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1、徐州忙程f院机电工程学院机械设计基础课程设计说明书课题名称：精压机传动系统设计学生姓名：薛傲学号：专业：材料成型及其控制工程班级：11材控1成绩：指导教师签字：2013年6月28日徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书目录一传动系统方案设计与分析2二传动装置的总体设计31. 电动机的选择32. 传动比的分配43. 计算传动装置运动和动力参数4三. 传动零件设计计算51. 带传动的设计52. 齿轮传动的设计7四. 轴系结构部件的设计111. 轴的设计与弯扭合成强度计算112. 滚动轴承的选用与验算133. 联轴器的选用154. 键连接的选择15五. 润滑方式的选择16六. 箱体的设计17七. 减
2、速器装配图和零件图21八. 总结23九. 参考文献24计算说明图1带式输送机的传动装置简图1、电动机；2、三角带传动；3、减速器；4、联轴器；5、传动滚筒；6、皮带运输机一.传动系统方案设计与分析设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动(1) 工作条件：使用年限8年，工作为2班工作班制，载荷变动较大，运输带速度允许误差5%。(2) 原始数据：滚筒圆周力F=1500N；输送带速度V=1.8m/s;滚筒直径D=250mm。二传动装置的总体设计1.电动机的选择电动机类型的选择：Y系列三相异步电动机电动机功率选择；(1) 传动装置的总功率：n=n*n*n*n*n*n总带轴承轴承齿轮联轴器滚筒=0.96*0.
3、98*0.98*0.97*0.99*0.96=0.885(2) 电机所需的工作功率：P工作=PV/(100On总)=1500*1.8/(1000*0.885)=3.05KW确定电动机转速：计算滚动工作转速n筒=60*1000V/(3.14D)=60*1000*1.8/(3.14*250)=137.51r/min根据书中推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围Ia=35.取V带传动比I1=24，则总传动比理时范围为Ia=620.故电动机转速的可选范围为Id=Ia*n筒=(620)*137.51=825.062750.2r/min符合这一范围的同步转速有1000和1500r/min
4、.根据容量和转速，由有关书籍查出有三种适用的电动机型号：因此有三种传支比方案，综合考虑电动机和传动装置尺寸.重量.价格和带传动.减速器的传动比，可见应选n=1000r/min。确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y132M1-6其主要性能：额定功率：4KW，满载转速960r/min。2. 传动比的分配(1) 总传动比：1总=口电动/n筒=960/137.51=6.98总、动筒(2) 分配各级传动比取齿轮1齿轮=3(单级减速器1=36合理)因为1=1*1总齿轮带所以1带总八齿轮=6-98/3=2-333. 传动装置运动和动力参数(1)计算各轴转速n0
5、=n电机=960r/minnI=n0/1带=960/2.33=412.02(r/min)nII=n/1齿轮=137.34(r/min)nIII=nII=137.34(r/min)计算各轴的功率P0=P工乍=3.KWPI=P0n带=3.05*0.96=2.928KWI 0带pn=pi*nn承=2.783KWpm=pii*n承*n联=2.70KW(3)计算各轴扭矩T=9550XPo/n=9550X3.05/960=30.34NmO0T=9550XPI/n=9550X2.928/412.02=67.87NmT=9550XP/n=9550X2.783/137.34=193.52NmII IIIIT=9
6、550XP/n=9550X2.70/137.34=187.75NmIII IIIIII三.传动零件设计计算.V带传动的设计计算1) .确定计算功率Pc由于每天工作时间T=24h，运输装置载荷变动大，由表8.21查得工作情况系数KA=1.4,故Pca=KAxP1=1.4x3.05kW=4.27kWA.2) .选择V带的带型根据Pca,n0由图8-12选择A型V带。3) .确定带轮的基准直径dd1由表8-12，取小带轮的基准直径dd1=100mm。按式(8-13)验算带速:u=ndd1n/(60x1000)=nxl00x960/60000=5.03m/s因为5m/su30m/s,故带速合适。4)
7、.计算大带轮的基准直径dd2根据式(8-15a)则nndd2=/2*dd1=960/412.02x100=233mm按表8.3选取标准值dd2=236mm5) .确定V带的中心距a和基准长度Lo 根据式0.7(dd+dd2)vav2(dd+dd2)算得235.2vav672mm则取ao=500mm由式(8-22)计算基准长度Lo2a+0.5n(dd+dd2)+0.25(dd2-dd)2/a=2x500+0.5(100+236)+0.25x(236-100)2/500=1537.04mm1600mm6) .验算小带轮的包角a由包角公式a1800-(dd2-dd1)57.50/a=1800-(23
8、6-100)x57.50/500=164.13。12007) .计算带的根数z单根V带传递的额定功率.据ddl和n1,查课本1表8.18得dd1=100mm.n1=960r/min,查表得d11P0=2.47+(2.83-2.47)(960-800)/(980-800)=2.79KWiH1时单根V带的额定功率增量.P0=Kbn1(1-1/Ki)=0.0010275KW查1表，得Ki=1.1373,则P0=0.0010275x960x(1-1/1.1373)=0.119KW由表8.4得，带长修正系数KL=0.99,表8.11包角系数Ka=0.97Z=PC/(P0+AP0)KaKL=4.27/(2
9、.79+0.119)X0.97X0.99=1.53取Z=2根8) 计算轴上压力由课本8.6表查得q=0.10kg/m，单根V带的初拉力：F0=5OOPC/ZV(2.5/Ka-1)+qV2=500x4.27/2x5.03(2.5/0.97-1)+0.10x5.032=337.28N则作用在轴承的压力FQFQ=2ZF0sin(al/2)=2X2X337.28sin(164.13/2)=1336.203N9) 计算带轮的宽度BB=(Z-1)e+2f=(2-1)X15+2X10=35mm10) 结构设计结果选用A型V带，中心距a=500mm,带轮直径dd1=100mm,dd2=236mm,轴上压力Fq
10、=1241.48N.齿轮传动设计计算(1) 选择齿轮材料与热处理：所设计齿轮传动属于闭式传动，通常齿轮采用软齿面。选用价格便宜便于制造的材料，小齿轮材料为45钢，调质,齿面硬度229-286HBW；大齿轮材料也为45钢，正火处理，硬度为169-217HBW；精度等级：精压机是一般机器，速度不高，故选8级精度(2) 按齿面接触疲劳强度设计该传动为闭式软齿面，主要失效形式为疲劳点蚀，故按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核。设计公式为：d1三76.43KT(U+1)/duoH2)1/31d 表10.11载荷系数K查课本1表K=1.1 转矩TIT=9550XP：/n=9550X2.928/
11、412.02=67870Nmm 解除疲劳许用应力oH=oZ/SHlimNTH按齿面硬度中间值查1o=600MpaHlim1o=550MpaHlim2接触疲劳寿命系数Zn：按一年300个工作日，每天24h计算，由公式N=60njL计hNl=60X412.02X10X300X24=1.779x109N2=Nl/i齿=1.779x109/2.33=7.635X108查1课本图曲线1,得Z=1Z=1.06NT1NT2按一般可靠度要求选取安全系数SH=1.0oH1=oZ/SHHlim1NT1=600x1/1=600MpaoH2=oZ/SHHlim2NT2=550x1.06/1=583Mpa故得：。田=5
12、83Mpa 计算小齿轮分度圆直径d1由1课本表13-9按齿轮相对轴承对称布置，取d=1.0U=2.33将上述参数代入下式d176.43KT(U+1)/duoH2)1/31d=51.94mm取d1=56.25mm 计算圆周速度V=nInd1/(60X1000)=412.02X3.14X56.25/(60X1000)=1.21m/sVV6m/s故取8级精度合适(3)确定主要参数 齿数取Z1=25Z2=Z1Xi齿=25X2.33=58.25=59 模数m=d1/Z1=56.25/25=2.25 分度圆直径dl=mZ2=25X2.25=56.25mmd2=mZ2=59X2.25=132.75mm 中心
13、距a=(dl+d2)/2=(56.25+132.75)/2=94.5mm 齿宽b=d*d1=1.0X56.25=56.25mm取b2=60mmb1=b2+5mm=65mm(4) 校核齿根弯曲疲劳强度 齿形系数YF查1课本表10.13Y=2.65Y=2.18F1F2 应力修正系数YS查1课本表10.14Y=1.59Y=1.80S1S2 许用弯曲应力oFoF=oY/SFlimNTF由课本1图10.25按齿面硬度中间值得o=210Mpao=190MpaFlim1Flim2由课本1图得弯曲疲劳寿命系数Y：NTY=Y=1NT1NT2按一般可靠性要求，取弯曲疲劳安全系数S=1.3F计算得弯曲疲劳许用应力为
14、o=oY/S=210X1/1.3=162MpaF1Flim1NT1F。=。Y/S=190Xl/1.3=146MpaF2Flim2NT2F校核计算oFl=2kTlYY/(bm2Z1)F1SI=2Xl.lX67870X2.65X1.59/(60X2.252X25)=82.85MpaoF1oF2=2kTlYY/(bmzZl)F2S2=82.85X1.8X2.18/(1.59X2.65)=77.16MpaoF2故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够(5) 齿轮的几何尺寸计算齿顶圆直径dadal=d1+2ha=56.25+6=62.25mmda2=d2+2ha=132.75+6=138.75mm齿全高hh=(2ha*+c*)m=(2+0.25)X2.25=5.06mm齿根高hf=(ha*+c*)m=1.25X2,25=2.81mm齿顶高ha=ha*m=1X2.25=2.25mm齿根圆直径dfdf1=d1-2hf=62.25-7.5=54.75mmdf2=d2-2hf=132.75-7.5=125.25mm(6) 齿轮的结构设
