機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書設(shè)計題目：帶式運輸機傳動裝置專業(yè)課設(shè)計課程設(shè)計說明書一、 傳動方案擬定 2二、電動機的選擇 2三、 計算總傳動比及分配各級的傳動比 四、 運動參數(shù)及動力參數(shù)計算 五、 傳動零件的設(shè)計計算 六、 軸的設(shè)計計算 七、 滾動軸承的選擇及校核計算 九、潤滑方式的確定十、參考資料 計算過程及計算說明一、傳動方案擬定設(shè)計題目名稱單級斜齒圓柱齒輪減速器。運動簡圖工作條件連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載起動，運輸機雙班制工作，單向運轉(zhuǎn)，有輕微振動，小批量生產(chǎn)，使用年限10年，運輸帶速度允許誤差為±5%。原始數(shù)據(jù)輸送帶牽引力F=740N輸送帶線速度V=1.3m/s鼓輪直徑 D=240mm二、電動機選擇1、選擇電動機的類型：按工作要求和工況條件，選用三相鼠籠式異步電動機，封閉式結(jié)構(gòu)，電

壓為380V,Y型。2、計算電機的容量pd:電機至工作機之間的傳動裝置的總效率:門,=門門3門門門0.9門,=門門3門門門V帶傳動效率：0.98；門2一滾子軸承傳動效率：0.98七一圓柱齒輪的傳動效率：0.98；七一圓柱齒輪的傳動效率：0.98；七一彈性聯(lián)軸器的傳動效率：0.99七一卷筒的傳動效率：0.96已知運輸帶的速度v=0.95m/s：Fv kww1000門所以:FV740x所以:FV740x1.31.143KW1000門門1000x0.876x0.96從表22-1中可選額定功率為1.5kw的電動機。3、確定電機轉(zhuǎn)速：卷筒的轉(zhuǎn)速為：n=60X1000V/(nD)=60X1000X1.3：(3.14X240)=103.503r/min按表14-8推薦的傳動比合理范圍，取V帶傳動比,=2?4單級圓柱齒輪減速器傳動比,=4?6，則從電動機到卷軸筒的總傳動比合理范圍為：，?=8?24。故電動機轉(zhuǎn)速可選的范圍為：nd=iXn=(8~24)X103.65=830~2488符合這一范圍的轉(zhuǎn)速有：1000r/min、1500r/min,;綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、和帶傳動、減速器的傳動比,可見第1種方案比較合適，因此選用電動機型號為Y100L-6,其主要參數(shù)如下：型號功率(KW)轉(zhuǎn)速(r/min)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y90S-21.59402.02.2額定功率kW滿載轉(zhuǎn)速KHDADEFGHLAB1.594010190140245082490380176三、計算總傳動比及分配各級的傳動比：總傳動比：ia=n滿/n=940/103.503=13.719分配傳動比：取一級斜齒圓柱齒輪的傳動比：i]5，則一V帶的傳動比：i0=ia/i1=13.719?52.74四、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算:

將傳動裝置各軸由高速到低速依次定為1軸、2軸、3軸、4軸，門門門門01 12 23 34——依次為電機與軸1,軸1與軸2,軸2與軸3,軸3與軸4之間的傳動效率。1、各軸轉(zhuǎn)速：1軸：n1=n0/i齒輪=1420/2.74=518.25r/min2軸n2=n1/i1=518.25/5=103.503r/min卷筒軸：n3=n「103.503r/min2、各軸輸入功率，輸出功率：輸入功率:1車由：p=pxn.=P1車由：p=pxn2軸：P=PX?=PX?X?=1.12X0.98>0.98 =.075 KW2 軸：P=PX? = 軸：P=PX? =1.12X0.98=1.09KW 軸：P'=px? =1.075X0.98=.053KW卷向軸：P=px? =1.043x0.98=1.022KW卷筒軸：P=PX? =PX?X?=1.075X0.98X0.99=1.043KW3輸出功率：電動機的輸出轉(zhuǎn)矩：T=9550xU3輸出功率：電動機的輸出轉(zhuǎn)矩：T=9550xU=9550x^14^=7.69N*mn 142003各軸輸入轉(zhuǎn)矩，輸出轉(zhuǎn)矩：1.121軸輸入轉(zhuǎn)矩：T=9550x&=9550x^^^5=20.64N*m1.1212軸輸入轉(zhuǎn)矩：T=9550x2=9550x』0』=99.19N*m2 n 103.5032卷筒軸輸入轉(zhuǎn)矩：T=9550xJ=9550x1.043=96.24N*m4 n 103.5033輸出轉(zhuǎn)矩分別為輸入轉(zhuǎn)矩乘以軸承效率0.99。運動和動力參數(shù)計算結(jié)果如下表：軸名功率P(KW)轉(zhuǎn)矩T(N*m)轉(zhuǎn)速(r/min)傳動比效率輸入輸出輸入輸出電動機軸1.147.69142050.961軸1.121.0920.6420.22518.252.740.962軸1.0751.05399.1497.16103.5031.000.96卷筒軸1.0431.02296.2494.31103.503五、傳動零件的設(shè)計計算:設(shè)計V帶(1)確定V帶型號kj1.2Pc=KAP=1.2X1.5=1.8KW根據(jù)P=1.5KWn=1420r/min,選擇A型V帶，取d「90mm。大輪的基準(zhǔn)直徑：d1=i0Xd1X(1-8)=2.74X90X0.98=241.66取。d=250mm2

￡為帶傳動的彈性滑動8=0.01~0.02。(2)驗算帶速"=^M=3」4X90婦420=6.69m/,<25m/s帶速合60x1000 60000適。確定V帶基準(zhǔn)長度七和中心距a:根據(jù)：0.7x(d+d)<a<2x(d+d)可得a應(yīng)在238-680mm之間，初選中心距。二6。。啞帶長：（d—d）2兀L=2a+—（d+d）+——24a~!—0=2X600+—（250+90）+ =1744mm2 4x600取Ld=1800mm。計算實際中心距：a.a+L^=600+^800^=628mm0 2 2250—90X57.3°=250—90X57.3°=165.40°>120°合適。628a=180。—2ix57.3°=180a（5） 求V帶根數(shù)Z：Z= P （p+Ap）KaK今n=今n=1420r/min,d=90mm,得：p=1.07kw傳動比：

2501—d(1:/)—90(1-0.02)—2'8250AP=0.17kw由a「EO。查表得K=0.98，查表得：K=1.01，由此可得:1.8~c(p+Ap)KK(1.07+0.17)X0.98X1.01~c=1.465取Z=2=1.465求作用在帶輪軸上的壓力尸Q:查表得q=0.10kg/m，故得單根V帶的初拉力：F= c(-2^-1)+qV2=X"x(~2^-1)+0.10x6.692=108.8N0zvK 2X6.69 0.98作用在軸上壓力：F=2zFsinL=2X2x108.8xsin'"耳=431.67N。e 0 2 2確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，給制帶輪工作圖小帶輪基準(zhǔn)直徑d「90mm采用實心式結(jié)構(gòu)。大帶輪基準(zhǔn)直徑d2=250mm，采用腹板式結(jié)構(gòu)，基準(zhǔn)圖見零件工作圖。2、齒輪設(shè)計（1）選選齒輪的材料、精度和確定許用應(yīng)力：因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，小齒輪用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度217?286HBS，a=650?750MPa，a.=560?620MPa大齒輪用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度197~286HRC，a=550~620MPa，a=410?480MPa。FE2HFE2取S=1.25,sH[b=1.0；取Z=2.5,Z=189.8；=b]二—S600 =480MPa1.25450 =360MPa1.25700——=700MPa1600——=600MPa1(2)按輪齒彎曲強度設(shè)計計算齒輪精度用8級，取載荷系數(shù)K=1.2,，齒寬系數(shù)①=0.8，小齒輪上的轉(zhuǎn)矩:T=9.55x106匕=9550000x1.14=2.1x104N*mm1 n 518.25大齒輪上的轉(zhuǎn)矩:T=9.55x106P=9550000x1.075=9.92x104N*mm

n

2103.503初選螺旋角3=150則Z=5x22=110齒形系數(shù)：Z22=24.12,Z110=122.06cos315。v2COS315。11-8=2.73,y2.22由圖11-9FaFa2Fa11.58,r=1.81。sasa2Sa12.73x1.58 YY——— =0.0089〈 一戶2.22x1.81 =0.0112，480360故應(yīng)該對大齒輪進行彎曲強度計算。小齒輪法向模數(shù):2kTYY2x1.2x2.1x1040.8x222x0.0089xCOS215o=1.03mmF1-1由表4-1取m=1.25mm。中心距:~n1~2COS■21.25x(22+110) =85.4mm2xCOS15o取a=90mm。確定螺旋角:arccosn 1 —=arccos1.25x(22+110) =23o33'2x90齒輪分度圓直徑cosP齒輪分度圓直徑cosP1.25x22 “ =30mmcos23o33'1.25x110150.11mmcos1.25x110150.11mmcoscos23o33'齒寬頊xd=0.8x30=24mmb=25mm,b=30mm驗算齒面接觸強度:ZZZP2KZZZP2KTu±1 : =189.8x2.5xvcos23。33'2x1.2x9.92x1043.4824.02x150.1122.48=356.92MPa<600MPa安全。（5）齒輪的圓周速度兀d]n0 3.14x30x1420 223 /60x1000 60000 .故選8級制造精度是合宜的。（5）設(shè)計小結(jié)：名稱代號單位小齒輪大齒輪中心距amm90傳動比i2.48模數(shù)mmm1.25螺旋角P(0)23。33'齒數(shù)z22110分度圓直徑d1mm30150.11材料及齒血硬度40Cr217~286HBS45鋼197~286HRC六、軸的設(shè)計計算輸入軸設(shè)計：1、按扭矩初算軸徑選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度217~286HBS。查課本第245頁表14-2?。邸?35MpaC=110。d>c『P=110x冬=14.32mm，考慮有鍵槽，將直徑n \518.25增大5%,則d=14.32X(1+5%)mm=15.036mm.??選d=16mm2、齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸上零件的定位，固定和裝配單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位，則采用過渡配合固定確定軸各段直徑和長度工段：d=18mm 長度取L廣40mmc=1.5mm

「?II段：d=d+2h=18+2X2X1.5=24mm初選用7205AC型角接觸球軸承，查指導(dǎo)書表可知其內(nèi)徑為25mm,寬度為15mm.考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長為20mm，通過密封蓋軸段長應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，取該段長為55mm，安裝齒輪段長度應(yīng)比輪轂寬度小2mm,故II段長：L=2+20+15+55=92mmIII段直徑：d=25mm小齒輪直徑d=d+2h*m=30+2x1x1.5=33mm小齒輪寬度加退刀槽乙=30+10=40mm3取過渡段直徑d=30mm,L=20mm取軸承直徑d=25mm，L=16mm由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=205mm（3）按彎矩復(fù)合強度計算求分度圓直徑：已知d=30mm求轉(zhuǎn)矩：已知T1=20.64N*m求圓周力：Ft2x2xT2x20640d30=1376N求徑向力FrF=Fxtana=1376xtan200=794.43N⑤作用在軸1帶輪上的外力：f=F=43167NQ因為該軸兩軸承對稱，所以：L=L=85mm

（1） 繪制軸受力簡圖（如圖a）（2） 繪制垂直面彎矩圖（如圖b）軸承支反力：=397.22NF794.43

r=397.22NF1376F=F= r= =668N由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為=16.88N*mFyL_=16.88N*m2 2（3）繪制水平面彎矩圖（如圖c）Mei（3）繪制水平面彎矩圖（如圖c）Mei一.司「川「一.司「川「I「此（匚）〕TTe<e)（匚）〕TTe<e)TMecMec⑴_^mTrrn⑴_^mTrrn截面C在水平面上彎矩為:FlFl668X0.085C2 2 2=28.39N*m（4）繪制合彎矩圖（如圖d）農(nóng))2農(nóng))2=(16.882+28.392)2=33.03N*m（5）繪制扭矩圖（如圖e）轉(zhuǎn)矩:T轉(zhuǎn)矩:T=20.64N*m（6）繪制當(dāng)量彎矩圖（如圖f）轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪力按脈動循環(huán)變化，取a=1,截面C處的當(dāng)量彎矩:M2+M2+(aT)233.032+(0.6x20.64)22=35.27N*mM=ec（7）校核危險截面C的強度因為材料選擇45號鋼調(diào)質(zhì)處理，-B=65。MPa，得許用彎曲應(yīng)力[。.]=60MPa，則：:M :35270d>, ec—=3； =18.05mmV0.1g] ￥0.1x60因為5段的直徑都大于d，所以該軸是安全的。輸出軸的設(shè)計計算:1、按扭矩初算軸徑故取d=30mmo選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度217~255HBS。2取[』=35Mpa故取d=30mmod>C虻——=115x3 . =25.44mm，n \103.5032、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）軸的零件定位，固定和裝配單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過渡配合或過盈配合，軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承和皮帶輪依次從右面裝入。聯(lián)軸器的選擇計算聯(lián)軸器所需的轉(zhuǎn)矩：T=Kt查課本291表17-1取k=1.5，T=KT=1.5X96.24=144.36N*m查手冊選用型號為LX1的彈性柱銷聯(lián)軸器。（2）確定軸的各段直徑和長度工段：取聯(lián)軸器直徑』=20mm，查表長度取L=52mm..?h=2c c=1.5mm「?11段：d=d+2h=20+2x2x1.5=26mm考慮到聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定的距離，l2=46初選7208AC型角接球軸承，其內(nèi)徑為40mm，寬度為18mm?？紤]齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，則取套筒長為23mm，則該段長43mm，安裝齒輪段長度為輪轂寬度為2mm。故II段長：III直徑：d=40mmL=20mmIV段直徑：d=d+4=44mm過渡段由于對稱性及其配合關(guān)系，艮眈=16mm4但此段左面的滾動軸承的定位軸肩考慮，應(yīng)便于軸承的拆卸，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)查取由手冊得安裝尺寸h=3。該段直徑應(yīng)?。海?4+3X2）=50mm

取軸環(huán)直徑』=50mm.長度l=5mm齒輪直徑d=44軸承直徑d=d3=40由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=230mm按彎扭復(fù)合強度計算①求分度圓直徑：已知』=150.11mm②求轉(zhuǎn)矩：已知T2=96.24N*m③求圓周力Ft：2x96240-2 =1282.26N-2150.11④求徑向力FrF=Fxtana=1282.26xtan200=466.704N?.?兩軸承對稱??L=L=85mm求支反力F 、FAXrBy2AZBZ2ByAZ466.704 =233.352FAXrBy2AZBZ2ByAZ466.704 =233.352F1282.26 =641.13N2BZ⑵由兩邊對稱，書籍截C的彎矩也對稱截面C在垂直面彎矩為FL233.352x0.085=9.917N*m■AX截面C在水平面彎矩為FlFl641.13X0.0852 2=27.24N*m計算合成彎矩=28.99N*m(M%+MC2)2=(9.9172=28.99N*m計算當(dāng)量彎矩：取a=0.6M2+(aT)22=28.992+(0.6X99.19)22=66.20N*mC校核危險截面C的強度因為材料選擇45號鋼調(diào)質(zhì)處理，得-B=650MPa,得許用彎曲應(yīng)力[c『=60MPa，則：:M :6620d2|ec=3 =10.33mm"0.1g]V0.1x60"L—1b」因為5段的直徑都大于d,所以該軸是安全的。七、滾動軸承的選擇及校核計算根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計壽命16X365X8=46720小時1、計算輸入軸承(1)已知〃=518.25r/min軸承徑向反力：f=466.704N初先軸承為角接觸球軸承7200AC型軸承內(nèi)部軸向力F=0.68F，則F=F=0.68F=0.68X466.704=317.358N

⑵???F+F=F，F(xiàn)=0故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端，F(xiàn)=F=466.704NF=F=466.704Nsi(3)求系數(shù)x、y,..FFA1=「A2=0.68Ve.??根據(jù)課本表16-11X=X=iY=Y=o1 2計算當(dāng)量載荷尸、p:1 2P=XF+YF丁1X466.704=466.704NP=XF+YF=lx466.704=466.704N計算所需的徑向基本額定動載荷值?.?P=P故取P=466.704N,角接觸球軸承8=3根據(jù)課本表16-8、16-9,取f=1,fn.5(60n\亦勺1.1X466.704(60X518.25106x46720根據(jù)手冊得7205AC型的C=5814.316N>5580N;C=2820n承7200AC型合適。V3=5814.316N),故角接觸球軸2、計算輸出軸承(1)已知n=103.503r/min,軸承徑向反力：F=F=641.13N試選7207AC型角接觸球軸承

得F=0.68F，則F1=F=0.68F=0.68X641.13=435.97N計算軸向載荷f、FA1 A2???F+F=F，F(xiàn)=o..?任意用一端為壓緊端，1為壓緊端，2為放松端兩軸承軸向載荷：F=F=F=233.352N求系數(shù)x、y..FF?fA1=fA2=0?68<er1 r2???根據(jù)課本表X=X=I?廠fP??c=—p-(60n1.1X641.13?廠fP??c=—p-(60n1.1X641.13(60X103.503x4672010456根據(jù)手冊得7208AC型的C=35200N>26584.42N；c=24500n軸承7208AC型合適。3=466