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1、学 号： 机械设计课程设计题 目热处理车间清洗零件输送设备的传动装置教 学 院机电工程学院专 业机械设计制造及其自动化班 级姓 名指导教师年月日目录目录1一、传动方案拟定2二、电动机选择21.电动机功率选择32.确定电动机转速33.确定电动机型号3三、理论总传动比及各级传动比分配3四、运动参数及动力参数计算4五、传动零件的设计计算41.皮带轮传动的设计计算42.齿轮传动的设计计算62.1高速级齿轮设计计算及校核62.2低速级齿轮设计计算113.轴的设计计算143.1中间轴的设计计算14初算轴径14键连接15轴的受力分析15校核轴的强度16键校核18校核轴承寿命183.2高速轴的设计计算19初算
2、轴径19键连接21轴的受力分析21校核轴的强度22校核键连接的强度24校核轴承寿命243.3低速轴设计计算26初算轴径及联轴器的选择26键连接27轴的受力分析27校核轴的强度28校核键的强度30校核轴承寿命30六、润滑方式及密封装置的选择311. 润滑方式322.密封装置32七、箱体的结构设计32八、参考文献34计算过程及计算说明一、传动方案拟定第六组：热处理车间清洗零件输送设备的传动装置工作条件：该装置单向传送，载荷平稳，空载起动，两班制工作，使用期限5年（每年按300天计算），输送带速度容许误差为5% 。（1） 原始数据：滚筒直径D=380N；带速V=0.9m/s；滚筒轴转矩T=950N.
3、m。 1 电动机2 V带传动3 减速器4 联轴器5 滚 筒6 输送带图1 清洗零件输送设备的传动装置运动简图二、电动机选择1.电动机功率选择（1）传动装置的总效率：总=带3轴承2齿轮联轴器滚筒=0.960.9930.980.990.96=0.84(2)电机所需的工作功率P工作=FV/1000总=50000.9/10000.84=5.36KW2.确定电动机转速计算滚筒工作转速：n筒=601000V/D=6010000.9/3.14380=45.3r/min按手册P7表1推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动二级级减速器传动比范围Ia=840。取V带传动比I1=24，则总传动比理时范围为Ia=624
4、。故电动机转速的可选范围为nd=Ian筒=（16160）45.3=724.87248r/min符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：因此有三种传支比方案：如指导书P15页第一表。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，可见第3方案比较适合，则选n=1500r/min。3.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Y132S-4。其主要性能：额定功率：5.5KW，满载转速1440r/min，额定转矩2.2。质量68kg。三、理论总传动比及各级传动比分配
5、1.总传动比：i总=n电动/n筒=1440/45.3=31.792.分配各级伟动比（1） V带传动比i带=24，取V带传动比i带=2.5（2） i总=i二级i带i二级=i总/i带 =31.79/2.5=12.716齿轮传动i1=（1.31.5）i2 取i1=1.4 i2故i1=4.2 i2=3.02四、运动参数及动力参数计算1.计算各轴转速（r/min）nI= nw/i0=1440/2.5=576r/minnII=nI/i1=576/4.2=137r/minnIII=nII/i2=137/3.02=45.4r/min2.计算各轴的功率（KW）PI=Pd0I=5.360.96=5.28KWPII
6、=PI1=Pd0II II=5.360.960.98=5.12KW PIII=PIIII III=5.120.98=4.97KW3.计算各轴扭矩（Nmm）TI=9.55106PI/nI=9.551065.28/576=87.6NmTII=9.55106PII/nII=9.551065.12/137=356.88NmTIII=9.55106PIII/nIII=9.551064.97/45.4=1045Nm五、传动零件的设计计算1.皮带轮传动的设计计算（1） 选择普通V带截型由课本P83表5-9得：kA=1.1PC=KAP=1.15.5=6.05KW 由课本图5-8得：选用A型V带确定带轮基准直径
7、，并验算带速由课本图5-10得，推荐的小带轮基准直径为75100mm则取dd1=90mmdmin=75dd2= i带dd1=2.590=225mm由课本P74表5-4，取dd2=224mm实际从动轮转速n2=n1dd1/dd2=960100/200=480r/min验算带速V：V=dd1n1/601000=901440/601000=6.78m/s在525m/s范围内，带速合适。（2） 确定带长和中心矩根据课本P84式（5-14）得0. 7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)0. 7(90+224)a02(90+224)所以有：332.5mma0950mm初定中心距a0=500由课本P8
8、4式（5-15）得：Ld0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1)/4a0=2500+1.57(90+224)+(224-90)2/4500=1546mm根据课本P71表（5-2）取Ld=1600mm根据课本P84式（5-16）得：aa0+Ld-L0/2=500+1600-1546/2=527mm(4)验算小带轮包角1=1800-(dd2-dd1)/a57.30 =1800-(224-90)/46257.30=165.401200（适用）（5）确定带的根数根据课本P78表（5-5）P1=1.064KW根据课本P79表（5-6）P1=0.169KW根据课本P81表（5-7）K=0
9、.95根据课本P81表（5-8）KL=0.99由课本P83式（5-12）得Z=PC/P=PC/(P1+P1)KKL=6.05/(1.064+00.169) 0.95520.99=5.17取Z=6根(6)计算轴上压力由课本P70表5-1查得q=0.1kg/m，由式（5-18）单根V带的初拉力：F0=500PC/ZV（2.5/K-1）+qV2=5006.05/66.78(2.5/0.95-1)+0.160782=124.9N则作用在轴承的压力FQ，由课本P87式（5-19）FQ=2ZF0sin1/2=24124.9sin162.6/2=1481.5N2.齿轮传动的设计计算2.1高速级齿轮设计计算及
10、校核（1）选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不在，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为280HBS。大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度240HBS；根据课本P139表6-12选7级精度。齿面精糙度Ra1.63.2m(2)按齿面接触疲劳强度设计由由式（6-15）确定有关参数如下：传动比i1=4.2取小齿轮齿数Z1=21。则大齿轮齿数：Z2=iZ1=4.221=88.2取Z2=89初取=140由课本P138表6-10取d=1 kt=1.6(3)转矩T1T1=9.55106P/n1=9.551065.28/576=87540Nmm(4)载荷系数k由课本P128表6-7取k=1(
11、5)许用接触应力HH= HlimZNT/SH由课本P134图6-33查得：HlimZ1=600Mpa HlimZ2=550Mpa由课本P133式6-52计算应力循环次数NLNL1=60n1rth=605761(283005)=8.294108NL2=NL1/i=8.294108/4.2=1.97108由课本P135图6-34查得接触疲劳的寿命系数：ZNT1=0.9 ZNT2=0.95通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求选取安全系数SH=1.0H1=Hlim1ZNT1/SH=6000.9/1.0Mpa=540MpaH2=Hlim2ZNT2/SH=5500.95/1.0Mpa=522.5Mpa
12、 H=H1+H2/2=531.25 Mpa故d1t =54.15mmV=dd1tn1/601000 =1.63 m/s计算齿宽B及模数mnt模数mnt= d1t xcos/ Z1= 54.15xcos140/21=2.5mmh=2.25mnt=2.25x2.5=5.625 mmb/h=54.15/5.625=9.62计算纵向重合度=0.318d x Z1 xtan=0.318x1x21xtan140=1.989计算载荷系数查表10-2使用系数=1查图10-8动载荷系数=1.15查表10-4齿向载荷分布系数=1.455查表10-3齿向载荷分布系数=1.4则载荷系数 =1x1.15x1.4x1.4
13、55=2.34由实际的载荷系数校正所得的分度圆直径d1= d1t (K/ kt)1/3=54.15x(2.34/ 1.6)1/3=61.46 mmmn =d1cos/ Z1=61.46x cos140/21=2.84 (6)按齿根弯曲强度设计查机械设计基础表11-6，得齿宽系数小齿轮上的转矩齿形系数 许用弯曲应力可由参考文献1 P147公式8.29算得： 由参考文献1 P146图8.28（h）可得两齿轮的弯曲疲劳极限应力分别为：和。 由参考文献1 P147表8.7，取安全系数=1.4。 由参考文献1 P147图8.30查得弯曲强度寿命系数为： 故许用弯曲应力为 = 查机械设计基础图11-8得：， 查机械设计基础图11-9得：， 因为和比较所以对大齿轮进行弯曲强度计算。法向模数 取由Z1=d1cos/ mn=29.81取Z1=30则Z2=4.2x30=126计算中心距a圆
