百色學院
機械設計基礎課程設計
設計計算說明書
題目設計輸送傳動裝置
院系物電系
專業金屬材料工程
姓名年級大三
指導教師
二零一三年八月
目錄一課程設計書2
二設計要求2
三設計步驟2
1. 傳動裝置總體設計方案3
2. 電動機的選擇4
3. 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比5
4. 計算傳動裝置的運動和動力引數5
5. 設計v帶和帶輪6
6. 齒輪的設計8
7. 滾動軸承和傳動軸的設計19
8. 鍵聯接設計26
9. 箱體結構的設計27
10.潤滑密封設計30
11.聯軸器設計30
四設計小結31
五參考資料32
設計輸送傳動裝置
【設計任務書】
題目：設計輸送傳動裝置
一．總體布置簡圖如圖1
2．總傳動比誤差為±5%，單向迴轉，
輕微衝擊。
三．原始資料：
四．設計內容：
1. 電動機的選擇與運動引數計算； 2. 齒輪傳動設計計算； 3.
v帶傳動設計計算； 4. 軸的結構尺寸設計； 5. 鍵的選擇； 6.
滾動軸承的選擇； 7. 裝配圖、零件圖的繪製； 8. 設計說明書的編寫。
【電動機的選擇】
1．電動機型別和結構的選擇 ：按照已知條件的工作要求和條件，選用y型全封閉籠型三相非同步電動機。
2．電動機容量的選擇：
工作機所需功率：pw＝3kw
電動機的輸出功率：pd＝pw/η，η≈0.82，pd＝3.66kw
電動機轉速的選擇：nw=35r/min，v帶傳動比i1=2—4，單級齒輪傳動比i2=3—5（查表2.3）
nd＝（i1×i2×i2）nw。電動機轉速範圍為630—3500r/min
3．電動機型號確定：由附錄八查出符合條件的電動機型號,並根據輪廓尺寸、重量、成本、傳動比等
因素的考慮，最後確定選定y112m—4型號的電動機，額度功率為4kw，滿載轉速1440r/min
【計算總傳動比和分配傳動比】
1．由選定電動機的滿載轉速nm和輸出軸轉速nw，總傳動比為i=nm/nw，得i=41.14
2．合理分配各級傳動比：v帶傳動比i1=3，閉合齒輪傳動比i2=3.5，開式齒輪傳動比i3=3.92
3．運動和動力引數計算結果列於下表：
【傳動件設計計算】
減速器齒輪設計：
1．按表11.8選擇齒輪材料
小齒輪材料為45鋼調質，硬度為220—250hbs
大齒輪材料為45鋼正火，硬度為170—210hbs
2．因為是普通減速器，由表11.20選用9級精度，要求齒面粗糙度ra=6.3
3．按齒面接觸疲勞強度設計
確定有關引數與係數：
轉矩：t=69154 n·mm
查表11.10得：載荷係數k＝1.1
選小齒輪齒數z1＝30，則大齒輪齒數z2＝iz1=3.5×30=105。實際齒數比u=3.5
因單級直齒圓柱齒輪為對稱布置，又為軟齒面，由表11.19選取φd（齒寬係數）=1
4．許應接觸應力[σh]：
由圖11.23查得 σhlim1＝560mpa σhlim2＝530mpa
由表11.19查得 sh=1。
n1＝60·n1·j·lh＝60×480×1×（6×52×80）＝7.2×10e8
n2＝n1/i＝7.2×10e8/3.5=2.05×10e8
由表11.26查得 zn1＝1 zn2＝1.05
計算接觸疲勞許用應力：
[σh]1＝zn1·σhlim1/sh＝560mpa
[σh]2＝zn2·σhlim2/sh＝557mpa
試算小齒輪分度圓直徑，確定模數：
d1≥ 76.43×√kt1（μ+1）/φdμ[σh]e2=51.82mm
m=d1/z1=1.73mm 由表11.3取標準模數 m=2mm
5．主要尺寸計算：
分度圓直徑 d1=mz1=2×30=60mm d2=mz2=2×105=210mm
齒寬 b=φdd1=1×60=60mm 取b2=60mm 則b1=b2+5=65mm
中心距a=0.5×m（z1+z2）=135mm
6．按齒根彎曲疲勞強度校核:
由式（11.12）得出，如σf≤[σf]，則校核合格。
確定有關係數和引數：
齒形係數yf，查表11.12得 yf1=2.54 yf2=2.14
應力學整係數ys，查表11.13得 ys1=1.63 ys2=1.88
許應彎曲應力[σf]
由圖11.24查得 σflim1=210mpa σflim2=190mpa
由表11.9查得 sf=1.3
由圖11.25查得 yni=yn2=1
由式（11.16）可得
f]1=yni·σflim/sf=162mpa [σf]2=yni·σflim/sf=146mpa
故計算出
σf1=21mpa＜ [σf]1 σf2=20mpa＜[σf]2 齒根彎曲疲勞強度校核合格。
7．驗算齒輪的圓周速度：
v=π·d1·n1/（60×1000）=1.5m/s 由表11.21可知，選9級精度合適
8．幾何尺寸計算及繪製齒輪零件工作圖：
以大齒輪為例，齒輪的直頂圓直徑為：da2=d2+2ha=214mm，由於200＜da2＜500之間，所以
採用腹板式結構。齒輪零件工作圖略。
開式齒輪設計：
1．按表11.8選擇齒輪材料
小齒輪選用40cr合金鋼表面淬火，硬度為48—55hrs
大齒輪選用40cr合金鋼調質，硬度為240—260hbs
2．由表11.20選用9級精度，要求齒面粗糙度ra=6.3
3．按齒面接觸強度設計
確定有關引數與係數：
轉矩：t=230000n·mm
查表11.10得載荷係數k＝1.1
選小齒輪齒數z1＝20，則大齒輪齒數z2＝iz1=3.92×20=78.4，圓整數78。
實際齒數比u=3.9，誤差為0.5%＜±5%
因單級直齒圓柱齒輪為不對稱布置，又為硬齒面，由表11.19選取φd（齒寬係數）=0.5
4．許應接觸應力[σh]：
由圖11.23查得 σhlim1＝800mpa σhlim2＝720mpa
由表11.19查得 sh=1.1
n1＝60·n1·j·lh＝60×137×1×（6×52×80）＝2.05×10e8
n2＝n1/i＝2.05×10e8/3.9=5.26×10e7
由表11.26查得 zn1＝1.11 zn2＝1.25
計算接觸疲勞許用應力：
[σh]1＝zn1·σhlim1/sh＝807mpa
[σh]2＝zn2·σhlim2/sh＝818mpa
試算小齒輪分度圓直徑，確定模數：
d1≥ 76.43×√kt1（μ+1）/φdμ[σh]e2=75.82mm
m=d1/z1=3.791mm 由表11.3取標準模數 m=4mm
5．主要尺寸計算：
分度圓直徑 d1=mz1=4×20=80mm d2=mz2=4×78=312mm
齒寬 b=φdd1=0.5×80=40mm 取b2=40mm 則b1=b2+5=45mm
中心距a=0.5×m（z1+z2）=196mm
6．按齒根彎曲疲勞強度校核:
由式（11.12）得出，如σf≤[σf]，則校核合格。
確定有關係數和引數：
齒形係數yf，查表11.12得 yf1=2.81 yf2=2.25
應力學整係數ys，查表11.13得 ys1=1.56 ys2=1.77
許應彎曲應力[σf]
由圖11.24查得 σflim1=720mpa σflim2=250mpa
由表11.9查得 sf=1.5
由圖11.25查得 yni=yn2=1
由式（11.16）可得
f]1=yni·σflim/sf=480mpa [σf]2=yni·σflim/sf=167mpa
故計算出
σf1=173mpa＜ [σf]1 σf2=157mpa＜[σf]2 齒根彎曲疲勞強度校核合格。
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