1、精品 料推荐机械设计基础课程设计说明书设计题目：螺旋输送机传动装置学生姓名：学号：专业年级：指导老师：成绩：2013 年 1 月1精品 料推荐机械设计课程设计说明书学生姓名肖百健专业班级 10 级交通运输一班学号 20100736指导教师职称讲师教研室机电系教研室题目螺旋输送机传动装置传动系统图：原始数据：输送机工作轴功率p = 3.2kw输送机工作轴转速n = 36(r/min)工作条件：三班制单向连续运转，载荷较平稳; 使用折旧期10 年；工作环境室外，灰尘较大，环境最高温度35 度；动力来源电力，三相交流，电压380/220v ；检修间隔期三年一大修两年一中修半年一小修；制造条件及生产批
2、量，一般机械厂制造，单间生产。目录2精品 料推荐1. 电动机的选择与运动参数的计算1.1、电动机的选择 （ 4）1.2 、 传动比的分配 （6）1.3、传动装置运动参数 （ 6）2.各齿轮的设计计算2.1 、直齿圆柱齿轮减速设计（9）2.2 、直齿圆锥齿轮减速设计 （ 13）3.轴结构设计3.1 、高速轴的设计 （ 18）4.校核4.1 、高速轴轴承和键的校核（ 23）4.2 、联轴器的选择 （23）4.3 、减速器的润滑 （23）5. 箱体尺寸及技术说明5.1 、减速器箱体尺寸 （25）6. 福建设计附件设计 （ 26）7.其他技术说明其他技术说明 （27）8.设计心得 （29）参考文献 （
3、 30）3精品 料推荐设计计算与说明1. 电动机的选择与运动参数的计算1.1 、电动机的选择1.1.1 、确定传送机所需的功率Pw设定传送机本身的功率w0.98T nw265130Pw9550kW 3.7972kW9550 w0.981.1.2 、确定传动总效率总总12234 4 其中 1 、 2 、 3 、 4 分别为联轴器、一对锥齿轮、一对圆柱齿轮、球轴承的效率。查表可得：1 0.99 、 20.90 、 3 0.97 、 4 0.98总0.99 20.90 30.970.9840.789201.1.3 、电动机的输出功率Pw3.7972Pd4.6641kW0.789201.1.4 、选择
4、电动机单级圆柱斜齿轮的传动比6锥齿轮2 -3则总动比的范围是2-18所以，的电动机的转速范围为260-2340 r 、选择电动机型号为： Y132M2-6Y132M2-6 电动机主要技术数据计算结果Pw3.7972 KW总 0.78920Pd 4.6641kW电动机型号：Y132M2-64精品 料推荐额定功率 K w5.5kW满载转速 n 满960 rmin同步转速n同1000rmin额定转矩T额2.0N ? m最大转矩 Tmax2.2N ? m1.1.5 、电动机的外型尺寸i 13i 22.4615i7.38a5精品 料推荐PIII4.2586kWY132M2-6 电动机外形尺寸为（mm）P
5、Iv3.7596kWABCDEFGH960 r2161788938801033132nIminKABACADHDBBLnII320minr12280270210315238515电动机安装尺寸（mm）nIII320 rmin中心外形尺寸地脚安地脚螺钉轴伸尺寸装键部位nIv130 r高 HLX（ AC/2+AD）装尺寸孔直径 KDXE尺寸 FXGDminXHDAXBTI45.9345Nm132515X345X315216X1781238X8010X41TII130.996Nm1.2 、总传动比计算及传动比分配TIII127.0925 N m1.2.1 、总传动比计算TIv275.9215 N m
6、由题目给定参数可知输送机工作轴转速n130rmin 1n满960PI4.6175kWi a7.38n1304.3894kWPII1.2.2 、传动比的分配一级圆柱齿轮减速器传动比一般i6 。一级圆锥齿轮减速器，用于输入轴与输出轴垂直相交的传动时，若采用直齿轮一般 i3 ，因此取一级闭式圆柱斜齿齿轮传动比ia =3则一级开式圆锥此轮传动的传动比i a7.38i 22.4615i131.1.3 、传动装置运动参数的计算（1）、对于圆柱斜齿齿轮传动：高速轴的输入功率： PIK w 14.6641 0.99 4.6175kW低速轴的输入功率： PIIPI 434.6175 0.978 0.97 4.3
7、894kWZ1 316精品 料推荐对于圆锥齿轮传动 ：Z 2 93高速轴的输入功率20PIIIPII 1 4 4.3894 0.990.984.2586kW低速轴的输入功率PIvPIII 2 4 4.2586 0.900.983.7596kW（2）、各轴转速的计算对于圆柱齿轮传动 ：高速轴转速nIn满960rmin低速轴转速n I960rnIIi13203min对于圆锥齿轮传动 ：高速轴转速nIIIn2320rminH1低速轴转速nIvn III320130ri22.4615minH 2（ 3）、各轴输入转矩的计算对于圆柱齿轮传动 ：高速轴输入转矩 TI9550 PI95504.617545.
8、9345 N mnI960低速轴输入转矩 TII9550 PII95504.3894130.996N mnII320650 MPa 580MPa对于圆锥齿轮传动 ：高速轴输入转矩 TIII9550 PIII95504.2586127.0925 N mnIII320低速轴输入转矩 TIv9550 PIv95503.7560275.215N mK 1.6nIv1307精品 料推荐（ 4）、各轴功率、转速、转矩列于下表:轴名圆柱齿高速轴轮传动低速轴功率 kW转速 r转矩 N mminI4.617596045.9345II4.389432010.996圆锥齿高速轴轮传动低速轴IIIIV4.258632
9、0127.09253.7560130275.9215m 1.5a96mmb148mmb2144mm2. 各齿轮的设计计算8精品 料推荐2.1 、直齿圆柱齿轮减速设计YFa 1 2.5652.1.1 工况分析直齿圆柱斜齿齿轮传动采用软齿面闭式传动，初选传动精度为7YFa 2 2.2178级，齿轮表面粗糙度为Ra1.6 ，其主要失效形式为点蚀，考虑传动平稳性，齿数宜取多一些，取Z125 ， Z2Z1i125375 ，压力角为20 。2.1.2 设计原则1、设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度计算。2、按齿根弯曲疲劳强度设计。2.1.3 设计计算（ 1 ）、选择齿轮材料并确定螺旋角
10、小齿轮用 45 调质，齿面硬度 250HBS大齿轮用 45 常化 210HBS选螺旋角为14（2）、按齿面接触接触强度设计（）（H）2 kt T11 ?E 【即3H 】d1td(1) 确定公式的各值1.试选 kt1.6 2.区域系数 ZH2.453.查得1 0.782 0.87 则121.654. 许用接触应力 ： H H 1 H 2 25. 安全系数 S=1失效概率为 1%选齿宽系数 d 1弹性影响系数 Z E1189.8MPa 29精品 料推荐查表H lim 2650MPa， Flim 2580MPaH2K HN2 Hlim20.95650 MPa617.5MPaSH1F2K FN2 Fl
11、im20.9 580 MPa522MPaSF1H 569.5MPa6. 应力循环次数N16096012836582.9110 9NN18.97.282310（）（）2k t T11 ? HE 【H 】32 1. 645934. 5 42 .45 489. 8则d1t345.9382d3 569 .757.计算圆周速度vd1t n1m/sZ32060 10002.30918.计算齿宽 b 及模数Z 450bd d1t45.9382mnd1t .cos/ z1.7829 mm20 oh2.25mnt4.0115b45.9382 / 4.011 11.4516h9.重合度0.318d z1 tan1
12、.982210. 计算载荷系数 k已知使用系数kA1根据 v=2.3091m/s动载荷系数kv1.08kH 1.418kH 1.14kHkF 1.2载荷系数 kkA kV kH kH1.85511. 按实际载荷系数校正所算的分度圆直径d1d1t3k48.2594kt12.计算模数mn d1 cos / z1 1.8731（3）、按齿根弯曲强度设计10精品 料推荐32kT Y cos2Y YFa1Famndz12 F （1）1.计算载荷系数kk A kV kF kF1.83122.纵向重合度1.9822查得螺旋角影响系数Y0.85121 57383计算当量齿数z12 68o 221zv1cos3
13、27.367zv 2z2cos382.1011（4）查取齿形系数YFa 12.565YFa 22.2178（5）查取应力校正系数YSa11.604YSa11.772（6）. 计算大小齿轮的 YFa YSaF YFaYSa= 2.565 1.604 / F 1F（ 7）确定公式内各参数1. 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限FE 1440MPaFE 2420MPa 取s=1.42. 弯曲疲劳系数 kFN 10.92kFN 2 0.96me53. F 1 289.143 F 2288255mmR4.YFa YSa=0.014229YFa YSa=0.013646 F 1 F 2（4）. 设计计算计算的
14、mn 1.23（ 1）取 mn =1.511精品 料推荐zd1 cos31.217mn取 z1 31Z2 93（2）. 几何尺寸的计算a( z1z2 )mn95.8472 cos取 a=96（3）正螺旋角ar cos z1 z2 mn14.36152a（4） 计算大小齿轮的分度圆直径 d147.99 d2 143.99（5）计算齿宽b d d 47.99圆整后取 B1 55B2 50（5）、计算齿轮其他参数齿顶高haha* m1 1.51.5mm顶隙cc* m0.25 1.5 0.375mm齿根高hf1.875mm全齿高hhahf 1.51.875 2.375mm分度圆直径d1mZ148mmd
15、2 144mm基圆直径db144.94mmdb2134.83mm齿顶圆直径da1d12ha 51da 2 d2 2ha14712精品 料推荐齿根圆直径d f 1d12hf44.25d f 2d22hf140.25齿距pnmn4.71齿厚s=p/2=2.355齿槽宽e=p/2=2.3552.2 、直齿圆锥齿轮减速设计2.2.1 选定高速级齿轮精度等级、材料及齿数D Imin20.5mmD IImin32.25mmD IIImin31.5mm（ 1）输送机为一般工作机械，速度不高，故选用7 级精度。（ 3）材料选择选则小齿轮材料为45 钢，调质处理，硬度为 250HBS。大齿轮材料为 45 钢，常
16、化，硬度为210HBS，二者硬度差为40HBS。（ ）选小齿轮齿数z120,4则： z2i1 z1 2.461520 49.23，取 z2 50 。2.2.2 按齿面接触疲劳强度设计按参考文献 1 式 10-9a 计算2KT1D1=40mmZ E即 d1t 2.9232D2=40mmHR 10.5uR（ 1) 确定公式内的各项数值D3=45mm试选载荷系数 K t =1.3.计算小齿轮的转矩：T1127092.5 N m由机械设计 201 页表 10-6 查出材料的弹性影响系数：1ZE189.8MP 2由参考文献 1209 页表 10-21 按齿面硬度查出：小齿轮的接触疲劳强度极限H lim
17、1 =600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限H lim 2 =550MPa由参考文献 1 式 10-13 计算应力循环次数：N 160 n1 jL h =60320 1（ 2 1 8365 8）=2.246 10813精品 料推荐N 2N 1 / i2 =2.246 109 /3.5=9.111 107 。由参考文献 1207 页图 10-19 查出得接触疲劳寿命系数：K HN 1 =0.94, K HN 2 =0.96 。计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1%，安全系数为 S=1。H1K HN 1H lim 1 =0.94 600MPa=564MPaSH2K HN 2H lim 2 =0.9
18、6 550MPa=528MPaS由参考文献 1193页 10-2 取 K A 1；由机械设计 194 页 10-8试选动载系数 K V1.08 ；由机械设计 226 页表 10-9 取 K H 及 K H为 1； K HK F1.5K Hbe , K Hbe1.25 ，则 K =1.5 1.25=1.875 ，所以：K K AKVKK1 1.08 11.875 2.025锥齿轮传动的齿宽系数常取R=13(2) 计算计算小齿轮分度圆直径 d1t2KT1d1t2.923Z ER 10.5 R 2 uH189.8)22.02512092.5(12113.27mm35280.512.4615133计算
19、圆周速度 v =d mn1=1.897m/s601000计算载荷系数V=1.897m/s,7 级精度，查得 kv1.08 与试选值相同，故选取 kv 1.08故选取 d1 113.27mm计算小齿轮模数d1113.275.65 mmm20z114精品 料推荐2.2.3按齿根弯曲疲劳强度设计4KT1YFa YSamt 32 z12 u 21R 1 0.5 RF（1）确定计算参数计算载荷系数 KK A K V K Fa K F1 1. 08 1 1.875=2. 025。 由参考文献 1208 页表 10-21查出：小齿轮的弯曲疲劳强度极限FE1 =460MPa；大齿轮的弯曲疲劳强度极限 FE 2
20、 =440MPa 由参考文献 1206 页 10-18 查表弯曲疲劳寿命系数K FE1 =0.88, K FE 2 =0.92 。计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数 S=1K FE 1FE10.88460=404.8MPaF 1S=1K FE 2FE 20.92440=418MPaF 2S=1计算节圆锥角1arctan Z121 57 38Z 22 90 21 57 38 68 221z120=21.5647，计算当量齿数 zv1cos21 5738cos 1z2133.670zv2cos2由参考文献 1200 页 10-5查取齿形系数及应力校正系数查表得： YFa 1 =2.74 ， Y
21、Fa 2 =2.164. ， YSa1 =1.555 ， YSa2 =1.869 。计算大小齿轮的YFa YSa 并加以比较FD120.91mmD 230.22mmD 329.92mmD 438.714联轴器YL8 YL915精品 料推荐YFa1YSa1 =0.0105； YFa 2YSa2=0.0094。F 1F 2小齿轮值较大（2）计算mt34KT1YFa YSa2R 1 0.5 Rz12 u 21F=42.02512.092510 40.01053.53412312022.46152110.533综合分析取 m =5mm Z120 , Z 250, d1 mz1100mm2.2.4几何尺
22、寸计算（ 1）锥齿轮大端分度圆直径d1100mm,d2=250mm（ 2）计算锥距 RRu212.4615 21d1100=255mm22（ 3）节圆锥角：121 5738 , 268 2 21（ 5）计算齿宽BR R1100 33.33 , B1 R ,33取 B138B2 34mmL138L 284mmL 35mmL 415mmL 55 mmL 6 33mm2.2.5 计算齿轮其他参数分度圆直径d1100d2250齿顶高ha15齿根高hf6mmFt 1913.98N16精品 料推荐全齿高hhahf56 11mm顶隙cc* m0.251mm齿顶圆直径d1 109.3d2258.7齿根圆直径d
23、 f 1d12.4me cos 1 88.87d f 2250.5齿宽bR / 3 ，, b38mm齿根角farctan(hf/ R) 2 338根锥角f1f19 2430f65 2854顶锥角a1124 30462 70 36Fr717.96 NFBV358.98NFAV358.98NFAH956.99NFBH956.99M H24.59 N ? MM H65.56 N ? m3. 轴结构设计3.1 、高速轴的设计M70.02N ? m3.1.1 选择轴的材料及热处理由于减速器传递的功率不大， 对其重量和尺寸也无特殊要求故选择常用材料 45 钢 , 调质处理 .3.1.2 初估轴径按扭矩初估
24、轴的直径 , 则:D Im inC3 pn确定参数， A 为材料系数，查得A 118-107 ，在这里取 118，再考17精品 料推荐虑键对轴的削弱，若计算的轴截面上有键槽则应将轴颈增大，一个键槽增大 3%-5%,两个增大 7%-10%。D120.91mmD230.22mmD329.92mmD438.7143.2.3 、初选轴承1） I 轴选轴承为 62082） II 轴选轴承为 62083） III 轴选轴承为 6209根据轴承确定各轴安装轴承的直径为:D1=40mmD2=40mmD3=45mm3.2.4 、联轴器的选择联轴器选择为 YL8 和 YL9 刚性联轴器3.2.5 结构设计现只对高速轴作设计
