任鹏杰毕业设计说明书(4)

晋中学院本科毕业论文（设计）题目：物料输送机传动系统设计及三维建模学院：机械学院专业：机械设计制造及其自动化（师范）年级：10级师本一班姓名：任鹏杰指导教师：解占新完成日期：2014.05.18物料输送机传动系统设计及其三维建模学生姓名：任鹏杰指导教师：解占新摘要:该物料输送机传动系统的传动路线为：电动机——连轴器——蜗轮减速器——开式齿轮传动——链传动——带式运输机。其传动比主要集中在蜗轮减速器上，设计重点也主要在蜗轮减速器上，同时也要兼顾开式齿轮传动和链传动的设计及其各个部件之间的协调，还要考虑各个传动部件的轴向和径向定位、润滑、密封、散热、加工工艺、啮合方式等。对各个部件进行三维建模和运动仿真可以及时反馈一些设计错误和缺陷并加以改正和改善，从而实现优化设计。关键词：蜗轮减速器开式齿轮传动链传动三维建模THEDESIGNOFTRANSMISSIONSYSTEMOFMATERIALSCONVEYORANDITSTHREE-DIMENSIONALMODEL-BUILDINGAuthor’sName:RenPengjieTutor:XieZhanxinABSTRACT：Thetransmissionrouteofthistransmissionsystemofmaterialsconveyorisconsistedof6parts:electricmotor，shaftcoupling,wormgearreducer,exposedgeartransmission,chaindriveandbelt-conveyor.Itstransmissionratioismainlyconcentratedonwormgearreducer,sodoestheemphasisofthedesign.Meanwhile,thedesignofexposedgeartransmissionandchaindriveandthecoordinationofthesepartsshouldbeconsidered.Furthermore,thepositioninbothaxialandradialdirectionamongthetransmissionparts,lubrication,enclosing,heatdissipation,manufactureprocess,engagementsystemandsoonshouldalsobetakenintoaccount.Thethree-dimensionalmodel-buildingandmovementsimulationcangivesomefeedbackintime,suchastheerrorsanddefaultsinthedesignprocess.Andbycorrectingtheerrorsandimprovingthedefaults,wecanoptimizethedesign.KEYWORDS：wormgearreducerexposedgeartransmissionchaindrivethree-dimensionalmodel-building目录1设计要求...........................错误!未定义书签。2传动系统方案设计...................错误!未定义书签。3传动系统的总体设计.................................23.1电动机的选择......................................23.2计算总传动比和各级传动比的分配....................33.3传动装置各轴的的运动和动力参数计算错误!未定义书签。4蜗轮减速器传动零件的设计计算.......................55蜗杆减速器轴及轴承装置的设计.......错误!未定义书签。5.1蜗杆轴最小直径与联轴器的确定......错误!未定义书签。5.2轴承的选择与轴承的寿命计算........错误!未定义书签。5.3键的选择与键连接的强度计算........错误!未定义书签。5.4蜗杆轴的设计和强度校核............错误!未定义书签。5.5蜗轮轴的设计.....................................176箱体的设计计算.....................错误!未定义书签。6.1箱体的结构形式和材料..............错误!未定义书签。6.2铸铁箱体主要结构尺寸和关系........错误!未定义书签。7减速器其他零件及附件的选择........................198蜗杆减速器的润滑..................................219开式齿轮的设计计算.................错误!未定义书签。9.1开式齿轮传动设计..................错误!未定义书签。9.2开式齿轮的设计计算与强度校核......错误!未定义书签。9.3开式齿轮的结构设计数据............错误!未定义书签。10链传动的设计计算..................错误!未定义书签。参考文献............................................2911设计要求(1)设计任务设计物料输送机传动系统并进行三维建模。传动系统机构简图如下：(2)毕业设计要求及原始数据输送带工作拉力F=7.0KN,输送带工作速度v=6.5m/min，滚筒直径D=350mm,每日工作8小时，使用折旧期5年。1）工作情况:连续单向运转,载荷较平稳;2）工作环境:室内,灰尘较大,环境最高温度35℃;3）滚筒效率:j96.0(包括滚筒与轴承的效率损失);4）动力来源:电力,三相交流,电压380/220V;5）检修间隔期:4年1次大修,2年1次中修,半年1次小修;6）制造条件及生产批量:一般机械厂生产制造,小批量;7）输送带允许工作速度误差为±5%。22传动系统方案设计根据要求设计物料输送机传动系统，传动路线为：电机——连轴器——蜗轮减速器——开式齿轮传动——链传动——带式运输机。根据生产设计要求可知，该蜗杆的圆周速度V≤4～5m/s，所以该蜗杆减速器采用蜗杆下置式，采用此布置结构，由于蜗杆在蜗轮的下边，啮合处的冷却和润滑均较好。蜗轮及蜗轮轴利用平键作轴向固定。蜗杆及蜗轮轴均采用圆锥滚子轴承，承受径向载荷和轴向载荷的复合作用，为防止轴外伸段箱内润滑油漏失以及外界灰尘，异物侵入箱内，在轴承盖中装有密封元件。该蜗轮减速器的结构包括电动机、蜗杆轴、蜗轮轴、箱体、滚动轴承、检查孔与定位销等附件、以及其他标准件等。3传动系统的总体设计3.1电动机的选择1）选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V。2）选择电动机的容量工作机的有效功率为kWFvPW76.0605.60.7从电动机到工作机传送带间的总效率为1.62.57.0...6543由《机械设计课程设计指导书》表9.1可知：1：联轴器0.992：轴承0.983：双头蜗杆传动0.754：开式齿轮传动0.9435：滚子链传动0.966：卷筒的效率0.96所以电动机所需工作功率为1000FvPdKw33.157.076.03）确定电动机转速单级蜗杆减速器传动的传动比)40~10(1i，开式圆柱齿轮传动的传动比2i)6~3(,链传动传动比范围为)5.3~2(3i，而工作机卷筒轴的转速为min/91.5100060rdvnw所以电动机转速的可选范围为：min/)4.4964~6.354(91.5)840~60(rnd综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000r/min的电动机。根据电动机类型、容量和转速，由《机械设计课程设计指导书》表14.1选定电动机型号为Y100L-6。其主要性能如下表：电动机型号额定功率/kw满载转速/(r/min)额定转矩启动转矩额定转矩最大转矩Y100L-61.59402.02.03.2计算总传动比和各级传动比的分配（1）计算总传动比05.15991.5940i（2）各级传动比的分配该传动系统由蜗杆传动、开式齿轮传动、链传动组成，故传动比主要集中在蜗杆上，由《机械设计》第13章13.3.8节知蜗杆传动应优先选用的传动比为10、20、40、80，此处选201i.由《机械设计课程设计指导书》表2.1知开式圆柱齿轮传动的传动比i8,此处取32i.由《机械设计》第14章14.5.3节知4链传动传动比推荐范围为)5.3~2(i，此处取65.232005.1593i3.3传动装置各轴的的运动和动力参数计算（1）各轴的转速蜗杆轴min/9401rnnm蜗轮轴、开式齿轮传动小齿轮轴32nn20min/940rmin/47r开式齿轮传动大齿轮轴、小链轮轴54nn3min/47rmin/67.15r大链轮轴、滚筒轴76nn65.2min/67.15rmin/91.5r（2）各轴的输入功率蜗杆轴kWkWPPd32.199.033.111蜗轮轴kWkWPP97.075.098.032.13212开式齿轮传动小齿轮轴kWkWPP95.098.097.0223开式齿轮传动大齿轮轴kWkWPP88.094.098.095.04234小链轮轴kWkWPP86.098.088.0245大链轮轴kWkWPP81.096.098.086.05256滚筒轴kWkWPP79.098.081.0267（3）各轴的输入转矩电动机轴的输入转矩为mmNrkWnPTmdd4661035.1min/94033.11055.91055.9蜗杆轴mmNmmNTTd44111034.199.01035.1蜗轮轴mmNmmNTT4432121098.075.098.01034.1开式齿轮传动小齿轮轴mmNmmNTT442231096.098.01098.0开式齿轮传动大齿轮轴mmNmmNTT4442341088.094.098.01096.05小链轮轴mmNmmNTT442451086.098.01088.0大链轮轴mmNmmNTT4452561081.096.098.01086.0滚筒轴mmNmmNTT442671079.098.01081.0将上述计算结果汇总于下表，以备查用。轴名功率P/kW转矩T/(N﹒mm)转速n/(r/min)传动比i效率电动机轴1.3341035.194010.99蜗杆轴1.3241034.1940200.73蜗轮轴0.9741098.04710.96小齿轮轴0.9541096.04730.94大齿轮轴0.8841088.015.6710.98小链轮轴0.8641086.015.672.650.94大链轮轴0.8141081.05.9110.98滚筒轴0.7941079.05.914.蜗轮减速器传动零件的设计计算已知：输入功率P=1.32kw,蜗杆转速940r∕min,传动比：i=20ⅰ选择蜗杆传动类型根据GB∕T10085-1988,采用渐开线蜗杆（ZI）。ⅱ选择材料蜗杆：45钢，螺旋齿面淬火。表面硬度45HRC，蜗轮材料采用110PZCuSn,砂型铸造。ⅲ按齿面接触疲劳强度进行设计根据闭式蜗杆传动设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度,计算步骤见下表。计算项目计算内容计算结果（1）初选[d1/a]值6当量摩擦系数设smsmvs/3~/2.查表13.6取较大值