机械设计课程设计说明书

1机械设计课程设计说明书——设计螺旋输送机传动装置姓名：张刚学号：0402060122班级：过程0601班指导老师：许承华时间：2009-2-26江南大学机械工程学院2目录一、课程设计任务书二电动机的选择三传动装置的运动和动力参数计算四、链的计算设计五减速器高速级齿轮设计六、减速器低速级齿轮设计七、轴的设计校核计算八轴承的设计校核计算九箱体附件的设计十设计感受十一、参考资料3一、课程设计任务书1、设计带式输送机传动装置2.原始数据：12345678910工作机轴上的功率0.680.70.750.80.91.21.51.72.03.2工作机上的转速1111.511131520252835363.已知条件：1）螺旋筒轴上的功率P=0.7kw2）螺旋筒轴上的转速n=11.5r/min；3）工作情况三班制，连续单向运转，载荷较平稳；4)使用折旧期10年；45）工作环境室内，灰尘较大，环境最高温度35℃；6）动力来源电力，三相交流，电压380/220V；7)检修间隔期三年一次大修，二年一次中修，半年一次小修；8）制造条件及生产批量一般机械厂制造，小批量生产。4.设计工作量1）减速器装配图1张(A0)2）零件工作图1-3张(A3)3）设计计算说明书1份5、传动方案选择二级斜齿轮展开式的传动比范围一般为8～40，且结构简单，应用广泛，传动精度较高，使用寿命长，且满足工作环境要求，维护简便，但齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴有较大的刚度。高速级齿轮布置在远离转矩输入端，这样，轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形可部分地互相抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象。(1)将链传动布置于低速级将链传动布置于低速级，有利于整个传动系统结构紧凑，匀称。(2)选用闭式斜齿圆柱齿轮闭式齿轮传动的润滑及防护条件最好。而在相同的工况下，斜齿轮传动可获得较小的几何尺寸和较大的承载能力。采用传动较平稳，动载荷较小的斜齿轮传动，使结构简单、紧凑。而且加工只比5直齿轮多转过一个角度，工艺不复杂。所以，链传动传动和二级圆柱斜齿轮减速器，具有一定的合理性及可行性。二、电动机的选择内容步骤与过程结果1、工作机所需Pw=0.7kwPw=0.7KW2、电动机至工作机之间传动装置的总效率：由手册表1-7查得弹性联轴器的效率η1=0.99；滚子轴承的效率η2=0.99，9级精度的一般齿轮传动效率η3=0.97；滚子链传动效率η4=0.96滚筒效率j=0.96;所以：η=**η4*η5=0.83η=0.833、电动机最小输出功率：dp84.083.07.0KWpwdp0.844、工作机的转速：min/5.11rnwmin/5.11rnw65、电动机选择：链传动的传动比i＝2～5，二级圆柱斜齿轮减速器传动比i＝3～6，则总传动比合理范围为i'总＝18～180，电动机转速的可选范围为n＝i'总×n＝（18～180）×11.5＝207～2070r/min。根据电动机功率和转速，选择电动机型号为Y90L—6的电动机额定功率为1.2kw，转速910r/min,电流3.15A，效率73.5%，功率因数0.72，质量25kg三、传动装置的运动和动力参数计算内容步骤与过程结果1、计算总传动比、分配各级传动比由选定的电动机满载转速mn和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为总i＝nnm/＝910/11.5＝79.13根据展开式布置，考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，查图得高速级传动比为1i＝5，则2i＝1/ii＝4链传动比i3=3.96高速级传动比1i=5低速级传动比2i=41、计算各轴的转速：I轴：n＝mn＝910r/minII轴：Ⅱn＝1/　Ⅰin＝910/5＝182r/minmin/910rnmin/182rnⅡmin/5.45rnⅢ72、运动和动力参数计算III轴：Ⅲn＝Ⅱn/2i＝182/.5=45.5r/minⅣ轴:Ⅳn=Ⅲn/i3=11.5r/minmin/5.11rnⅣ2、各轴功率：I轴：P1=0.814*0.99=0.806KWII轴：P2=0.806*0.99*0.97=0.774KWIII轴:P3=0.774*0.99*0.97=0.743KWⅣ轴:p4=0.743*0.99*0.96=0.706KWP1=0.806KWP2=0.774KWP3=0.743KWP4=0.706KW3、各轴转矩（输入）：电动机：mNmNTnpmdd543.8910814.095509550I：mNmNTnp457.8910806.095509550111II：mNmNTnp605.40182774.095509550222IIImNmNTnp364.1545.45743.095509550333ⅣT4=mNmNnp.96.5805.11706.09550955044dTmN543.8T1=8.457N.mT2=40.605N/mT3=154.364N/mT4=580.96N.m8四、链条和链轮的设计内容步骤与过程结果链的选定⑴确定计算功率查课本表得：1AK743.0PkPAca,式中为工作情况系数，⑵选择链选小链轮齿数Z1=23大齿轮齿数Z2=233.96=91初定中心距a0=40pLp=240p/p+96/2+p(73-23)2/40p6.282=130节所以链节数Lp=130由表差得KA=1所以Pc=0.743kw节距P0=Pc/KzKmKz=(Z1/19)1.08=1.23采用单排链，Km=1.0P0=0.743/1.23=0.6kw所以综上所述，应该采用10A链，节距15.875滚子外径10.16mm载荷21800N每米质量1kg实际中心距a=15.87540=635mmV=2315.87545.5/601000=0.28m/s作用在轴上的压力FQ=1.3FF=1000Pc/V=2142NFQ=1.32142=2784N分度圆直径d=P/sin(180/230=116.5mm齿顶圆直径damax=d+1.25p-d1=126.2mm1AKKWPca64.11Pc=0.743kwa=635mmFQ=2784N9Damin=d+(1-1.6/z)p=121.1mm所以齿顶圆直径取122mm齿根圆直径df=d-d1=106.34mmdf=106.34mm五、高速级齿轮设计内容步骤与过程结果1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1．材料，热处理方式以及许用应力的确定：因要求结构紧凑故采用硬齿面的组合小齿轮用20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度为56-62HRC，;850,15001limMPaMPaFEH大齿轮用20Cr渗碳淬火，齿面硬度为56-62HRC，;850,15001limMPaMPaFEH（表11-1）。查表11-4，取;8.189,5.2EHZZ查表11-5，取0.1,25.1minminHFSS，10则MPaSFFEFF680][][min121；MPaSHHHH1500][][min1lim21齿数取105521,21121zizz2按齿根弯曲强度设计2.按轮齿弯曲强度设计计算：齿轮按9级精度制造。查表11-3，取载荷系数K=1.1，查表11-6，取齿形系数1d小齿轮上的转矩mmN103457.8T1，初选螺旋角15。由齿形系数YFa1=2.88，YFa2=2.22YSa1=1.75，YSa2=1.81因11][1FSFYY0.006522][2FSFYY0.00591511故应对小齿轮进行弯曲强度计算。法相模数mmCOSYYzkTmFSaFadn7.0][232111211由表4-1取mmmn5.1，中心距mmzzman97cos2)(210取mma100确定螺旋角182)(arccos21azzmn齿轮分度圆直径mmdidmmzmdn5.1675.33cos12211齿宽mmdbd5.331取mmbmmb40,35123.验算齿面接触强度][350121211HHEHMPauubdkTZZZ安全4.齿轮的圆周速度mmmn5.1mma100B2=35mmB1=40mm12smndv6.16000011由表11-2，选9级制造精度合适。V=1.6m/s3结构设计以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径16Omm，而又小于5OOmm，故以选用腹板式结构为宜。其它有关尺寸按图腹板式结构的齿轮荐用的结构尺寸设计(尺寸计算从略)，并绘制大齿轮零件图(见零件图)。见零件图！六、低速级齿轮设计内容步骤与过程结果1、选定齿轮类型、精度等材料，热处理方式以及许用应力的确定：因要求结构紧凑故采用硬齿面的组合小齿轮用20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度为56-62HRC，13级、材料及齿数;850,15001limMPaMPaFEH大齿轮用20Cr渗碳淬火，齿面硬度为56-62HRC，;850,15001limMPaMPaFEH（表11-1）。查表11-4，取;8.189,5.2EHZZ查表11-5，取0.1,25.1minminHFSS则MPaSFFEFF680][][min121；MPaSHHHH1500][][min1lim21齿数取Z3=21,则Z4=214=84,取为85Z3=21Z4=852.按轮齿弯曲强度设计计齿轮按9级精度制造。查表11-3，取载荷系数K=1.1，查表11-6，取齿形系数1dmmN40605T2，14算：初选螺旋角15，查图11-8，取21.2,88.243FaFaYY查图11-9，取76.1,57.143SaSaYY因2.881.57/6802.211.76/680故应对小齿轮进行弯曲强度计算。法相模数mmCOSYYzkTmFSaFadn1.1][232333232由表4-1取mmmn2，中心距mmzzman109cos2)(430取mma110确定螺旋角5.152)(arccos43azzmn齿轮分度圆直径mmdidmmzmdn17243cos33433齿宽mmdbd433取mmbmmb50,45343.验算齿面接触强度mmmn2mma110b4=45mmb3=50mm15][540123232HHEHMPauubdkTZZZ安全4.齿轮的圆周速度smndv4.06000032由表11-2，选9级制造精度合适。3.结构设计以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径16Omm，而又小于5OOmm，故以选用腹板式结构为宜。其它有关尺寸按图腹板式结构的齿轮荐用的结构尺寸设计(尺寸计算从略)，并绘制大齿轮零件图(见零件图)。见零件图七、轴的设计校核1中间轴的校核内容步骤与过程结果1、轴上由前面的设计得II轴上的输入功率：KWP774.02输入转矩：T2=40.605NmKWP774.02T2=40.605Nm16的功率、转矩、转速转速：n2=182r/minn2=182r/min2、作用在齿轮上的力由前面的设计得：齿轮D2=167mmKNFFKNFFKNdTFtatrt136.05.15tan`18.05.15cos20tan19costan49.016740860222222222KNFFKNFFKNdTFtatrt688.05.15tan`712.05.15cos20tan2.7costan89.1434068023233232317184、轴的结构设计1）轴简图如下:2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径：①1,3段轴要安装轴承6204，所以直径定为20mm②2处安装齿轮2和3和轴套，所以直径定位为26mm3）各段长度的确定：。