西工大机械设计课程设计.doc
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1、 机械设计课程设计计算说明书设计题目:设计一带式输送机传动装置 机械电子工程专业02班 设计者:张正强 指导老师:董海军 2023年7月8日 西北工业大学机械设计课程设计说明书一、设计题目 1二、参数计算 2三、齿轮传动设计 4四、链传动设计 13五、轴的设计及校核 14六、轴承校核 33七、键的选用以及校核 35八、减速箱的设计 36九、减速器的润滑及密封选择 38十、减速器的附件选择及说明 39十一、设计总结 41十三、参考文献 42 一、设计题目(4-C)1.题目说明设计一带式输送机传动用的二级圆柱齿轮展开式减速器。传动简图如下图所示:2.已知条件题号输送带牵引力F/KN输送带的速度V/
2、(m/s)输送带滚筒的直径D/mm 4-C2.41.6480连续单向运转,工作时有轻微震动;使用期2023(每年300个工作日);小批量生产,输送机工作轴转速允许误差为5%;带式输送机的传动效率为0.96 二、参数计算电动机选择传动比的分派各轴传动参数齿轮传动设计链传动设计轴承的设计轴的设计轴轴的校核轴承校核键的选用以及校核减速箱的设计减速器的润滑及密封选择减速器的附件选择及说明设计总结电动机的选择初选电动机转速高速级齿轮组和低速级齿轮组的效率为和,链传动的效率为,联轴器的效率为,带式输送机的效率为,轴承效率为 取精度为 选择滚子链传动 弹性套柱销联轴器 由已知条件得到 选用角接触球轴承工作机
3、所需功率: 传动装置的总效率 电动机所需功率:根据以上数据选择电动机参数如下:工作功率,转速Y132S-4三相异步电动机满足规定,可供选用.传动比选择(1)计算总传动比:由电动机的满载转速和工作机积极轴转速可拟定传动装置应有的总传动比:由于 故计算得到总传动比: (2)合理分派各级传动比:由于减速箱是展开式布置,为了使两个大齿轮具有相近的浸油深度,应试两级的大齿轮具有相近的直径,于是可按下式 (3)分派传动比:链传动,高速级,低速级 将两级齿轮传动比进行圆整,取 , , 此时速度偏差为 ,所以可行。各轴传动参数(1)各轴的转速的拟定 高速轴的转速: 中间轴的转速: 低速轴的转速:(2)各轴的输
4、入功率(KW) 高速轴的输入功率: 中间轴的输入功率: 低速轴的输入功率: (3)各轴的输入扭矩(Nm)高速轴的输入转矩: 中间轴的输入转矩: 低速轴的输入转矩: 三、齿轮传动设计高速级齿轮传动计算1.选定齿轮类型,精度等级,材料及齿数(1)选用斜齿圆柱齿轮(2)初选小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,两者材料硬度差为40HBS。 (3)精度等级取7 (4)初选小齿轮齿数,则大齿轮齿数 ,取,初选螺旋角 (5)压力角=20 2.按按齿面接触强度设计 由参考文献2式10-24试算小齿轮分度圆直径,即 (1.1) 1)拟定公式内的各参数
5、值 工作时有轻微振动,选 计算小齿轮传递的转矩。 由参考文献2表10-7选取齿宽系数 由参考文献2图10-20选取区域系数 参考文献2表10-6查得材料的弹性影响系数 由参考文献2式10-21计算接触疲劳强度用重合度系数 由参考文献210-23可得螺旋角系数由参考文献2图10-25d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限;大齿轮的接触疲劳强度极限 由参考文献2式(10-15)计算应力循环次数:由参考文献2图10-23查得接触疲劳寿命系数 ;取失效概率为1%,安全系数S=1,由参考文献2式(10-14)得:取和中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力,即 2)试算小齿轮分度圆直径 (2)调整小齿
6、轮分度圆直径 1)计算实际载荷系数前的数据准备。 圆周速度。 齿宽b。2)计算实际载荷系数。由参考文献2表10-2查得使用系数。根据,7级精度,由参考文献2图10-8查得动载系数。齿轮的周向力查表参考文献2表10-3得齿间载荷分派系数。由参考文献2表10-4用插值法查得7级精度,小齿轮相对非对称布置时,。则载荷系数3) 由参考文献2式10-12,可得按实际载荷系数算得的分度圆直径及相应的齿轮模数3.按齿根弯曲疲劳强度设计(1)由参考文献2式(10-20)试算齿轮模数 1)拟定公式中各参数值。 试选载荷系数。 由参考文献2式10-18,可得计算弯曲疲劳强度的重合度系数 。 由参考文献2式10-1
7、9,可得计算弯曲疲劳强度的螺旋角系数。计算 。由当量齿数由参考文献2图10-17查得齿形系数;。 由参考文献2表10-18查得应力校正系数 ; 由参考文献2图10-24c查得大小齿轮的弯曲疲劳极限分别为 , 由参考文献2图10-22,查得弯曲疲劳寿命系数 , 取弯曲疲劳许用应力S=1.4,由文献2式(10-14)得 由于大齿轮的大于小齿轮,所以取 2) 试算齿轮模数 (2) 调整齿轮模数 1)计算实际载荷系数前的数据准备。 圆周速度。 齿宽b。 齿高h及宽高比b/h 2)计算实际载荷系数。 根据,7级精度,由参考文献2图10-8查得动载系数。齿轮的周向力 查表参考文献2表10-3得齿间载荷分派
8、系数。由参考文献2表10-4用插值法查得7级精度,。则载荷系数 3)由参考文献2式10-13,可得按实际载荷系数算得的齿轮模数 对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿跟弯曲疲劳强度计算的法面模数,取,已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度,需按接触疲劳强度算出的分度圆直径=44.37mm来计算应有的齿数。于是由 取则 取4.几何尺寸计算(1)计算中心距 将中心距圆整为。(2)按圆整后的中心距修正螺旋角 (3)计算大、小齿轮的分度圆直径 (4)计算齿轮宽度 圆整后取;。低速级齿轮传动计算1.选定齿轮类型,精度等级,材料及齿数(1)选用斜齿圆柱齿轮(2)初选小齿轮材料小齿轮材
9、料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,两者材料硬度差为40HBS。(3)精度等级取7 (4)初选小齿轮齿数,则大齿轮齿数,取 (5)初选螺旋角 (6)压力角(1) 按按齿面接触强度设计 (1.1)拟定公式内的各计算数值1) 工作时有轻微振动,选2) 由参考文献2图10-30选取区域系数3) 由参考文献2表10-7选取齿宽系数4) 由参考文献2图10-26查得5) 小齿轮转距6) 由由参考文2表10-6查得材料的弹性影响系数7) 由参考文献2图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限;大齿轮的接触疲劳强度极限8) 由参考文献2式(10
10、-13)计算应力循环次数9) 由参考文献2图10-19查得接触疲劳寿命系数 ;10) 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数S=1,由参考文献2式(10-12)得:计算数据1) 试计算小齿轮分度圆直径,有计算公式得2) 计算圆周速度3) 计算齿宽及模数4) 计算纵向重合度 5)计算载荷系数K已知载荷平稳,由参考文献2表10-2选取使用系数取根据,7级精度,由参考文献2图10-8查得动载系数;由表10-4查得的计算公式和直齿轮的相 同故;由参考文献2图10-13查得由表10-3查得 故载荷系数6)按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,由参考文献2式(10-10a)得: 5) 计算模数(2
11、) 按齿根弯曲强度设计由参考文献2式(10-17) 拟定计算参数1) 计算载荷系数2) 根据纵向重合度,从参考文献2图10-28查得螺旋角影响系数Yb=0.883) 计算当量齿数4) 查取齿型系数由参考文献2表10-5查得;5) 查取应力校正系数由参考文献2表10-5查得;6) 由参考文献2图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳极限,大齿轮的弯曲疲劳极限7) 由参考文献2图10-18,查得弯曲疲劳寿命系数,;8) 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳许用应力S=1.4,由文献2式(10-12)得 9) 计算大,小齿轮的 ,并加以比较大齿轮的数值大 设计计算对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数
12、大于由齿跟弯曲疲劳强度计算的法面模数,取,已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度,需按接触疲劳强度算出的分度圆直径来计算应有的齿数。于是由 ,取则(3) 几何尺寸计算1) 计算中心距 将中心距圆整为。2) 按圆整后的中心距修正螺旋角 因b值改变不多,故参数、等不必修正。3) 计算大、小齿轮的分度圆直径 4) 计算齿轮宽度 圆整后取;。 四、链传动设计选择材料40,50.ZG310570.热解决回火热解决硬度4050HRC无剧烈振动及冲击的链轮1. 选择链轮齿数取小链轮齿数,取大链轮齿数2. 拟定计算功率查表9-6得, 查图9-13得,单排链,则计算功率的3. 选择;链条型号和节距根据,
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