2022年机械课程设计 .pdf
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1、- 1 - / 29 机械设计课程设计课题名称带式输送机传动装置设计系别机电学院专业机械设计与制造班级 09机制 01 班姓名学号 093280129 指导老师高瑞贞河北工程大学2018 年 6 月设计题目:展开式二级圆柱齿轮减速器设 计 数 据:运 送 带 传 递 的 有 效 圆 周 力F=7600N, 带 速0.60m/s,滚筒直径 530mm 设计要求:原动机为电动机,齿轮单向传动,有轻微冲击工作条件:连续单向运转工作时有轻微震动空载启动使用期限为八年单班工作制 (每班 8小时 传动示意图如下:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第
2、1 页,共 29 页- 2 - / 29 目录一、选择电动机二、确定传动装置的总传动比和分配传动比三、计算传动装置的运动和动力参数四、设计 V 带和带轮五、链传动的设计六、齿轮的设计七、齿轮具体参数八、轴及零部件的设计九、密封圈的设置十、减速器机体结构及尺寸十一、箱体及减速器附件说明精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 29 页- 3 - / 29 十二、参考资料精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 29 页- 4 - / 29 一、 选择电动机工作机所需功率
3、Pw :1000FvPw=100060.07600=4.56Kw 1带的传动效率: 0.96 2每对轴承的传动效率: 0.988 3圆柱齿轮的传动效率: 0.975 4联轴器的传动动效率: 0.99 5滚筒的传动效率: 0.96 6链的传动效率 : 0.965 说明:总电动机之工作机之间的总效率65423321*总81.0965.0*96.0*99. 0*975.0*988. 0*96.023总kwPwP63.581.0/56.4/总电动机min/r.621530*/1000*.60*60/100060Dvn滚筒根据电动机功率及转速查手册第317页表 108 查出电动机型号为Y132M4.额定
4、功率为 7.5kw,工作输出效率为5.63 kw,工作输出效率为 75.1%基本符合工作要求二、 确定传动装置的总传动比和分配传动比总传动比 :676.211440滚筒电动机总nni平均传动比:86.26744总平均ii分配传动比:1 .2带i3. 31齿轮i6.2链i则2.73*12链齿轮带总齿轮iiiii三、 计算传动装置的运动和动力参数将传动装置各轴由高速到低速依次定为1 轴,2 轴, 3 轴, 4 轴。34231201,依次为电机与轴1,轴 1 与轴 2,轴 2 与轴 3之间,轴 3与轴 4之间的传动效率。1. 各轴转速:min/7 .6851. 214401rinn带电动机min/8
5、 .207.337.685112rinn齿轮min/9 .553.728.207223rinn齿轮81.0总min/.621 rn滚筒min/1440rNkwP3.65电动机.12带i.33i1齿轮.723i2齿轮2.6i链min/7 .6851rnmin/8.2072rnmin/9.553nmin/5.214rn1.1KtcaP =6.2 Kw V=7.54m/s dL =1250mm mma366aK =0.955 LK =0.93 Z=5 NF1430NFp1412PL =80mm V=0.787m/s L=3.668m QF =11250N 1z=24 2z=80 1N =7.9810
6、2N =2.4810td1=59.1mm V=2.14m/s b=59.5mm tm =2.48mm 95. 0vk1FHkk1Ak1Hk精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 29 页- 5 - / 29 min/5.21.629.5534rinn链2.各轴输入功率:KWPP.4156.90*.635*1带电动机KWPP5.2175.90*88.90*.415*12齿轮轴承KWPP02.575.90*9.90*21. 5*23齿轮轴承KWPP76.49.90*56.90*88.90*2.05*34联链轴承3各轴输入转矩:mNn
7、PT35.757.685.415*95509550111mNnPT44.2398.20721. 5*95509550222mNnPT62.8579 .5502.5*95509550333mNnPT33.21145 .2176.4*95509550444四、设计 V 带和带轮:1. 设计 V 带(1)确定设计功率caPttcaPKP*查课本168P表 8-7得:tK =1.1 则计算功率PKWPKPtca20.663. 5*.11*电动机 2)选择带型根据KWPca2. 6min/1440rn电动机, 由课本图 8-11,选择 A 型 V 带。 3)选取带轮基准直径d与1dd2dd由表 8-8
8、取1dd=100mm 2dd=带i1dd=2.1100=210mm 4)验算带速smndV/54.71000*601440*100*4.131000*60*1电动机带速在 525m/s范围内,合适5)取 V 带基准长度 Ld 和中心距 a:初步选取中心距 a:取0a =400mm 符合 0.71dd+2dd) 0a 由课本169P式 8-26得: mmaddddaLdddd13184)()(2202122100查课本表 8-2 取dL =1250mm 由课本169P式 8-27计算实际中心距:mmLLaadd366200mmLaad3 .3271250015.0366015.0minmmLaa
9、d5.403125003.036603.0max36.1k1d =60.4mm 52.2m283.1kmmm74.11Z =31 2Z =103 1d=62mm 2d-103mm mma1342B =62mm 1B =67mm mNT511039. 21N =2.48102N =6.5710td1=84.3mm V=0.92m/s b=84.3mm hb10.66 K=1.56 mmd58.891m=3.73mm K=1.49 m=3mm 301Z1122Z1d=90mm 2d=336mm a=213mm 2B =90mm 1B =95mm 深 沟 球 轴 承6307 dDB=35mm80mm
10、 21mm3号键bhL=128804号键bhL=12856精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 29 页- 6 - / 29 求 v 带根数 z:由式 8-28得:tadKKPPPZ)(00由mmdd1001和min/14401rn查表 8-4a得KWP31.1)12001440(1200145014.131.114.10根 据min/14401rn1 .2带i和A型 带查 课 本 表8-4b 得 , 0P =0.17KW 查课本表 8-5 得, aK =0.955 查课本表 8-2 得, LK =0.93 则KWKKPPLo
11、o31.193.0955.0)17.031. 1(*)(PrrcaPPZ73.431.12.6取Z=5 作用在轴上压力由式8-30 得:NZFFp14122162sin143*5*22sin210(10带轮的材料采用铸铁主 动 轮 基 准直 径mmdd1001, 故 采 用 腹板 式 或 实 心式),从动轮基准直径mmdd2102,采用腹板式。五、 链传动的设计:1、选择链轮齿数1Z ,2Z根据 i=2.6 估计链速在 0.63m/s之间选小链轮的齿数1Z =19 大链轮的齿数2Z = 1Z *i 链=19*2.6=49.4 所以取2Z =50 2、确定计算功率由表9-6)查得aK =1.0,
12、由图 9-13查得52. 1zk,单排链 故CP =aK * zk *p=1.01.52 5.02=7.63 KW 3、确定中心距0a 及链节数PL初选中心距0a =30p 由式mmd89.22mind1=24mm沟球轴承 6306深d D B=30mm72mm 19mm1号键bh L=87732号键bhL=10855dmin=53mm深 沟 球 轴 承6211d D B=55mm120mm 21mm5号键b h L=18mm11mm 80mm6号键b h L=16mm10mm 44mm精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 2
13、9 页- 7 - / 29 mmZZapZZPaLP57.80)239(30126930*2)2(2222120210取PL =80mm 4、确定链条型号和节距p 根据CP =7.63 KW ,min/9.553rn由图 9-11可选链型号 28A-1,链条节距 p=44.45mm 5、验正链速smnPZv/787.01000*609 .55*45.44*191000*60*31根据链号为 28A-1 查图 9-14选用滴油润滑6、确定链长 L 和中心距 a 链长: L=mPLp556.3100045.44*801000*中心距。 a )(2211zzlpfap=)5019(80245.442
14、4396.0=987mm 7作用于轴上的压力F=NVP93758.05.7*1000*1000工作平稳,取压轴力系数1.2 QF =1.2 F=11250N 六、 齿轮的设计 : I 第一对齿轮的设计1选定齿轮的类型,精度等级,材料以及齿数;.减速器运输机为一般工作机器,工作速度不是太高,所以选用7 级精度.选择材料。由表10-1 可选择小齿轮的材料为45Cr(调质,硬度为280HBS,大齿轮的材料为45 钢.选小 齿轮 的 齿 数为 24, 则 大齿 轮的 齿 数 为 243.3=79.2, 取2Z=80 2按齿面接触强度进行设计由设计公式进行计算,即精选学习资料 - - - - - - -
15、 - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 29 页- 8 - / 29 213112.32()ttdEuuHZkTd选用载荷系数tK=1.3 计算小齿轮传递的转矩mmNnPT4511511054. 77.68541. 5*105.95105.95由表 10-7选定齿轮的齿宽系数1d;机械设计第八版 205 页由表 10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.812MPa由 图10-21d 按 齿 面 硬 度 查 得 小 齿 轮 的 接 触 疲 劳 强 度 极 限1limH=600Mpa;大齿轮的接触疲劳强度极限2limH=550MPa 3.计算应力循环次数1N =Lnh
16、j160=60685.71试算小齿轮分度圆的直径td1,带入H中较小的值213112.32()ttdEuuHZK Td=3245.5228.1893 .33 .4*1105 .73.132.2x=59.1mm 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 29 页- 9 - / 29 (1计算圆周的速度Vsmndvt/14.21000607.6855.5910006011(2计算齿宽 b tddb1=1 59.5mm=59.5mm (3计算齿宽和齿高之比。模数11zdmtt=24/5.59=2.48 mm 齿高tmh25.2=2.25
17、 2.48=5.58 mm hb58.55.59=10.67 (4)计算载荷系数。根据 V=2.14m/s。7 级精度,可查图10-8 得动载系数vk=0.95;直齿轮FKHk=1。可得使用系数Ak=1。由 10-4 用插图法差得7 级精度,小齿轮相对支承非对称布置时,Hk=1.423;由hb10.67,Hk=1.423 可得FK=1.35 故载荷系数HHVAKKKKK=1432.195.01=1.36 (5)按实际的载荷的系数校正所算得的分度圆直径。311ttKKdd=33. 136.15.59=60.4mm (6)计算模数 m。11zdm=244 .60=2.52mm 6按齿根弯曲强度设计
18、弯曲强度的计算公式精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 29 页- 10 - / 29 321)(12FSaFadYYzKTm 查 表 可 得 小 齿 轮 的 弯 曲 疲 劳 强 度 极 限1FE=500Mpa 。大齿轮的弯曲强度极限2FE=380 Mpa 2)查表可得弯曲疲劳寿命系数1FNK=0.9, 2FNK=0.92;3)计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由式可得SKFEFN111F= 4.15009.0=321.43 Mpa SKFEFN222F= 4.138092.0 =249.71 Mpa 4)计
19、算载荷系数 K FFVAKKKKK= 35.1195.01 =1.283 5)查取齿形系数。查得1FaY 2.65 2FaY2.226 6查取应力校正系数。查表可得1SaY = 1.58 2SaY=1.764 计算大,小齿轮的FSaFaYY并加以比较。111FSaFaYY=43.32158.165.2=0.01303 222FSaFaYY= 71.249764.1226.2 =0.01572 大齿轮的数值大。2)设计计算。32424101572. 0105. 7283.12m=1.74mm 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,
20、共 29 页- 11 - / 29 对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m 的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径 即模数与齿数的乘积)有关,可取由弯曲强度算得的模数1.73mm 并就近圆整为标准值m=2mm,按接触强度计算得的分度圆直径1d=60.4 mm,算出小齿轮数mdZ11= 24 .60=31 大齿轮的齿数2Z=3.3 31=102.3 取 103 这样设计出的齿轮传动,既满足了齿面接触疲劳强度,又满足了齿根弯曲疲劳强度,并做到结构紧凑,避免了浪费4.几何尺寸的计算计算中心距2
21、21dda=134mm 3)计算齿轮的宽度1dbd62 mm 取2B =62mm,1B =67mm II 第二对齿轮的设计1选定齿轮的类型,精度等级,材料以及齿数;.减速器运输机为一般工作机器,工作速度不是太高,所以选用7 级精度.选择材料。由表10-1 可选择小齿轮的材料为45Cr(调质,硬度为280HBS,大齿轮的材料为45 钢.选小齿轮的齿数为24,则大齿轮的齿数为243.72=89.3,取2Z=90 2按齿面接触强度进行设计由设计公式进行计算,即213112.32()ttdEuuHZk Td选用载荷系数tK=1.3 计算小齿轮传递的转矩mmNnPT5511511039. 28 .207
22、21.5*105.95105.95由表 10-7 选定齿轮的齿宽系数1d;由表 10-6 查得材料的弹性影响系数ZE=189.812MPa由 图10-21d 按 齿 面 硬 度 查 得 小 齿 轮 的 接 触 疲 劳 强 度 极 限1limH=600Mpa;大齿轮的接触疲劳强度极限2limH=550MPa 3.计算应力循环次数1N =Lnhj160=60207.81试算小齿轮分度圆的直径td1,带入H中较小的值精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 29 页- 13 - / 29 213112.32()ttdEuuHZK Td
23、=3255 .5448.18972.372.4*11039.23.132.2=84.3mm (1计算圆周的速度Vsmndvt/92.01000608.20726.8410006011(2计算齿宽 b tddb1=1 84.26mm=84.3mm (3计算齿宽和齿高之比。模数11zdmtt=243.84=3.51mm 齿高tmh25.2=2.25 3.51=7.91 mm hb91.73.84=10.66 (4)计算载荷系数。根据 V=2.14m/s。7 级精度,可查图10-8 得动载系数vk=1.09;直齿轮FKHk=1。可得使用系数Ak=1。由 10-4 用插图法差得7 级精度,小齿轮相对支
24、承非对称布置时,Hk=1.427;由hb10.66,Hk=1.427 可得FK=1.37 故载荷系HHVAKKKKK=1427.109.11=1.56 (5)按实际的载荷的系数校正所算得的分度圆直径。311ttKKdd=33.156. 13.84=89.58mm 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 29 页- 14 - / 29 (6)计算模数 m。11zdm=2458.89=3.73mm 6按齿根弯曲强度设计弯曲强度的计算公式321)(12FSaFadYYzKTm查表可得小齿轮的弯曲疲劳强度极限1FE=500Mpa。大齿
25、轮的弯曲强度极限2FE=380 Mpa 2)查表可得弯曲疲劳寿命系数1FNK=0.9, 2FNK=0.94;3)计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由式可得SKFEFN111F= 4.15009 .0=321.43 Mpa SKFEFN222F= 4.138094.0 =255.15 Mpa 4)计算载荷系数 K FFVAKKKKK= 37.1109.11 =1.49 5)查取齿形系数。查得1FaY 2.65 2FaY2.20 6查取应力校正系数。查表可得1SaY = 1.58 2SaY=1.78 计算大,小齿轮的FSaFaYY并加以比较。111FSaFaYY=43.32158
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