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1、 机械创新设计学 院：机电工程学院 班 级：机 械 081 姓 名： 李 云 学 号： 2008111082 指导教师: 刘 尚2012-4-25 设计目录 一、传动方案拟定.2 二、电动机的选择. .2 三、计算总传动比及分配各级的传动比. .2 四、减速器外的传动零件的设计.5 五、齿轮传动的设计.8 六、轴和传动零件的设计计算. .16 七、校核计算.21 八、主要尺寸及数据.22 九、设计小结.25 计 算 与 说 明 一电动机型号的选择及 V 带设计 设计一带式输送机传动系统中第一级用的 V 带传动。 已知输送带的传动速度 v=0.62 m/s,凸轮的直径为 290 mm, 其所需的
2、扭矩为 。每天工作 8小时。 二 电动机的型号选择 1.输送机凸轮的转速 n= = =40.8 r/min D V 1000 60 290 14 . 3 62 . 0 1000 60 输送带的功率P = = =2.95kw t 9550 Tn 9550 8 . 40 690 其中 T 为凸轮所需的扭矩，v为输送带的速度，D 为 凸轮的直径。 2.查机械手册知：联轴器的传动效率 =0.99 1 一对滚动轴承的传动效率 =0.99 2封闭式齿轮的传动效率 =0.97 3皮带的传动效率 =0.96 4 故装置总的传递效率 = =0.99 0.99 0.97 0.96=0.87 1 2 3 3 2 4
3、 3 2 所以电动机至少的功率 P= = =3.14 kw t P 87 . 0 95 . 2 因工作满载，工作有轻震，电动机的额定功率应大于 P 查机械手册，综合电动机的额定功率、效率、等因素选 Y112ML-8型号电动机，其额定功率 P=4 kw,转速 n =720r/min。 1 三V带设计 1. 确定计算功率 P ca 查表 8-7的工作情况系数 K =1.1,故 A P = K P=3.46kw ca A 2. 选择 V 带类型 根据 Pca、n ,由表 8-10选择 B 型。 1 3. 确定带轮的基准直径 d 并验算怠速为: V 1 d 1 (1)初选小带轮的基准直径 d 。有表
4、8-6和 8-8，取小带 1 d 轮的基准直径 d =125 mm 1 d (2)验算带速 V 。按式（8-13）验算带的速度 1 V = = =4.71 m/s 1 1000 60 1 1 n d d 1000 60 720 125 14 . 3 （3）传动比分配由以上知总传动比 i=i i i = = =17.7 带 1 齿 2 齿 n n 1 8 . 40 720取 i =2, i =i =3. 带 1 齿 2 齿 （4）计算大带轮直径。根据式（8-15a）计算大带轮直径 d2d =i d =2 150=250 mm 2 d 带 1 d 4. 确定 V 带中心距 a 和基准长度 Ld (
5、1)根据式（8-20） ，确定中心距 a =300 mm.。 0 (2)由式（8-22）计算带所需的基准长度 L =2 a + ( d + d )+ =1202 mm 0 d 0 2 1 d 2 d 0 2 1 2 4a ) ( d d d d 由表 8-2 选带的基准长度 Ld=1250 mm (3)按（8-23）式计算实际中心距 a. 由（8-24）式有： a = a +0.03L =500+0.015 2000=361.5 mm. max 0 d a = a -0.015 L =305.25 mm min 0 d 中心距的变化范围：470560 mm a= a + =300+ =324
6、mm 0 2L - L d0 d 21202 - 1250 5验算小带轮上的包角 1 180 -(d -d ) 1 o 2 d 1 d a57.3 =180 -(250-125) 158 90 . o 553 57.3 o 6计算带的根数 z. （1）计算单根 V 带的额定功率 Pr. 由 d = 125 mm 和 n =720 r/min 查表 8-4a 得 P =1.95 1 d 1 0 kw 根据 n =960 r/min，i=2.7 和 B 型带， 1 查表 8-4b 得 P =0.32 kw 0 查表 8-5 得 K= 0.915，表 8-2 得 K =0.98,于是 L Pr=(P
7、 +P ) K K 0 0 L =（1.3+0.22） 0.95 0.88=1.18kw (2) 计算 V 带的根数 z. （3）z= = 3 ,取 3根. r ca P P 齿轮的设计 1选择齿轮材料和热处理，确定许用应力 （1）因批量不大，尺寸无严格要求，传递功率不 大，转速不高 小齿轮选用 45Cr HBS 250 大齿轮选用 45钢（调质） HBS 240 均用软齿面。 （2）齿轮精度用7级. （3）选取螺旋角。初选螺旋角 o 14 （4） ，则25 3 Z 75 Z 75 3 25 4 2 3 4 取 i Z Z 2按齿面接触强度设计按式（10-21）计算，即 3 2 2 3 1 2
8、 H E H d t t Z Z d u u T K （1）确定公式内的各个算数值1）试选 。 6 . 1 t K2）由图 10-30 选取区域系数 。 433 . 2 Z H3）由图 10-26 查得 ， ，则 78 . 0 1 86 . 0 2 64 . 1 2 1 4）由图10-19取接触疲劳寿命系数 1.02; 1.08 1 HN K 2 HN K 5)由图 10-21d按齿面硬度查得 小齿轮的接触疲劳强度极限 ， MPa H 540 1 lim 大齿轮的接触疲劳强度极限 MPa H 5 . 522 2 lim 6)计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1,由式（10-12
9、）得 MPa MPa S K H HN H 486 540 9 . 0 1 lim 1 1 MPa MPa S K H HN H 4 . 496 5 . 522 95 . 0 2 lim 2 2 许用接触应力 MPa MPa MPa H H H 2 . 491 2 4 . 496 486 2 2 1 7）由表 10-6 查得材料的弹性影响系数 。 2 1 8 . 189 MPa Z E 8）由表 10-7 选取齿宽系数 。 1 d （2）计算1）试算小齿轮分度圆直径 ，由计算公式得t d 1mm mm d t 9 . 78 25 . 531 8 . 189 433 . 2 3 4 635 .
10、1 1 10 250 6 . 1 2 3 2 3 3 2）计算圆周速度。s m n d v t / 495 . 0 1000 60 120 9 . 78 1000 60 2 3 3）计算齿宽 及模数 。 b nt mmm mm d b t d 9 . 78 9 . 78 1 3 06 . 3 25 14 cos 9 . 78 cos 3 3 o z d m t nt mm m h nt 885 . 6 06 . 3 25 . 2 25 . 2 11 885 . 6 9 . 78 / h b 4）计算纵向重合度 98 . 1 14 tan 25 1 318 . 0 tan 318 . 0 3 o
11、 z d5）计算载荷系数K已知使用系数 ，根据 ，7级精度，由图 1 A K s m v / 495 . 0 10-8查得动载系数 ；由表10-4查得 ；15 . 1 V K 312 . 1 H K 由图10-13查得 35 . 1 F K 由表10-3查得 。故载荷系数 1 . 1 F H K K66 . 1 312 . 1 1 . 1 15 . 1 1 H H V A K K K K K 6）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式（10- 10a）得mm K K d d t t 8 . 87 6 . 1 66 . 1 9 . 78 3 3 3 3 7）计算模数 n mmm z d m
12、n 4 . 3 25 14 cos 8 . 87 cos 3 3 o 3按齿根弯曲强度设计 由式（10-17）3 2 3 2 2 cos 2 F Sa Fa d n Y Y z Y KT m （1）确定计算参数 1）计算载荷系数。64 . 1 3 . 1 1 . 1 15 . 1 1 F F V A K K K K K 2）根据纵向重合度 ，从图 10-28查得螺旋角影响 98 . 1 系数 。 88 . 0 Y3）计算当量齿数。 27 59 . 26 14 cos 25 cos 3 3 3 3 3 V v Z z z 取 o 80 78 . 79 14 cos 75 cos v4 3 3 4
13、 4 Z z z v 取 o 4）查取齿形系数。由表10-5查得 ； 7 5 . 2 3 Fa Y 22 . 2 4 Fa Y 5）查取应力校正系数由表10-5查得 ； 60 . 1 3 Sa Y 7 7 . 1 4 Sa Y 6）计算大、小齿轮的 并加以比较 F Sa Fa Y Y 由图 10-20c 查得大小齿轮的弯曲疲劳强度极限： ， MPa FE 500 3 MPa FE 380 4 由图 10-18 取弯曲疲劳寿命系数 ， 5 8 . 0 3 FN K 8 8 . 0 4 FN K取弯曲疲劳安全系数 4 . 1 SMPa S K FE FN F 303.57 4 . 1 500 5 8 . 0 3 3 3 MPa S K FE FN F 38.86 2 4 . 1 380 8 8 . 0 4 4 4 135 0 . 0 303.57 6 . 1 7 5 . 2 3 3 3 F Sa Fa Y Y 1645 0 . 0 38.86 2 7 7 . 1 22 . 2 4 4 4 F Sa Fa Y Y 大齿轮数值大 （2）设计
