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1、。6。9六、轴的设计。.12机械设计课程设计说明书刘莉平江西理工大学南昌校区机电工程系机械课程设计任务书一、电动机的选择4二、 总传动比的计算及传动比的分配5三、传动装置的运动和动力参数的计算6、设计皮带传动 五、斜齿轮传动设计七、滚动轴承的选择及寿命计算18键是的选择及强度校核22九、联轴器的选择。.。23十、减速器的润滑与密封十一、设计小结十二、参考资料目录机械零件课程设计任务书姓名 刘莉平 专业 数控 班级07数控1学号07313103设计题目 带式输送机传动装置中的一级斜齿圆柱齿轮减速箱及带传动运动简图工作条件 输送带连续工作，单向运转，载荷变化不大,空载起动，使用期限 10年，单班制
2、工作 输送带速度容许误差为5%.原始数据设计工作量参数输送带拉力F（N）输送带速度v （m/s）滚筒直径D （mm）数据30001。5400设计说明书1份减速箱装配图1张减速箱零件图3 张（从动轴、大齿轮及箱体底座）指导教师：王春花老师开始日期：2009 年 月 日完成日期 ：2009 年 月 日设计的基本步 骤一、电动机的 选择二、总传动比 的计算及传动 比的分配三、传动装置 的运动和动力 参数的计算四、带传动设 计五、齿轮传动 设计六、轴的设计七、滚动轴承 的选择及寿命 计算八、键的选择 及强度校核九、联轴器的 选择十、减速器的 润滑与密封 十一、设计小 结十二、参考资 料目录一、电动机的
3、选择电动机的选择及参数的计算一般电动机均采用三相交流电动机，无特殊要求都采用三相交流异步 电动机，其中首先Y系列全封闭自扇冷式电动机。1）确定皮带输送机所需功率Pw=Fw Vw/1000=3000X 1.5/1000=4。5kW 传动装置的效率式中：为带传动效率取0。96为轴承效率（一对） 取0.99为齿轮传动的效率取0。98为联轴器的效率 取0.97为卷筒轴的轴承效率（一对） 取0。98为卷筒的效率 取0.96贝y：电动机的额定功率：kW2）确定电动机的转速按推荐的合理传动比范围，取V带传动比，单级齿轮传动比,则合理 总传动比的范围，故电动机转速的可选范围为按n电机的范围选取电动机的转速n
4、（见指导书P138附录8）列出电动机的主要参数（Y160M28）主要结果Pw=4。 5kW=3.35=3nl=214。9r/minn2=71。6r/minP1=5.15kWP2=4.95kWTd=71.1N mT1=228.7N mT2=665。7N m n1=224.3r/min v=5。28r/min a=925mmB-2800GB/T11 54419973根 a=154mm d77mm d2=231mm h=6。75mm=38mmFr1=2219.84NFa1=1380。 92NFva=695NFvb=1525Nd2=55mmd3=60mm电动机额定功率P（KW）5o 5电动机满载转速r
5、/min720电动机轴伸出端直径d（mm）42电动机轴伸出端的安装咼度（mm）160电动机轴伸出端的长度（mm）110二、总传 动比的 计算及 传动比 的分配 传动装置总冲动d4=70mm d5=59mm 选6208合适 选6210合适 键10 X50GB/T1096 键14 X60GB/T1096 键 18 X 55GB/T1096比：分配传动装置各级传动比：式中、。.从P6表2.2中选值考虑到后面齿轮设计的方便，易于将齿轮的传动比分配为整数，所以将斜齿圆柱齿轮的传动比预定为3,则皮带传动比为3。35。皮带：=3。35一级斜齿圆柱齿轮：=3三、传动装置的运动和动力参数的计算传动装置的运动和动
6、力参数的计算各轴转速的计算：I （高速轴）轴II （低速轴）轴各轴的输入功率的计算：I轴II轴各轴输入转矩由式计算电动机的输出转矩Td由 P12 式（2.14） （2。16）得I轴II轴四、带传动设计已知电动机额定功率P=5O 36kW,转速，从动轴转速，中心距约为1000mm 电动机驱动，载荷平稳，单班制工作。1）确定计算功率Pc由表8. 21（P130）查得KA,由式得2）选取普通V带型号根据Pc=5o 36kW、n0=720r/min,由图8.12选用B型普通V带。3）根据表8。6和图8o 12选取，且大带轮基准直径为按表8。3选取标准值，则实际传动比i、从动轮的实际转速分别为 从动轮的
7、转速误差率为在以内为允许值。4）验算带速v带速在525m/s范围内。5）确定带的基准长度Ld和实际中心距a按结构设计要求初定中心距由式得由表8。4选取基准长度Ld-2800mm。由式得实际中心距a为：中心距a的变化范围为6）校验小带轮包角由式得7）确定V带跟条数z由式得根据、，查表8. 10，根据内插发可得取 PO=1。67kW。由式由表&18查得根据传动比i=3。21，查表8。19得则由表8.4查得带长度修正系数,由图8.11查得包角系数，得普通V带 根数圆整得z=3。8）求初拉力F0及带轮轴上的压力FQ由表8。6查的B型普通V带的每米长质量q=0.17kg/m,根据式得单 根V带的初拉力为
8、由式可得作用在轴上的压力FQ为9）设计结果选用3根B2800GB/T11544-1997的V带，中心距a=925mm，带轮直径， 轴上压力。五、齿轮传动设计设计一单级斜齿圆柱齿轮减速器中的齿轮传动。已知：传递功率P-5.15KW，皮带带动，小齿轮转速224.3r/min，传动比i-3,单向运转， 载荷平稳。使用寿命10年，单班制工作.(1) 选择齿轮材料及精度等级小齿轮选用45钢调质，硬度为220250HBS；大齿轮选用45钢正火， 硬度为170210HBS。因为是普通减速器，由表10。22选8级精度，要 求齿面粗糙度。(2) 按齿面接触疲劳强度设计因两齿轮均为软齿面钢质齿轮,故主要失效形式为
9、齿面点蚀，按齿面接 触疲劳强度设计。斜齿齿面接触疲劳强度设计公式1) 转矩T1有前面算出的数据2) 载荷系数K查表 10.11 取 K=1。13) 弹性系数查表 10。12 (P186)取4) 齿数、螺旋角B和齿宽系数软齿面，取，贝9；预选B=12因为是软齿面，斜齿轮对称布置，查表10。20取5) 许用接触应力和弯曲应力由图10。24查得由图10。25查得由表10.10查得应力循环次数：查图10.27得由图10。26查得，由式可得故：根据求得由表10。3取标准模数。中心距圆整中心距为154,则(3) 求齿轮主要尺寸圆整后b=65所以，(4) 验算齿根弯曲强度根据查表10.1310。14齿形系数
10、,应力修整系数根据齿形系数根据弯曲强度校核合格.(5) 验算齿轮的圆周速度v由表10。22可知，选8级精度是合适的。(6) 计算几何尺寸及绘制齿轮零件工作图分度圆直径，齿顶咼齿顶圆直径齿根咼齿根圆直径全齿咼标准中心距螺旋角(7)选择齿轮传动的润滑油粘度、润滑方式因齿轮的圆周速度v12m/s,所以选用浸油润滑，通常将大齿轮浸入 油池中进行润滑，齿轮浸入油中的深度为一个齿高。由表10。18查得运动粘度值，参考附表7。1 (机械设计指导书P135) 选择工业闭式齿轮油L-CKB220GB 5903-1995。六、轴的设计主动轴的设计1、选择轴的材料，确定许用应力由已知条件知减速器传递功率属中小功率，
11、对材料无特殊要求，故选用 45钢并经正火处理。查表 14。7(P270)查表 14.2 (P266)2、按扭转强度估算轴径查表 14.1 得 C=107118。则因I轴上开有键槽，因增大轴颈以考虑键槽对轴强度的削弱，则直径应增 大3%5%,取为31。3135.18mm，由设计手册取标准直径。3、设计轴的结构并绘制结构草图由于设计的是单级减速器，可将齿轮布置在箱体内部中央，又由于圆柱齿轮的齿根圆直径和轴径相差不多，所以可制成齿轮轴。将轴承对称安 装在齿轮两侧，轴的外伸安装带轮.1）确定轴上零件的位置和固定方式要确定轴的结构形式，必须先确定轴上零件的装配顺序和固定方式。 参考图如上图所示。齿轮的左
12、端用轴肩定位，右端用套筒固定。这样齿轮 在轴上的轴向位置被完全确定。齿轮的周向固定米用平键连接轴承对称 安装于齿轮的两侧，其轴向用轴肩固定，周向采用过盈配合固定。2）确定各轴段的直径 如图卜图（图a）所示，轴1 （外伸端）直径最小,；考虑到要对安装在轴段1上的带轮进行定位， 轴段2上应有轴肩，冋时为能很顺利地在轴段3上安装轴承，轴段2必须 满足小于轴承内径的标准，故取轴段2的直径，为38mm;轴段3安装轴承， 必须满足轴承内径的标准，故；为了便于拆卸右轴承，可查出6208型滚 动轴承的安装高度为3。5mm，取，轴段5因是齿轮轴，因此5段的直径 为齿轮的齿根直径，即；轴承是成对安装，因此，用相同
13、的方法确定3）确定各轴段的长度齿轮轮毂宽度为70，因此；为保证齿轮端面与箱体不相碰，齿轮断面 与箱体内壁间应留有一定的间距，取为间距15mm；为保证轴承安装在箱体 轴承座孔中（轴承宽度为18mm）,并考虑轴承的润滑，取轴承端面距箱体 内壁的距离为5mm，说以轴段4的长度取为，用同样方法确定，轴承支点 距离；根据箱体结构及带轮距轴承要有一定距离的要求，取；查阅有关的 带轮手册取为60；根据轴承6208型宽度取,，在轴段1上加工出键槽， 键槽的长度比相应的轮毂宽度小约510mm,键槽的宽度按轴段直径查手 册得到，对于轴段1键宽b=10mm，槽深h=5。0mm，键长L=50mm.4）选定轴的结构细节
14、，如圆角、倒角、退刀槽等的尺寸.按设计结果画出轴的结构草图：（图a）4、按弯扭合成强度校核轴径已知传递功率，主动轴的转速为，分度圆直径，转矩圆周力径向力 轴向力1）画出轴的受力图（图b）2）作出平面的弯矩图（图c）支点反力为：I-I截面处的弯矩为3）作垂直面内的弯矩图，支点反力为（图d）II截面左侧弯矩为I-I截面右侧弯矩为4）作合成弯矩图（图e）II截面：5）转矩图（图f）6）求单量弯矩因减速器单向运转，故可认为转矩为脉动循环变化，修正系数a为0.6。I-I截面：7）确定危险截面及校核强度由于II截面直径最大，若此截面没有危险，则其他截面也就没有危险， 因此只需校核II即可。查表14.2得，满足的条件，故设计的轴有足够强度，并有一定裕量。 （5）修改轴的结
