《机械设计课程设计说明书28-于带式运输机的圆柱二级齿轮减速器2450N》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械设计课程设计说明书28-于带式运输机的圆柱二级齿轮减速器2450N（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、- 1 - 机电及自动化学院机电及自动化学院机电及自动化学院机电及自动化学院 课程设计说明书课程设计说明书 设计题目：用于带式运输机的圆柱二级齿轮减速器设计题目：用于带式运输机的圆柱二级齿轮减速器 专业 ： 机械制造 设计时间：2015年1月9日2013年1月27日 - 2 - 机械设计课程设计 计算说明书 目目录录 一设计任务书2 二传动方案的拟定及说明3 三电动机的选择4 四计算传动装置的运动和动力参数6 五传动件的设计计算7 六轴的设计计算13 七键联接的选择及校核计算24 八滚动轴承的选择及计算26 九减速器附件的选择27 十润滑与密封27 参考资料目录29 设计小结30 - 3 -
2、机械设计课程设计任务书机械设计课程设计任务书 题目：设计一用于带式运输机传动装置中的展开式二级圆柱齿轮减速器 总体布置简图总体布置简图 1电动机2联轴器3二级展开式圆柱齿轮减速器4联轴器 5传送带 工作情况工作情况 一班制，连续单向运转、载荷平衡，室内工作，有灰尘（已考虑） 设计原始数据 - 4 - 设计任务设计任务 1减速器总装配图一张 2齿轮、轴零件图各一张 3设计说明书一份 设计进度设计进度 第一阶段：总体计算和传动件参数计算 第二阶段：轴与轴系零件的设计 第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制 第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写 传动方案的拟定及说明传动方案的拟定
3、及说明 由题目所知传动机构类型为：展开式二级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论 证。 本传动机构的特点是：减速器横向尺寸较小，两大齿轮浸油深度可以大致相同。结构较复 杂，轴向尺寸大，中间轴较长、刚度差，中间轴承润滑较困难。 电动机的选择电动机的选择 计 算 及 说 明结 果 运输工作拉力 F（N） 2450 运输带工作速度 V（m/s） 1.1 卷筒直径 D（mm） 240 工作条件一班制，连续单向运转、载荷平衡，室内工作，有灰尘 （已考虑） 使用期限十年、大修期三年 生产批量10 台 生产条件中等规模机械厂，可加工 7-8 级精度齿轮及蜗轮 动力来源电力、三箱交流、电压 200/3
4、00 伏 运输带速度允许误 差 0.07d，故取 h=4，则轴环处的直径 d 65 =61mm。轴 环宽度hb4 . 1，取mmL12 65 4）轴承端盖的总宽度为 30mm。根据轴承端盖的装拆及便于对轴 承添加润 滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 L=30mm，故 取mm50 L32 5）由低高速级齿轮与壁面的距离关系及齿轮间的距离关系，及 轴承与内 壁面的距离关系，可确定 L87 =s3274 16350T mm；L 54 =65mm。 （3）轴上零件的周向定位： 齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按d 76 =53mm 由表 6-1 查得平键界面bh12mm
5、8mm，键槽长为 63mm。选择齿轮与 轴的配 合为 6k H7 .同样，半联轴器与轴的连接选用平键 63mm8mm12mm （4）确定轴上的圆角和倒角尺寸： 参考表 15-2，取轴端倒角为 452 . 1，圆角 R1.6。 5.求轴上的载荷： 载荷水平面 H垂直面 V 支反力 F 1 2 1922.3 1100.7 NH NH FN FN 1 2 699.7 400.6 NV NV FN FN 弯矩 M 1365.3 H MN mm49674.4 V MN mm 总弯矩 22 49693 HV MMMN mm 扭矩 T 3 390380TNm m 6. - 16 - 根据轴的结构简图做出轴的
6、计算简图，根据轴的计算简图做出轴的 弯矩图和 扭矩图，如下： 从轴的结构图以及扭矩和扭矩图中可以看出轴的危险截面 C。 7.按弯矩合成应力搅合轴的强度： 只对 C 截面进行校核。取=0.6，轴的计算应力： 2 2 2 13 2 () () ca 3 496930.6 390380MT 22.41MPa 0.1 56 W 轴的材料 45 钢，调质处理，由表 15-1 查得 1 =60MPa。因此 ca1 ,故 安全 8.精确校核轴的疲劳强度： （1）判断危险截面： 截面 A，2,3，B 只受扭矩作用，虽然键槽、轴肩及过渡配合所 引起的应力集中均削弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小直径是按扭转迁 都较
7、为宽裕确定的，所以截面 A，2,3，B 均无需校核。 从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面 6,7 处过盈配合 引起的应力集中最严重；从受载的情况来看，截面 C 上的应力最大。截 面 6 的应力集中的影响和截面 7 的相近，但截面 7 不受扭矩作用，同时 - 17 - 轴径也较大，故不必做强度校核。截面 C 上虽然应力最大，但应力集中 不大（过盈配合及键槽引起的应力集中均在两端），而且这里轴的直径 最大，故截面 C 也不必校核。截面 4,5 显然更不必校核。由第三章附录 可知，键槽的而应力集中系数比过盈配合的小，因而该轴只需校核截面 6 左右两侧即可。 （2）截面 6 左侧 抗弯截面系数：
8、W=0.1 3 d=0.1 33 5617561.6mm 抗扭截面系数：2 . 0 WT 3 d=0.2 33 5635123.2mm 截面 6 左侧的弯矩 M 为：M=147343102101 5 .116 365 .116 Nm 截面 6 左侧的扭矩T3为：T3=390380Nmm 截面上的弯曲应力：MPa W M b 86. 6 14888 102101 截面上的扭转切应力： 3 390380 13.11 39775 T T T MPa W 轴的材料为 45 钢，调质处理。由表 15-1 查得 MPa B 640，MPa275 1 ，MPa155 1 。 过盈配合处的 k ，由附表 3-
9、8 用插值法求的，有 k =2.62，62. 28 . 0 k 2.10 轴采用磨削加工，由附图 3-4 得表面质量系数为 92. 0 轴表面未经强化处理，即 1 q ，则综合系数值为 11 12.7212.71 0.92 k K 19. 21 92. 0 1 18. 21 1 k K 碳钢的特性系数：1 . 0；05. 0 计算安全系数值： 79.14 01 . 071. 571. 2 275 1 ma K S 6 .10 2 18. 9 05. 0 2 18. 9 19. 2 155 1 ma K S 5 . 1S53. 7 56.1079.14 56.1079.14 2222 SS SS
10、 Sca 故轴的选用安全。 - 18 - （3）截面 6 右侧： 抗弯截面系数：W=0.1 3 d=0.1 33 5622698mm 抗扭截面系数：2 . 0 WT 3 d=0.2 33 5645396mm 截面 6 左侧的弯矩 M 为：M=147761 5 .116 365 .116 102101Nm 截面 6 左侧的扭矩T3为：T3=390380Nmm 截面上的弯曲应力：MPa W M b 50. 4 22698 102101 截面上的扭转切应力： 3 390380 8.60 45396 T T T MPa W 轴的材料为 45 钢，调质处理。由表 15-1 查得 MPa B 640，MP
11、a275 1 ，MPa155 1 。 截面上由于轴环而形成的理论应力集中系数 及 按设计手册 查取。由 038. 0 50 2 d r ，15. 1 53 61 d D ， 经插值后可查得 =2.04， =1.49 轴的材料敏感系数：81. 0 q，85. 0 q 故有效应力集中系数为 85. 1104. 281. 01) 1(1）（ qk 42. 1149. 185. 069. 0) 1(1）（ qk 由附图 3-2 的尺寸系数67. 0 ，由附图 3-3 的扭转尺寸系数 81. 0 轴采用磨削加工，由附图 3-4 得表面质量系数为 92. 0 轴表面未经强化处理，即 1 q ，则综合系数值
12、为 77. 3 92. 0 1 67. 0 16. 2 1 1 k K 82. 11 92. 0 1 82. 0 42. 1 1 1 k K 碳钢的特性系数：1 . 0；05. 0 计算安全系数值： 21.16 01 . 055. 377. 3 275 1 ma K S 28.19 2 60. 8 05. 0 2 60. 8 27. 2 155 1 ma K S - 19 - 5 . 1S41.12 28.1921.16 28.1921.16 2222 SS SS Sca 故该轴在截面 6 右侧的强度也是足够的。 输入轴的设计计算 计算及说明结果 1，高速轴上的功率P1，转矩T1和转速n1：
13、P1=3.96kW；T1=26262.5Nmm；n1=1440r/min。 2 作用在齿轮上的力： 已知高速级齿轮的分度圆直径： 1 43.5 d mm 圆周力： 1 t 1 22 26262.5 T 1207.47 F 43.5 d N 径向力： r tan1167tan20439.48N FFt 3.初步确定轴的最小直径： 按 3 1 1 0 d n P A初步估算，选取轴的材料为 45 钢，调质处理。 有表 15-3 取112 A ， 于是得 3 1 1 0 d n P A= 3 3.96 11215.69mm 1440 由轴直径 d100mm，且开有一个键槽，故使轴径增大 5%， 即：
14、d15.7 (1 5%)16.48mm 根据 TKT1ACA ，查表 14-1，有5 . 1 KA 。 所以 CA 1.5 2626039393.75 T Nmm 采用弹性套联轴器，型号 LM2 型，公称转矩 Tn=63000Nmm， 许用转速 12000r/min。轴孔直径 28mm，故取d 21 =28mm， 毂孔长度L1=44mm，联轴器和轴配合采用 6 7 k H 4.轴的设计方案。 （1）设计方案： （2）确定轴的各段直径和长度： 1）为了满足半联轴器的轴向定为要求，1-2 轴断左端需制出一 轴肩，故取 - 20 - 2-3 断的直径d 32 =32mm，为保证轴端挡圈只压在半联轴器
15、上 而不压在 轴端面上，故 1-2 断的长度应比 L1 略短一些，现取 L21=42mm。 2）初步选用圆柱滚子轴承。 照工作要求并根据d 32 =32mm，初步选取 N307E，其尺寸为 mm12mm08mm53TDd，故d 43 =d 87 =35mm； 右端滚动轴承采用轴肩进行定位，由手册上查 N307E 型轴承 的定位轴 肩高度 h 不小于 3.5mm，因此，取d 54 =d 76 =42mm。 3）由于齿轮分度圆直径太小，故将齿轮设置成为轴的一部分。 4）轴承端盖的总宽度为 36mm。根据轴承端盖的装拆及便于对轴 承添加润 滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 L=30
16、mm，故 取 L32 66mm。 5）由齿轮与壁面的距离关系及轴承与内壁面 的距离关系，可确定 6 7 164 L S =20mm； L54 =110mm。 （3）轴上零件的周向定位： 半联轴器采用平键连接。按d 21 =28mm 由表 6-1 查得平键界面 7mm8mmhb，键槽长为 36mm。 （4）确定轴上的圆角和倒角尺寸： 参考表 15-2，取轴端倒角为 451，2、5、6 处圆角 R1，其余各 处 R1.6. 5.求轴上的载荷： 载荷水平面 H垂直面 V 支反力 F 1 2 121 318.8 NH NH FN FN 1 2 332.1 875.4 NV NV FN FN 弯矩 M 17545 H MN mm48154.5 V MN mm 总弯矩 22 51251.2 HV MM
