設(shè)計(jì)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)傳動(dòng)裝置

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2設(shè)計(jì)要求 2設(shè)計(jì)過程 21. 確定傳動(dòng)方案22. 選擇電動(dòng)機(jī)33. 運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算44. 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)65. 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算86. 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算187. 軸的初步設(shè)計(jì)計(jì)算198. 軸承的壽命計(jì)算209. 選用鍵并校核10. 減速器附件的選擇11. 潤滑和密封12. 心得體會(huì)參考資料和書籍20一課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)傳動(dòng)裝置原始數(shù)據(jù)工作示意圖:1.電動(dòng)機(jī)；2.V帶傳動(dòng)；3.鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)；4.錐齒輪減速器二 設(shè)計(jì)要求：1 .設(shè)計(jì)說明書1份；2 .減速器轉(zhuǎn)配圖1張（A0或A1）;3 .零件工作圖13張。設(shè)計(jì)過程結(jié)果設(shè)計(jì)過程一確定傳動(dòng)方案1

2、）外傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為V帶傳動(dòng)2）減速器為錐齒輪減速器。3）方案簡(jiǎn)圖如下圖：1.電動(dòng)機(jī)；2.V帶傳動(dòng)；3.鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)；4.錐齒輪減速器4）該方案的優(yōu)缺點(diǎn)：該工作機(jī)有輕微振動(dòng)，由于 V帶有緩沖吸振 能力，采用V帶傳動(dòng)能減小振動(dòng)帶來的影響，并且該工作機(jī)屬于 小功率、載荷變化不大，可以采用 V帶這種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，并且價(jià) 格便宜，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，大幅降低了成本。減速器部分錐齒輪減 速，這是錐減速器中應(yīng)用最廣泛的一種。原動(dòng)機(jī)部分為 Y系列三 相交流 異步電動(dòng)機(jī)?？傮w來講，該傳動(dòng)方案滿足工作機(jī)的性能要 求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、成 本低傳動(dòng)效率高。計(jì)算及說明結(jié)果二選擇電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置總效率3

3、312 3 40.96 0.990.97 0.97 0.851 0.96帶傳動(dòng)效率2 0.99滾動(dòng)軸承效率3 0.97圓錐齒輪傳動(dòng)效率 36 0.97鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)效率工作機(jī)輸入功率：Pw 3.2kw電動(dòng)機(jī)所需要功率：pd -pw-kw -kw 3.76a0.85確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)：運(yùn)輸帶鼓輪的工作轉(zhuǎn)速為：a 110r/min g按課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書附表 8.1查得圓錐傳動(dòng)比一般范圍為：ia 6 20,故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：na ia n (620) 110r/min 660 2200r/min根據(jù)功率Ped Pd,且轉(zhuǎn)速滿足：660 nd 2200r/min選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：Y112M 4參數(shù)：額定功率為：P

4、4kw電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 nm 1440r / min電動(dòng)機(jī)軸伸出直徑D 38mm,電動(dòng)機(jī)收伸出長(zhǎng)度L 80mm計(jì)算及說明結(jié)果三運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算：1總傳動(dòng)比及其分配總傳動(dòng)比 ia nm/ng 1440/110 132分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比直齒輪圓柱斜齒輪傳動(dòng)比:帶傳動(dòng)比：i1 3.5錐齒輪傳動(dòng)比：i2 2.42鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)傳送比：i3 1.553計(jì)算減速器各軸轉(zhuǎn)速：riinm 1440/3.5 411r / minnn n2.8 411/2.42 170r/minn田 nn /3.8 170/1.55 110r/minn鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)nm 110r/min4 .減速器各軸功率計(jì)算：5 pd 1 2 3

5、.76 0.96 3.6kwp口 p口 2 3 3.6 0.99 0.99 3.52kwpmpn 2 4 3.52 0.99 0.97 0.97 3.2kwp鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)pm 3.2kw5.減速器各軸功率轉(zhuǎn)速.轉(zhuǎn)矩列表：軸號(hào)功率p(kw)轉(zhuǎn)速 n(r/min)轉(zhuǎn)矩T (N/m)電動(dòng)機(jī)軸3.76144024.9I軸3.641166.9II軸3.52170114.3田軸3.2110206.2鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)3.2110206.2計(jì)算及說明四帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)1.確定V帶型號(hào)和帶輪直徑:工作情況系數(shù)KA:由表11.5確定（載荷輕微震動(dòng)，雙班制）計(jì)算功率 Pc kA Pd 1.2 3.714 4.46kw選帶型號(hào)：

6、由圖11.15（小帶輪轉(zhuǎn)速，Pc）小帶輪直徑：由表11.6, Dmin=75mm(A 型)大帶輪直徑：n1nm帶根數(shù)：由表11.8, P0由表 11.12, kl 0.99；Pcz (Pop)kakl4.461.18kw;由表 11.7, ka 0.95; 由表 11.10, p00.11kwkA 1.2pc 4.46kw(1.18 0.11) 0.95 0.995.求軸上載荷張緊力：由表 11.4, q 0.10kg/m,則3.68，取 z 4A型取 D1 112mmpc 2.5 kF0 500(vz4.46kaa2)qv500 (5.63 4軸上載荷：2.5 0.950.95)0.10 5

7、.63 162.13NFq 2zFsina1 2帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)略 此帶為普通v帶B(z162.13 sin160.15 1277.63N21) e 2 f 65mm計(jì)算及說明結(jié)果五.直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算:由題可知，小齒輪選用40Cr,調(diào)制處理，硬度為240280HB,取平均硬度260HB;大齒輪選用45號(hào)鋼，調(diào)制處理，硬度為230HB。 齒面接軸疲勞強(qiáng)度計(jì)算：F0 162.13N齒數(shù)z和精度等級(jí)：取z1 24, z2 iz1 2.8 24 67.2，取68估計(jì)V嗎 4m/s,由表12.6,選8級(jí)精度。1.251.18使用壽命KA，由表12.9, MK 動(dòng)載系數(shù)Kv,由表12.9,取K齒間載

8、荷分配系數(shù)KHa，由表12.10,估計(jì)KAFtZ 100N/mm bFQ 1277.63 Nu cos i u2 12.8 0.942.82 1d124.7KTiZeZhZr(1 0.5 r)2u h107.54mm4 24, z2 68選用8級(jí)精度KA 1.25Kv 1.18計(jì)算及說明結(jié)果計(jì)算及說明結(jié)果驗(yàn)算圓周速度及KaFt/bdm1(1 0.5 R)d1 91.41mmvmFtd 60 2Tim1nl 一m1 - 1.84m/s1000（與估計(jì)值相近）dm11921NrRd1R 2 sind1 247.3mm11 cos2 1KAFt50.8N/mmb100 N / mm （與原估計(jì)值相符

9、）確定傳動(dòng)主要尺寸大端模數(shù)m, m d14.49mm,由表 12.3,取m 4.5mmZi實(shí)際大端分度圓直徑d, d1 mz1 108mmd2 mZ2306mm錐距R, Rm 22i z1 z2162.25mm2齒寬b, bRR 0.3 162.2548.68mm,取 b 49mm齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算:齒形系數(shù)YFa,由圖12.30, FFa1 應(yīng)力修正系數(shù)YSa，由圖12.31, 重合系數(shù)Y , y 0.25 0752.73, FFa22.15YSa1 1.64,YSa22.070.68aV齒間載荷分配系數(shù)K Fa，由表12.10KAFt /b 100N /mmmd1d2bYFa14.5mm

10、108mm306mm162.25mm49mmyFa2YSa1YSa22.732.151.642.070.68，1,kFa y1.47載荷系數(shù) K,K KAKVKFaK3.90彎曲疲勞極限Flim,由圖 12.23c, Flim1 600MpaFlim 2 570Mpa彎曲最小安全系數(shù)SFmin,由表12.14, S彎曲壽命系數(shù)YN，由題意，YN1尺寸系數(shù)YX, 許用彎曲應(yīng)力由圖 12.25, YXYN21.0Fmin 1.251.0KFa 1.47F1F2驗(yàn)算F1Flim1YN1Yx1SFmib570 1.0 1.01.25600 1.0 1.0 480Mpa1.25456Mpa4.7KTiY

11、FaiYSaiY2 232R 1 0.5 R z1m . u 14.7 3.90 87790 2.73 1.64 0.6822320.3 1 0.5 0.3244.52.8YFa2YSa22.15 2.07F2 F1 Fa2 Sa2144.84 YFa1YSa12.73 1.64144.84Mpa F11144.0Mpa F2K 3.90Flim 1Flim 2SF minYN1600Mpa570Mpa1.25Yn21.0Yx 1.0F1480Mpa456MpaF1六.斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算:選擇齒輪材料，小齒輪40Cr,調(diào)制,硬度260HB,大齒輪45F2144.84Mpa144.0Mp

12、aT1 236.068N/m號(hào)鋼，調(diào)制，硬度240HB.齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算:1.初步計(jì)算一6 P轉(zhuǎn)矩 T1, T 9.55 106n19.551063.39 236068N/mm137.14計(jì)算及說明結(jié)果齒寬系數(shù)d，查表12.13,可取d 1.0Ad值，由表12.16,估計(jì) 10,取Ad 81初步計(jì)算的許用接觸應(yīng) 力H:由圖12.17cTiu 132d Hud1Ad3.38 13.38H2 0.9 Hlim2 522Mpa初步計(jì)算的小齒輪直徑d1Hiim1 710Mpa, Hiim2 580Mpa, H1 0.9 Hiim1 639Mpa84.3，取 d1 85mmdd1 85,取 b 85

13、mm81 3 2360681 5222初步齒寬b,b2.校核計(jì)算圓周速度 v,v dn 0.61m/s 60 1000齒數(shù)z,模數(shù)m和螺旋角取 Zi 28,Z2 iz194.6 95d.85mt一 一 3.04，由表 12.3,取 mn 3mmz128arccosmn- arccos 9.30 （和估計(jì)值接近） mt3.04使用系數(shù)Ka：由表12.9, KA 1.25動(dòng)載系數(shù)KV：由表12.9, KA 1.1齒間載荷分配系數(shù)KHa :先求計(jì)算及說明結(jié)果Ft2Ti d12 236068855555N1.25 54908580.7N/mm 100N/mma 1.883.2 -41一 cos 1.7

14、1Z2bsindtan1.46mn1.711.46 3.17,tan n arctan cos20.24,tan20arctancos9.30cosb cos cos n /cos t 0.99由此得K HaKFa齒向分布載荷系數(shù)2 bKH A Bd1,2/cos b 1.75Kh ，由表 12.11C 10 3b 1.17 0.16 120.61 10 3 85 1.381.38 3.32載荷系數(shù) KKaKvKhhKh 1.25 1.1 1.75彈性系數(shù)Ze, Ze 189.8/Mpa;節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)：由圖12.16, Zh 2.37重合度系數(shù)Z ,由式12.31,因1,1,故旋轉(zhuǎn)角系數(shù)Z ,

15、 Z-rcos cos9.300.760.99接觸最小安全系數(shù)SHmin ,由表12.14, SHmin1.05接觸壽命系數(shù)Zn,由圖12.18, Z許用接觸應(yīng)力 H , H1Hlim1N1 lZN11.13,ZN2 1.18SH min764MpaH lim 2ZN 2H2652MpaSH min驗(yàn)算:HZeZhZZ2KT1 u 1, bd12u189.82.37 0.76 0.992 3.61 236068285 8523.38 13.38642Mpa3.確定傳動(dòng)主要尺寸d1 i 185 3.38 1中心距 a, a 186.15mm22實(shí)際分度圓直徑d1,因中心距未作圓整，故 分度圓直徑

16、不會(huì)改變，即:2ad185,d2 id1287.3mmi 1齒寬 b,bdd1 85mm齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算： 齒形系數(shù)YFa,Zv1Z3cosZ2 zV23 98.84cos由圖12.21, YFa1 2.55,YFa2 應(yīng)力修正系數(shù)YSa，由圖12.22:283cos 9.3029.132.18YSa11.62,YSa2 1.75重合度系數(shù)Y ：cc 11aV 1.88 3.2 cos 1.71ZV1ZV20 75Y 0.250.69aV螺旋角系數(shù)Y : Y min 1 0.250.75（當(dāng)1時(shí),按1算）1200.92min齒間載荷分配系數(shù)KFa，由表12.10注3,3.171.71 0.

17、692.7前已求得KFa1.75，故KFa 1.75齒向載荷分布系數(shù)：由 圖12.14 b/h 85/(2.25 3) 12.6K fb 1.35載荷系數(shù) K: KKAKVKFaKF1.25 1.1 1.75 1.35許用彎曲應(yīng)力：彎曲壽命系數(shù)Yn：由圖12.24, Yni 0.95,Yn2 0.973.25尺寸系數(shù)Yx：由圖12.25,Yx 1.0彎曲疲勞極限 Flim；由圖12.23c, Flim1 彎曲最小安全系數(shù)SFmin：由表12.14, 許用彎曲應(yīng)力f：600Mpa, FlimSFmin 1.25450MpaF1F2驗(yàn)算:Flim1YN1YXFlimF min2YN2YX600 0

18、.95 1.01.25456MpaSF min450 0.97 1.01.25349.2Mpa2KT1 v 7 wF1 . . YFa1YSa1Y Ybd1 mn2 3.25 23606885 85 3Yf3 2Ys32F2 .I Y Fa1 Y Sa12.55 1.62 0.690.92 186MpaF11862.18 1.752.55 1.62172Mpa F2七.軸的初步設(shè)計(jì)計(jì)算: 選取軸的材料及熱處理：徑:選取45號(hào)鋼，調(diào)制處理按許用 切應(yīng)力估算軸的最小直d min C3 n由表162取C 112I軸 , d 1 min 112 3L23.46，取d1min30mm:384口軸：d2m

19、in1123.3932.62,取 d2min40mm137.14一 一 一一 3.26 一田軸：d3min 112 31 48.33mm,取d3min 50mm.40.57初選聯(lián)軸器和軸承：1.聯(lián)軸器選擇減速器輸出軸與工作機(jī)輸入軸采用彈性注銷聯(lián)軸器，具型號(hào)為:ZC50 107HL5JB56 107主要參數(shù)尺寸如下：公稱扭矩：Tn 2000N / m許用轉(zhuǎn)速：n 3550r/min2軸承的選擇I軸選擇圓錐滾子軸承30207II軸選擇圓錐滾子軸承30209田軸選擇圓錐滾子軸承30211（軸I ）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.擬定軸上零件的裝配方案下圖為I軸上的裝配方案軸的材料選用45號(hào)鋼，調(diào)制處理，b 650M

20、pa, s 360Mpa根據(jù)軸的初步設(shè)計(jì)：2.軸的長(zhǎng)度的確定A由帶輪的大帶輪決定我們由前面的帶傳動(dòng)帶 輪寬為65mm為鍵槽預(yù)留一定長(zhǎng)度我們可確定d1 31mml11 70mmB由軸承決定前面選取的軸承30207,可確定d3 35mm,l3 16mm(一般為利于固定l3比B小1mm)C.由經(jīng)驗(yàn)公式算軸肩高度：h4 0.07 35 (12) (3.54.5)mm,取軸肩高為 5mm,確定d4 43由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)要求可得114 2d3 2 4354mm 取 l4 60.2D.根據(jù)軸承安裝方便的要 求，取d2.d5均比d3小1mm,得d2 33mm, d5 34mm根據(jù)安裝軸承旁螺栓的 要求，取l

21、2 20mm.根據(jù)齒輪與內(nèi)壁的距離 要求，取l5 16mm.E.根據(jù)齒輪孔的軸徑和長(zhǎng) 度，確定d6 32mm6 53mm 則：L2L3確定軸上各力作用點(diǎn)及支點(diǎn)跨距由于選定的是深溝球軸承，其負(fù)荷中心在軸向?qū)挾鹊闹悬c(diǎn)位置,L1人（n軸）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：軸的材料選用：45號(hào)鋼，調(diào)制處理B 650Mpa, S 360Mpa一做出軸的初步設(shè)計(jì)：1 .由軸承30209可知，還要預(yù)留9mm的擋油板，當(dāng)然軸應(yīng)當(dāng) 小1mm,但是 打圓錐齒輪會(huì)占2mm,所以還是取11 29, d1 45.2 .由齒輪的厚度為56mm,軸應(yīng)小2mm,所以取12 54,又考慮到11到12的過渡, M d2 47mm.3 .13長(zhǎng)度適量

22、取30mm,而軸肩應(yīng)大于8mm,我們就取d3 54.4 .由小齒輪的厚度85mm,決定，我們就取14 83mm,Md4 d2 47mm.5 .由圓錐滾子軸承30211的厚度決定，再加上擋 油板厚度10mm,和大齒輪 多出的 2mm,取 15 31mm.,d5 45mm.可以得到下圖計(jì)算 及說明（二）軸的數(shù)學(xué)計(jì)算部分：L1=46.5mm.L2=98.5mm,L3=63mm軸的受力分析：軸上的功率 P2 3.39Kw,n2 137.14r/min,T2 236.07N/m求作用齒輪上的力：大圓錐齒輪的圓周力Fti 2T2/dm dm (1 0.5 R)d (1 0.5 0.3) 280Fti 2r

23、2.1000/dm 1983.8N-21軸向力 Fa1 F1tan .sin 2 1983.8 tan20 1 cos ,2.82 14.238N1 徑向力 Fr1Ft1 tan .cos 2 1983.8 tan20 cos、2.82 1242.85N小圓柱齒輪的圓周力：Ft2 2T21000/d1 2 236.07 1000/85 5554.6NFa2 Ft2tan5554.6 tan9.30 909.7N結(jié)果計(jì)算及說明F2 Ft2tan /cos 5554.6 tan20/cos9.30 2048.7N求支反力：水平面上：85306RhiFr1(L2 L3) X2L3 Fa2 2 Fa1

24、 2L1 L2 L3242.97N85306F,2(Li L2) FriL Fa2 為 Fa1 2RH2Li L2L31562.9N垂直面上：RFtiU L3) MLi3222.7NV1 Ft2(L2Li) FtLRV2 Li L2 L34315.7N根據(jù)受力圖畫出剪力圖和彎矩圖:豎直方向受力圖:剪力圖:計(jì)算及說明結(jié)果Mv :水平方向受力圖:剪力圖:剪力和:M合:由上圖可知應(yīng)力最大處的位置，校核此處即可由于扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 0.6因此軸的計(jì)算應(yīng)力：WM2_( T)2 ,其中計(jì)算及說明0.1di3結(jié)果54Mpa1 75Mpa,2132 (0.6 236.07)2 0.1 47許用應(yīng)

25、力值由表16.3查彳#, 因此d=45mm另外小齒輪的兩個(gè)端面處較危險(xiǎn)，左端按軸頸 若彎曲組合按最大處計(jì)算，則有： M； T 21 -3 57Mpa 10.1d3軸出的設(shè)計(jì)：1. 11的尺寸有聯(lián)軸器確定，我們留出30mm的余量，則可取l1=80mm,d1由聯(lián)軸器內(nèi)的內(nèi)徑確定取 d1=50mm。2. 12的尺寸由擋油板寬度，軸承寬度和軸承端蓋的寬的確定，擋油板8mm,軸承寬度為21mm,端蓋24mm,在這之上加上 2mm,12=55mm,d2由軸承確定為 55mm.3. 13的尺寸由2軸的尺寸確定讓它們軸承之間的尺寸相減得到，13=85.5mm,d3應(yīng)高出12,58mm,我們?nèi)3=62.4.

26、14由大齒輪的寬度決定，大齒輪的寬度應(yīng)小于小齒輪6mm,所以大齒輪寬度為78mm,我們?nèi)?4=77,d4應(yīng)高與軸承15 ,2mm.所以d4=57mm5. 15由軸承的寬度 21,和擋油板12.5mm,再加齒輪的余量 1mm,15=34.5mm,d5由 軸承的內(nèi)徑?jīng)Q定 d5=55mm.八.軸承的壽命計(jì)算（以n軸軸承 30209為例）30209的主要性能參數(shù)如下：（可查閱相關(guān)手冊(cè)）基本額定動(dòng)載荷：Cr 67.9KN基本額定靜載荷：C0r 83.6KN極限轉(zhuǎn)速：N 0 4500r / min（脂潤滑）N0 5600r/min（油潤滑）軸承面對(duì)面安裝，由于前面求出支反力，則軸承受力為：Fr1R；1Rv21242.9723222.723231.8NFr2V RH 2RV225562.924315.724590NFa1 4.238NFa2 909.7N由于 Fa2/C0r 909.7/（83.6 1000） 0.0109N由表 18.7 得:e=0.4Fa2/Fr2 909.7/4590 0.198 e;X 1,Y 0當(dāng)量動(dòng)載荷P為：（由表18.8,取fD 1.1）pPi fp XFr1 Y1Fa1fpFr1 3554.98NP2fpFr2 5049N軸承壽命計(jì)算：由于P2 P1,只需驗(yàn)算