1、目 录1 传动简图的拟定12 电动机的选择23 传动比的分配34 传动参数的计算45 普通 V 型带传动的设计计算66 圆锥齿轮传动的设计计算97 圆柱齿轮传动的设计计算128 轴的设计计算269 键连接的选择和计算2810 滚动轴承的设计和计算2911 联轴器的选择2912 箱体的设计3113 润滑和密封设计33设计总结34参考文献3411 传动简图的拟定1.1 技术参数：链拽引力：F = 8500 N链速：V = 0.6m/s运输链齿轮齿数：Z = 10 mm运输链节距：P = 80 mm1.2 工作条件： 室外作业，使用寿命 10 年每年按 300 天计，单班作业，每班按 6小时计算。
2、1.3 拟定传动方案传动装置由电动机，减速器，工作机等组成。减速器为二级圆锥圆柱齿轮减速器。外传动为带传动。方案简图如图。（图 1）注：锥齿轮速比不宜过大，圆柱齿轮速比不宜过小，带传动速比也不宜过大。22 电动机的选择2.1 电动机的类型：三相交流异步电动机（Y 系列）2.2 功率的确定2.2.1 工作机所需功率 wP= =85000.6=5100WvF2.2.2 电动机至工作机的总效率 ：= 132456= 0.980.980.990.96=0.87596.08.（ =0.96 为 V 带传动的效率， =0.98 为圆锥滚子轴承的效率，1 2=0.98 为圆锥齿轮传动的效率， =0.98 为
3、圆柱斜齿轮的传3 4动效率， =0.99 联轴器的传动效率, =0.96 链的传动效率）562.2.3 所需电动机的功率 dP= /=5.1/0.875=5.564 kwdw2.2.4 电动机额定功率: dm2.4 确定电动机的型号因同步转速的电动机磁极多的，尺寸小，质量大，价格高，但可使减速器尺寸减小，其中 =7.5kw，符合要求，但传动机构电动机容易制mP造且体积小。由此选择电动机型号：Y160M-6电动机额定功率:=1.5 kwmP满载转速:=940 r/min工作机转速:=60*V/(*D)=25.15r/min运 输 链n电动机型号 额定功率(kw)满载转速(r/min)起动转矩/额
4、定转矩最大转矩/额定转矩Y160M-6 7.5 940 2.0 2.0=5.1 kwwP=0.875=5.564kwdPn=25.15r/min 电动机型号：Y160M-6n=940 r/min3选取 B3 安装方式3 传动比的分配总传动比：= / =940/25.15=37.38总imn运 输 链取 V 带传动的减速器比为 iv =2.5 则，减速器的传动比 i=i 总 /iv=37.38/2.5=14.952设圆锥齿轮的传动比为 ,低速轮的传动比为 。1i 2i选 =3, 则 = / =4.984，取 =51i22i=iv =2.535=37.5总i12i=（ - ）/ =（37.5-37
5、.38）/37.38=0.32% 5%i总 总 总符合要求。4 传动参数的计算4.1 各轴的转速 n电机轴 0 的转速：= =940r/min0mn高速轴的转速：= /iv=376 r/min1中间轴的转速：= / =376/3=125.33r/min2n1i低速轴的转速：= / =125.33/5=25.07 r/min32i4.2 各轴的输入功率 P电机轴 0 的输入功率：kw564.d0p高速轴的输入功率：kw31.91d1P中间轴的输入功率：kw29.58.04.52312 p=37.38总iiv =2.5=31i=52i=940r/min0n=376r/min1=125.33r/mi
6、n2n=25.07r/min3=5.341kW1P=5.129kW24低速轴的输入功率：kw926.48.0129.5423 pP4.3 各轴的输入转矩 T电机轴 0 的输入转矩：56.528 Nm00/95nP高速轴的输入转矩：135.656 Nm11/T中间轴的输入转矩：390.824 Nm22/950nP低速轴的输入转矩：1876.478 Nm33/T4.4 各轴参数表如下：轴名 功率P/KW 转矩T/(N.mm） 转速n/（r/min） 传动比 i电机轴 5.564 56.528 940轴 5.341 135.656 3762.5轴 5.129 390.824 125.33 3轴 4.
7、926 1876.478 25.07 55、普通 V 形带传动设计设计普通 V 形带传动须确定的内容是：带的型号、长度、根数，带轮的直径、宽度和轴孔直径中心距、初拉力及作用在轴上之力的大小和方向1、选择带的型号：查表 64 得 , 则计算功率为1.2AKPC=KAP=1.25.564= 6.677KW根据 、 查表和图 6 8，选取 A 型带。1ncP2、确定带轮基准直径、验算带速=4.926kW3P=135.656Nm1T=390.824Nm2=1876.478N3Tm5查资料表 65，66，选取 12dm带速带速验算： V=n1d1/（100060）=3.14112940/100060=5
8、.51m/s 介于 525m/s 范围内，故合适大带轮基准直径 d2=n1/n2d1=2.5112=280mm 3、确定带长和中心距 a：0.7（d1+d2）a02（d1+d2）0.7（ 112+280）a02（112+280）274.4mma0784mm初定中心距 a0=500 ，则带长为L0=2a0+（d1+d2）+（d2-d1） 2/(4a0)=2500+（112+280）/2+（280-112） 2/(4500)=1629.55 mm查 62 表，按标准选带的基准长度 Ld=1600mm 的实际中心距 a=a0+(Ld-L0)/2=500+(1600-1629.55)/2=485.23
9、 mm4、验算小带轮上的包角 1 1=180-(d2-d1)57.3/a=160.16120 小轮包角合适5、确定带的根数由式 确定 V 带根数，1cLPzK查 63 表得 5.564kW，查 67 表得 0.11kW0 0P查 62 表得 0.99， 0.95L则 Z=PC/（(P0+P0) =5.564/（1.14+0.11）0.990.95L= 4.18 故要取 5 根 A 型 V 带(6)计算轴上压力由课本表 查得 q=0.1kg/m，单根 V 带的初拉力：F0=500PC/ZV（2.5/K-1） +qV2=5001.594/（25.51） (2.5/0.96-1)+0.15.512N
10、=87.38N则作用在轴承的压力 FQ，FQ=2ZF0sin 1/2=2487.38sin（160.16 0/2）=687.45N66 圆锥齿轮传动的设计计算6.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数6.1.1 选用闭式直齿圆锥齿轮传动按齿形制 190236/TGB齿形角 2顶隙系数 *0.c齿顶高系数 *1ah螺旋角 0m轴夹角 9不变位，齿高用顶隙收缩齿。6.1.2 根据课本表 10-1，材料选择，小齿轮材料为 40Cr（调质） ，硬度为 280HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质） ，硬度为 240HBS。6.1.3 根据课本表 10-8，选择 7 级精度。6.1.4 传动比u= / =
11、32z1节锥角 3.48/arctn1u751.902不产生根切的最小齿数：=16.2221*minsin/cohaZ选=201z=u =203=602=201z=60276.2 按齿面接触疲劳强度设计公式： 2.921td32125.0uKTZRHE6.2.1 试选载荷系数=2t6.2.2 计算小齿轮传递的扭矩=135.656103 Nmm1T6.2.3 选取齿宽系数=0.3R6.2.4 由课本表 10-6 查得材料弹性影响系数 1289.EZMPa6.2.5 由图 10-21d 按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 lim160H大齿轮的接触疲劳极限 li25Pa6.2.6 计算应力循
12、环次数81 106.430613760hjLnN825./u6.2.7 由图 10-19 查得接触疲劳寿命系数: 92.01HNK66.2.8 计算接触疲劳许用应力:MPaSHN5209./1lim1 K862li26.2.9 试算小齿轮的分度圆直径,代入 中的较小值得H2.92 =68.43 mm 1td3215.0uTZRHE6.2.10 计算圆周速度 v8mm7.158)3.01(3.4685.01Rtmd)/()(nv=（3.1415958.17376）/（601000）=1.15m/s6.2.11 计算载荷系数齿轮的使用系数载荷状态轻微震动，查表 10-2 得=1.25AK由图 10
13、-8 查得动载系数=1.1V由表 10-3 查得齿间载荷分配系数= =1.1HKF依据大齿轮两端支承，小齿轮悬臂布置，查表 10-9 得轴承系数=1.25beH由公式= =1.5 =1.51.25=1.875HKFbe接触强度载荷系数= =1.251.11.11.875=2.84AV6.2.12 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径=68.43 =76.91 mm31/ttKd32/84.m= / =76.91/20=3.84 mmz取标准值m = 4 mm 6.2.13 计算齿轮的相关参数=m =420=80 mm1dz=m =460=240 mm2=90 - =71.573.4/arctn
14、1u21m = 4 mm=80 mm1d=240 mm29mm49.12638021udR6.2.14 确定并圆整齿宽 : b= R=0.3126.49=37.95 mm,圆整取 40RmB40216.3 校核齿根弯曲疲劳强度6.3.1 确定弯曲强度载荷系数 K= =2.06AKVF6.3.2 计算当量齿数= /cos =20/cos18.43=20.81vz1= /cos =60/cos71.57 =189.79226.3.3 查表 10-5 得=2.911FaY=1.53S=2.292Fa=1.71SY6.3.4 计算弯曲疲劳许用应力 由图 10-18 查得弯曲疲劳寿命系数:=0.821F
15、NK=0.872取安全系数: =1.4FS由图 10-20c 查得齿轮的弯曲疲劳强度极限:=500Mpa 1FN=380Mpa2按脉动循环变应力确定许用弯曲应力: MPaSKFNF 85.294.1/508./11 367226.3.5 校核弯曲强度根据弯曲强度条件公式mB402110FRSaFFzbmYKT221)5.0(=54.47 MPa MPzbmYKTRSaFF 3.4986.)5.01(2121 1F=15.97 Mpaa60.5107 2222 2满足弯曲强度要求，所选参数合适。6.3.6 数据整理 名称 符号 公式 直齿圆锥 小齿轮 直齿圆锥 大齿轮齿数 zz20 60模数 m
16、 m 4传动比 i i 3分度圆锥度 ，arctg1112-90。.87.51分度圆直径 dzd80 240齿顶高 ahmha*4 4齿根高 f cf)(4.8 4.8齿全高 h fa8.8 8.8齿顶圆直径 ad，1*1os2hda2ca87.59(大端)242.53（大端）齿根圆直径 f 1*1mff22s70.89 236.97齿距 p p12.57 12.57齿厚 s s6.28 6.28齿槽宽 e 2e6.28 6.28顶隙 c mc*0.8 0.8锥距 R 21d126.49 126.49齿顶角 a，21fa1fa7.7.12齿根角 f Rhrctgfff 2齿顶圆锥角 a，11a
17、a22.604.7311齿根圆锥角 f，11ff22 6.21.49当量齿数 vzcoszv 20.8 189.79齿宽 bRb40 407 圆柱齿轮传动设计7.1 齿轮的类型7.1.1、传动类型：选用圆柱斜齿轮传动材料选择：小齿轮材料为 40Cr 表面淬火，齿面硬度为 280HBS， 接触疲劳强度极限 ，MPaH60lim弯曲疲劳强度极限 ；大齿轮材料为 45 钢FE5表面淬火，齿面硬度为 240HBS,接触疲劳强度极限 ,MPaH50lim弯曲疲劳强度极限 。PaFE380查机械设计基础表 11-5，取 ， 。查表 11-4，取区域系25.1SF.H数 ，弹性系数 （锻钢-锻钢） 。5.2
18、zH.9zE有 = = =600MPa1HS1lim60= = =550MPa2s2li5= = =400MPa1FES.0= = =304MPa 2FE5.387.1.2、螺旋角：8S=1.52Sc 58.123.故可知安全。8.3.15 截面 6 左侧抗弯截面系数 3336.175.01. mdW抗扭截面系数 2.62t截面 6 左侧弯矩 NM1378507截面 6 上的扭矩 27=1876.48Nm3T截面上的弯曲应力 MPaWb4.6175截面上的扭转切应力 T2.3.83由课本附表 3-8 用插值法求得/ =3.75，则 / =0.8 3.75=3kk轴按磨削加工，有附图 3-4 查
19、得表面质量系数为 = =0.92故得综合系数为/ +1/ =3.75+1/0.92 =3.84Kk11/ +1/ =3+1/0.92 =3.09又取碳钢的特性系数 05.,.所以轴的截面 5 右侧的安全系数为maKS1 8.1.468.327 60.92/.05./.109. S=1.52Sca 96.8.22故可知其安全。9 键连接的选择和计算8.1 输入轴与带轮的链接轴径 ，选取的平键界面为 ，长 L=50mm。md3012mhb78由指导书表 14-26 得，键在轴的深度 t=4.0mm，轮毂深度3.3mm。圆角半径 r=0.2mm。查课本表 6-2 得，键的许用应力t。MPap满足强度
20、要求。pp 78.936024dhlT8.2 输入轴与小圆锥齿轮的链接轴径 ，选取的 平键界面为 ，长 L=45mm。m3867 mhb由指导书表 14-26 得，键在轴的深度 t=4.0mm，轮毂深度3.3mm。圆角半径 r=0.2mm。查课本表 6-2 得，键的许用应力1t。20MPap28满足强度要求。pp 58.1640823dhlT48.3 中间轴与大圆锥齿轮的链接轴径 ，选取的 平键界面为 ，长m5023 mhb10L=53mm。由指导书表 14-26 得，键在轴的深度 t=5.0mm，轮毂深度3.3mm。圆角半径 r=0.3mm。查课本表 6-2 得，键的许用应力1t。MPapp
21、p 37.940832dhlT4满足强度要求。8.5 输出轴与大圆柱齿轮的链接轴径 ，选取的平键界面为 ，长m7512 mhb18L=36mm。由指导书表 14-26 得，键在轴的深度 t=5.0mm，轮毂深度3.3mm。圆角半径 r=0.3mm。查课本表 6-2 得，键的许用应力t。0MPap满足强度要求。pp 42.85160479dhlT8.6 输出轴与机构的链接轴径 ，选取的 平键界面为 ，长m56 mhb106L=63mm。由指导书表 14-26 得，键在轴的深度 t=6.0mm，轮毂深度4.3mm。圆角半径 r=0.3mm。查课本表 6-2 得，键的许用应力1t。20MPap满足强
22、度要求。pp 85.4063124579dhlT10 滚动轴承的设计和计算9.1 输入轴上的轴承计算9.1.1 已知:=376r/min1nNFt9.38r7a.456C0rK2.e=0.37Y=1.69.1.2 求相对轴向载荷对应的 e 值和 Y 值相对轴向载荷 0.72363549.1CF0a29比 e 小0.317.459Fra9.2.2 求两轴承的轴向力NY8.1246)./(9.8)2/(F1td 5307r2da.1429.1.3 求轴承当量动载荷 和1P48000 hPCnLh 5366 109.2.8540101故可以选用。9.2 中间轴上的轴承计算9.2.1 已知：=125.33r/min2n， NFt4.16NFr24.061， ， t382r9732a17.9，C05Ce=0.31，Y=1.99.2.2 求两轴承的轴向力 NYF53.298).1/(4.6)2/(1td 9730rda5.81N29.2.3 求轴承当量动载荷 和1P e0.746.29385Fr1a
