机械设计.docx

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1、湖南大学机械与运载工程学院2013级机械设计根底课程设计任务书设计题目：带式输送机传动装置设计学号：201301110126姓名：叶帆指导老师：谢桂芝下达时间：2015年9月14日完成时间：2015年9月21日第一章设计任务书1.l设计题目一级直齿圆柱减速器，拉力F=1800N,速度v=lms,直径D=260mm,每天工作小时数：8小时,工作年限（寿命）：15年,每年工作天数:300天,配备有三相交流电源，电压380220Vo第二章电动机的选择2.1 选择电动机类型按工作要求和工况条件，选用三相笼型异步电动机，电压为380V,Y型。2.2 确定传动装置的效率查表得：联轴器的效率：nl=099一

2、对滚动轴承的效率：n2=0.99闭式圆柱齿轮的传动效率：3=0.98普通V带的传动效率：n4=0.96工作机效率：nw=o.95故传动装置的总效率2.3 选择电动机的容量工作机所需功率为2.4 确定电动机参数电动机所需额定功率：工作转速：经查表按推荐的合理传动比范围，V带传动比范围为：2-4一级圆柱齿轮减速器传动比范围为：3-5因此理论传动比范围为：6-20O可选择的电动机转速范围为nd=ianw=(6-20)73.49=441-1470rmino进行综合考虑价格、重量、传动比等因素，选定电机型号为：Y112M-6的三相异步电动机，额定功率Pen=2.2kW,满载转速为nm=940rmin,同

3、步转速为nt=1000rmino2.5 确定传动装置的总传动比和分配传动比(1)总传动比的计算由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速nw,可以计算出传动装置总传动比为:(2)分配传动装置传动比取普通V带的传动比：iv=3减速器传动比为第三章计算传动装置运动学和动力学参数3.1 电动机输出参数3.2 高速轴I的参数3.3 低速轴Il的参数3.4 工作机轴的参数运动和动力参数计算结果整理于下表:轴名功率P(kW)转矩T(Nmm)转速(rmin)传动比i效率n输入输出输入输出电动机轴2.0821131.9194030.96I轴21.9860958.160348.519313.334.260.9

4、711轴1.941.92252102.33249581.306773.4910.94工作机轴1.91.88246904.34244305.3573.49第四章普通V带设计计算4.1设计计算步骤(1)确定计算功率PCa由表查得工作情况系数KA=1,故（2）选择V带的带型根据Pea、nl由图选用A型。确定带轮的基准直径dd并验算带速V1）初选小带轮的基准直径ddl。取小带轮的基准直径ddl=106mn2）验算带速V。按式验算带的速度因为5msv25ms,故带速适宜。取带的滑动率=0.02（3）计算大带轮的基准直径。计算大带轮的基准直径根据表，取标准值为dd2=315mmo（4）确定V带的中心距a和

5、基准长Ld度根据式，初定中心距a0=340mm0由式计算带所需的基准长度由表选带的基准长度Ld=I43Ommo按式计算实际中心距a。按式,中心距的变化范围为347-411mm0（5）验算小带轮的包角a（6）计算带的根数ZD计算单根V带的额定功率Pr。由ddl=106mm和nl=940rmin,查表得P0=1.14kW根据nl=940rmin,i=3和A型带，查表得P0=0.109kW。查表的Ka=O.915,表得KL=O.96,于是2）计算带的根数Z取2根。（6）计算单根V带的初拉力FO由表得A型带的单位长度质量q=0.105kgm,所以(7)计算压轴力Fp带型A中心距368mm小带轮基准直径

6、106mm包角147.46大带轮基准直径315mm带长1430mm带的根数2初拉力175.74N带速5.21ms压轴力674.81N4.2带轮结构设计(1)小带轮的结构设计小带轮的轴孔直径d=28mm因为小带轮ddl=106300mm因此小带轮尺寸如下：由于当B1.5Xd时，L=B(2)大带轮的结构设计大带轮的轴孔直径d=22mm因为大带轮dd2=315mm因此大带轮尺寸如下：由于当B1.5Xd时,L=B第五章减速器齿轮传动设计计算5.1 选精度等级、材料及齿数(1)由选择小齿轮45(调质)，硬度为240HBS,大齿轮45(正火(常化),硬度为190HBS(2)选小齿轮齿数Zl=29,那么大齿

7、轮齿数Z2=ZlXi=29X4.26=124实际传动比i=4.276(3)压力角=20oo5.2 按齿面接触疲劳强度设计(1)由式试算小齿轮分度圆直径，即1)确定公式中的各参数值试选载荷系数KHt=1.3查表选取齿宽系数6d=l由图查取区域系数ZH=2.46查表得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa重合度端面重合度为：轴向重合度为：查得重合度系数Z=0.868计算接触疲劳许用应力。H由图查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为：计算应力循环次数由图查取接触疲劳系数：取失效概率为1%,平安系数S=L得取。Hl和。H2中较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即H=542MPa2)试算小齿轮分度圆

8、直径(2)调整小齿轮分度圆直径D计算实际载荷系数前的数据准备。圆周速度V齿宽b2)计算实际载荷系数KH查表得使用系数KA=I查图得动载系数Kv=1.066齿轮的圆周力。查表得齿间载荷分配系数：KHa=1.4查表得齿向载荷分布系数：KH=1.439实际载荷系数为3)按实际载荷系数算得的分度圆直径4)确定模数5.3 确定传动尺寸(U计算中心距(2)计算小、大齿轮的分度圆直径(3)计算齿宽取Bl=65mmB2=60mm5.4 校核齿根弯曲疲劳强度齿根弯曲疲劳强度条件为1) K、T、m和dl同前齿宽b=b2=60齿形系数YFa和应力修正系数YSa:查表得：查图得重合度系数Y=0.681查得小齿轮和大齿

9、轮的齿根弯曲疲劳极限分别为:由图查取弯曲疲劳系数:取弯曲疲劳平安系数S=L4,得许用弯曲应力故弯曲强度足够。5.5 计算齿轮传动其它几何尺寸(1)计算齿顶高、齿根高和全齿高(2)计算小、大齿轮的齿顶圆直径(3)计算小、大齿轮的齿根圆直径5.6 齿轮参数和几何尺寸总结参数或几何尺寸符号小齿轮大齿轮法面模数mn22法面压力角Qn2020法面齿顶高系数ha*1.01.0法面顶隙系数C*0.250.25齿数Z29124齿顶高ha22齿根高hf2.52.5分度圆直径d58248齿顶圆直径da62252齿根圆直径df53243齿宽B6560中心距a153第六章轴的设计6.1高速轴设计计算(1)已经确定的运

10、动学和动力学参数转速n=313.33rmin;功率P=2kW;轴所传递的转矩T=60958.1Nmm(2)轴的材料选择并确定许用弯曲应力由表选用45,调质处理，硬度为217s255HBS,许用弯曲应力为。=60MPa(3)按扭转强度概略计算轴的最小直径由于高速轴受到的弯矩较大而受到的扭矩较小，故取A0=112o由于最小轴段截面上要开1个键槽，故将轴径增大5%查表可知标准轴孔直径为22mm故取dmin=22(4)设计轴的结构并绘制轴的结构草图a.轴的结构分析由于齿轮1的尺寸较小，故高速轴设计成齿轮轴。显然，轴承只能从轴的两端分别装入和拆卸,轴伸出端安装V带轮,选用普通平键,A型,bXh=6X6m

11、m(GBT1096-2003),L=18mm;定位轴肩直径为27mm；联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别和轴承端盖定位，采用过渡配合固定。b确定各轴段的直径和长度。外传动件到轴承透盖端面距离K=20mm轴承端盖厚度e=10mm调整垫片厚度4t=2mm箱体内壁到轴承端面距离二1Omm各轴段直径确实定dl：用于连接V带轮，直径大小为V带轮的内孔径，dl=22mr11od2：密封处轴段，左端用于固定V带轮轴向定位，根据V带轮的轴向定位要求，轴的直径大小较dl增大5mm,d2=27mmd3：滚动轴承处轴段,应与轴承内圈尺寸一致,且较d2尺寸大l-5mm,选取d3=30mm,选取轴承型号为深沟球轴承6

12、206d4：齿轮处轴段，比d3尺寸大2-5mm,选取d4=35mnd5：轴肩，用于齿轮的轴向定位，应选取d5=45mm.d6：滚动轴承轴段，要求与d3轴段相同，应选取d6=d3=30mm0各轴段长度确实定1.1：根据V带轮的尺寸规格确定，选取Ll=30mm1.2：由箱体结构、轴承端盖、装配关系等确定，取L2=63mm01.3：由滚动轴承宽度以及齿轮端面到轴承端面距离确定，选取L3=36mn1.4：根据小齿轮宽度确定，长度略小于小齿轮宽度以保证齿轮轴向定位可靠，取L4=63mm01.5：根据齿轮端面到箱体内壁距离确定，取L5=8mn1.6：由滚动轴承宽度以及轴承端面到箱体内壁距离确定，选取L6=

13、28mm0轴段123456直径(mm)222730354530长度(mm)306336638286.2低速轴设计计算(1)已经确定的运动学和动力学参数转速n=73.49rmin;功率P=L94kW;轴所传递的转矩T=252102.33Nmm(2)轴的材料选择并确定许用弯曲应力由表选用45,调质处理，硬度为217s255HBS,许用弯曲应力为。=60MPa（3）按扭转强度概略计算轴的最小直径由于低速轴受到的弯矩较小而受到的扭矩较大，故取A0=112o由于最小轴段直径安装联轴器，其截面上要开1个键槽，故将轴径增大7%查表可知标准轴孔直径为38mm故取dmin=38（4）设计轴的结构并绘制轴的结构草

14、图a.轴的结构分析低速轴设计成普通阶梯轴，轴上的齿轮、一个轴承从轴伸出端装入和拆卸，而另一个轴承从轴的另一端装入和拆卸。轴输出端选用A型键，bh=108mm（GBT1096-2003）,长L=63mm;定位轴肩直径为43mm；联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别和轴承端盖定位，采用过渡配合固定。b.确定各轴段的长度和直径。各轴段直径确实定dl：用于连接联轴器，直径大小为联轴器的内孔径，dl=38mm0d2：密封处轴段，左端用于固定联轴器轴向定位，根据联轴器的轴向定位要求，轴的直径大小较dl增大5mm,d2=43mmd3：滚动轴承处轴段,应与轴承内圈尺寸一致,且较d2尺寸大l-5mm,选取d3=45mm,选取轴承型号为深沟球轴承6209d4：齿轮处轴段，选取直径d4=50mm0d5：轴肩，应选取d5=60mmd6：滚动轴