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1、机械设计基础课程设计设计题目：理料机的传动装置设计机械与运载工程学院12机自4 班 设计者：吕健学 号： 201204010412 指导教师：刘江南二C一五年三月二十四日目录一、 设计任务书1二、三、总体设计计算1. 电机型号选择2. 各级传动比分配3. 各轴的运动参数和动力参数（转速、功率、转矩）计算四、齿轮传动设计计算 五、轴系零件设计计算 1. 高速/低速轴的设计计算 （初估各轴最小直径、受力、弯矩、强度校核、刚度校核等）2. 滚动轴承的选择与寿命校核计算 3. 键连接的强度校核计算 4. 联轴器的选择 六、润滑和密封方式的选择 七、箱体及附件的结构设计和选择 八、设计总结 参 考 文
2、献 一、设计任务书1、设计课题一一理料供送机构机传动装置设计如图1所示，理料供送机如图所示，在原训练课题机械系统传动方案的基础上，对带传动、 蜗杆传动、齿轮传动、链传动重新进行设计计算，并对蜗杆、齿轮传动 进行闭式结构设计（含机箱设计）。设备工作条件为室内工作，连续单 向运转，载荷平稳，每日三班，工作10年，车间有三相交流电源。100W60r/min，每转1/4圈停歇一次III沃500W62r/minJ3n=pivI图 1 理料供送机2、设计任务与要求 课程设计要求选择电动机型号，分配总传动比，计算各轴的转速、输入输出功率 对齿轮传动进行设计计算，选择联轴器，对减速器进行结构设计。本人设计的原
3、始数据：1. 最小轴径：18mm 轴的功率：538w轴的转速：930r/min 上箱体高： 60mm 下箱体高： 100mm 浸油深度： 61mm 箱体壁厚： 8mm2. 齿轮分度圆直径： d1=42.5mm，d2=155mm 轴承座：最大外径： 95mm 最大内径： 55mm 厚度： 33mm本人独立完成的具体任务是：1) 小齿轮轴的设计计算2) 蜗杆蜗轮变速箱机箱的设计计算二、传动方案修改1.把齿轮变速箱和蜗轮蜗杆箱分别做成两个独立箱体2.在蜗杆轴与小齿轮轴之间加弹性套柱销联轴器；3.在两个箱体上加上所需的轴承；4. 将涡轮上端的轴承移到机箱座凸台上；5. 把齿轮减速箱的小齿轮做成齿轮轴。
4、如图 2图设计过程及计算说明）三、总体设计计算1、电机型号选择（1）电动机类型的选择：Y系列三相异步电动机（2）电动机功率选择7级精度圆柱齿轮传动效率:0.98V带传动效率:0.94链传动（开式）效率：0.90滚动轴承:球轴承:0.99滚子轴承:0.98弹性联轴器：0.99带式输送机:0.96蜗杆传动：0.45传动装置的总功率：电机所需的工作功率：P =400/0.99/0.96/0.99/0.99/0.98/0.99/0.99/0.94+100/0.98/0.90/ 工作0.99/0.99/0.98/0.99/0.99/0.94+500/0.45/0.94=1784.5w初步选定Pe（=2.
5、2Kw（3）确定电动机转速计算滚筒工作转速：根据设计要求蜗杆转速n=992n/min按课本推荐的传动比合理范围，圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围 i=36V带传动比匚=24，则总传动比范围为i =624。故电动机转速 a1a的可选范围为nd=i xn =19843968 r/min,符合这一范围的同步转速，da筒并且额定功率为2.2 Kw的有x种电动机型号n = 1500r/min 滚筒P d=2.2KWed电动机型号Y100L1-4型号功率(Kw)同步（r/min）满载（r/min）量g k 二二(1Y90L-22.230002840252Y100L1-42.215001440343Y112
6、M-62.21000940454Y132S-82.275071066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2种比较适合，则选n=1500r/min。（4）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Y100L1-4。其主要性能：额定功率：2.2 Kw,满载转速1440 r/min,额定 转矩14590 Nmm。质量34 kg。2、计算总传动比及分配各级的传动比分配各级伟动比据指导书，取齿轮i带=62/17 (单级减速器i=36合理)带取蜗杆蜗轮i=153、各轴运动参数及动力参数计算设电动机轴为0轴，减速器高速轴为I轴，
7、低速轴为II轴。(1) 计算各轴转速(r/min)no=n 电机=1500 r/minn=no/i = 1500 / (50/31)=930 (r/min)I0 带n=nJi= 930 /(62/17)= 255 (r/min)iii齿轮丿(2) 计算各轴的功率(Kw)P0=P = 2.2 KwPI=P0X = 2.2 x 0.96 = 2.112 KwPII=PIxnxn =2.112x0.99x0.99x0.99x0.99x0.99x0.98iii 轴承1齿轮=1.97Kw-0.5/(0.45x0.99x0.99) Kw=0.54Kw(3) 计算各轴扭矩(Nmm) T0=9.55x106P
8、0/n0=9.55x106x2.2/1500=14006 Nmm Ti=9.55x106Pi/ni=9.55x106x2.112/930=21687Nmm Tii=9.55x106Pn/nii=9.55x106x0.54/255=193134Nmmi =50/31带i =32/17齿轮n0=1500 r/minni = 930 r/min nii=255 r/minP = 2.2 KwoP= 2.112 KwP【i= 0.54 KwTq=14006 Nmm =21687 Nmm 儿=193134 Nmm四、齿轮传动设计计算1. 选择齿轮材料及精度等级根据设计任务要求,齿轮采用标准斜齿轮硬齿面。
9、小齿轮选用20Cr (渗碳后淬火),齿面硬度为60HRC。大齿轮选用20Cr(渗碳后淬火), 齿面硬度为59 HRC；根据教材表10- 6，暂选7级精度。2. 初步选取主要参数初选螺旋角B =14 压力角a =20 取小齿轮齿数Z1=17。由i齿轮2/17，则大齿轮齿数：623. 按齿面接触疲劳强度设计d12kT1 (u+1)(ZEZHZE/ H)2/(du)1/3a) 输入功率和转矩齿轮机构输入功率：P=0.54Kw 齿轮机构输入转矩：T1=9.55x106xP1/n【=9.55xl06x0.54/255=21687Nmmb) 各系数取载荷系数k= 1.3 材料弹性影响系数：ZE=189.8
10、MPa 区域系数：Zh=2.5重合度系数：T =1.88-3.2(1/Z+1/Z2)= 1.725Z=J(4-* )/3 = 87、tc)许用接触应力勺 查教材 吋=%mZNT/SH由教材查得： HlimZ1= 600MPa%述2= 550 MPa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=1.0 H1=Hlim1/SH= 600 /LOMpa=600 MpaH2=Hlim2/SH=550 /1.0MPa=550Mpa 所以计算取oh=550 Mpa 故得：d12kT1 (u+1)(ZEZHZ/H)2/(du)1/3=23mm 初估模数：m = 2.2 mm 根据教材表取标准模数
11、：m= 2.5 mm。4校核齿根弯曲疲劳强度 根据教材%=2卩/(処勺)乍0H 确定有关参数和系数Z1= 17Z2=62u =62/17% =1.1T= 21687Nmm”HlimZ1=6 Mpa ttHlimZ2= 550MpaOHh= 600 MpaPh2= 550 Mpad1 23 mmm= 2.5 mm分度圆直径：d=mZ= 2.5 x 17 = 42.5 mm d2= mz2= 2.5 x 62 = 155 mm 齿宽：b= = 46 mm取 b2= 46 mm，则 bi= b2+5= 51 mm齿形系数YFa和应力修正系数YSa根据齿数z1= 17 , z2= 62由表得Yfsi=
12、2.65Yfs2= 2.23重合度系数：Y=0.688许用弯曲应力gf按一般可靠度选取安全系数Sf=1.25 计算两轮的许用弯曲应力可产咕曲 /SF= 600/1.25MPa=480 MpaF2=Flim2/SF = 550/1.25MPa=440 Mpa计算大小齿轮YFs/oF故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够。5.计算齿轮传动的中心距a及其他主要几何参数a=m/2(Z+z2)= 2.5 /2( 62 + 17 )= 98.75 mm,a = 98.75 mm d1= 42.5 mm d2= 155 mm b1= 46 mm b2= 51 mm精度等级7级min10.5 mmmmd1= 30 mmL
13、1= 25 mmd2= 35 mm l2= 8 mmL3=51mmd4= 35 mm l4= 8 mmd5= 30 mmL5= 25 mmd5= 25 mmL5= 70 mmd5= 18mmL5= 42mm五、轴系零件设计计算1、高速轴/低速轴的设计计算(1) 选择材料和热处理方法选用45钢调质处理，硬度217255HBS。(2) 按扭矩初算轴径P= 0.54 Kw, n= 930 r/min。查表 15 -2 得 C=120，d0mm考虑有键槽，将直径增大5%,则d . = 10 x(1+5%) = 10.5 min选 d . =10.5 mm。min(3) 轴的结构设计确定轴各段直径和长度从最右端算起： 第一段：d1= 30 mm 长度取L1= 25 mm 第二段：考虑到齿轮与内壁面的安全距离L2=8 mm, d2=35； 第三段：这一段是小齿轮，小齿轮的宽度为51,所以L3=51 mm； 第四段：同样的，考虑到齿轮与内壁的安全距离，故取L4= 8 mm，d4=35 mm； 第五段：d5=30，L5=25mm； 第六段：考虑到链轮与联轴器之间可能会发生干涉，所以取L6=70mm， d6=25 mm；
