设计输送传动装置

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1、石家庄铁路职业技术学院题目:设计输送传动装置院系：城市轨道交通系专业：机电一体化姓名：王会轩班级：71381班指导教师：常玮老师一 课程设计书2二 设计要求2三 设计步骤21. 传动装置总体设计方案32. 电动机的选择43. 确定传动装置的总传动比和分配传动比54. 计算传动装置的运动和动力参数55. 设计V带和带轮66. 齿轮的设计87. 滚动轴承和传动轴的设计198. 键联接设计269. 箱体结构的设计2710. 润滑密封设计3011. 联轴器设计30四 设计小结31设计输送传动装置【设计任务书】 题日：设计输送传动装置 一.总体布置简图如图1dX二. 总传动比误差为5%，单向 回转，轻微

2、冲击。三、原始数据：输出轴功率P/KW4输出轴转速38n/(r/min )传动工作年限（年）10工作制度（班/日）1工作场所矿山批量大批附图11 电动机；ZY林动；3一圆柱街轮减速器；4 开式齿也5输送机构的输入融n四.设计内容：1. 电动机的选择与运动参数计算；2.齿轮传动设计计算；3. V带传动设计计算；4.轴的结构 尺寸设计；5.键的选择；6.滚动轴承的选择；7.装配图、零件 图的绘制；8.设计说明书的编写。【电动机的选择】1. 电动机类型和结构的选择：按照已知条件的工作要求和条件，选 用Y型全封闭笼型三相异步电动机。2. 电动机容量的选择：工作机所需功率：P =4kWW电动机的输出功率

3、：P = P /n，q0.82, P =4.88kW电动机转速的选择：n =38r/min，V带传动比i1=24，单级齿 轮传动比i2=35 (查表2.2)n =(i.Xi2Xi2)n 电动机转速范围为 6843800r/mindw3 .电动机型号确定：由附录八查出符合条件的电动机型号并根据轮 廓尺寸、重量、成本、传动比等因素的考虑，最后确定选定Y132S 4型号的电动机，额度功率为5.5KW，满载转速1440r/min【计算总传动比和分配传动比】1. 由选定电动机的满载转速 n和输出轴转速n，总传动比为n /n，得37.89m w2. 合理分配各级传动比：V带传动比i 1=3，闭合齿轮传动比

4、i2=3.5, 开式齿轮传动比i3=3.63. 运动和动力参数计算结果列于下表：项目电动机轴轴I轴II轴III转速 N/(r/ min)1201.2400.4114.438功率 P/(kw)4.724.534.354转矩 T/31.3790.33303.521005.26(N m)传动比i33.53.6效率n0.960.960.92【传动件设计计算】减速器齿轮设计：1.按表11.8选择齿轮材料小齿轮材料为45钢调质，硬度为220250HBS大齿轮材料为45钢正火，硬度为170210HBS2. 因为是普通减速器，由表11.20选用9级精度，要求齿面粗糙度Ra=6.3 m3. 按齿面接触疲劳强度设

5、计确定有关参数与系数：转矩：T1=69154N mm查表11.10得：载荷系数K=1.1选小齿轮齿数Z1=30,则大齿轮齿数Z2=iZ1=3.5x30=105.实际 齿数比u=3.5因单级百齿圆柱齿轮为对称布置，又为软齿面，由表11.19选取 气(齿宽系数)=14. 许应接触应力oH：由图 11.23 查得 oHlim1 =560MPaaHhm2=530MPa由表11.19查得 s =1。N1=60 n1 j l =60x480x1x (6x52x80)=7.20X10e8N2=N1/i=7.20 X 10e8/3.5=2.05 X 10e8 由图 11.26 查得 Zni = 1 Zn2=1

6、.05计算接触疲劳许用应力：gH1=Zmm1/Sh = 560MPag2 = ZnT2 Hlim2/Sh = 557MPa试算小齿轮分度圆直径，确定模数：d1 76.43 X 舟 m=d1/z1=1.73mm1(.+1)冲 卜，=51.82mm由表11.3取标准模数 m=2mm5. 主要尺寸计算:分度圆直径 d1=mz1=3X20=60mmd2=mz2=3 X 105=240mm齿宽 b=dd1=1 X60=60mm 取 b2=60mm 则 b1=b2+5=65mm 中心距 a=0.5Xm (Z1+Z2) =135mm6. 按齿根弯曲疲劳强度校核：由式(11.12)得出，如ofWof,则校核合

7、格。确定有关系数和参数：齿形系数 YF，查表 11.12 得 YF1=2.54 YF2=2.14应力学整系数Ys,查表11.13得 Ys1=1.63 Ys2=1.88许应弯曲应力of由图 11.24查得 oFlim1=210Mpa aFlim2=190Mpa由表11.9查得Sf=1.3由图 11.25 查得 YNI=YN2=1a =Y o /S =162Mpa a =Y o /S =146MPaFJ1 NI Flim FFJ2 NI Flim F故计算出o =21Mpa o o =20Mpao 齿根弯曲疲劳强度校11F2f j 2核合格。7. 验算齿轮的圆周速度：V=n -q n1/ (60X

8、1000) =1.5m/s 由表 11.21 可知，选 9 级 精度合适8. 几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图：以大齿轮为例，齿轮的百顶圆直径为：da2=d2+2ha=214mm，由于200da2500之间，所以采用腹板式结构。齿轮零件工作图如下。开式齿轮设计：1.按表11.8选择齿轮材料小齿轮材料为40Cr合金钢表面淬火，硬度为4855HBS大齿轮材料为40Cr合金钢调制，硬度为240260HBS2. 由表11.20选用9级精度，要求齿面粗糙度Ra=6.3R m3. 按齿面接触强度设计确定有关参数与系数：转矩：T=230000N mm查表11.10得：载荷系数K=1.1选小齿轮齿数Z1=20

9、,则大齿轮齿数Z2=iZ1=3.92x20=78.4, 圆整数78。实际齿数比u=3.9，误差为0.5% 76.43 X Jkt 1（+1）冲 Ah =75.82mmm=d1/z1=3.791mm由表 11.3 取标准模数 m=4mm5.主要尺寸计算:分度圆直径 d1 =mz1 =4X 20=80mmd2=mz2=4 X 78=312mm齿宽 b=dd1 =0.5X 80=40mm 取 b2=40mm则 b1=b2+5=45mm中心距 a=0.5Xm (Z1+Z2) =196mm6.按齿根弯曲疲劳强度校核：由式(11.12)得出，如ofWof,则校核合格。确定有关系数和参数：齿形系数 YF，查

10、表 11.12 得 YF1=2.81 YF2=2.25应力学整系数Ys,查表11.13得 Ys1=1.56 Ys2=1.77许应弯曲应力of由图 11.24 查得 oFlim1=720Mpa Flim2=250Mpa由表11.9查得Sf=1.5由图 11.25 查得 YNI=YN2=1由式(11.16)可得o =Y o /S =480Mpa a =Y o /S =167MPaL FJ1 NI Flim FL L f2 NI Flim F故计算出o =173Mpa o 1 o =157Mpao 1齿根弯曲疲劳强度匚IL 匚FQIL C J Q * 1 1 p - - / 7校核合格。9. 验算齿

11、轮的圆周速度：V=n d1 n1/ (60X1000) =0.57m/s 由表 11.21 可知，选 9 级精度合适10. 几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图：以大齿轮为例，齿轮的百顶圆直径为：da2=d2+2ha=320mm，由 于200da2d=90mm大带轮基准直径为d = n /n X d =270mm按表9.3选取标准值d =265mm,实际n转速489.8r/min，误差相对率2%,总误差120，合格。(7)确定v带根数z确定有关系数和参数根据d =9Omm,n1=1440r/min，查表 9.9 得P =1.07kw由表 9.18 查得k =0.001275，根据传动比 i=2.9

12、4，查表 9.19 得 k =1.1373,则 AP =0.18kw由表9.4查得带长度修正系数Kl=1.11，由图9.12查得包角系数k =0.98，得普通v带根数z=4(8) 求单根v带初拉力由表9.6查得A型普通v带的每米质量q=0.10kg/m,得 F0=500 P /(zv )(2.5/k -1)=46.78N(9) 计算带轮轴上所受的压力FQ=2F0zsin(a1/2)=373.08N(10)带轮的结构设计如图单位mm。项目符号槽型计算选取数据BSPB基准宽度b14.014.0基准线上槽深dh3.53.5基准线下槽深a minh/ mln10.814.010.8槽间距e190.41

13、9.2槽边距f11.511.5最小轮缘厚min57.57.5圆角半径minr10.20.50.4带轮宽BB=（ z-1）e+2fz轮槽数B=80.6外径dad = d +2 hadad =280+2x3.5=287轮32相应槽34的基M190角36准直38径dd190280极限偏差30 30 肩定带抡结构小带轮结构推荐使用实心式结构大带轮结构推荐使用腹板式结构君昭一丽ti术川北秘武选用 4 根 A2800 GB/T13575.192v 带，中心距 a=1118mm, 小带轮直径d =90mm ,大带轮直径d =265mm ,轴上压力d 1d 2Fq=373.08N【轴的设计计算】I轴的设计1.

14、 选择轴的材料，确定许用应力：由已知条件可知此减速器传递的功率属于中小功率，对材料无特 殊要求，故选用45钢并经调质处理。由表16.1查得强度极限 a B=637Mpa，再由表16.3查得许用弯曲应力。-1b=60Mpa2. 按钮转强度估算轴径（最小直径）查表 16.2 得 C=118107得 d，C3p/n =（107 118） 33.48/480 =20.722.8mm。考虑到轴的最小直径处要安装带轮，会有键槽存在，故需将估算 直径加大3%-5%，取为26.529.7mm，由设计手册取标准直径d=24mm3. 轴的结构设计草图：I轴的结构草图II轴的设计：1. 选择轴的材料，确定许用应力:

15、由已知条件可知此减速器传递的功率属于中小功率，对材料无特 殊要求，故选用45钢并经调质处理。由表16.1查得强度极限a B=637Mpa，再由表16.3查得许用弯曲应力o -1b=60Mpa2. 按钮转强度估算轴径（最小直径）查表 16.2 得 C=118107得 d，C3p/n =（107 118） 如3.31 /137 =30.934.1mm。考虑到轴的最小直径处要安装齿轮，会有键槽存在，故需将估算 直径加大3%-5%，取为31.8335.81mm，由设计手册取标准直径 d=34mm3. 轴的结构设计草图：1&5II轴的结构草图m轴的设计：i. 选择轴的材料，确定许用应力:由已知条件可知此

16、减速器传递的功率属于中小功率，对材料无特殊要求，故选用45钢并经调质处理。由表16.1查得强度极限a B=637Mpa，再由表16.3查得许用弯曲应力o -1b=60Mpa2. 按钮转强度估算轴径（最小直径）查表 16.2 得 C=107118得 d，C3布=(107118) 33.01735 =47.29-52.16mm由设计手册取标准直径d=50mm3. 轴的结构设计草图略【键连接的选择】均选择A型平键。代号轴径/mm键宽/mm键高/mm键长/mmI轴I键248750I轴I键3410856I轴I键3410836I轴I键4514950【滚动轴承的选择及计算】I轴:1. 经强度校核，选择滚动轴

17、承6206 型 d=30mm D=62mm B=16mm2. 公差等级选择：选普通级PO轴承。II轴：1. 经强度校核，选择滚动轴承6208 型 d=40mm D=80mm B=18mm2. 公差等级选择：选普通级PO轴承。【箱体结构尺寸计算】1. 类型选择：选择一级铸铁圆柱齿轮减速器。2. 箱体主要结构尺寸：（mm）名称箱座壁厚0箱盖壁厚01箱盖凸缘厚度b1尺寸/mm8812箱座凸缘厚度b箱底凸缘厚度b2地脚螺钉直径df地脚螺钉数日n轴承旁连接螺栓直径d1122016412盖与座连接螺栓直径d2连接螺栓d2的间距l轴承端盖螺钉直径d3检查孔盖螺钉直径d4定位销直径d10150868df、d1

18、、d2 至外箱壁直径C1df、d2至凸缘边缘距离C2轴承旁凸台半径R1凸台高度h外箱壁至轴承座端盖的距离111614164040齿顶圆与内箱 避间的距离1齿轮端面与内箱避间的距离2箱盖、箱座肋厚 m1、m2轴承端盖外径D2轴承旁连接螺栓距离S12126.8、6.8102125【减速器附件的选择】通气器：由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用M18x1.5油面指示器：选用游标尺M16起吊装置：采用箱盖吊耳、箱座吊耳放油螺塞：选用外六角油塞及垫片M16x1.5【润滑与密封】一、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级周向速度为，所以浸油 高度约为六分之一大齿轮半径，取为35mm。二、滚动轴承的润滑：由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅 润滑。三、润滑油的选择：齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装 置用于小型设备，选用L-AN15润滑油。四、密封方法的选取：选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架 式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为(F) B25-42-7-ACM, (F) B70-90-10-ACM。轴承盖结构尺寸按用 其定位的轴承的外径决定。