设计推力机传动装置-机械设计基础课程设计.doc

机械设计基础课程设计 设计计算说明书题 目 设计绞车传动装置 题目：设计推力机传动装置一、 总体布置简图二、工作情况 单向负载，载荷平稳，间歇工作；二、 原始数据圆周力F=10000F/N，卷筒转速V=45 r/min,卷筒直径D=50mm使年用折旧期为10三、 1、设计说明书1份 2、减速器装配图1张 3、零件工作图13 张 （一） 、拟定传动装置的传动方案 由题目所知传动机构类型变位齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析认证。本传动机构的特点是：减速器横向尺寸较小，两个齿轮浸油深度可以大致相同，结构较复杂，轴向尺寸大，中间轴较短，刚度好，中间轴承润滑较容易。（二） 、电动机的选择 1、选择电动机的型号本减速器在常温下连续工作，载荷平稳，对起动无特殊要求，但工作环境灰尘较多，故选用Y型三相笼型感应电动机，封闭式结构，电压为380V。 2、确定电动机功率 工作机所需功率 电动机的工作功率： 电动机到推力机构的总效率为： 由表11-1查得： 联轴器传动效率： 每对轴承传动效率：圆柱齿轮的传动效率： 推力丝杆的传动效率： 代入得： 5/0.84kw=5.95kw 查表电动机额定功率为5.95KW。 3、确定电动机转速 推力丝杆的速度为V=0.15m/s,则推力杆的工作转速为：按表2-3推荐的传动合理范围，取二级圆柱齿轮减速器传动比为，则总传动比合理范围为，电动机转速的可选范围为： 符合这一范围的同步转速有750、1000、1500、3000r/min四种， 综合考虑减轻电动机及传动装置的重量和节约资金，查得电动机型号为Y180L-4，符合要求。 （三） 、传动装置的运动参数和动力参数的计算 I、传动装置的总传动比及其分配 1）计算总传动比 2）分配传动装置传动比 由题目可知， 3）分配减速器的各级传动比 按浸油润滑条件考虑，取高速级传动比，而，所以： II、计算传动装置各轴的运动和动力参数 1）各轴转速I轴： II轴：III轴： 丝杆轴： 2）各轴功率I轴：II轴：III轴：推力丝杆轴： 3）各轴转矩 I轴： II轴： III轴： 推力丝杆轴： （四）、传动件的设计计算 1）材料及热处理:选择小齿轮材料为45（调质），硬度为220250HBS，大齿轮材料为45钢（正火），硬度为170210HBS，二者硬度差为40HBS。 2）精度等级选8级精度 3）初选第一级：小齿轮齿数，大齿轮齿数，第二级：小齿轮，大齿轮 4）选取螺旋角 初选螺旋角 5）确定P200、10.36式公式内的计算数值 （1）试选 （2）由表10-20选取齿宽系数 （3）由P192表10-12查得材料弹性影响系数 （4）由P188图10-24（C）按齿轮面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限 （5）计算应力循环次数 （6）由图10-27查得接触疲劳寿命系数， （7）计算接触疲劳许用应力 取失效概率1%，安全系数S=1，由式（10-13）得 6）计算一级圆柱齿轮计算 （1）计算小齿轮分度圆直径 = 取d=45mm （2）计算模数 （3）计算中心距 取a=160（4）修正螺旋角 （5）实际中心距 （6）确定最小齿数 取 取 （7）计算标准中心距 （8）计算啮合角 则 （9）高度变位 查图取 （10）中心距变动系数 （11）齿高变动系数 （12）检验中心距 （13）齿轮基本尺寸及其重合度 1）分度圆直径 2）节圆直径 3）齿顶高 4）齿根高 5）齿高 6）齿顶圆直径 7）确定当量齿数及法向变位系 （14）公法线长度计算 1）确定小齿轮跨齿数 取 2）计公法线长度 3）确定大齿轮跨齿数 取 4）计算大齿轮法线长度（15）计算重合度 B=1.1 取 2、齿根弯曲强度 1）查取P195表10.13齿型系数 2）查取P195表10.14应力齿正系数 3）计算 查P189图10.25得 3、齿面接触疲劳强度 齿面接触疲劳强度校核合格 4、验算齿轮圆周速度V 由表10.22 得，取8级精度是合格的。 第二级齿轮设计计算 1）按接触疲劳寿命系数计算 2）查图12.27，得 3）安全系数查表10-10，得 取 （1）计算小齿轮分度圆直径 = 取d=43mm （2）计算模数 取 （3）计算中心距 取a=115mm （4）修正螺旋角 （5）实际中心距 （6）确定最小齿轮 取（7）计算标准中心距（8）计算啮合角 则（9）选择两齿轮变位系数 查图取， （10）中心距变动系数 （11）齿高变动系数 （12）检验中心距 （13）齿轮基本尺寸及其重合度 1）分度圆直径 2）节圆直径 3）齿顶高 4）齿根高 5）齿高 6）齿顶圆直径 7）确定当量齿数及法向变位系 取 取 （14）公法线长度计算 1）确定小齿轮跨齿数 取 2）计算公法线长度 3）确定大齿轮跨齿数 取 4）计算大齿轮法线长度 （15）计算重合度 B=1.1 取 2、齿根弯曲强度 1）查取P195表10.13齿型系数 2）查取P195表10.14应力齿正系数 3）计算 查P189图10.25得 3、齿面接触疲劳强度 齿面接触疲劳强度校核合格 4、验算齿轮圆周速度V 由表10.22 得，取8级精度是合格的。 （五）、轴的设计计算 拟定输入轴齿轮为左旋 1）选择轴的材料，确定许用应力 减速器传递的功率属于中小功率，对材料无特殊要求，故选用45钢并调质处理，由表14-4查得强度极限，再由表14-2得许用应力 2）I轴的结构设计 考虑键槽所以取d=25mm2）轴键的选择及计算:A型查手册得：L=bh=87=56mm I=L-8=48mm3) 轴的结构设计设计转矩（如图d所示）4） 求轴上的载荷根据图a所示计算水平面内弯矩（如图b）设计垂直面内的弯矩（如图c所示）5)作合成弯矩图设计转矩（如图d所示）I-I截面： 6）作转矩图7）求当量弯矩因减速器单向运转，故转矩为脉冲循环变化修正系数a为0.6I-I截面：8)校核强度 查表14.2得=60MPa所以轴的强度完全满足要求。9）轴承的选取初选深沟球轴承。根据工作条件，传动有轻微冲击查表得： 温度不超过100度 根据表15.13暂取, 则e=0.22查表15.13得X=0.56, Y=1.99则轴承的预期寿命计算所需的径向额定动载荷值而d=30mm且轴承宽度b=16mm，所以适用6206轴承。II轴的结构设计1、初步确定的最小直径考虑键槽所以取d=30mm2、轴键的选择及计算：A型查手册得：满足要求。II轴强度的校核根据和I轴的作用力与反作用力的关系：3)轴的结构设计4）求轴上的载荷根据图a所示计算水平面内弯矩（如图b）设计垂直面内的弯矩（如图c所示）设计转矩（如图d所示）5） 作合成弯矩图I-I截面 6） 作转矩图 T=9.557）求当量弯矩因减速器单向运转，故可认为转矩为脉冲循环变化修正系数a为0.6I-I截面：8） 校核强度 查表得=60Mpa所以轴的强度完全满足要求。9） 轴承的选择初选深沟球的轴承。根据工作条件，伟动有轻微冲击P= 查表得： 温度不超过100度 根据表暂取，e =0.22e 查表得X=0.56， Y=2.30则P=轴承的预期寿命计算所需的径向额定动载社会荷值C 而d = 35mm且轴承宽度b = 16mm , 所以选用6307轴承。III轴的结构设计1、 初步确定的最小直径 考虑健槽所以取d = 50 mm 初选弹性柱销联轴器 HL4连轴器 2、 轴键的选择及计算：A型3、 查手册得： 满足要求III轴强度的校核 根据和II轴的作用力与反作用力的关系： 求轴上的载荷根据图a所示计算水平面内弯矩（如图b） 即：设计垂直面内的弯矩（如图C所示）设计转矩（如图d所示）5）作合成弯矩图设计转矩（如图d所示）I-I截面：6)作转矩图7)求当量弯矩因为减速器单向运转，故可认为转矩为脉冲循环变化修正系数a为0.6I-I截面8）校核强度查表14.2得=60MPa所以轴的强度完全满足要求。9）轴承的选取初选深沟球轴承。根据工作条件，传动有轻微冲击查表得： 温度不超过100度 根据表15.13暂取，则e=0.44查表15.13得X=0.56,Y=1则=1.2（0.562180+11321）=3050N轴承的预期寿命计算所需的径向额定动载荷值而d=30mm且轴承宽度b=16mm,所以选用6206轴承（四） 、减速器箱体及其附件的设计 I、箱体结构的设计减速器的箱体采用铸造（HT200）制成，采用剖分式结构，为了保证齿轮皆合质量， 大端盖分机采用配合。 （1）机体有足够的刚度.在箱体外加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度。 （2）考虑到机体内零件的润滑，密封散热。 因其传动件速度小开12m/s，故采用侵油润油，同时为了避免搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离H为40mm. 为保证机盖与机座连接密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精确，其表面粗糙度为6.3。 类型选择：选择一级铸铁圆柱齿轮减速器。箱体主要结构尺寸：（mm）名 称箱座壁厚箱盖壁厚1箱盖凸缘厚度b1尺 寸/mm8812箱座凸缘厚度b箱底凸缘厚度b2地脚螺钉直径df地脚螺钉数目n轴承旁连接螺栓直径d1122016412盖与座连接螺栓直径d2连接螺栓d2的间距l轴承端盖螺钉直径d3检查孔盖螺钉直径d4定位销直径d10150868df、d1、d2至外箱壁直径C1df、d2至凸缘边缘距离C2轴承旁凸台半径R1凸台高度h外箱壁至轴承座端盖的距离l11614164040齿顶圆与内箱避间的距离1齿轮端面与内箱避间的距离2箱盖、箱座肋厚m1、m2轴承端盖外径D2轴承旁连接螺栓距离S12126.8、6.8102125 II、减速器附件的设计 包括窥视孔和窥视盖，放油螺塞，油标，通气器，启盖螺钉，定位销、调整垫片，环首螺钉、吊环和吊钩，密封装置等。 （五） 、减速器的润滑 齿轮采用浸油润滑。参考1P245。当齿轮圆周速度时，圆柱齿轮浸入油的深度约一个齿高，三分之一齿轮半径，大齿轮的齿顶到油底面的距离。参考1P310。轴承润滑采用润滑脂，润滑脂的加入量为轴承空隙体积的，采用稠度较小润滑脂