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1、仅供参考 一、传动方案拟定第二组第三个数据：设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器（ 1） 工作条件：使用年限10 年，每年按300 天计算，两班制工作，载荷平稳。（ 2） 原始数据：滚筒圆周力F=1.7KN ；带速 V=1.4m/s ；滚筒直径D=220mm 。运动简图二、电动机的选择1 、电动机类型和结构型式的选择：按已知的工作要求和条件，选用Y 系列三相异步电动机。2、确定电动机的功率：（ 1）传动装置的总效率：“总二刀带X”轴承X必轮X机轴器X藤筒=0.96 0.992 0.97 0.99 0.95=0.86（2）电机所需的工作功率：Pd=FV/1000 Tl 总=1700X1.
2、4/1000 0.86=2.76KW3、确定电动机转速：滚筒轴的工作转速：Nw=600.96=2.64KWPII=PI X轴承 X 而轮=2.64 0.99 0.97=2.53KW3、 计算各轴转矩Td=9.55Pd/nm=9550 X 2.76/1420=18.56N?mTI=9.55p2 入 /n1 =9550x2.64/473.33=53.26N?mTII =9.55p2 入 /n2=9550x2.53/121.67=198.58N?m五、传动零件的设计计算1 、 皮带轮传动的设计计算( 1) 选择普通V 带截型由课本 1P189 表 10-8 得： kA=1.2 P=2.76KWPC=
3、KAP=1.2X 2.76=3.3KW据 PC=3.3KW 和 n1=473.33r/min由课本1P189图10-12得：选用A型V带( 2) 确定带轮基准直径，并验算带速由 1课本 P190 表 10-9，取 dd1=95mmdmin=75dd2=i 带 dd1(1- )=3 乂 95X(D2)=279.30 mm由课本 1P190 表10-9，取dd2=280带速 V: V=tt dd1n1/60X1000=兀 X 95 X 1420/60 义 1000=7.06m/s在 525m/s 范围内，带速合适。( 3) 确定带长和中心距初定中心距a0=500mmLd=2a0+ tt (dd1+
4、dd2)/2+(dd2 -dd1)2/4a0=2 X500+3.14(95+280)+(280-95)2/4450=1605.8mm根据课本1表(10-6)选取相近的Ld=1600mm确定中心距 aa0+(Ld-Ld0)/2=500+(1600-1605.8)/2=497mm( 4) 验算小带轮包角a 1=180057.30 (dd2-dd1)/a=1800-57.30 *280-95)/497=158.6701200 (适用)( 5) 确定带的根数单根V带传递的额定功率.据dd1和n1,查课本图10-9得P1=1.4KWi w时单根V带的额定功率增量.据带型及i查1表10-2得 P1=0.1
5、7KW 查1表 10-3,得 Ka =0.94;查1表 10-4 得 KL=0.99Z= PC/(P1+ AP1)Ka KL=3.3/(1.4+0.17)0.94 0.99=2.26 (取 3根 )( 6) 计算轴上压力由课本1表10-5查得q=0.1kg/m ,由课本式(10-20)单根V带的初拉力： F0=500PC/ZV (2.5/K 血-1+qV2=500x3.3/3x7.06(2.5/0.94-1)+0.10x7.062 =134.3kN则作用在轴承的压力FQFQ=2ZF0sin( a 1/2)=2 X3X 134.3sin(158.67o/2)=791.9N2、齿轮传动的设计计算(
6、 1)选择齿轮材料与热处理：所设计齿轮传动属于闭式传动，通常齿轮采用软齿面。查阅表1 表 6-8，选用价格便宜便于制造的材料，小齿轮材料为45 钢，调质，齿面硬度260HBS ；大齿轮材料也为45 钢，正火处理，硬度为215HBS ；精度等级：运输机是一般机器，速度不高，故选8 级精度。(2)按齿面接触疲劳强度设计由 d1 (6712 XkT1(u+1)/(|)du(tH2)1/3确定有关参数如下：传动比i 齿 =3.89取小齿轮齿数 Z1=20 o则大齿轮齿数：Z2=iZ1= 20=77.8取z2=78由课本表6-12取小d=1.1(3)转矩 T1T1=9.55 X106XP1/n1=9.5
7、5 M06X2.61/473.33=52660N?mm(4)载荷系数k : 取 k=1.2(5)许用接触应力(T H(T H= (T Hlim ZN/SHmin由课本1图 6-37 查得：(T Hlim1=610Mpa Hlim2=500Mpa接触疲劳寿命系数Zn：按一年300个工作日，每天16h计算，由公式N=60njtn 计算N1=60X 473.33 M0X300X18=1.36x109 N2=N/i=1.36x109 /3.89=3.4108查 1课本图6-38 中曲线1，得ZN1=1 ZN2=1.05按一般可靠度要求选取安全系数SHmin=1.0(T H1=(T Hlim1ZN1/S
8、Hmin=610x1/1=610 Mpa(T H2=(T Hlim2ZN2/SHrin=500x1.05/1=525Mpa故得：d1 (6712 XkT1(u+1)/ 小 du(T H2)1/3 =49.04mm模数：m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm取课本1P79 标准模数第一数列上的值，m=2.5(6)校核齿根弯曲疲劳强度6 bb=2KT1YFS/bmd1确定有关参数和系数分度圆直径：d1=mZ1=2.5X 20mm=50mmd2=mZ2=2.578mm=t95mm齿宽：b=(|)dd1=1.1 x 50mm=55mm取 b2=55mm b1=60mm(7)复合齿形因数YFs
9、由课本1图 6-40 得： YFS1=4.35,YFS2=3.95(8)许用弯曲应力crbb根据课本1P116：g bb= g bblim YN/SFmin由课本1图6-41得弯曲疲劳极限(rbblim应为：6bblim1=490Mpabblim2 =410Mpa由课本 1图 6-42 得弯曲疲劳寿命系数YN： YN1=1 YN2=1弯曲疲劳的最小安全系数SFmin ：按一般可靠性要求，取SFmin =1计算得弯曲疲劳许用应力为(T bb1=(T bblim1 YN1/SFmin=490 乂 1/1=490Mpa(T bb2= (T bblim2 YN2/SFmin =410 乂 1/1=41
10、0Mpa校核计算6 bb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa o bb1 (T bb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa bb2 故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够(9)计算齿轮传动的中心矩aa=(d1+d2)/2= (50+195)/2=122.5mm(10) 计算齿轮的圆周速度V计算圆周速度 V=tt n1d1/60 X1000=3.14X473.33 X50/60 X1000=1.23m/s 因为VC查 2表 13-5 可得， 45 钢取 C=118贝U d118X (2.53/121.67)1/3mm=32.44mm考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准，取d=35
11、mm3 、齿轮上作用力的计算齿轮所受的转矩：T=9.55 xl06P/n=9.55 M06X2.53/121.67=198582 N齿轮作用力：圆周力：Ft=2T/d=2 M98582/195N=2036N径向力：Fr=Fttan200=2036 后n200=741N4 、轴的结构设计轴结构设计时，需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式，按比例绘制轴系结构草图。( 1 )、联轴器的选择可采用弹性柱销联轴器，查2表 9.4 可得联轴器的型号为HL3 联轴器：35X82 GB5014-85( 2)、确定轴上零件的位置与固定方式单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置在齿轮两
12、边。轴外伸端安装联轴器，齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定，轴通过两端轴承盖实现轴向定位，联轴器靠轴肩平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向定位( 3)、确定各段轴的直径将估算轴d=35mm 作为外伸端直径d1 与联轴器相配(如图)，考虑联轴器用轴肩实现轴向定位，取第二段直径为d2=40mm齿轮和左端轴承从左侧装入，考虑装拆方便以及零件固定的要求，装轴处d3 应大于d2 ,取d3=4 5mm ,为便于齿轮装拆与齿轮配合处轴径d4应大于d3 ,取d4=50mm 。齿轮左端用用套筒固定,右端用轴环定位,轴环直径d5满足
13、齿轮定位的同时,还应满足右侧轴承的安装要求,根据选定轴承型号确定.右端轴承型号与左端轴承相同,取 d6=45mm.(4) 选择轴承型号.由 1P270 初选深沟球轴承,代号为6209,查手册可得 :轴承宽度B=19, 安装尺寸D=52, 故轴环直径d5=52mm.(5 )确定轴各段直径和长度I 段：d1=35mm 长度取 L1=50mmII 段 :d2=40mm初选用6209 深沟球轴承，其内径为45mm,宽度为19mm. 考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为20mm ，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定，为此，取该段长为5
14、5mm ，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm, 故 II 段长：L2=( 2+20+19+55 ) =96mmIII 段直径d3=45mmL3=L1-L=50-2=48mmIV段直径d4=50mm长度与右面的套筒相同，即L4=20mmV 段直径 d5=52mm.长度 L5=19mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=96mm(6)按弯矩复合强度计算求分度圆直径：已知 d1=195mm求转矩：已知 T2=198.58N?m求圆周力：Ft根据课本P127( 6-34)式得Ft=2T2/d2=2 X98.58/195=2.03N求径向力Fr根据课本P127( 6-35)式得Fr=Ft?tan a =
15、2.03 x tan200=0.741N因为该轴两轴承对称，所以：LA=LB=48mm(1)绘制轴受力简图(如图a)( 2)绘制垂直面弯矩图(如图b)轴承支反力：FAY=FBY=Fr/2=0.74/2=0.37NFAZ=FBZ=Ft/2=2.03/2=1.01N由两边对称，知截面C 的弯矩也对称。截面C 在垂直面弯矩为MC1=FAyL/2=0.37X 96攵=17.76N?m截面 C 在水平面上弯矩为：MC2=FAZL/2=1.01 乂 96攵=48.48N?m(4)绘制合弯矩图(如图d)MC=(MC12+MC22)1/2= ( 17.762+48.482)1/2=51.63N?m(5)绘制扭
16、矩图(如图e)转矩：T=9.55X (P2/n2) xl06=198.58N?m(6)绘制当量弯矩图(如图f)车专矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化，取 a =0.2截面C处的当量弯 矩：Mec=MC2+(a T)21/2=51.632+(0.2 W8.58)21/2=65.13N?m(7)校核危险截面C 的强度6-3)(T e=65.13/0.1d33=65.13x1000/0.1 乂 453=7.14MPaC查 2表 13-5 可得， 45 钢取 C=118贝U d118X (2.64/473.33)1/3mm=20.92mm考虑键槽的影响以系列标准，取d=22mm3 、齿轮上作用力的计
17、算齿轮所受的转矩：T=9.55 xl06P/n=9.55 M06X2.64/473.33=53265 N 齿轮作用力：圆周力：Ft=2T/d=2 53265/50N=2130N径向力：Fr=Fttan200=2130 后n200=775N确定轴上零件的位置与固定方式单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置在齿轮两边。齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定，轴通过两端轴承盖实现轴向定位，4 确定轴的各段直径和长度初选用 6206 深沟球轴承，其内径为30mm,宽度为 16mm. 。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴
18、承端面与箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长为20mm ，则该段长36mm ，安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm 。(2)按弯扭复合强度计算求分度圆直径：已知d2=50mm求转矩：已知 T=53.26N?m求圆周力Ft：根据课本P127 (6-34)式得 Ft=2T3/d2=2 53.26/50=2.13N求径向力Fr 根据课本P127( 6-35)式得Fr=Ft?tan a =2.13 x 0.36379=0.76N;两轴承对称LA=LB=50mm(1)求支反力FAX、 FBY、 FAZ、 FBZFAX=FBY=Fr/2=0.76/2=0.38NFAZ=FBZ=Ft/2=2.13/2=1.065N
19、(2) 截面 C 在垂直面弯矩为MC1=FAxL/2=0.38X 100/2=19N?m(3)截面 C 在水平面弯矩为MC2=FAZL/2=1.065X 100/2=52.5N?m(4)计算合成弯矩MC=( MC12+MC22 ) 1/2=( 192+52.52 ) 1/2=55.83N?m(5)计算当量弯矩：根据课本 P235得a =0.4 Mec=MC2+(a T)21/2=55. 832+(0.4 为3.26)21/2 =59.74N?m(6)校核危险截面C 的强度由式( 10-3)(T e=Mec/ (0.1d3) =59.74x1000/(0.1303)=22.12Mpa300X16
20、=48000h(1)由初选的轴承的型号为: 6209,查 1表 14-19 可知 :d=55mm, 外径 D=85mm, 宽度 B=19mm, 基本额定动载荷C=31.5KN, 基本静载荷CO=20.5KN,查 2表 10.1 可知极限转速9000r/min( 1)已知 nII=121.67(r/min)两轴承径向反力：FR1=FR2=1083N根据课本P265( 11-12)得轴承内部轴向力FS=0.63FR 则 FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1083=682NFS1+Fa=FS2 Fa=0故任意取一端为压紧端，现取1 端为压紧端FA1=FS1=682N FA2=FS2=682N
21、(3)求系数x、 yFA1/FR1=682N/1038N =0.63FA2/FR2=682N/1038N =0.63根据课本P265 表( 14-14)得 e=0.68FA1/FR1e x1=1 FA2/FR2(1 M083+0)=1624N(5)轴承寿命计算v P1=P2 故取 P=1624N.深沟球轴承e =3根据手册得6209 型的 Cr=31500N由课本 P264( 14-5)式得LH=106(ftCr/P) /60n=106(1 M1500/1624)3/60X121.67=998953h48000h预期寿命足够二 .主动轴上的轴承:(1) 由初选的轴承的型号为:6206查 1表
22、14-19 可知 :d=30mm, 外径 D=62mm, 宽度 B=16mm,基本额定动载荷C=19.5KN, 基本静载荷CO=111.5KN,查 2表 10.1 可知极限转速13000r/min根据根据条件，轴承预计寿命Lh=10 300X16=48000h( 1)已知 nI=473.33(r/min)两轴承径向反力：FR1=FR2=1129N根据课本P265( 11-12)得轴承内部轴向力FS=0.63FR 则 FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1129=711.8NFS1+Fa=FS2 Fa=0故任意取一端为压紧端，现取1 端为压紧端FA1=FS1=711.8N FA2=FS2=
23、711.8N(3)求系数x、 yFA1/FR1=711.8N/711.8N =0.63FA2/FR2=711.8N/711.8N =0.63根据课本P265 表( 14-14)得 e=0.68FA1/FR1e x1=1 FA2/FR21129+0)= 1693.5N(5)轴承寿命计算v P1=P2 故取 P=1693.5N.深沟球轴承e =3根据手册得6206 型的 Cr=19500N由课本 P264( 14-5)式得LH=106(ftCr/P) /60n=106(1 X19500/1693.5)3/60X473.33=53713h48000h预期寿命足够七、键联接的选择及校核计算1 根据轴径
24、的尺寸，由1中表 12-6高速轴(主动轴)与V带轮联接的键为：键8X36 GB1096-79大齿轮与轴连接的键为：键 14 M5 GB1096-79轴与联轴器的键为：键 10X40 GB1096-792键的强度校核大齿轮与轴上的键：键14W5 GB1096-79bXh=14X9,L=45,贝 Ls=L-b=31mm圆周力：Fr=2TII/d=2 198580/50=7943.2N挤压强度：=56.93125150MPa=b p因此挤压强度足够剪切强度：=36.60122.5+1= 3.45取 z1=8(3)箱盖凸缘厚度 b1=1.5z1=1.5 8=12(4)箱座凸缘厚度b=1.5z=1.5
25、8=12(5)箱座底凸缘厚度b2=2.5z=2.5渴=20(6) 地脚螺钉直径df =0.036a+12=0.036122.5+12=16.41(取 1的(7) 地脚螺钉数目n=4 ( 因为 a 9.6 mm(19) 齿轮端面与内箱壁间的距离：=12 mm(20) 箱盖，箱座肋厚：m1=8 mm,m2=8 mm(21)轴承端盖外径：D+ (5-5. 5) d3D轴承外径(22)轴承旁连接螺栓距离：尽可能靠近，以Md1 和 Md3 互不干涉为准，一般取 S = D2.九、润滑与密封1 . 齿轮的润滑采用浸油润滑，由于为单级圆柱齿轮减速器，速度 v12m/s,当m20时，浸油深度 h 约为 1 个
26、齿高，但不小于10mm ，所以浸油高度约为36mm 。2 .滚动轴承的润滑由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。3 .润滑油的选择齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用GB443-89 全损耗系统用油L-AN15 润滑油。4 .密封方法的选取选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为GB894.1-86-25 轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。十、设计小结 课程设计体会 课程设计都需要刻苦耐劳，努力钻研的精神。对于每一个事物都会有第一次的 吧，而没一个第一次似乎都必须经历由感觉困难重重，挫折不断到一步一步克 服，可能需要连续几个小时、十几个小时不停的工作进行攻关；最后出成果的 瞬间是喜悦、是轻松、是舒了口气！ 课程设计过程中出现的问题几乎都是过去所学的知识不牢固，许多计算方法、 公式都忘光了，要不断的翻资料、看书，和同学们相互探讨。虽然过程很辛 苦，有时还会有放弃的念头，但始终坚持下来，完成了设计，而且学到了，应 该是补回了许多以前没学好的知识，同时巩固了这些知识，提高了运用所学知 识的能力。