1、 機械設計課程設計計算說明書設計題目：螺旋輸送機傳動裝置設計 院別：機電工程學院專業： 班級：姓名： 學號：指導老師：目錄一、 機械設計課程設計任務書3二、 減速器各零件的設計計算及說明41. 電動機的選擇.52. 傳動裝置的總傳動比的計算及各級傳動比的分配.53. 各軸的轉速和轉矩的計算.64. V帶和帶輪的設計與計算.65. 齒輪傳動的設計與計算.86. 輸出傳動軸的設計與計算.107. 輸入傳動軸的設計與計算.108. 滾動軸承的選擇.169. 聯軸器的選擇1610. 減速器附件的選擇及箱體的設計.1711. 潤滑密封.1712. 減速器裝配圖.18三、 參考文獻.21一、機械設計課程設

2、計任務書題目：螺旋輸送機傳動裝置設計（1）總體布置簡圖：工作條件：螺旋輸送機主要用于運送粉狀或碎粒物料，如面粉、灰、砂、糖、谷物等，工作時運轉方向不變，工作載荷穩定；工作壽命8年，每年300個工作日，每日工作8h。 （2）運輸機的設計參數：（題號4）參數、題號1234減速器輸出軸轉矩T/(N.m)8095100150減速器輸出軸轉速n/(r/min)180150170115（3）設計內容1、電動機的選擇與其它參數選擇計算2、設計帶輪傳動和齒輪傳動3、設計輸出傳動軸和輸入傳動軸4、滾動軸承的選擇5、聯軸器的選擇6、減速器附件的選擇及箱體設計7、潤滑與密封8、繪制裝配圖、零件圖9、編寫設計說明書（

3、4）設計任務1、設計說明書一份2、齒輪、帶輪零件圖各一張、傳動軸零件圖兩張3、減速器總裝配圖一張二、減速器各零件的設計計算及說明 1、選擇電動機計算內容計算說明計算結果（1）確定電動機功率輸送機的輸出功率為：P輸送機 =9550T/n輸送機=1.8kw查課本表2-3得，軸承=0.98，齒輪=0.97，聯軸器=0.99帶輪=0.96總效率總=軸承²齒輪帶聯軸器=0.982x0.97x0.96 x0.99=0.89則電動機輸出功率：P電機= P輸送機/總=2.03kw綜合考慮及查課本表20-1可知Ped=2.2kwP電=1.68kw總=0.89(2)確定電動機的轉速根據表2-2，取普通V

4、帶傳動比，i帶=24,i齒=36，i總=624，i總= n電n減，n電=（624）x115=（6902760）r/min,由表20-1可知，選用轉速為1500r/min其滿載轉速為1420r/min,電動機型號為Y100L1-4Ped=2.2kwnm=1420r/min（3）選擇電動機類型按已知的工作要求和工作條件，選用Y系列型號為Y100L1-4籠型三相異步電動機，全封閉自扇冷式結構，電壓380V。電動機型號為Y100L1-42、傳動比計算與分配總傳動比i=nm/ n輸送機=1420/115=12.3分配傳動比：根據傳動比范圍知，i帶輪=3，i齒輪=i/ i帶輪=12.3/3=4.1i=12

5、.3i帶輪=3，i齒輪=4.13、計算各軸的轉速和轉矩(1)各軸轉速n電= nm=1420r/min,n2=115r/min,n1= n2*i齒輪 =471.5r/min大齒輪軸即I軸：P0P1=軸承帶輪聯軸器P電機=0.98×0.96×0.99×2.03kw=1.9kw n1= n電/i帶=617r/min,T1=9550P1/n1=9550x1.56/617 N·m =24.14N·m小齒輪軸即軸：P2= =1.5kwn2=180 r/min,T2=9550P2/n2=9550x1.5/180=79.58N·mn電=1420r/m

6、inn1=471.5r/minT1=24.14N·mn2=115/minT2=79.58N·m4、V帶傳動設計(1)確定計算功率Pc根據V帶傳動工作條件，查課本表11-7，可得工作情況系數KA=1.4,則Pc=KAP電=1.4×1.68kw=2.35kwPc=2.35kw(2)選取V帶型號根據Pc、n電，由課本圖11-6選用A型V帶采用實心式選用A型V帶(3)確定帶輪基準直徑dd1、dd2由課本表11-8,圖11-6選dd1=100，則dd2=i帶dd1=230mmdd1=100dd2=230mm(4)確定結構尺寸根據課本p148,表11-9得e=15，fmin=

7、10主動輪尺寸：根據素材p219式15-2，d=14.5516.08mmds=20mm,l=(1.52)ds=30-40mm,ha=1.75,da1=dd1+2ha=103.5mm從動輪尺寸：dh=(1.82)ds=3640mm,da2=dd2+2ha=233.5mm,ho=12=6, dr=da2-2(ho+d)=194mm,do=(dh+dr)/2=115mm,s=(0.20.3)B=710.5mm,s11.5s=15mm,s20.5s=5mm輪槽尺寸：根據素材p148,表11-9得，bd=11，hamin=2.75ds=20mml=30-40mmha=1.75da1=103.5mmdh=

8、36mmda2=233.5mmdr=194mmdo=115mms=710.5mmbd=11hamin=2.75(5)驗算帶速vv=dd1n1/60×1000=3.14×100×1420/60×1000=7.43m/s, v在515m/s范圍內，故帶的速度合適v=7.43m/s（6）確定V帶的基準長度和傳動中心距a因0.7（dd1+dd2）<a0<2(dd1+dd2),即350< a0<1000故初選中心距a0=450mm, V帶所需基準長度L0=2a0+(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)²/4a01427.49m

9、m由課本表11-2知，選取帶基準長度Ld=1400mm實際中心距a=a0+（Ld- L0）/2=422.51mma0=450mmL0=1427.49mmLd=1400mma=422.51mm(7)驗算主動輪上的包角11=180°-57.3°(dd2-dd1)/a=163.45>120°,故包角合適1=163.45°(8)計算V帶的根數Z查課本表11-3、表11-4、表11-5、表11-6，可知P0=1.28kw, P0=0.11，Ka=0.82，KL=1.09Z=Pc/(P0+P0)KaKL=2.35/(1.28+0.11)x0.82x1.09=1

10、.89(根) 取Z=2根, B=(Z-1)e+2 fmin=35mmZ=2根(9)計算V帶合適的初拉力Fo查課本表11-1，可知 q=0.1kg/m,則Fo=500Pc(2.5/Ka-1)/+qv2=500x2.35/(2.5/0.82-1)+0.1x9.292 =138.19NFo=138.19N(10)計算作用在帶輪軸上的壓力FQFQ=2FoZsin(1/2)=549.96NFQ=549.96N(11)帶輪結構由帶輪基準直徑可知帶輪形式為實心式采用實心式5、齒輪傳動設計(1)選擇齒輪材料及精度等級選用硬齒面齒輪組合，小齒輪選用20CrMnTi,滲碳淬火，硬度為5662HRC;大齒輪選用40

11、Cr,表面淬火，硬度為4855HRC（見課本表12-3），由表12-2選8級精度小齒輪選用20CrMnTi，大齒輪選用40Cr，選8級精度(2)按輪齒抗彎強度設計1）轉矩T1=9.55×106P減/n減=79583.3N·mm2）載荷系數K,查課本表12-4取K=1.4T1=79583.3N·mm3)齒數Z1、螺旋角、齒形系數a小齒輪齒數Z1取20，則大齒輪齒數Z2=68，初選螺旋角=15°，則ZV1=Z1/cos2=22.22ZV2=Z2/cos2=75.55,由課本圖12-25查得齒形系數YF1=2.81，YF2=2.27，取a=0.4Z1=20，Z

12、2=68ZV1=22.22ZV2=75.55=15°， a=0.44)許用彎曲應力F由課本圖12-26查得Flim1=370MPa, Flim2=320MPa,由課本表12-5查得SF=1.5則F1=Flim1/SF246.66MPa,F2=Flim2/SF213.33MPa因YF1/F10.0114, YF2/F20.0107且YF1/F1>YF2/F2，則mn³3.2KT1YF1cos²/a（u+1）Z1²F11.61mm，由課本表12-1取mn=1.75mmF1=246.66MPa,F2=213.33MPa,mn=1.75mm5）確定結構尺寸

13、端面模數mt= mn/ cos=1.69端面壓力角at=arctantanan/cos=21.5分度圓直徑dd1=100mm,dd2=230mm齒頂高ha=mn=1.75mm,齒根高hf=1.25mn=2.18mm全齒高h=ha+hf=3.93mm頂隙c=hf-ha=0.43mm,頂齒圓直徑da1=dd1+2ha=103.5mmda2=dd2+2ha=233.5mm,齒根圓直徑df1=dd1-2hf=95.64mmdf2=dd2-2hf=225.64mm,中心距a=mn(z1+z2)/2cos=79.7mmmt=1.69at=21.5ha=mn=1.75mmhf=2.18mmh=3.93mmc

14、=0.43mmda1=103.5mmda2=233.5mmdf1=95.64mm6)確定中心距及螺旋角中心距a=mn(Z1+Z2)/2cos=61.59mm,取a=61.5螺旋角=arccos mn(Z1+Z2)/2a=16°6´20´´齒寬b=a·a=0.4×61.5mm=24.6mm經圓整后取b2=25mm,b1=30mma=61.5mm=16°6´20´´b1=30mmb2=25mm7)驗算齒面接觸強度由課本圖12-23、12-5可得，Hlim1=1420MPaHlim2=1200MPa，

15、SH=1.1，故H1=Hlim1/SH=1290MPa,H2=Hlim2/SH=1091MPa,則H=305(u+1)KT1/uba²=987<H2,因此安全H=987MPa8)齒輪的圓周速度V=d1n1/60/100=2.6m/s，由課本表12-2可知，應選8級精度V=2.6m/s6、軸的設計(1)選擇軸的材料，確定許用應力由P1=1.55kw,可知減速器傳遞的功率屬于中小功率，對材料無特殊要求，故選用45號鋼，調質處理。由課本表15-1查得b=650MPa，由表15-3查得許用彎曲應力-1b=60MPa選用45號鋼，調質處理b=650MPa，-1b=60MPa(2)按抗扭強

16、度估算軸的直徑由課本表15-2得C=118107，則dD=14.5516.08mm,考慮到鍵槽對軸的削弱，將直徑增大3%5%，取15.0117.28mm,由設計手冊取dD=15mm,軸C處的直徑dc=25mmdD=15mm,dc=25mm(3)齒輪上作用力的計算齒輪所受的轉矩T=9.55×106×P減/n減 =9.55×106×1.55/61224187Nmm 圓周力：Ft=2T/d=2×24187/36.2N=1336N徑向力：Fr=Fttann/cos=1336×tan20°/cos15°N =503N軸向力：

17、Fa=Fttan=1336×tan15°N=358NT=24187N·mFt=1336NFr=503NFa=358N(4)軸的受力圖如左圖所示(5)計算水平面支反力，畫水平面彎距圖水平面支反力：RAH=l1/(l1+l2)Fr=156N RBH=l2/(l1+l2)Fr=347NMCH=RBH·l1=31230N·mmRAH=156NRBH=347NMCH=31230 N·mm(6) 計算垂直面支反力，畫垂直彎矩圖垂直面支反力：RAV=(l1/l1+l2)Ft=415N RBV=(l2/l1+l2)Ft=921NMCV左=RBV

18、83;l1-Fa·d/2=76410N·mmMCV右=RAV·l1=37350N·mmRAV=415NRBV=921NMCV左=76410N·mm MCV右=37350N·mm(7)畫合成彎矩圖Mc左=M²cH+M²cv左=76410N·mmMc右=M²cH+M²cv右=48686N·mmMc左=76410N·mmMc右=48686N·mm(8)畫轉矩圖T=24187N·mmT=24187N·mm(9)計算當量彎矩因減速器單向運轉，故可

19、認為轉矩脈動循環變化，取系數=0.6；由圖可知，C-C截面最危險，則=50802N·mmMec=50802N·mm(10) 校核強度e =Mec/Wz=50802/0.1d³c=32.5MPa<-1b=60 MPa, 故軸的強度足夠e =32.5MPa軸的設計(1)選擇軸的材料，確定許用應力由P2=1.5kw,可知減速器傳遞的功率屬于中小功率，對材料無特殊要求，故選用 45號鋼，調質處理。由課本表15-1查得b=650MPa，由表15-3查得許用彎曲應力-1b=60MPa選用45號鋼，調質處理，b=650MPa，-1b=60MPa(2) 按抗扭強度估算軸的直

20、徑由課本表15-2得C=118107，則dD=21.723.6mm,考慮到鍵槽對軸的削弱，將直徑增大3%5%，取22.325.7mm,由設計手冊取dD=25mm,軸C處的直徑dc=35mmdD=25mm,dc=35mm(3) 齒輪上作用力的計算齒輪所受的轉矩T=9.55×106×P2/n2 =9.55×106×1.5/180=79583Nmm 圓周力：Ft=2T/d=2×79583/123.2N=1294N徑向力：Fr=Fttann/cos=1294×tan20°/cos15°N =488N軸向力：Fa=Fttan

21、=1294×tan15°N=347NT=79583N·mFt=1294NFr=488NFa=347N(4)軸的受力圖如左圖所示(5) 計算水平面支反力，畫水平面彎距圖設兩軸承之間的距離L=20mm水平面支反力：FAH=FBH=Ft/2=1294/2N=647NMCH=647×200/2N·mm=64700N·mmFAH=FBH=647NMCH=64700N·mm(6) 計算垂直面支反力，畫垂直彎矩圖FAV×200-Fr×100+Fa×d/2=0；FAV=128.6NFBV=Fr-FAV=341.

22、4NMcv左=128.6×200/2N·mm=12860N·mmMCV右=341.4×200/2N·mm=34140N·mmFAV=128.6NFBV=341.4NMcv左=12860N·mmMCV右=34140N·mmN·mm(7) 畫合成彎矩圖Mc左=M²cH+ M2cv左=65868N·mmMc右=M²cH+ M2CV右=73066N·mmMc左=65868N·mmMc右=73066N·mm(8)畫轉矩圖T=79583N·mmT=

23、79583N·mm如左圖所示(9)計算當量彎矩因減速器單向運轉，故可認為轉矩脈動循環變化，取系數=0.6；由圖可知，C-C截面最危險，則=87285N·mmMec=87285N·mm(10) 校核強度e =Mec/Wz=87285/0.1dc3=20.4MPa<-1b=60 MPa, 故軸的強度足夠e =20.4MPa7、軸承的選擇由兩軸的設計需求可知，軸應選擇滾動軸承6303 軸應選擇滾動軸承63058、聯軸器的選擇依題意，按照工作要求，輸出軸系的主要零部件包括一對圓錐滾子軸承、斜齒圓柱齒輪（對稱布置在兩支承中間）和聯軸器（安裝在外伸段）等。為了便于軸上零件的裝拆，采用階梯軸結構?？芍獞x擇HL1型彈性柱銷聯軸器9.減速器附件的選擇及箱體的設計【1】減速器附件的選