR2=eX2=1yi=0.87y2=0(4)計算當量載荷Pi、P2根據(jù)課本表取f p=1.0Pi=1(XiFRi+yiFAi)=1 x (0.41 x 491.5+0.87 X987.2 )=1060