机械设计课程设计任务书
设计题目:带式运输机的传动装置的设计
1、传动方案分析
我的题号为A6B6C1D3
A2----运输带工作拉力F=2200N
B2带工作速度V=1.15m/s
卷筒直径D=250mm
传动方案(已给定)
1)减速器为二级展开式圆柱齿轮减速器。
2)方案简图如下:
该方案的优缺点:
该工作机运动较平稳,并且该工作机属于小功率、载荷变化不大,采用二级直齿圆柱齿轮减速这种简单的结构,价格便宜,标准化程度高,能大幅降低了成本。同时,由于环境有粉尘,采用闭式齿轮传动能有效防尘,保证润齿轮润滑的良好。二级圆柱齿轮减速,是减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称,要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边,以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。
总体来讲,该传动方案满足工作机的性能要求,适应工作条件、工作可靠,此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。
2.原动机选择与计算(Y系列三相交流异步电动机)
2.1类型:Y系列三相异步电动机;
2.2功率选择:
工作机所需输入功率:;
电机所需功率:;
其中,其中,为滚筒工作效率,0.96
为联轴器效率,0.99
为圆柱齿轮减速器高速级效率,0.98
为圆柱齿轮减速器低速级效率,0.98
为轴承效率,0.99
2.3电机转速选择
输送机工作转速
电机转速选:960;
2.4电机型号确定
所以查表选电机型号为:Y132M2-6
电机参数:
额定功率:3Kw
满载转速:=960
3、传动装置的运动和动力参数的选择和计算
3.1 总传动比和各级传动比分配:
取:;
3.2 各轴传动装置的运动和动力参数
1)高速轴:;
;
;
2)中间轴:;
;
;
3)低速轴:;
;
;
4.传动零件设计计算
4.1高速级齿轮设计
设计参数:
;
;
;
一 选精度等级、材料及齿数
1为提高传动平稳性及强度,选用斜齿圆柱齿轮
2 为简化齿轮加工工艺,选用闭式软齿面传动。
小齿轮材料:45号钢调质 HBS1=240
接触疲劳强度极限MPa (由[1]P207图10-21d)
弯曲疲劳强度极限 Mpa (由[1]P204图10-20c)
大齿轮材料:45号钢正火 HBS2=200
接触疲劳强度极限 MPa (由[1]P206图10-21c)
弯曲疲劳强度极限 Mpa (由[1]P204图10-20b)
3精度等级选用7级精度
4初选小齿轮齿数
大齿轮齿数Z2 = Z1= 24×3.4345=82.4取83
5初选螺旋角
二 按齿面接触强度设计
计算公式:
mm (由[1]P216式10-21)
1.确定公式内的各计算参数数值
初选载荷系数
小齿轮传递的转矩 N·mm
齿宽系数 (由[1]P201表10-7)
材料的弹性影响系数 Mpa1/2 (由[1]P198表10-6)
区域系数 (由[1]P215图10-30)
, (由[1]P214图10-26)
应力循环次数
接触疲劳寿命系数
(由[1]P203图10-19)
接触疲劳许用应力
取安全系数
∴ 取373.2MPa
2.计算
(1)试算小齿轮分度圆直径
=48.12mm
(2)计算圆周速度
m/s
(3)计算齿宽b及模数mnt
mm
b/h=10.99
﹙4﹚计算纵向重合度 2.0932
(5) 计算载荷系数
① 使用系数
<由[1] P190表10-2> 根据电动机驱动得
② 动载系数
<由[1] P192表10-8> 根据v=1.51m/s、 7级精度
③ 按齿面接触强度计算时的齿向载荷分布系数
<由[1]P194表10-4> 根据小齿轮相对支承为非对称布置、7级精度、=1.0、 mm,得
=1.42
④ 按齿根弯曲强度计算时的齿向载荷分布系数
<由[1]P195图10-13> 根据b/h=12.10、
⑤ 齿向载荷分配系数、
<由[1]P193表10-3> 假设,根据7级精度,软齿面传动,得
∴=2.47
(6) 按实际的载荷系数修正所算得的分度圆直径
<由[1]P200式(10-10a)>
mm
(7) 计算模数
三 按齿根弯曲强度设计 <由[1]P198式(10-5)>
1 确定计算参数
(1)计算载荷系数K
(2)螺旋角影响系数
<由[1]P215图10-28> 根据纵向重合系数,得
0.88
(3)弯曲疲劳系数KFN
<由[1]P202图10-18> 得
(4)计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S=1.4 <由[1]P202式(10-12)>得
(5)计算当量齿数ZV
取27
取91
(6)查取齿型系数YFα 应力校正系数YSα
<由[1]P197表10-5> 得
(7)计算大小齿轮的 并加以比较
比较
<
所以大齿轮的数值大,故取0.01337。
2 计算
=1.26mm
四 分析对比计算结果
对比计算结果,取mn=2.0已可满足齿根弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度,需按接触疲劳强度算得的d1=55.61mm
来计算应有的
取27
取93
需满足、互质
五 几何尺寸计算
1 计算中心距阿a
将a圆整为123mm
2 按圆整后的中心距修正螺旋角β
3 计算大小齿轮的分度圆直径d1、d2
mm
mm
4 计算齿轮宽度b
=55.35mm
圆整后 55mm 60mm
4.2低速级齿轮设计
设计参数
4);
;
一 选精度等级、材料及齿数
1为提高传动平稳性及强度,选用斜齿圆柱齿轮
2 为简化齿轮加工工艺,选用闭式软齿面传动。
小齿轮材料:45号钢调质 HBS1=240
接触疲劳强度极限MPa (由[1]P207图10-21d)
弯曲疲劳强度极限 Mpa (由[1]P204图10-20c)
大齿轮材料:45号钢正火 HBS2=200
接触疲劳强度极限 MPa (由[1]P206图10-21c)
弯曲疲劳强度极限 Mpa (由[1]P204图10-20b)
3精度等级选用7级精度
4初选小齿轮齿数
大齿轮齿数Z2 = Z1= 24×3.18=76.32取77
5初选螺旋角
二 按齿面接触强度设计
计算公式:
mm (由[1]P216式10-21)
3.确定公式内的各计算参数数值
初选载荷系数
小齿轮传递的转矩 N·mm
齿宽系数 (由[1]P201表10-7)
材料的弹性影响系数 Mpa1/2 (由[1]P198表10-6)
区域系数 (由[1]P215图10-30)
, (由[1]P214图10-26)
应力循环次数
接触疲劳寿命系数
(由[1]P203图10-19)
接触疲劳许用应力
取安全系数
∴ 取365.36MPa
4.计算
(1)试算小齿轮分度圆直径
=73.43mm
(2)计算圆周速度
m/s
(3)计算齿宽b及模数mnt
mm
b/h=10.99
﹙4﹚计算纵向重合度 2.0932
(5) 计算载荷系数
① 使用系数
<由[1] P190表10-2> 根据电动机驱动得
② 动载系数
<由[1] P192表10-8> 根据v=1.51m/s、 7级精度
③ 按齿面接触强度计算时的齿向载荷分布系数
<由[1]P194表10-4> 根据小齿轮相对支承为非对称布置、7级精度、=1.0、 mm,得
=1.425
④ 按齿根弯曲强度计算时的齿向载荷分布系数
<由[1]P195图10-13> 根据b/h=10.99、
⑤ 齿向载荷分配系数、
<由[1]P193表10-3> 假设,根据7级精度,软齿面传动,得
∴=2.194
(6) 按实际的载荷系数修正所算得的分度圆直径
<由[1]P200式(10-10a)>
mm
(7) 计算模数
三 按齿根弯曲强度设计 <由[1]P198式(10-5)>
1 确定计算参数
(1)计算载荷系数K
(2)螺旋角影响系数
<由[1]P215图10-28> 根据纵向重合系数,得
0.88
(3)弯曲疲劳系数KFN
<由[1]P202图10-18> 得
(4)计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S=1.4 <由[1]P202式(10-12)>得
(5)计算当量齿数ZV
取27
取85
(6)查取齿型系数YFα 应力校正系数YSα
<由[1]P197表10-5> 得
(7)计算大小齿轮的 并加以比较
比较
<
所以大齿轮的数值大,故取0.01338。
2 计算
=1.819mm
四 分析对比计算结果
对比计算结果,取mn=2.0已可满足齿根弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度,需按接触疲劳强度算得的d1=81.58mm
来计算应有的
取40
取127
需满足、互质
五 几何尺寸计算
1 计算中心距阿a
将a圆整为172.5mm
2 按圆整后的中心距修正螺旋角β
3 计算大小齿轮的分度圆直径d1、d2
mm
mm
4 计算齿轮宽度b
=82.63mm
圆整后 80mm 85mm