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1、 麗水學院 机械设计课程设计 （计算说明书） 学院： 工 学 院 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 机自（3+2）133 小组: 第二组 姓名: 赵佳、赵金枝、周漩、郑芳 2014年6月目 录1 传动简图的拟定2 2 电动机的选择3 3 传动比的分配4 4 传动参数的计算4 5 链传动的设计与计算5 6 圆锥齿轮传动的设计计算6 7 圆柱齿轮传动的设计计算9 8 轴的设计计算13 9 键连接的选择和计算23 10 滚动轴承的设计和计算24 11 联轴器的选择26 12 箱体的设计26 13 润滑和密封设计28 设计总结29 参考文献291 传动简图的拟定1.1 技术参数：输送链的牵引力：
2、5 KN 输送链的速度 ：0.6 m/s链轮的节圆直径：399 mm1.2 工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期10年（每年300个工作日，小批量生产，两班制工作，输送机工作轴转速允许误差5%。链板式输送机的传动效率为95%。1.3 拟定传动方案传动装置由电动机，减速器，工作机等组成。减速器为二级圆锥圆柱齿轮减速器。外传动为链传动。方案简图如图。方案图2、 电动机的选择2.1电动机的类型：三相交流异步电动机（Y系列）2.2功率的确定工作机所需功率Pw (kw): Pw=Fwvw/(1000hw)=50000.6/(10000.95)= 3.158 kw电动机至工作机的总效率： =h
3、1h2h3h4h5h6 =0.990.9930.970.980.960.96=0.842（h1为联轴器的效率，h2为轴承的效率，h3为圆锥齿轮传动的效率，h4为圆柱齿轮的传动效率，h5为链传动的效率，h6为卷筒的传动效率）所需电动机的功率Pd (kw): Pd=Pw/=3.158Kw/0.842=3.751kw电动机额定功率:PmPd2.3确定电动机的型号因同步转速低的电动机磁极多的，外廓尺寸大，质量大，价格高，但可使系统的传动比和机构尺寸减小，从而降低传动装置的制造成本。根据需要，选择Pm=4kW，符合要求。由此选择电动机型号：Y112M4电动机额定功率Pm=4 kN,满载转速=1440 r
4、/min 3工作机转速n筒=60*V/(*d)=28.72 r/min查机械设计指导书（后简称指导书）表177可知：3 传动比的分配总传动比：i总=nm/n筒=1440/28.720=50.139设高速轮的传动比为i1,低速轮的传动比为i2,链传动比为i3，减速器的传动比为i减,链传动的传动比推荐6，选i3=5.0 ，则有：i减=i总/i3=10.0278 ,i10.25i减=2,507,选i1=2.5， 则i2=i减/i1=4.0。i=i1i2i3=2.54.05.0=50, Di=（i-i总）/i总=（5050.139/50.139=0.277% ，符合要求。4 传动参数的计算4.1 各轴
5、的转速n(r/min)高速轴的转速：n1=nm=1440 r/min 中间轴的转速：n2=n1/i1=1440/2.5=560 r/min 低速轴的转速：n3=n2/i2=560/4.0=140 r/min 滚筒轴的转速：n4=n3/i3=140/5.0=28 r/min4.2 各轴的输入功率P（kw）高速轴的输入功率：P1=pmh1=40.99=3.96kw 中间轴的输入功率：P2=p1h3h2=3.960.970.99=3.80kw 低速轴的输入功率：P3=p2h4h2=3.800.980.97=3.61kw 滚筒轴的输入功率：P4=p3h5h2=3.610.960.99=3.43kw4.
6、3 各轴的输入转矩T(Nm)高速轴的输入转矩：T1=9550P1/n1= 26.26 Nm 中间轴的输入转矩：T2=9550P2/n2= 64.80 Nm 5低速轴的输入转矩：T3=9550P3/n3=246.25 Nm滚筒轴的输入转矩：T4=9550P4/n4=1169.88 Nm5 链传动的设计与计算5.1 选择链轮齿数取小齿轮齿数z1=11，大链轮的齿数z2=i3z1=5.011=55 。5.2 确定计算功率查机械设计教材中表9-6可得KA=1.0，查图9-13得Kz=2.5，单排链，功率为： Pca=KAKzP3=1.02.53.61=9.025 kW5.3 选择链条型号和节距根据Pc
7、a9.025kW和主动链轮转速n3=140（r/min），由图9-11得链条型号为20A，由表9-1查得节距p=31.75 mm。5.4 计算链节数和中心距初选中心距a0=(3050)p=(3050)31.75=9531588 mm。取a0=1000mm，按下式计算链节数Lp0:=21000/31.75+(11+55)/2+(55-11)/ 2231.75/100097.55 故取链长节数Lp=98节由（Lp-z1）/(z2-z1）=（98-11）/（55-11）=2.032，查教材中表9-7得f1=0.24421，所以得链传动的最大中心距为：a0=f1p2Lp-(z1+z2)=0.24421
8、31.75298-(11+55)1008.0 mm5.5 计算链速v，确定润滑方式v=z1n3p/601000=1114031.75/6010000.815 m/s由教材图9-14查得润滑方式为：滴油润滑。5.6 计算链传动作用在轴上的压轴力FP有效圆周力：Fe=1000P/v =10003.61/0.815=4429.4 N链轮水平布置时的压轴力系数KFp=1.15则FPKFpFe=1.154429.45093.81 N计算链轮主要几何尺寸：d1=psin（180/z1）=112.70 mmd2=psin（180/z2）=556.15 mm5.7 链轮材料的选择及处理根据系统的工作情况来看，
9、链轮的工作状况是，采取两班制，工作时有轻微振动。每年三百个工作日，齿数不多，根据教材表9-5得 材料为40号钢，淬火 、回火，处理后的硬度为4050HRC 。6 圆锥齿轮传动的设计计算6.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数6.1.1 选用闭式直齿圆锥齿轮传动，按齿形制GB/T12369-1990齿形角=20o，顶隙系数c*=0.2，齿顶高系数ha*=1，螺旋角m=0，轴夹角=90，不变位，齿高用顶隙收缩齿。6.1.2 根据教材表10-1，材料选择，小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。6.1.3 根据教材表10-8，选择7级精度。
10、6.1.4 传动比u=z2/z1=5节锥角1=arctan（1/u）=11.31，2=9011.3178.69不产生根切的最小齿数： Zmin=2ha*cosd1/sin2a=16.765 选z1=18，z2=uz1=183.5=906.2 按齿面接触疲劳强度设计ZEKT1 公式： d1t2.92df1-0.5j2uHRR6.2.1 试选载荷系数Kt=26.2.2 计算小齿轮传递的扭矩T1=95.5105P1/n1=2.626104Nmm 6.2.3 选取齿宽系数R=0.36.2.4 由教材表10-6查得材料弹性影响系数ZE=189.8MPa。6.2.5 由教材图10-21d按齿面的硬度查得小
11、齿轮的接触疲劳强度极限2sHlim1=600MPa，大齿轮的接触疲劳极限sHlim2=550MPa。6.2.6 计算应力循环次数N1=60n1jLh=6014401(2830010)=4.15109N2=N1/u=8.31086.2.7 由教材图10-19查得接触疲劳寿命系数KHN1=0.87 KHN2=0.906.2.8 计算接触疲劳许用应力sH1=KHN1slim1/S=0.87600=522MPasH2=KHN2slim2/S=0.90550=495MPa6.2.9 试算小齿轮的分度圆直径代入sH中的较小值得ZEKT1 d1t2.92df1-0.5f2u=56.188 mmHRR6.2.
12、10 计算圆周速度vdml=d1t（1-0.5R）=56.18810.50.347.760 mmv=(pdm1n1)/(601000)=（3.1415947.7601440）/（601000）=3.60 m/s6.2.11 计算载荷系数齿轮的使用系数载荷状态均匀平稳，查教材中表10-2得KA=1.0。 由教材中图10-8查得动载系数KV=1.08。由教材中表10-3查得齿间载荷分配系数KHa=KFa=1.1。依据大齿轮两端支承，小齿轮悬臂布置，查教材中表10-9得轴承系数KHbbe=1.25由公式KHb=KFb=1.5KHbbe=1.51.25=1.875接触强度载荷系数K=KAKVKHaKH
13、b=11.081.11.875=2.23。6.2.12 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径 d1=d1tK/Kt=56.188（2.23/2）1/3=58.264 mmm=d1/z1=58.264/18=3.24 mm取标准值m = 4 mm 。6.2.13 计算齿轮的相关参数d1=mz1=418=72 mmd2=mz2=490=360 mm1=arctan（1/u）=11.31，2=9011.3178.69R=d1u21/2=88.18 mm6.2.14 确定并圆整齿宽b=fRR=0.388.18=26.454 mm圆整取B2=30 mm B1=35 mm6.3 校核齿根弯曲疲劳强度6.3.1 确定弯曲强度载荷系数 K=KAKVKFaKFb=2.236.3.2 计算当量齿数zv1=z1/cosd1=18/cos11.31=28.6zv2=z2/cosd2=90/cos78.69=458.916.3.3 由教材中表10-5查得 YFa1=2.55,YSa1=1.61,YFa2=2.29,YSa2=1.71
