螺旋输送机传动装置-课程设计说明书.docx

机械设计课程设计计算说明书设计题目螺旋输送机传动装置目录1、 传动方案拟定.42、 电动机的选择.4三、传动装置的总传动比及分配各级的传动比的计算.5四、传动装置的运动和动力参数的计算.65、 齿轮传动的设计.6六、轴的设计.8七、轴承及其组合部件的设计.9八、键连接的选择与校核.139、 箱体、润滑及附件的设计.14 10、 总结.16 十一、参考资料.17设计带式输送机的传动装置工作条件：螺旋输送机连续单向运转，工作有轻微震动，输送机工作轴转速允许误差5% ；两班制工作（每班按8小时计算），使用期限8年，小批量生产。一、传动方案拟定第一组数据：设计一个用于螺旋运输机上的单级圆柱齿轮减速器1、工作条件：运输机连续工作，单向运动，载荷变化不大，减速器小批量生产，使用期限8年，两班制工作（每班8小时）。2、原始数据：输送机工作轴扭矩T=240Nm, 输送机工作轴转速n=155r/min。二、电动机的选择1、电动机类型的选择：按已知的工作要求和条件，选用Y系列三相异步电动机，其结构形式选择基本安装B3型，机座带底脚，端盖无凸缘，额定电压380V。2、确定电动机的功率：（1）计算工作机所需功率工作扭矩，单位为Nm；工作机效率，螺旋运输机；工作机转速，单位为r/min；=0.4（2）传动装置的总效率： =0.9850.975=0.868（3）电机所需的工作功率：=10440.67W3、确定电动机的转速： =11484.74W和同步转速，由有关手册查出合适电动机型号Y160L-4综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，则选nm=1460r/min。4、确定电动机型号：根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y160L-4。其主要性能：额定功率15KW，满载转速1460r/min5、计算结果：型号额定功率/KW同步转速/(r/min)满载转速/(r/min)Y160L-41515001460三、传动装置的总传动比及分配各级的传动比的计算1、总传动比：通常，单级圆柱齿轮传动比范围=35，则合理总传动比i的范围为i=620，根据电动机额定转速2、分配各级传动比：（1） 取=4（2） 因为=所以3、计算结果：参数总体齿轮V带传动比i10.0742.5四、传动装置的运动和动力参数的计算1、计算各轴转速：2、计算各轴的功率：3、计算各轴转矩：4、计算结果：轴号输入功率P/KW转矩T/ N.m转速n/(r/min)110.33667610.4781460210.026163395.41584五、齿轮传动的设计1、选择齿轮材料及精度等级：所设计齿轮传动属于闭式传动，通常齿轮采用软齿面。根据课本p167表11-1，小齿轮材料选用45钢，调质处理，齿面硬度197-286HBS；大齿轮材料选用45钢，正火处理，齿面硬度为156217HBS精度等级：运输机是一般机器，速度不高，故选7级精度。2、齿面接触疲劳强度计算：（1）初步计算：齿数比u= =4由课本P175表11-6得齿宽系数： =0.8转矩T1=67610.478N.m根据课本P166图11-1得接触疲劳极限：=375Mpa， =585Mpa由171页表11-5得：最小安全系数 ，许用接触应力由p171 表114得=189.8 ,=2.5 ,荷载系数K=1.5 , u=4小齿轮直径 =85mm小齿轮齿数取实际传动比i=4模数 初步齿宽 b=d d1=0.885=68mm取 mm mm按照表4-1取m=3，实际得 齿顶圆 齿顶圆 齿根圆 中心距 （2）验算弯曲强度根据课本图11-8得齿形系数：YFa1=2.6，YFa2=2.11根据课本图11-9正系数：YSa1=1.62，YSa2=1.82许用弯曲应力F1=248Mpa，F2 =356Mpa验算 所以，轮齿齿根弯曲疲劳强度足够，原设计合格4、计算结果：参数齿数z模数/mm直径/mm齿宽/mm传动比中心距/mm齿轮1303907542.5225齿轮212036070齿轮圆周速度：对照表11-2可知选用是正确的。六、轴的设计1、主动轴设计：（1）选择轴的材料，确定许用应力：轴的材料选为45号钢，调质处理，硬度217255HBS，取240HBS。根据课本P241表14-3得许用弯曲应力：B=600Mpa，+1b=200Mpa，0b=95Mpa，-1b=60Mpa（2）计算基本直径：按扭转强度估算轴直径：查表14-2得=35 c=110高速轴取=22mm低速轴取=29mm（3）轴上零件的定位，固定和装配：单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮一面由轴肩定位，令一面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和套筒定位，靠过盈配合实现周向固定，轴通。（4）绘制结构简图：（5）确定各轴段尺寸：1）确定各轴段直径：1. 段：依据公式的估算值 d1=22mm2. 段：根据油封标准 d2=25mm3. 段：与轻系列深沟球轴承6206配合 d3=31mm4. 段：与齿轮做成整体 d4=36mm5. 段：根据定位轴肩得高度 d5=69mm6. 段：查表得轻系列深沟球轴的承得安装直径 2）确定轴上各轴段长：1. 段：l1=76mm2. 段：l2=33mm3. 段：l3=66mm4. 段：小于轮毂23mm，便于定位可靠，l4=7 mm5. 段：l5=7mm6. 段：l6=18mm总轴 +=207mm（6）校核轴的强度：11）轴受力分析：转矩T1=9.55106 P/n=166490.84N.mm 齿轮受力：圆周力Ft1=2 T1/d2=2x166490.84/360=924.95N径向力Fr1=Ft1tanan=924.95tan200=336.65N AB轴承垂直面直反力：FBV=FAV =/2=168.33N AB轴承水平面直反力：FBH= FAB =Ft1 /2=462.475N2）危险截面弯矩：垂直面弯矩：MaV= FBV lAB /2=168.33x107/2=9005.66N.m水平面弯矩：MaH= FBHlAB /2=462.475x107/2=24742.4125 N.m3）合成弯矩：a-a截面合成弯矩：Ma=( MaV2+ MaH 2)1/2=(9005.66 2+24742.4125 2) 1/2=26330.38N.m4）危险截面的当量弯矩：取折合系数a=0.6，则当量弯矩为：=33.258MPa所以，原设计强度合格（3）轴上零件的定位，固定和装配：单级减速器中，可将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置在齿轮两边，轴外伸端安装联轴器，齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定 ，轴通过两端轴承盖实现轴向定位，联轴器靠轴肩平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向定位。（4）确定各轴段尺寸：1）确定各轴段直径：段：依据公式的估算值d1=29mm段：根据油封标准，d2=30mm ：与轻系列深沟球轴承6206配合，d3=37mm ：为减少加工量，d4=44mm ：安装齿轮处尽量圆整，d5=75mm ：配合轴承使用d6= 66mm2）确定轴上各轴段长：段：与联轴器相连，取l1=102mm段：l2=35mm段：l3=66mm段：l4=7mm段：l5=7mm段：l6=18mm总轴长L=l1+l2+l3+l4+l5+l6 =235mm3、计算结果：主动轴直径/mm222531365666段长/mm7666337718从动轴直径/mm293037447566段长/mm10235667718七、轴承及其组合部件设计1、主动轴上的轴承（深沟球轴承6206）：根据课本表16-8得温度系数： =1根据课本表16-9得冲击载荷系数： =1对球轴承，其寿命系数： =3对于深沟球轴承6206， C=19.5KN当量动荷载 P=Fr1/2=9.75kN轴承预计寿命满足要求，所选轴承合格3、计算结果：参数型号d/mmB/mmC/KN主动轴6206301619.5八、键连接的选择与校核1、联轴器与轴联接的键：轴径d1=22mm，轴段长l3=75mm，选用：A型平键，8x54，GB/T 1096-2003l=l-b=32-10=22mmT2=140.067 N.mh=8mm所以选用合格2、大齿轮与轴联接的键：轴径d4=28mm，轴段长l4=76mm，选用：A型平键，8x56，GB/T 1096-2003=l-b=76-56=20mmT=806.975 N.mh=10mm所以，所选键合格5、计算结果：参数联轴器与轴大齿轮与轴键宽88键长6356键高88九、箱体、润滑及附件的设计1、箱体的主要尺寸：（1）考虑铸造工艺，机座壁厚z=0.025a+1=6.625mm，取z=8mm（2）机盖壁厚 z1=0.02a+1=5.5mm，取z1=10mm（3）机座凸缘厚b=1.5z=12mm（4）机盖凸缘厚b1=1.5=15mm（5）机座底凸缘厚b2=2.5z=20mm（6）地脚螺栓直径df=0.036a+12=20.1mm，取df=22mm（7）地脚螺栓数目n=8 (因为a250mm)（8）轴承旁螺栓直径d1= 0.75df = 16mm（9）机盖与机座连接螺栓直径 d2=(0.50.6)df =1012mm，取d2=11mm（10）连接螺栓d2的间距l=150200mm，取l=175mm（11）轴承盖螺栓直径d3=(0.40.5) df=810mm，取d3=9mm（12）检查孔盖螺栓直径d4=(0.30.4) df=68mm，取d4=7mm（13）定位销直径d=(0.7-0.8)d2=8.49.6mm，取d=9mm（14）螺栓至机壁距离C1=20mm（15）螺栓至凸缘外缘距离C2=18mm（16）轴承旁凸台半径R1=C2=20mm（17）凸台高度h，以低速级轴承座外径确定，便于调节扳手空间（18）外壁至轴承座端面距离l1=C1+C2+(510)=4752mm，取l1=52mm（19）大齿轮齿顶圆与箱内壁间的距离 11.2z=9.6mm，取1=10mm（20）齿轮端面与内机壁间的距离 2z=8，取2=9mm（21）机盖筋厚m1=0.85z1=8.5mm，取m1=9mm（22）机座筋厚m2=0.85z=8.5mm，取m2=9mm（23）轴承端盖外径D2=67+(55.5) 取D2=82mm（24）轴承端盖凸缘厚度t=(11.2)d3，取t=8mm（25）轴承旁连接螺栓的距离S=D2=56mm.2、润滑与密封：（1）齿轮的润滑：由于为单级圆柱齿轮减速器，速度12m/s，采用浸油润滑，为保证齿轮啮合处的充分润滑，并避免搅油损耗过大，减少齿轮运动的阻力和油的温升，浸油深度h约为2个齿高，但不小于10mm，所以浸油深度约为12mm。（2）滚动轴承的润滑：由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟，利用机体内润滑油的飞溅直接润滑。（3）润滑油的选择：齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用GB443-89全损耗系统用油L-AN15润滑油。（4）密封方法的选取：选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为GB894.1-86-25轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。为防止机体内润滑油和外部杂质进入机体内部影响机体工作，在构成机体的各零件间，需设置不同形式的密封装置。对于无相对运动的结合面，常用密封胶、耐油橡胶垫圈等；对于旋转零件如外伸轴的密封，则需根据其不同的运动速度和密封要求考虑不同的密封件和结构。由于密封界面的相对速度不是很大，采用接触式密封，输入轴与轴承盖间以及输出轴与轴承盖间采用粗羊毛毡封釉圈。3、附件的选择：通气器选用M181.5油表装置选用游标尺M12起吊装置选用箱盖吊耳，箱座吊耳.放油螺塞选用外六角油塞及垫片M121.5起盖螺钉选用GB/T5780 M1220材料Q235高速轴轴承盖上螺钉选用GB578286 M12X20材料Q235低速轴轴承盖上的螺钉选用GB578386 M820材料Q235螺栓选用GB578286M2075材料Q235十、总结一周的机械设计基础课程设计结束了，这一周之内我收获了很多专业知识。通过绘图，我练习巩固了cad制图的技巧，绘图工作虽然繁琐复杂，但是按照各个标准耐心做下来，我学会了使用各种灵巧的绘图工具，使设计图更加清晰。从勾勒轮廓到完善细节，从画中心轴到标注尺寸，每次遇到不会的问题，老师都耐心教导我们，给我们解答，我能够顺利完成这次的课程设计，更要感谢老师和同学的教导和帮助。看着自己的图，我的心中充满了成就感，这是严谨认真才能收获的极致成果。通过设计计算，我学会了齿轮设计的准则，学会了查找相应的表格和规范，在合理范围内设计各种零件的尺寸和规格。机械设计要求严谨与经验相结合，更要兼顾实际工业加工要求。几天设计下来，我不仅巩固了课堂知识，更了解到了许多课外的规范和要求，这为我以后的学习和设计大侠了良好的基础。最后感谢老师，让我再这次课程设计学到了许多AUTO Cad的和机械工业设计的专业知识。我会更加严谨地对待学术研究，更加以更严谨细致的态度对待我未来的学习。十一 参考资料张美麟：机械基础课程设计 化学工业出版社，2002刘瑞新：Auto CAD 2004中文版应用教程 机械工业出版社，2010杨可桢：机械设计基础 高等教育出版社，2006T=240Nmn=155r/minY系列三相异步电动机=0.868工作功率=9062.5kw=1460r/minnm=1460r/minY160L-4Pm=11.5KW=1460r/min=10.07=4=2.5=1460r/min=584r/min=10.336kw=10.181kw=67610.478N.m=163995.405N.m小齿轮45钢，197286HBS大齿轮45钢，156217HBS7级精度u=4=0.8T1=67610.478Nm=375Mpa=585Mpa=340.91Mpa=531.818MpaYFa1=2.6YFa2=2.11YSa1=1.62YSa2=1.82F1=284MpaF2=356Mpa45钢，200HBSB=600Mpa+1b=200Mpa0b=95Mpa-1b=60MpaC=115d1=22mmd2=25mmd3=31mm深沟球6206d4=36mmd5=69mmd6=56mml1=76mml2=33mml3=66mm=7mml5=7mml6=18mmL=207mmlAB=107mmlK=100mmT1=166490.84N.mmFt1=924.95NFr1=336.65NFBV=168.33NFAV=168.33NFBH=462.475NFAH=462.475NMaV=9005.66N.mMaH=24742.4125N.mMa=26330.38 N.m=33.258Mpa45号钢240HBSd1=29mmd2=30mm深沟球6206d3=37mmd4=44mmd5=75mmd6=66mml1=102mml2=35mml3=66mml4=7mml5=7mml6=18mmL=235mm =1=1=3C=22.0KNLh =75320hA型平键863P=19.07MpaA型平键8x56P =88.472MpaA型平键8x56l=54mmz=8mmz1=10mmb=12mmb1=15mmb2=20mmdf=22mmn=8个d1=16mmd2=11mml=175mmd3=9mmd4=7mmd=9mmC1=20mmC2=18mmR1=20mml1=52mm1=10mm2=9mmm1=9mmm2=9mmD2=82mmt=8mmS=56mmh=12mmGB443-89L-AN15