中南大学机械设计课程设计论文

链轮输送机传动装置

设计计算说明书

设计课题链轮输送机传动装置中的 一级圆柱齿轮减速器的设计

地信（院）

班 级 地质工程0803

姓 名 李 娜

学 号 0103080214

指导教师 郑志莲老师

2010 ～ 2011学年 第 2 学期

机械设计课程设计计算说明书

目录

前言 课题研究 设计过程

一、传动方案拟定 二、电动机的选择

三、确定传动装置总传动比及分配各级的传动比 四、传动装置的运动和动力设计 五、联轴器的设计 六、齿轮传动的设计 七、传动轴的设计 八、链轮的设计 九、箱体的设计 十、键连接的设计 十一、滚动轴承的设计 十二、润滑和密封的设计 十三、设计小结

前言

机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。

本课程设计采用单机齿轮减速器，这是因为齿轮减速器广泛应用于机械制造，纺织，轻工机械，冶金，船舶，航空等领域中是生产中具有典型性，代表性的通用部件，运用极其广泛。

齿轮减速器具有轮、轴、滚动轴承、螺纹连接等通用零件和箱体等专用件，充分的反应了机械设计基础课程的相关教学内容，使我们受到本课程内外比较全面的基础训练。而且在画装配图以及零件图的时候，也应用到了以前制图的相关知识和内容，使相关内容得以巩固、加强和提高。

在设计的过程中我仔细的精读了机械设计基础课本和设计书，并查阅了相关资料，依据前面设计着的设计对实际设计中的每个环节加以分析、概括和完善。

只有不断地对机械设备进行改造充分发挥其应用能力，才能在各个方面将工业生产逐步转变为机械化、自动化、现代化。

《机械设计》课程设计任务书

一、设计题目：设计用于链式运输机的一级圆柱齿轮减速器

二、传动方案图：

三、原始数据

四、设计工作量：

1、减速器装配图一张（A1图纸：手工图或CAD图）

2、零件图2张（一个组应有一套完整的非标准零件的零件图） 3、设计说明书一份

计算过程及计算说明 二、电动机选择 1、电动机类型和结构的选择：选择 Y 系列三相异步电动机，此 系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单， 工作可靠，价格低廉，维护方便

,适用于不易燃，不易爆，无 腐蚀性气体和无特殊要求的机械。 2、电动机容量选择： 电动机所需工作功率为： 式(1) d=PW/ηa :P 由式(2):PW=FV/1000 因此 Pd=FV/1000ηa (kw) (KW) (KW)

由电动机至运输带的传动总效率为： η总=η1×η2 ×η3×η4×η5 式中：η1、η2、η3、η4、η5 分别为链轮传动、轴承、齿轮传 动、联轴器和卷筒的传动效率。 取η1=0.92,η2=0.99,η3=0.98,η4=0.99. 则：3 3

η5=0.96

η总=0.96×0.98 ×0.97×0.99×0.96 =0.83

所以：电机所需的工作功率： Pd = FV/1000η总 =(2600×2.3)/(1000×0.83) =7.2 (kw)

3、确定电动机转速 卷筒工作转速为： n 卷筒=60×1000·V/(π·D) =(60×1000×2.3)/(450·π) =97.7 r/min 根据手册P7表1推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一 级减速器传动比范围I’=3~6。 取链轮传动比I1’=2~5 。则总传动比理论范围为：Ia’= 6~30。 故电动机转速的可选范为 N’d=I’a×n 卷筒 =(6~30)×97.7 =586.2~2931 r/min 则符合这一范围的同步转速有：750、1000 和 1500r/min 根据容量和转速，由相关手册查出三种适用的电动机型号： (如 下表)方 案 电 动 机 型 号额定功率

电动机转速 (r/min) 同步转速 满载转 速

电动机重 量 N 总传动比

传动装置传动比

V 带传动

减速 器

1 2 3

Y132M-4 Y160M-6 Y160L-8

7.5 7.5 7.5

1500 1000 750

1440 970 720

810 1190 1240

14.79.9 7.7

3.5 2.5 2.1

4.2 3.96 3.67

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格

三、确定传动装置的总传动比和分配级传动比： 由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速n 1、可得传动装置总传动比为： ia=nm/n=nm/n卷筒

=970/97.7=9.9

总传动比等于各传动比的乘积 分配传动装置传动比 ia=i0×i (式中 i0、i 分别为带链轮传动 和减速器的传动比) 2、分配各级传动装置传动比： 根据指导书 P7 表 1,取 i0=2.5(链轮 因为： 所以： ia=i0×i i=ia/i0 =9.9/2.5 =3.96 四、传动装置的运动和动力设计： 将传动装置各轴由高速至低速依次定为Ⅰ轴，Ⅱ轴，......以 及 i0,i1,......为相邻两轴间的传动比i=2~4)

η01,η12,......为相邻两轴的传动效率PⅠ,PⅡ,......为各轴的输入功率 (KW) TⅠ,TⅡ,......为各轴的输入转矩 (N·m) nⅠ,nⅡ,......为各轴的输入转矩 (r/min) 可按

电动机轴至工作运动传递路线推算， 得到各轴的运动和 动力参数 1、 运动参数及动力参数的计算

(1)计算各轴的转数： Ⅰ轴：nⅠ=nm/ i0 =970/2.5=388(r/min) Ⅱ轴：nⅡ= nⅠ/ i1 =388/3.96=98 r/min 卷筒轴：nⅢ= nⅡ (2)计算各轴的功率： Ⅰ轴： PⅠ=Pd×η01 =Pd×η1 =7.5×0.9=7.43(KW) Ⅱ轴： PⅡ= PⅠ×η12= PⅠ×η2×η3 =7.5×0.98×0.99 =7.21(KW) 卷筒轴： PⅢ= PⅡ·η23= PⅡ·η2·η4 =7.21×0.92×0.99=6.57(KW) 计算各轴的输入转矩： 电动机轴输出转矩为： Td=9550·Pd/nm=9550×7.5/970 =73.84 N·m Ⅰ轴： TⅠ= 9550·P1/nm =73.15 N·m Ⅱ轴： TⅡ=9550·P2/nm =177.46N·m由指导书的表 1 得到： η1=0.96 η2=0.98 η3=0.97 η4=0.99

卷筒轴输入轴转矩：T

Ⅲ

= TⅡ·η2·η4

=640.24 N·m 计算各轴的输出功率： 由于Ⅰ~Ⅱ轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效 率： 故：P’Ⅰ=PⅠ×η轴承=7.43×0.98×0.99= 7.21KW P’Ⅱ= PⅡ×η轴承=7.21×0.99×0.92=6.5 KW 计算各轴的输出转矩： 由于Ⅰ~Ⅱ轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效 率：则： T’Ⅰ= TⅠ×η轴承 =73.15×0.98=71.69 N·m T’ Ⅱ= TⅡ×η轴承 =177.46×0.98= 173.9N·m

i0 为带传动传动比 i1 为减速器传动比 滚动轴承的效率

η为 0.98~0.995 在本设计中取 0.98

六、齿轮传动的设计： (1)、选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精 度等级。 小齿轮选硬齿面，大齿轮选软齿面，小齿轮 的材料为 45 号钢调质，齿面硬度为 220HBS,大 齿轮选用 45 号钢正火，齿面硬度为 190HBS。 齿轮精度初选 8 级齿宽系数ψa 查表可得，ψa=0.4, 小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限：[σH lim 1] 560MPa = [σH lim 2] 530 MPa =

查表 6-8 按一般可靠要求取 SH=1 则 [σH ] = 1σH lim 1 = 560MPa SH σH lim 2 = 530MPa SH

[σ ] = H 2

取两式计算中的较小值，即[σH]=530Mpa 小大齿轮的弯曲疲劳强度：

查表 6-8 ,取 SF=1.3 则 [σF] = σF …… 此处隐藏：3113字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……