机械设计原版.doc

上洚第ZS實未常《机械设计》课程谢十S：带式输送传动装置中的一级柱斜齿轮减速器设计姓 名： 班 级： 学 号： 指导教师： 日 期： 年 月 日设计任务书 2选择电动机及运动参数计算 2传动零件设计计算 4轴的设计计算 9轴承的寿命计算 13键的选择计算 16联轴器的选择计算 17减速器附件的选择 17润滑与密封 1920设计小结 19参考资料一、设计任务书1.设计项目设计用于自动送料装置的单级斜齿圆柱齿轮减速器及相关设备该自动送料装 置的传动系统由电动机、带传动装置、圆柱齿轮减速器、联轴器及传送带组成2. 原始数据及要求传送带工作拉力：F=2300N，传送带速度：v=2.5m/s,鼓轮直径D=400mm每日两班制工作，连续单向运转载荷平稳，有粉尘工作年限为十年(每年250 个工作日)大修期三年齿轮寿命〉40000小时，轴承寿命〉12000小时，齿轮 精度等级7级3. 设计内容(1) 绘制减速器装配图一张(1#);(2) 绘制减速器低速级大齿轮工作图一张(3#)；(3) 绘制减速器低速轴工作图一张(3#)；(4) 编写设计计算说明书二、选择电动机及运动参数计算1. 选择电动机(1) 负载功率带式输送机效率〜=0.94〜0.96 "带=0.96Pw = Fwvw /1000z/w/ =2300x 2.5+ 1000x 0.95 = 6.05hv(2) 各级效率根据机《械设计实践》表10.7 ,取V带传动效率7/带=0.96,滚动轴承效率77$ = 0.98，齿轮传动效率7^ =0.98,联轴器效率z/齿=0.99(3) 总效率77总=7带7齿7^7朕=0.89(4) 电动机参考效率矸=;//^ = 6.8kw(5) 卷筒轴转速n = 60vw/;zD = 119r/min(6) 电机转速范围m = (6 〜20>w = (6 〜20)"u, =(6-20)x72 = 714-2380/7 min= 1440r/min(7) 选择电机考虑到工作环境有粉尘，选Y160M-6电动机这种型号的电动机 高效、节能、起动转矩大、噪声低、振动小、工作可靠、维护方便。

IP44 型外壳为封闭式，能防止灰尘、水滴大量进入电机内部适用于本项目设 计要求Y160M-6电机规格额定功率 A = 7.5/^v,转速 nlb = 1440rpm ,轴社 38mm,电机座键槽宽10mm，电动机中心高132mm2. 传动比分配(1) 总传动比z•总=n&/n1440/119 = 12.101(2) 带传动带传动一般在2〜4，齿轮传动一般在3〜6’带=3(3) 减速器 = 4.033. 运动和动力参数(1) 各轴转速 n, =-^ = 480r/minnu =^- = i 19.107/rmin^减(2) 各轴功率 P, = = 6.52SkWpn =pi ，z/a = 6.269kW(3) 各轴扭矩7； = 9550^ = 45097.227V - m屯T} =9550^- = 129880TV-z7zniT,, =9550■^二 523415.087V .m nu运动和动力参数如K转速功 率扭 矩效率r/ ^min1)P/kWT/(N-m)电动机轴14406.845097.22小带轮轴14406.845097.22I轴4806.5281298800.96II轴119.1076.269523415.080.96x0.98三、传动零件设计计算1. 计算功率由表查得工作情况系数么=1.1，故 Pc =KaP = 1.1x6.8 = 7.48W2. V带型号 P =lASkWf =970rpm查表普通v带选型图选择B型3. 确定带轮直径 查表取6^ = 150mmd(n = ixd(l = 3 x 140 = 420mm4. V 带速度 V = S.Hx^.xn, /60000= 10.55m/5V=10.55m/s在V=5〜25m/s范围内，满足要求5. 初定中心距 2(必 +J2) = 840 >aQ> 0.55(6/, + 名)=231.确定带长〃Q = 540mmt o,. 丌。

i , j \ , (d(l2 - dd、4/0 ^2a0+— /l + 4/2 ) + 2 4a()=1749mm查表可得Lo = 1800mm7. 实际中心距a a() + = 585mm 2圆整u = 580mm,略小，采用张紧轮8. 验算包角-180 ~(dd2 —a=166 >1209. 确定各参数根据V=10.55m/s，ddl = 140mm ,查表的P(} = 2.8 觀根据~ = 1440r/min，“=3和B型带，查表得 AP0 = 0.409kW根据％ = 166，查表得K 0.97 根据 = 1800mm ,查表得 Kk = 0.951().确定根数z = = 21(P0+AW么•取z = 211. 带与预拉力由表得A带的单位长度质量g = 0.17/^/m，所以(Fo)min=5OO(Z5~^)P-+^2A^zv=298.32N12. 轴上压力Qf(d =2z(F0)minsin 2 = 1183WB.齿轮传动设计1. 选择齿轮材料因为功率不大，采用软齿而组合小齿轮采用40MnB调质 大齿轮采用ZG35SiMn调质2. 确定许用应力(1) 接触安全系数由表查得=1.2(2) 接触极限应力 fJ//liml=1.5HBS + 330 = 720M戸o*HIim2 = 1.5HBS + 250 = 5SSMpa(3) 许用接触应力[aH]} = - = 720 + 1.2Mpa = 600Mpa[(7h]2 = - = 588 + 12Mpa = 490MpaSh(4) 弯曲安全系数查表6-41的么=1.3(5) 弯曲极限应力o-FlimI = 0.8//BS + 360 = 56SMpacrFIim2 = 0.8HBS + 280 = 460Mpa(6) 许用弯曲应力[C7f\ = - = 568 + 1.3Mpa = 437MpaS r[ctf]2 = = 460-13Mpa = 354MpaSf3. 按面接触疲劳强度设计由表查得K=l.l由表查得么=0.8〜1.4,取氏=1.0 7 = 129880A/(1) 按精度等级7级制造(2) 齿宽系数(3) 小齿轮扭矩由表查得材料的弹性影响系数A = 189,8~〃2,由表査得ai =0.78，么2 =0.87，贝M爹正系数么=eal + 么2 =1.65=55.65876^40 + 1)/2 = 139.982(5) 螺旋角 /? = 8〜15(6) 确定模数和齿数 m2 (0.008 〜0.02)% =1.12-2.7取 m=2.5(Z, + Z2) = 2 x 以0 cos# / m,, = 109.538Z,/Z2 = 4.03(7) 确定中心距和螺旋角aQ = mn (Zj +Z2)/2cos# = 140.57圆整“0 = 14 \mm(3: cos^KCZ, + Z2) / 2a0 ] = 12.79(8) 确定选择模数齿数及螺旋角mn =2.5,Z, =22,Z2 = 88,/? = 12.79(9) {ii•宽 J, = z?z/;Z, /cos/? = 56.4mmb = K = 56.4mm4. 验算齿根疲劳弯曲强度(1) 当量齿数 Zt, = Z, /cos3 夕二 23.122mmZv2 = Z2 /cos3 0 = 94.889z7?m(2) 复合齿形系数查表的KF5I = 3.35YPS2 =3.517(3) 校算弯曲强度(rF1 = l.6K7]YFSl cosy5/(Z?m^Z,) = 69.6Mpa < f 么、YPS1/Ym =13AMpa<[aF]29 所以满足要求。

5.计算齿轮各参数名称代号小齿轮大齿轮齿数Z2288法面模数Mn2.52.5分度圆法向压力角a n2020分度圆端面压力角u t20.5120.51螺旋角P右旋12.79左旋12.79分度圆直径d56.4225.598齿顶高ha2.52.5齿根高hf3.1253.125全齿高h5.6255.625齿顶间隙c0.6250.625齿顶圆直径da61.4230.598齿根圆直径df117.394272.775齿宽b5853中心距及偏差a141141当量齿数Zv23.72394.889公法线长度W20.1680.64C齿轮的结构设计齿轮1的直径较小，为保证齿轮强度，故将齿轮与轴做成一体齿轮2直径较大，且小于500mm,为减轻重量，节省材料，故齿轮可做成圆盘 式结构D齿轮受力计算1.小齿轮:圆周力=27；/名=4606N 径向力FrX = Ftx tan20/cos/? =17192V轴向力 =Fti tanf = 10467V 2.大齿轮:圆周力F,2=Fn= 46062V径向力 = 17192V轴向力 Fa2=Fnl= 10462V轴的设计计算A计算轴的最小直径rfmin >110(P/n)1/31. 高速轴dmin >110x(6.528/480),/3 =34.1mm考虑到轴上有V带张紧力并且开有键梢，为提高刚度所以适当增大轴 径 30%,取 35mm2•低速轴 dmin > 110x(6.269/119.107),/3 = 53.37V取 55mmB低速轴强度校核1.结构件图、受力分析图及弯矩扭矩图根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度2. 计算轴承上的支反力(1)水平面支反力(2)竖直面支反力 3.计算水平面上的弯矩(1) 水平面弯矩图上(2) 竖直面弯矩图上(3) 合成弯矩(4) 扭矩图上FNVi =6987V,Fnv2=1021NF顯=2HN，FNH2=23 糊MV] = 35\25N • mm,MV2 = 156623/V • mmMh =137885A^-z/7mM = 206204N - mm M2 =142288.677、mmT3=523415.1N.mm(5)当量弯矩图(单向连续转动，取et=0. 3)C 点处：Mcl =[M,2 +(6zr)2],/2 = 2591857V.zz/mMC2 =[M22 +(“r)2]1/2 =21 ] 902.IN.mm4. 判断危险剖面位置：C点剖面5. 危险截面(C点剖面)校核轴的材料：45#钢，许用应力：危险截面应力(J = AC/0.1X453 = 。