双级传动(链传动).doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流双级传动(链传动).精品文档.一、设计任务1设计的技术数据：运输带的工作拉力：F=4800N运输带的工作速度：V=0.85m/s运输带的滚筒直径：D=400mm运输带的宽度 ：B=400mm2工作情况及要求：用于机械加工车间运输工作，2班制连续工作,载荷有轻度冲击，使用5年,小批量生产。在中等规模制造厂制造。动力来源：电力三相交流380/220V。速度允差5%。 二、电动机的选择计算根据工作要求及条件，选择三相异步电动机 ，封闭式结构，电压380V，Y系列。1.选择电动机功率滚筒所需的有效功率：=FV=48000.85=4.08KW 传动装置

2、的总效率：式中: 滚筒效率： = 0.96联轴器效率： = 0.99传动效率： = 0.92深沟球轴承： =0.98斜齿轮啮合效率： = 0.97传动总效率:= 0.92 *0.972* 0.984*0.99 *0.96=0.759 所需电动机功率 : =4.08/0.759=5.38kw 2.选取电动机的转速滚筒转速 =40.6r/min 查表4.12-1,可选Y系列三相异步电动机Y132S-4,额定功率P0=5.5KW， 同步转速1140 r/min;或选Y系列三相异步电动机Y132M2-6,额定功率额定功率P0=5.5KW,同步转速1000 r/min.均满足P0 Pr 。电动机数据及传

3、动比方案号电机型号额定功率同步转速满载转速总传动比1Y132M65.5100096023.652Y132S45.51500114028.08比较两种方案可见，方案1选用的电动机虽然质量和价格较低，但传动比过 A。为使传动装置紧凑，决定选用方案2。电动机型号为Y132S-4.查表得其主要性能如下电动机额定功率 P0/ kw 5.5电动机轴伸长度E/mm 80电动机满载转速 n0/(r/min) 1140电动机中心高H/mm 132电动机轴伸直径 D/mm 38堵转转矩/额定转矩T/N.m 22三、传动装置的运动及动力参数的选择和计算1、分配传动比总传动比: =no/nw =1140/40.6=2

4、8.08 传动比为24，取 则减速的传动比：=28.08/2.5=11.232 对减速器传动比进行分配时，即要照顾两级传动浸油深度相近，又要注意大齿轮不能碰着低速轴，试取：= 3.894 低速轴的传动比：= 11.232/3.894=2.884 2、各轴功率、转速和转矩的计算0轴：即电机轴P0=5.38kw n0=1140r/min T0=9550P0/n0=95505.38/1140=45.07 轴：即减速器高速轴P1= 5.380.99=5.33kw n1= n0 =1140r/min T1=9550P1/n1=95505.33/1140=44.65 轴：即减速器中间轴P2= P1=5.3

5、30.970.98=5.07kw n2=n1/= n1/=1140/3.984=292.8r/min T2=9550P2/n2=95505.07/292.8=165.36 轴：即减速器的低速轴P3= P2=5.070.970.98=4.82kw n3= n2/i23=292.8/2.884=101.53r/min T3=9550P3/n3=95504.82/101.53=453.37Nm 轴：即传动滚筒轴P4= P3=4.820.970.92=4.35 kw n4= n3 /i =101.53/2.5=40.6r/min T4=9550P4/n4=95504.35/40.6=1023.21 N

6、m 将上述计算结果汇于下页表：各 轴 运 动 及 动 力 参 数轴序号功 率P/ kw转 速n/(r/min)转 矩T/N.m传动形式传动比i效率0轴5.38114045.07传动25090轴5.33114044.65齿轮传动3.894095轴5.07292.8165.36齿轮传动2.884095轴4.82101.53453.37连轴器10099轴4.35 40.61023.21四、传动零件的设计计算1、链传动的设计计算1）确定设计功率P0由表查得=1，K=0.88，K=1P0=4.24 kw 2）选取链的型号根据P0和n3确定，选链号为N016A。 所以P=25.40mm 3）确定中心距a初

7、步选定中心距a=40P=1016mm链节数L=117mm中心距a=1011mm4） 计算压轴力 V=0.9m/s F= Q=KF=6694N5） 链轮直径 d=mm6） 轮毂宽度 查表得 d=15.88mm d=d-d=154.54mm五、高速级斜齿圆柱齿轮的设计计算：原始数据：电动机的输出功率 ： 5.33kW小齿轮转速 ： 1140 r/min 传动比 ：3.894 单向传动，工作载荷有轻微冲击，每天工作16小时，每年工作300天，预期工作5年。1.选择齿轮材料精度等级齿轮减速器为一般机械，小齿轮材料选用45钢，调质处理，由表51查得 小齿轮45调质，硬度217255HB，取硬度为2352

8、55HB；大齿轮材料选用45钢，正火处理，硬度162217HB，取190217HB。 齿轮精度等级为8级计算应力循环次数N (由教材式533)=60jLh=6011401(530016)=1.64109=/=1.64109/3.894=4.22108查教材图5-17得=1.0, =1.07取Zw=1.0，=1.0，=1.0，=1.0由教材图5-16(b)得:=580Mpa，=545MPa由教材式(5-28)计算许用接触应力=ZN1ZXZWZLVR=580Mpa =ZN2ZXZWZLVR=583Mpa 2. 按接触疲劳强度计算中心距取1.0由教材表55查得：=189.8 取=0.35 T1=44

9、650.44m 初取： , 暂取：估取： 由式541 计算 =2.47=113.84mm 圆整取： a=115mm 一般取： mm取标准模数： 总齿数： =179.9整取 ： =180小齿轮齿数 ：z1=/(u+1)=36.78整取： z1 =37 大齿轮齿数： z2= - z1 =142 取： z1=37 z2=142 实际传动比： 传动比误差： 5%故在范围内。修正螺旋角 ： 与相近，故、可不修正3.验证圆周速度 故满足要求4.计算齿轮的几何参数由5-3 按电动机驱动，轻度冲击 按8级精度查取5-4(d)得：齿宽：取整：b2=40 b1=45按，考虑到轴的刚度较大和齿轮相对轴承为非对称位置

10、查5-7a 得：按8级精度查5-4得：齿顶圆直径：端面压力角：齿轮基圆直径：齿顶圆压力角：由5-43得：由5-18得：基圆螺旋角：ZH=5.验算齿根弯曲强度由式5-44=/=37/ =39.52 =/=142/=151.68 查图5-14得：=2.45,=2.16查图5-15得：=1.77,=1.85由式5-47计算：=1-=1-1=0.9 由式5-48计算：=0.25+=0.25+=0.658 由式5-31计算弯曲疲劳许用应力查图5-18b得：220MPa,210MPa查图5-19得：1.0取： Yx=1.0取： =314Mpa =300Mpa =174MPa=314Mpa 安全 =160M

11、Pa=300MPa 安全 5齿轮主要几何参数 Z1=37 Z2=142 =115807” mn=1.25mm d1=47.278mm d2=181.441mm = =47.278+211.25=49.778mm =181.441+211.25=183.941mm =-2.5=47.278-2.51.25=44.153mm =-2.5=181.441-2.51.25=178.316mm =115mm b1=45mm b2=40mm 齿轮的结构设计：小齿轮：由于小齿轮齿顶到键顶距离x5，因此齿轮和轴可制成一体的齿轮轴。对于大齿轮，da2500m 因此，做成腹板结构。六、低速级斜齿圆柱齿轮的设计计算

12、由前面计算得知： 二轴传递的功率P2=5.07kw，转速n1=292.8r/min，转矩T1=165.36N.m，齿数比u=2.884，单向传动，工作载荷有轻微冲击，每天工作16小时，每年工作300天，预期工作5年。1.选择齿轮材料，确定精度及许用应力 小齿轮为45钢，调质处理，硬度为217255HB 大齿轮为45钢，正火处理，硬度为190217HB 齿轮精度为8级计算应力循环次数N (由教材式533)=60=60292.81(83005)=4.22108 查图517得：1.06, 1.12取：=1.0,=1.0,=1.0,=1.0查图516得：=580MPa, =545MPa由式528=1.

13、01.0=614.8MPa =1.01.0=610.4MPa 2.按接触疲劳强度确定中心距(u+1)mmT2=165363.73Nmm 初选=1.1，暂取,0.4由式542 0.99由表55 得=189.8由式541 计算估取 =arctan(tan/cos)= arctan(tan200/cos120)=20.41030= arctan(tancos)= arctan(tan12cos20.41030)=11.26650 则=2.45(u+1)=137.99mm圆整取： =140mm 一般取： =(0.010.02)= (0.010.02)140=1.42.8取标准值： =2mm 两齿轮齿数

14、和 ： =136.9 取：=137 =/(u+1)= =35.27取：=36= -z1=137-36=101 实际传动比： =2.806 传动比误差： 5%故在范围内。修正螺旋角 ：=arccos= arccos=11.88260 与初选 接近，不可修正=73.577mm =206.423mm 圆周速度： V=1.28m/s 取齿轮精度为8级 3验算齿面接触疲劳强度 有表5-3查得：=1.25/100=1.2836/100=0.46按8级精度查图5-4得动载系数=1.03齿宽 b=0.4140=56mm取： mm mm =60/69.511=0.863 查图5-7齿轮相对于轴承非对称布置，两轮

15、均为软齿面，得：=1.06查表5-4得： =1.12载荷系数=1.251.031.061.2=1.6377 由5-42 =0.989 计算重合度，以计算：=+2m=73.577+21.02=77.577mm =+2m =206.423+21.02=210.423mm =arctan(tan/cos)= arctan(tan200/cos11.88260)=20.40210 =cos=73.577cos20.40210=68.961mm =cos=206.423cos20.40210=193.474mm =arccos= arccos =27.260 =arccos= arccos =23.15

16、40 =(tan-tan)+(tan-tan) =36 +101=1.72 = =1.97 由式5-43计算 = arctan(tancos)= arctan(tan11.8826cos20.40120)=11.1560 = =2.45 由式5-38计算齿面接触应力=2.45189.80.7620.989 =527MPa=610.4Mpa 4校核齿根弯曲疲劳强度由式5-44得：=/=36/ =38.417 =/=101/=107.781查图5-14得：=2.49,=2.23查图5-15得：=1.76,=1.81由式5-47计算=1-=1-1=0.9 由式5-48计算=0.25+=0.25+=0

17、.7 由式5-31计算弯曲疲劳许用应力查图5-18b得：220MPa,210MPa查图5-19得： 1.0取： Yx=1.0取： =314Mpa =300Mpa =169.4MPa=314Mpa 安全 =156MPa=300MPa 安全 5齿轮主要几何参数 Z1=36 Z2=101 =115257” mn=2mm d1=73.577mm d2=206.423mm = =73.577+212=77.577mm =206.423+212=210.423mm =-2.5=73.577-22.5=68.577mm =-2.5=206.423-22.5=201.423mm =140mm 取=65mm,

18、=60mm 齿轮结构设计计算：（1）小齿轮da1200mm，制成实心结构的齿轮。 （2）大齿轮，da2S, 满足要求 八、滚动轴承的选择和寿命验算由于转速高、有较小轴向力，故选用深沟球轴承由机械设计课程设计查得6208轴承：=22.8KN =15.8KN由前面计算得知： 合成支反力：=583.721N =1435.043N Fa=400N = Fa=400N, =0 /=400/15.8=0.025查表得e=0.21 /=400/583.721=0.685e =0.56，=2.10 =0 /=0e =1，=0轴承承受轻度载荷冲击,所以取=1.2=1.2(0.56583.721+2.1400)=

19、1400.260N =1.21435.043=1722.052N 计算轴承2的寿命=33932.01535h =7.07年 预期寿命: 7.07年5年 ，寿命足够在预期范围内，不用更换轴承即可达到要求。九、键联接的选择和验算大带轮装在高速轴轴端，需用键进行周向定位和传递转矩。由前面设计计算得知：V带带轮材料为45钢，轴的材料为45钢，V带与轴的配合直径为32mm，轮毂长为82mm,传递转矩T=44650.44 1. 选择键联接的类型和尺寸。由于精度为8级，故选择最常用的圆头（A型）平键，因为它具有结构简单，对中性好，装拆方便等优点。键的材料：45钢。键的截面尺寸由键所在轴段的直径 d由标准中选

20、定，键的长度由轮毂的宽确定，查表得： 高速轴与大带轮连接的键：轴径=32mm，由表24-30查得键剖面宽b=10mm高 h=8mm。选键长L=70mm 中间轴上大齿轮联接的键：轴径为42mm，键 1432低速轴上,得键：轴径为54mm，选键1640 2.键联接的强度计算普通平键的主要失效形式是键，轴和轮毂三个零件中较弱零件的压溃。由于带轮材料是钢，许用挤压应力由表2-10查得=100MPa。键的工作长度：=-=70-10=60mm.由式2-35得：=11.628MPa =100MPa 安全。 十、联轴器的选择计算在减速器低速轴与工作机之间需采用联轴器联接。因工作载荷不大，且有轻微冲击，因此联轴

21、器应具有缓冲减振能力，故选用弹性柱销联轴器。减速器中低速轴转距：46.07 Nm，根据：d=30.438 mm，选择联轴器：TL6型号 GB43232002由指导书表4.7-1：T= 250Nm，n=3300 r/min由表查得：KA= 1.5Tca=KA T= 1.446.07=69.11 Nm T=250 Nmn = 1140 r/min v0 油量合理3）滚动轴承的润滑确定轴承的润滑方式与密封方式减速器中高速级齿轮圆周速度:=2.822m/s 由于所以深沟球轴承采用滑4）滚动轴承的密封高速轴密封处的圆周速度m/s 所以采用毡圈密封。5）验算齿轮是否与轴发生干涉现象：1、2轴之间距离：11

22、5mm，2轴上小齿轮齿顶圆半径38.7885。碰不到1轴。 2、3轴间距离：140mm，2轴上大齿轮的齿顶圆半径：91.7205。2轴大齿轮与3轴之间的距离：47 mm。即使3轴直径为70mm,也碰不到3轴。因此，齿轮传动设计合理。十二、设计体会：时光飞逝，转眼间三周半的机械课设就这样结束了。时间虽然不长,但在这短暂的时间里,我用自己辛勤的汗水,换来了巨大的收获。机械课程设计是我们机械专业第一次比较全面的机械设计训练,是机械设计课的一个重要环节,培养我们综合运用机械设计及相关课程知识解决机械工程问题的能力,宾使所学的知识得到巩固和发展。以前的我,学的都是课本知识,没有具体应用过,但通过这次的课

23、程设计,我学会了运用课本上的知识解决实际问题。记得当我看到任务书的第一眼，我就有点不知所措、无从下手。后来经过老师的认真讲解后，思路变得逐渐清晰起来，也知道该怎样着手工作了。我们一边计算，一边画图，一边修改。就这样一步一步的走到了今天，看到自己通过一点点计算，一点点画图，最后完成了一张完整的图时，心中的喜悦之情已经不能用言语来形容了。就在那一刻，我觉得自己的辛苦终于没有白费，是十分值得的。设计的过程，就是一个从理论上升到实践的认知过程，使我受益良多。我们要先画俯视图，根据俯视图再画主视图和左视图，而且有些地方是要综合考虑三个视图才可画出的。画图的时候还要注意先画主要的部分这样才可以确定其他小零件的位置。画图时我最怕的就是画错尺寸和部分图框不封闭画不上剖面线。在这短短的三周多的时间了，我不但深刻的理解了书本上的知识，学会了运用知识解决实际问题，更培养了一种科学的严谨的态度，一种脚踏实地，不能有半点马虎的科学的态度，相信在以后的工作和生活中，我都会收益匪浅，我永远不会忘记大三课程设计的美好时光。十三、参考文献：1、机械设计：主编 孙志礼 冷兴聚 魏延刚 曾海泉2、机械设计课程设计：主编 巩云鹏 田万禄 张祖立 黄秋波3、机械设计习题解题分析：主编 喻子建 张磊 邵伟平