帶式運輸機的傳動設置 - 副本

機械設計課程設計計算說明書設計題目:學院:專業(yè):班級:姓名:學號:指導老師:完成日期:目錄緒論………………………3減速器的結構選擇及相關計算…………5V帶傳動的設計……………8齒輪的設計………………11軸的設計與校核…………16軸承、鍵和聯(lián)軸器的確定………………20減速器的潤滑與密封……………………21減速器附件的確定………23減速箱箱體的設置………24裝配圖和零件圖的繪制…………………25總結……………25參考文獻………………………26機械設計第~5P2)/n2=95.5×105×3.80÷480=7.56×104N·mm考教材第八版《機械設計》得圓柱齒輪的齒寬系數(shù)Фd，第205頁，選取齒寬系數(shù)Фd=1?？冀滩牡诎税妗稒C械設計》得彈性影響系數(shù)ZE，ZE=189.8MPa0.5。⑤參考教材得齒輪的接觸疲勞強度極限δHlim，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限δHlim1=600MPa；大齒輪的接觸疲勞強度極限δHlim2=550MPa。eq\o\ac(○,6)計算應力循環(huán)次數(shù),其中，j為齒輪每轉(zhuǎn)一圈時，同一齒輪面嚙合的次數(shù)；Lh為齒輪的工作壽命（單位為h）。N1=60n2jLh=60×480×1×(2×8×300×10)≈1.38×109N2=N1/i2=(1.38×109)/3.7≈3.7×108eq\o\ac(○,7)參考教材得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN（當N>NC時，可根據(jù)經(jīng)驗在網(wǎng)紋內(nèi)取KHN值），取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.92，KHN2=0.97。eq\o\ac(○,8)算接觸疲勞許用應力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1。[δ]1=（KHN1δHlim1）/S=0.92×600MPa=552MPa[δ]2=（KHN2δHlim2）/S=0.97×550MPa=534MPa(2)計算①試算小齒輪分度圓直徑d1≥2.32×=53.12mm②計算圓周速度vV=(πd1tn2)/(60×1000)=(π×53.12×480)/(60×1000)m/s=1.3m/s③計算齒寬bb=Фd×d1t=1×53.12mm=53.12mm算齒寬與齒高之比b/h模數(shù)：mt=d1t/z1=53.12/20mm=2.656mm齒高：h=2.25mt=2.25×2.656mm=5.98mmb/h=53.12/5.98=8.89計算載荷系數(shù)根據(jù)v=1.3m/s，7級精度，參考教材動載系數(shù)Kv=1.1；直齒輪，KHa=KFa=1;查得系數(shù)KA=1；用插值法查得7級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時，得KH?=1.418。由b/h=8.89，KH?=1.418，參考教材得彎曲強度計算的齒向載荷分布系數(shù)KF?=1.33，故載荷系數(shù)K=KAKvKHaKH?=1×1.06×1×1.418=1.503實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑d1=d1tK/Kt=53.12×1.503/1.3=55.752mm計算模數(shù)mm=d1/z1=55.752/20mm=2.79mm3、按齒根彎度強度設計彎曲強度的設計公式為m≥QUOTE(1)確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值①調(diào)質(zhì)處理鋼的δFE，查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限δFE1=500MPa；大齒輪的彎曲強度極限δFE2=380MPa；②查表彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN，取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.90，KFN2=0.92；③計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，則[δF]1=（KFN1δFE1）/S=0.90×500MPa=450MPa[δF]2=（KFN2δFE2）/S=0.92×380MPa=350MPa④計算載荷系數(shù)KK=KAKvKFaKH?=1×1.06×1×1.33=1.41⑤查取齒形系數(shù)和應力校正系數(shù)參考教材得齒形系數(shù)YFa和YSa，YFa1=2.8，YFa2=2.24；YSa1=1.55，YSa2=1.75。⑥計算大小齒輪的YFaYSa/[δF]并加以比較YFa1YSa1/[δF]1=2.8×1.55/450=0.00964YFa2YSa2/[δF]2=2.24×1.75/349.6=0.01121可以看出，大齒輪的數(shù)值大。m≥（2×1.41×5.67×104×0.01121）/202=1.65mm對此計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關，可取由彎曲強度算得的模數(shù)1.65并就近圓整為標準值m=2mm，按接觸強度算得的分度圓直徑d1=55.752mm，算出小齒輪齒數(shù)z1=d1/m=55.752/2≈28大齒輪齒數(shù)：z2=3.48×28=97.4，取z2=98。這樣設計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到了結構緊湊。4、幾何尺寸計算①計算分度圓直徑d1=z1m=28×2=d2=z2m=90×2=②計算中心距a=(d1＋d2)/2=(56＋180)/2=118mm③計算齒輪寬度b=Фdd1=1×56=56mm取B2=56mm，B1=65mm。5、齒輪的結構設計小齒輪采用齒輪軸結構，大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結構大齒輪的關尺寸計算如下：軸孔直徑d=41輪轂直徑=1.2d=1.2×41=49.2圓整為50mm輪轂長度輪緣厚度δ0=(3～4)m=6～8(mm)取=8輪緣內(nèi)徑=-2h-2=179mm；取D2=180(mm)；腹板厚度c=0.3b=0.3×45=13.5取c=15(mm)；腹板中心孔直徑=0.5(+)=0.5(180+70)=125(mm)；腹板孔直徑=0.25（-）=0.25（180-70）=27.5(mm)取=27.5(mm)；齒輪倒角n=0.5m=0.5×2=1；第五章軸的設計與校核5.1主動軸的設計與校核（1）主動軸的選材及軸徑計算，軸的長度L因小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS。按扭轉(zhuǎn)強度估算軸的直徑，選用45號鋼(調(diào)質(zhì))，硬度217～255HBS主動軸的輸入功率為P1=3.76kW,轉(zhuǎn)速為n1=960r/min軸的直徑d≥A×(P/n)1/3=120*(3.76/960)1/3=19.70mm鑒于有一個鍵槽，將直徑增大5%，則d=19.70×(1+5%)mm=20.69mm，圓整為25mm.主動軸長，取L1=250mm.（2）軸的結構設計，軸上零件的定位、固定和裝配一級減速器中將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面、右面均由軸肩軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別和軸承端蓋定位，采用過渡配合固定。(3)齒輪上作用力的大小、方向1小齒輪分度圓直徑：d1=56mm2作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：T1=37.40N·m3求圓周力：FtFt=2T1/d1=2×37.40×103/56=1335.71N4求徑向力FrFr=Ft·tanα=1335.71×tan200=486.16NRVA=RVB=Fr/2=243.08N,MVC=RVA*L/2=14.58NRHA=RHB=Ft/2=667.86N,MHC=RHB*L/2=40.07NMC=（MHC2+MVC2）0.5=42.58NmME=(ME2+(at)2)0.5=48.13Nm5.2從動軸的設計⑴按扭矩初算軸徑大齒輪材料用45鋼，正火，σb=600Mpa，硬度217～255HBS大齒輪軸軸徑的初算：大齒輪軸的轉(zhuǎn)速較低，受轉(zhuǎn)矩較大，故取：C=120d≥考慮有兩個鍵槽，將直徑增大10%，則d=48.48×(1+10%)mm=53.33mm圓整為55mm以上計算的軸徑作為輸出軸外伸端最小直徑。L=125mm(2)軸的結構設計，軸的零件定位、固定和裝配

一級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，該設計潤滑方式是油潤滑，箱體四周開有輸油溝，齒輪一面用軸肩定位，另一面用軸套定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩定位，周向定位則用過渡配合或過盈配合，軸呈階梯狀，左軸承從左面裝入，齒輪、右軸承和皮帶輪依次從右面裝入。(3)求齒輪上作用力的大小、方向eq\o\ac(○,1)大齒輪分度圓直徑：d2=180mmeq\o\ac(○,2)作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：T2=69.64N·meq\o\ac(○,3)求圓周力：Ft=2T2/d2=2×69.64×1000/180=773.78Neq\o\ac(○,4)求徑向力：Fr=Ft·tanα=773.78×tan200=281.63NRVA=RVB=Fr/2=140.82N,RHA=RHB=Ft/2=368.89,MHC=RHA*L/2=193.45N,MVC=RVA*L/2=74.41N。5.3主動軸和從動軸的強度校核按扭轉(zhuǎn)合成應力校核軸強度，由軸結構簡圖及彎矩圖知Ⅰ處當量彎矩最大，是軸的危險截面，故只需校核此處即可。強度校核公式：σe=/W≤[σ-1]主動軸：軸是直徑為25mm的是實心圓軸，W=0.1d3=12500Nmm軸材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)，許用彎曲應力為[σ-1]=65MPa則σe=/W=31.28≤[σ-1]=65MPa故軸的強度滿足要求從動軸：軸是直徑為55mm的是實心圓軸，W=0.1d3=6892.1Nmm軸材料為45號鋼，正火，許用彎曲應力為[σ-1]=65MPa則σe=MΙ2/W=6.35≤[σ-1]=65MPa故軸的強度滿足要求第六章軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇根據(jù)已知條件，軸承預計壽命10年×300×10=30000h1.主動軸的軸承使用壽命計算滾動軸承選用6206，Cr=19.5kNFr=468.16N查得fp=1.2徑向當量動載荷：Pr=fp×Fr=1.2×468.16=516.792N根據(jù)條件，軸承預計壽命：10年×365×24=87600小時所以由式Cj=，查表知ft=1故滿足壽命要求。2.從動軸的軸承使用壽命計算滾動軸承選用6208，Cr=29.5kNFr=281.63N徑向當量動載荷：Pr=r=1.2281.3=337.96N所以由式Cj=，查表10-6可知ft=1故滿足壽命要求。6.2鍵的選擇及校核1.主動軸上的鍵：Ft=1335.71N查手冊得，選用B型平鍵，得：B鍵8×40GB1096-79L=8mm,b=8mm,h=7mm,k=0.5h根據(jù)式σp=2T/(d·k·L)=2Ft/(k·L)=95.4MPa<150MPa故鍵強度符合要求2.從動軸上的鍵：Ft=773.78N查手冊選：B鍵，12×34GB1096-79L=14mm,b=14mm,h=9mm,k=0.5hB鍵，12×52，GB1096-79L=16mm,b=16mm,h=10mm,k=0.5h根據(jù)式σpa=2·TⅠ/（d·h·l）=2Ft/(k·L)=24.56Mpa<100Mpaσpc=2·TⅠ/（d·h·l）=2Ft/(k·L)=19.34Mpa<100Mpa故鍵強度符合要求6.3聯(lián)軸器的選擇在減速器輸出軸與工作機之間聯(lián)接用的聯(lián)軸器因軸的轉(zhuǎn)速較低、傳遞轉(zhuǎn)矩較大，又因減速器與工作機常不在同一機座上，要求由較大的軸線偏移補償，應選用承載能力較高的剛性可移式聯(lián)軸器。經(jīng)查表得選用GL5型號的軸孔直徑為35的凸緣聯(lián)軸器，公稱轉(zhuǎn)矩Tn=250N·mK=1.3=9550=9550×=90.53N·m選用GL5型彈性套住聯(lián)軸器，公稱尺寸轉(zhuǎn)矩=250，<。采用J型軸孔，鍵軸孔直徑d=32～40，選d=35，軸孔長度L=82第七章減速器的潤滑與密封7.1潤滑的選擇確定7.1.1潤滑方式1.因齒輪V＜12m/s，選用浸油潤滑,因此機體內(nèi)需要有足夠的潤滑油，用以潤滑和散熱。同時為了避免油攪動時泛起沉渣，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH不應小于30～50mm。對于單級減速器，浸油深度為一個齒高，這樣就可以決定所需油量，單級傳動,每傳遞1kW需油量V0=0.35～0.7m32.對于滾動軸承來說，由于傳動件的速度不高，選用飛濺潤滑。這樣結構簡單，不宜流失，但為使?jié)櫥煽?要加設輸油溝。7.1.2潤滑油牌號及用量1.齒輪潤滑選用AN150全系統(tǒng)損耗油，最低～最高油面距10～20mm，需油量為1.2L左右。2.軸承潤滑選用AN150全系統(tǒng)損耗油。7.2密封的選擇與確定1.箱座與箱蓋凸緣接合面的密封選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2.觀察孔和油孔等處接合面的密封在觀察孔或螺塞與機體之間加石棉橡膠紙、墊片進行密封3.軸承孔的密封悶蓋和透蓋用作密封與之對應的軸承外部軸的外伸端與透蓋的間隙，由于選用的電動機為低速、常溫、常壓的電動機，則可以選用毛氈密封。毛氈密封是在殼體圈內(nèi)填以毛氈圈以堵塞泄漏間隙，達到密封的目的。毛氈具有天然彈性，呈松孔海綿狀，可儲存潤滑油和遮擋灰塵。軸旋轉(zhuǎn)時，毛氈又可以將潤滑油自行刮下反復自行潤滑。第八章減速器附件的確定1、軸承端蓋：根據(jù)下列的公式對軸承端蓋進行計算：d0=d3+1mm；D0=D+2.5d3；D2=D0+2.5d3；e=1.2d3；e1≥e；m由結構確定；D4=D-(10～15)mm；D5=D0-3d3；D6=D-(2～4)mm；d1、b1由密封尺寸確定；b=5～10，h=(0.8～1)b2、油面指示器：用來指示箱內(nèi)油面的高度。3、放油孔及放油螺塞：為排放減速器箱體內(nèi)污油和便于清洗箱體內(nèi)部，在箱座油池的最低處設置放油孔，箱體內(nèi)底面做成斜面，向放油孔方向傾斜1°～2°，使油易于流出。4、窺視孔和視孔蓋：窺視孔用于檢查傳動零件的嚙合、潤滑及輪齒損壞情況，并兼作注油孔，可向減速器箱體內(nèi)注入潤滑油。5、定位銷：對由箱蓋和箱座通過聯(lián)接而組成的剖分式箱體，為保證其各部分在加工及裝配時能夠保持精確位置，特別是為保證箱體軸承座孔的加工精度及安裝精度。6、啟蓋螺釘：由于裝配減速器時在箱體剖分面上涂有密封用的水玻璃或密封膠，因而在拆卸時往往因膠結緊密難于開蓋，旋動啟箱螺釘可將箱蓋頂起。7、軸承蓋螺釘，軸承蓋旁連接螺栓，箱體與箱蓋連接螺栓：用作安裝連接用。第九章減速箱箱體的設置減速箱箱體的設置：名稱計算公式結果機座壁厚δδ=0.025a+1≥810mm機蓋壁厚δ1δ1=0.02a+1≥88mm機座凸緣壁厚b=1.5δ15mm機蓋凸緣壁厚b1=1.5δ112mm機座底凸緣壁厚b2=2.5δ25mm地腳螺釘直徑df=0.036a+12=17.90420mm地腳螺釘數(shù)目a<250,n=44軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d1=0.75×16mm箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑d2d2=(0.5～0.6)×12mm聯(lián)接螺栓d2間距L=150～200160mm軸承蓋螺釘直徑d3=(0.4～0.5)×10mm窺視孔螺釘直徑d4=(0.3～0.4)×8mm定位銷直徑d=(0.7～0.8)×10mm軸承旁凸臺半徑R=CRf=24mmR1=20mmR2=16mm軸承蓋螺釘分布圓直徑D1=D+2.5d3(D為軸承孔直徑)D11=97mmD12=105mmD13=125mm軸承座凸起部分端面直徑D2=D1+2.5d3D21=122mmD22=130mmD23=150mm大齒頂圓與箱體內(nèi)壁距離Δ1Δ1>1.2δ14mm齒輪端面與箱體內(nèi)壁距離Δ2Δ2>δ10mmdf,d1,d2至外機壁距離C1=1.2d+(5～8)C1f