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1、机械设计课程设计计算说明书图纸加153893706机械工程学院机械设计制造及其自动化专业2007级3班设计者 指导教师 2010年1月15日山东大学2、 Contents设计任务概述 2确定传动方案 3选择电动机 3传动比计算及分配 4运动及动力学参数计算 4带传动设计 6高速级齿轮传动设计校核 8低速级齿轮传动设计校核 12高速轴设计校核 17高速轴轴承设计校核 19中间轴设计校核 20中间轴轴承设计校核 22低速轴设计校核 23低速轴轴承设计校核 25键联接设计校核 26联轴器设计校核 27润滑及密封 28参考资料 28设计小结 28一、 设计任务概述在铸造车间，我们常用运输带来运送造型用
2、的砂型。运输带通常由电动机带动，但是电动机转速一般很高，而运输带的速度却不能太高。因此，需要在电动机和运输带主动鼓轮之间增加减速传动装置。常见的减速传动装置有带传动、链传动、齿轮减速箱等，在工程上已经得到广泛使用。本设计即旨在采用这些常见的传动装置来达到减速的目的，如下图所示。已知条件：（1） 运输带每日两班制工作，工作期限7年。（2） 运输带主动鼓轮输入端转矩。（3） 主动鼓轮直径。（4） 运输带速度。（5） 采用带传动、展开式二级齿轮减速器、链传动的组合来设计减速传动装置。（6） 检修间隔期：四年一次大修，二年一次中修，半年一次小修。（7） 工作环境为室内常温，灰尘较大，砂型进入运输带时对
3、运输带主动鼓轮有一定冲击，减速传动装置整体工作平稳、可靠。 二、 确定传动方案1、 初步选择电动机考虑到本减速传动装置的工况，初步选择工业上广泛使用的Y系列三相异步电动机，同步转速初选1500 r/min。2、 估计总传动比主动鼓轮直径运输带速度 主动鼓轮转速 总传动比3、 确定传动类型和级数根据初估的总传动比，初步选择使用带传动、链传动和齿轮减速器等常见减速装置。其中，带传动实现第一级减速，传动比；齿轮减速器中，首级减速传动比，次级减速传动比；链传动的传动比。这样，总传动比。4、传动系统平面图Tw = 740000 Nmmnw = 40 r/minY112M-4Pm = 4 kwnm =14
4、40 r/min三、 选择电动机主动鼓轮轴输入转矩主动鼓轮所需输入功率传动装置总效率。其中，带传动效率；链传动效率；齿轮（8级精度，稀油润滑）传动效率；滚动轴承（球轴承）传动效率；联轴器传动效率。这样，。电机所需的输出功率据此，决定选择Y112M-4型电动机，这是一种Y系列全封闭自扇冷鼠笼型三项异步电动机，在工程上广泛使用。其额定功率，满载转速，输出轴直径，输出轴外伸端长度，机座中心。四、 总传动比计算及分配 总传动比 根据总传动比，决定分配带传动传动比；齿轮传动高速级传动比，低速级传动比；链传动传动比。这样，总传动比。五、 运动及动力学参数计算1、 各轴输入功率带传动输入功率齿轮减速器高速轴
5、输入功率中间轴输入功率低速轴输入功率链传动输入功率鼓轮轴输入功率2、 各轴转速带传动输入轴转速齿轮减速器高速轴转速中间轴转速低速轴转速链传动输入轴转速鼓轮轴转速3、 各轴输入转矩 4、 参数列表轴参数电机轴I轴II轴III轴链轴鼓轮轴功率P（kw）43.83.653.53.433.2转速n（r/min）1440720180606040转矩T（）六、 带传动设计1、工作情况系数 由文献【1】表11.5查得 工作情况系数 2、计算功率 3、选带型号 根据计算功率，小带轮转速，由文献【1】表11.15 选取A型。 4、小带轮直径 由文献【1】表11.6 选取 5、大带轮直径 6、大带轮转速 7、验算
6、传动比误差实际传动比传动比误差 合适带转速 合适8、计算带长 初取中心距带长 由文献【1】图11.3，选取基准长度。 9、计算中心距和包角 中心距 小带轮包角10、求带根数由文献【1】表11.8，可知本设计中单根普通V带传递功率；由表11.7 可知包角系数；由表11.12 可知长度系数；由表11.10 可知单根普通V带时传动功率的增量。综上，可知带根数 11、求轴上载荷 由文献【1】表11.4，查得A型V带质量 带上的张紧力 压轴力七、 高速级齿轮传动设计校核1、选材 根据文献【1】表12.7，决定选取小齿轮材料为40Cr，调质处理，硬度HB；大齿轮材料为45钢，调质处理，硬度HB。 2、初步
7、计算 转矩 由文献【1】表12.13，查得尺宽系数由文献【1】图12.17c，可得接触疲劳极限 初步计算的许用接触应力 由文献【1】由表12.16，估计，取初步计算小齿轮直径取确定中心距 3、配凑中心距 核算 由文献【1】表12.3，取，这样， 。 验算 所以 4、接触疲劳强度校核圆周速度由文献【1】表12.6，决定选择齿轮精度为8级精度。由文献【1】表12.9知：使用系数；由图12.9知：动载=1.05。对于齿间载荷分配系数，由文献【1】表12.10知，先求： 由上所得：对于齿向载荷分布系数，由文献【1】表12.11， 综上，可知载荷系数由文献【1】表12.12，查得弹性系数；由图12.16
8、，可知节点区域系数。螺旋角系数由文献【1】表12.14，可得接触最小安全系数总工作时间由文献【1】式12.12，可知应力循环次数 由文献【1】图12.18，可得接触寿命系数 综上，可得许用接触应力及验算 计算结果表明，接触疲劳强度足够。5、 弯曲疲劳强度验算 于是，重合度系数 螺旋角系数 齿间载荷分配系数 由文献图 12.14可知，齿向载荷分布系数 综上所述，可得载荷系数由文献图12.23，可得弯曲疲劳极限 由文献表12.14，可知弯曲最小安全系数 应力循环系数由文献图12.24，可得弯曲寿命系数由文献图12.25，可知尺寸系数于是，许用弯曲应力6、几何尺寸计算 齿高八、 低速级齿轮传动设计校
9、核1、 选材 根据文献【1】表12.7，决定选取小齿轮材料为40Cr，调质处理，硬度HB；大齿轮材料为45钢，调质处理，硬度HB。 2、初步计算 转矩 由文献【1】表12.13，查得尺宽系数由文献【1】图12.17c，可得接触疲劳极限 初步计算的许用接触应力 由文献【1】由表12.16，估计，取初步计算小齿轮直径取确定中心距 3、配凑中心距 核算 由文献【1】表12.3，取，这样， 。 验算 所以 4、接触疲劳强度校核圆周速度由文献【1】表12.6，决定选择齿轮精度为8级精度。由文献【1】表12.9知：使用系数；由图12.9知：动载=1.02。对于齿间载荷分配系数，由文献【1】表12.10知，
10、先求： 由上所得：对于齿向载荷分布系数，由文献【1】表12.11， 综上，可知载荷系数由文献【1】表12.12，查得弹性系数；由图12.16，可知节点区域系数。螺旋角系数由文献【1】表12.14，可得接触最小安全系数总工作时间由文献【1】式12.12，可知应力循环次数 由文献【1】图12.18，可得接触寿命系数 综上，可得许用接触应力及验算 计算结果表明，接触疲劳强度足够。5、弯曲疲劳强度验算 于是，重合度系数 螺旋角系数 齿间载荷分配系数 由文献图 12.14可知，齿向载荷分布系数 综上所述，可得载荷系数由文献图12.23，可得弯曲疲劳极限 由文献表12.14，可知弯曲最小安全系数 应力循环系数由文献图12.24，可得弯曲寿命系数由文献图12.25，可知尺寸系数于是，许用弯曲应力6、 几何尺寸计算 齿高三、 高速轴设计校核1、 选 材2、 初估直径 由文献【1】表16.2，可得材料系数C = 112。 考虑到轴上有一个键槽，轴径应增加3，所以，圆整取30 mm。3、 结构设计 I轴结构及各部分尺寸如下图所示，倒角均为C1，各轴段过渡处圆角均为R1，齿轮处过渡圆角为R2。4、 强度校核竖直支反力水平支反力竖直弯矩图水平弯矩图当量弯矩图当量转矩图合成弯矩图 如图，计算水平支反力：如图，计算垂直支反力
