机械螺旋输送机传动装置.docx
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机械螺旋输送机传动装置
机械设计课程设计
`EXESDX1QAQ1
机械设计基础课程设计说明书
设计题目：
螺旋输送机传动装置
学生姓名：
学号：
专业年级：
09机械2
指导老师：
成绩：
2011年12月
1
机械设计课程设计
机械设计课程设计说明书
学生姓名专业班级机械设计制造及其自动化学号
指导教师职称讲师教研室机电系教研室
题目螺旋输送机传动装置
传动系统图：
原始数据：
输送机工作轴转矩T265Nm
输送机工作轴转速n130rmin1
工作条件：
连续单向运行，工作时有轻微振动，使用期8年，小批量生产，两班制工作输送机工作
轴转速允许误差5%。
2
机械设计课程设计
1.电动机的选择与运动参数的计算
1.1
、电动机的选择
4
1.2传动比的分配
6
1.3
、传动装置运动参数
6
2.
各齿轮的设计计算
2.1、直齿圆柱齿轮减速设计
9
2.2、直齿圆锥齿轮减速设计
13
3.
轴结构设计
3.1、高速轴的设计
18
4.
校核
4.1、高速轴轴承和键的校核
23
4.2、联轴器的选择
23
4.3、减速器的润滑
23
5.箱体尺寸及技术说明
5.1、减速器箱体尺寸
25
6.福建设计
附件设计
26
7.
其他技术说明
其他技术说明
27
8.
设计心得
29
参考文献
30
3
机械设计课程设计
设计计算与说明
1.电动机的选择与运动参数的计算
1.1、电动机的选择
1.1.1、确定传送机所需的功率Pw
设定传送机本身的功率w0.98
Pw
Tnw
265
130kW3.7972kW
9550w
9550
0.98
1.1.2、确定传动总效率总
总122344其中1、2、3、4分别为联轴器、一对锥齿
轮、一对圆柱齿轮、球轴承的效率。
查表可得：
10.99、2
0.90、30.97、40.98
总
0.992
0.903
0.97
0.984
0.78920
1.1.3、电动机的输出功率
Pw
3.7972
Pd
4.6641kW
0.78920
1.1.4、选择电动机
单级圆柱斜齿轮的传动比6
锥齿轮2-3
则总动比的范围是2-18
所以，的电动机的转速范围为
260-2340r、
选择电动机型号为：
Y132M2-6
计算结果
Pw3.7972KW
总0.78920Pd4.6641kW
电动机型号：
Y132M2-6
4
机械设计课程设计
Y132M2-6电动机主要技术数据
额定功率Kw
5.5kW
满载转速n满
960r
min
同步转速
n同
1000r
min
额定转矩
T额
2.0N
m
最大转矩Tmax
2.2N
m
1.1.5、电动机的外型尺寸
i1
3
i2
2.4615
5
机械设计课程设计
Y132M2-6电动机外形尺寸为（
mm）
A
B
C
D
E
F
G
H
216
178
89
38
80
10
33
132
K
AB
AC
AD
HD
BB
L
12
280
270
210
315
238
515
电动机安装尺寸（mm）
中心
外形尺寸
地脚安
地脚螺钉
轴伸尺寸
装键部位
高H
LX（AC/2+AD）
装尺寸
孔直径K
DXE
尺寸FXGD
XHD
AXB
132
515X345X315
216X178
12
38X80
10X41
1.2、总传动比计算及传动比分配
1.2.1、总传动比计算
由题目给定参数可知输送机工作轴转速n130rmin1
ia
n满
960
7.38
n
130
1.2.2、传动比的分配
一级圆柱齿轮减速器传动比一般i
6。
一级圆锥齿轮减速器，用于输入轴与输出轴垂直相交的传动时，若
采用直齿轮一般i3，因此取一级闭式圆柱斜齿齿轮传动比ia=3
则一级开式圆锥此轮传动的传动比
ia
7.38
2.4615
i2
3
i1
i7.38
a
PIII4.2586kW
PIv
3.7596kW
nI
960r
min
nII
320r
min
nIII
320r
min
nIv
130r
min
TI
45.9345Nm
TII130.996Nm
1.1.3、传动装置运动参数的计算
127.0925Nm
TIII
（1）、对于圆柱斜齿齿轮传动：
高速轴的输入功率：
PIKw14.66410.994.6175kW
6
机械设计课程设计
低速轴的输入功率：
PIIPI434.61750.9780.974.3894kWTIv275.9215Nm
对于圆锥齿轮传动：
高速轴的输入功率
PI
4.6175kW
PIII
PII144.38940.99
0.98
4.2586kW
4.3894kW
PII
低速轴的输入功率
PIv
PIII244.25860.90
0.98
3.7596kW
（2）、各轴转速的计算
对于圆柱齿轮传动：
高速轴转速
nI
n满
960rmin
低速轴转速
nI
960
r
nII
i1
3
320
min
对于圆锥齿轮传动：
高速轴转速
nIII
n2
320rmin
低速轴转速
nIv
nIII
320
130
r
min
i2
2.4615
（3）、各轴输入转矩的计算
对于圆柱齿轮传动：
Z1
31
9550PI
4.6175
Z2
93
高速轴输入转矩TI
9550
45.9345Nm
nI
960
20
低速轴输入转矩TII
9550
PII
9550
4.3894
130.996N
m
nII
320
对于圆锥齿轮传动：
高速轴输入转矩TIII
9550
PIII
9550
4.2586
127.0925Nm
nIII
320
低速轴输入转矩TIv
PIv
9550
3.7560
275.215Nm
9550
130
nIv
7
机械设计课程设计
（4）、各轴功率、转速、转矩列于下表:
轴名
圆柱齿高速轴
轮传动低速轴
圆锥齿高速轴
轮传动低速轴
功率kW
转速r
转矩Nm
min
I
4.6175
960
45.9345
II
4.3894
320
130.996
III
4.2586
320
127.0925
IV
3.7560
130
275.9215
H1650MPa
H2580MPa
8
机械设计课程设计
2.各齿轮的设计计算
2.1、直齿圆柱齿轮减速设计
2.1.1工况分析
K1.6
直齿圆柱斜齿齿轮传动采用软齿面闭式传动，初选传动精度为7
级，齿轮表面粗糙度为Ra1.6，其主要失效形式为点蚀，考虑传动平稳
性，齿数宜取多一些，取Z125，Z2Z1i125375，压力角为
20。
2.1.2设计原则
1、设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度
计算。
2、按齿根弯曲疲劳强度设计。
2.1.3设计计算
（1）、选择齿轮材料并确定螺旋角
小齿轮用45调质，齿面硬度250HBS
大齿轮用45常化210HBS
选螺旋角为14
（2）、按齿面接触接触强度设计
（
）（
H
）
2ktT1
1
E【H】
m1.5
即
3
d1t
d
（1）确定公式的各值
1.
试选kt
1.62.
区域系数ZH
2.45
a
96mm
b1
48mm
3.
查得
10.78
20.87则
12
1.65
144mm
b2
4.许用接触应力：
[
H]
[
H1][H2]
2
9
机械设计课程设计
5.安全系数S=1失效概率为1%选齿宽系数d1
1
弹性影响系数ZE189.8MPa2
查表
Hlim2
650MPa
，Flim2
580MPa
H2
KHN2Hlim2
0.95
650MPa
617.5MPa
SH
1
F2
KFN2Flim2
0.9580MPa
522MPa
SF
1
[
H]
569.5MPa
6.应力循环次数
N1
60
960
1
2
8
365
8
2.91
109
N2
N1
8.97.2
8
3
10
2k
T（
1）（
H
）
3
t1
E【
H】
3
21.6
45934.5
42.45489.8
45.9382
则
d1t
d
3569.75
7.
计算圆周速度
v
d1tn1
m
/
s
601000
2.3091
8.计算齿宽b及模数
b
dd1t45.9382
mn
d1t.cos/z1.7829mm
h
2.25mnt
4.0115
b
45.9382/4.01111.4516
h
9.
重合度
0.318dz1tan
1.9822
10.计算载荷系数k
已知使用系数kA1根据v=2.3091m/s动载荷系数
kv1.08
kH1.418
kH1.14
kHkF1.2
载荷系数k
kAkVkHkH
1.855
11.按实际载荷系数校正所算的分度圆直径
YFa12.565
YFa22.2178
10
机械设计课程设计
d1
d1t
3
k
48.2594
kt
12.
计算模数
mnd1cos/z11.8731
（3）、按齿根弯曲强度设计
3
2kTYcos2
Y
Fa
Y
Fa
1
mn
dz
2
[F]
1
（1）1.计算载荷系数
kkAkVkFkF1.8312
2.纵向重合度1.9822
查得螺旋角影响系数Y0.85
3计算当量齿数
zv1
z1
cos3
27.367
zv2
z2
cos3
82.1011
（4）查取齿形系数
YFa12.565
YFa22.2178
（5）查取应力校正系数
YSa11.604YSa11.772
（6）.计算大小齿轮的YFaYSa
[F]
Y
Fa
Y
Sa]
=2.5651.604/[F]1
[
F
（7）确定公式内各参数
1.查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限
FE1440MPaFE2420MPa取
s=1.4
2.弯曲疲劳系数kFN1
0.92
kFN20.96
3.[F]1289.143
[F]2
288
11
机械设计课程设计
4.
YFaYSa
=0.014229
YFaYSa
=0.013646
[F]1
[F]2
（4）.设计计算
计算的mn1.23
（1）取mn=1.5
z
d1cos
31.217
mn
取z131
Z293
（2）.几何尺寸的计算
a
（z1
z2）mn
95.847
2cos
取a=96
（3）正螺旋角
arcos[z1z2]mn
14.3615
2a
（4）计算大小齿轮的分度圆直径d1
47.99d2143.99
（5）计算齿宽
bdd47.99
圆整后取B155
B250
Z320
Z450
o
20
（5）、计算齿轮其他参数
齿顶高
ha
ha*m
11.5
1.5mm
顶隙
c
c*m0.251.50.375mm
齿根高
hf
1.875mm
1
2157'38"
全齿高
h
hahf
1.5
1.8752.375mm
2
68o2'21"
分度圆直径
d1
mZ1
48mm
d2144mm
12
机械设计课程设计
基圆直径
db1
44.94mm
db2
134.83mm
齿顶圆直径
da1
d1
2ha
51
da2
d2
2ha
147
齿根圆直径
df1
d1
2hf
44.25
df2
d2
2hf
140.25
齿距
pn
mn
4.71
齿厚
s=p/2=2.355
齿槽宽
e=p/2=2.355
2.2、直齿圆锥齿轮减速设计
2.2.1选定高速级齿轮精度等级、材料及齿数
（1）输送机为一般工作机械，速度不高，故选用
7级精度。
me
5
（3）材料选择
选则小齿轮材料为45钢，调质处理，硬度为250HBS。
R
255mm
大齿轮材料为45钢，常化，硬度为210HBS，二者硬度差为40HBS。
（）选小齿轮齿数
z1
20,
4
则：
z2i1z1
2.4615
2049.23，取z250。
2.2.2按齿面接触疲劳强度设计
按参考文献[1]式10-9a计算
ZE
2
即
KT1
d1t2.923
R10.5R
2u
H
（1）确定公式内的各项数值①试选载荷系数Kt=1.3.
②计算小齿轮的转矩：
T1127092.5Nm
③由《机械设计》201页表10-6查出材料的弹性影响系数：
13
机械设计课程设计
1
ZE189.8MP2
④由参考文献[1]209页表10-21按齿面硬度查出：
小齿轮的接触疲劳强度极限
Hlim1=600MPa；
大齿轮的接触疲劳强度极限
Hlim2=550MPa
⑤由参考文献[1]式10-13计算应力循环次数：
N1
60n1jLh=60×320×1×（2×1×8×365×8）=2.246×108
N2
N1/i2
'=2.246×109/3.5=9.111×107。
⑥由参考文献[1]207页图10-19查出得接触疲劳寿命系数：
KHN1=0.94,KHN2=0.96。
⑦计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数为S=1。
H1
KHN1
Hlim1=0.94×600MPa=564MPa
S
H2
KHN2
Hlim2=0.96×550MPa=528MPa
S
⑧由参考文献[1]193
页10-2取KA1；由《机械设计》194页10-8
试选动载系数KV
1.08；由《机械设计》226页表10-9取KH及KH
为1；KH
KF
1.5KHbe,KHbe
1.25，则K=1.5×1.25=1.875，所
以：
KKAKV
K
K
11.081
1.8752.025
⑨锥齿轮传动的齿宽系数常取ΦR=13
（2）计算①计算小齿轮分度圆直径d1t
2
KT1
d1t2.923
ZE
R1
0.5R2u
H
（
189.8
）
2
2.025
12092.5
528
2
113.27mm
3
1
1
0.5
1
2.4615
3
3
14
机械设计课程设计
②计算圆周速度v=
dmn1
DImin
20.5mm
=1.897m/s
60
1000
DIImin
32.25mm
③计算载荷系数
V=1.897m/s,7级精度，查得kv
1.08与试选值相同，故选取kv1.08
故选取d1113.27
mm
DIIImin
31.5mm
④计算小齿轮模数
m
d1
113.27
z1
20
5.65mm
2.2.3按齿根弯曲疲劳强度设计
mt
3
4KT1
YFaYSa
R10.5R
2z12u2
1
F
（1）确定计算参数
①计算载荷系数K
KAKVKFaKF
1×1.08×1×1.875=2.025。
②由参考文献[1]208页表10-21
D1=40mm
查出：
D2=40mm
小齿轮的弯曲疲劳强度极限
FE1=460MPa；
D3=45mm
大齿轮的弯曲疲劳强度极限
FE2=440MPa
③由参考文献[1]206
页10-18查表弯曲疲劳寿命系数
KFE1=0.88,
KFE2=0.92。
④计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S=1
F
1
KFE1
FE1
=
0.88
460
=404.8MPa
S
1
F
2
KFE2
FE2=0.92
440=418MPa
S
1
⑤计算节圆锥角
1
arctanZ1
2157'38"
Z2
2
90
2157'38"
682'21"
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