设计加热炉推料机传动装置副本文档格式.docx

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第4章蜗轮、蜗杆传动的设计计算…………………………………………6

第5章齿轮传动的设计计算………………………………………………10

第6章轴的设计计算………………………………………………………13

第7章联轴器的选择………………………………………………………18

第8章滚动轴承的选择与校核……………………………………………18

第9章键的选择与校核……………………………………………………20

第10章箱体的设计…………………………………………………………20

第11章润滑和密封的设计…………………………………………………23

第12章设计总结……………………………………………………………24

第13章参考文献……………………………………………………………24

第1章设计任务书

1.1设计带式输送机的传动装置

1.1设计加热炉推料机传动装置

原始数据：

大齿轮传递的功率:

Pw=1.2kw

大齿轮轴的转速:

=30r/min

每日工作时间：

T=8h

工作年限：

a=10（每年300个工作日）

（注：

连续单向运转，工作时有轻微振动，输送机大齿轮转速允许误差为±

5%。

）

设计工作量:

1.设计说明书一份

2.加热炉推料机装配图一张（A0）

3.零件图两张（A2）

第2章电动机的选择

2.1电动机的选择

2.1.1选择电动机的类型

按工作要求和工作条件选用Y系列三相异步电动机。

2.1.2选择电动机的容量

标准电动机的容量由额定功率表示。

所选电动机的额定功率应该等于或稍大于工作要求的功率。

容量小于工作要求，则不能保证工作机的正常工作，或使电动机长期过载、发热大而过早损坏；

容量过大，则增加成本，并且由于效率和功率因数低而造成电能浪费。

2.1.2.1电动机到工作机输送带间的总效率为

η∑=η1η2η33η4

η1、η2、η3、η4分别为联轴器、蜗杆蜗轮、轴承、齿轮的传动效率。

查表得η1=0.99，η2=0.8，η3=0.98，η4=0.98。

所以η∑=0.99×

0.8×

0.983×

0.98=0.731

2.1.2.2电动机所需工作功率为

2.1.2.3确定电动机的转速

取齿轮传动一级减速器传动比的范围i1’=3～5，取蜗杆涡轮的传动比i2’=5～80。

则总的传动比i∑’=i1’～i2’=15～400。

根据电动机的类型，容量，转速,要使=，由课程设计指导书表17-7选定电动机型号为Y100L1-4型号的电动机；

其主要性能如下：

电动机型号

额定功率/kw

满载转速/（r/min）

起动转矩/额定转矩

最大转矩/额定转矩

Y100L1-4

2.2

1430

2.3

第3章传动比的分配

3.1计算传动装置的仲传动比并分配传动比

3.1.1总传动比为=/=1430/30=47.7

3.1.2分配传动比

为电动机是用联轴器与蜗杆相连接的，之前选用了2头蜗杆的传动效率，而2头蜗杆与蜗轮的荐用传动比在14～30之间，圆柱齿轮的传动比在1～5之间；

在协调分配传动比，初选蜗杆蜗轮的传动比为=20；

则圆柱齿轮的传动比为。

3.2计算传动装置各轴的运动和参数

3.2.1各轴的转速

Ⅰ轴：

Ⅱ轴：

Ⅲ轴：

3.2.2各轴的输入功率

3.2.3各轴的输入转矩为

电动机输出转矩为：

将上述计算结果汇总于下表，以备查用：

轴名

功率P/kw

转矩T/（N•mm）

转速n/（r/min）

传动比i

1.47×

104

1

Ⅰ轴

2.178

1.455×

20

Ⅱ轴

1.708

2.28×

105

71.5

2.385

Ⅲ轴

1.64

5.22×

30

第4章蜗杆蜗轮的设计计算

4.1选择蜗杆的类型

根据GB/T10085-1988的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI）。

4.2选择材料

考虑到蜗杆传动的功率不大，速度中等，故蜗杆采用45刚；

而又希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为45～55HRC；

蜗轮选用铸锡磷青铜（ZCuSn10P1）,砂模铸造；

为了节约贵重有色金属，仅齿圈用青铜铸造，而轮芯用灰铸铁（HT100）制造。

4.3按齿面接触强度设计

根据闭式蜗杆蜗轮的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行计算，再校核齿根弯曲疲劳强度。

则传动中心距为

4.3.1确定作用在蜗轮上的转矩

按=2，估值效率为0.8，则

4.3.2确定载荷系数

因工作是有轻微振动，故取载荷分布不均匀系数=1.3，由表11-5选取使用系数=1.15，由于转速不是很高，冲击不大，可选取动载荷系数=1.05，则

K==1.3×

1.15×

1.05=1.57

4.3.3确定弹性影响系数和

因为选用的是锡磷青铜（ZCuSn10P1）的蜗轮和45刚蜗杆相配，故；

先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距的比值为=0.35，从图11-18中查得=2.9。

4.3.4确定许用接触应力[]H

根据蜗轮材料为锡磷青铜（ZCuSn10P1），金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度＞45HRC，可从表11-7查得蜗轮的基本许用应力=268MPa。

应力循环次数

寿命系数，则

==0.747268=200MPa

4.3.5计算中心距

a=

取中心距a=125mm，因为=20，故从表11-2中选取模数m=5mm，蜗杆分度圆直径d1=50mm，这时d1/a=0.4，与假设相近，从图11-18中可查得=2.75<

，因此以上计算结果可用。

4.4蜗杆与蜗轮的主要参数及几何尺寸

4.4.1蜗杆

轴向齿距Pa=15.7；

直径系数q=10.00；

齿顶圆直径=60mm；

齿根圆直径=38mm；

分度圆直径=50mm；

分度圆导程角=arctan=arctan=11.31°

；

蜗杆轴向齿厚=7.85mm，蜗杆法向齿厚。

4.4.2蜗轮

蜗轮齿数：

=41；

变位系数=-0.500

验算传动比：

==20.5，这时传动误差为是允许的

蜗轮分度圆直径：

蜗轮喉圆直径：

=+=205+22.5=210mm

蜗轮齿根圆直径：

=+=205-27=188mm

蜗轮咽喉母圆半径：

=a-=125-210=20mm

4.5校核齿根弯曲疲劳强度

当量齿数=

根据=-0.5，=43.48，从图11-19中可查得齿形系数2.87

螺旋系数=

许用弯曲应力=

从表11-8中查得由ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用弯曲应力=56MPa

寿命系数

==560.5975=33.46MPa

所以==

<

弯曲强度校核满足要求。

4.6验算效率η

已知=11.31°

，=，与相对滑移速度有关

从表11-18中用插值法查得=0.0246，=1.242代入上式得

大于原估计值0.8，因此不用重算。

第5章齿轮传动的设计计算

5.1选择材料，热处理，齿轮精度等级和齿数

按第一章的传动方案图，选用直齿圆柱齿轮；

推料机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB10098-88）；

由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45刚（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS；

选择小齿轮的齿数为20，大齿轮则为1.8820=37.6，取大齿轮齿数为38.

5.2按齿面接触强度设计

由设计计算公式（10-9a）进行试算，即

5.2.1确定公式内的各计算数值

试选载荷系数=1.3，计算小齿轮传递的转矩

，由表10-7选取齿宽系数=1，由表10-6查得材料的弹性影响系数，由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限=600MPa，大齿轮的接触疲劳强度极限=550MPa；

由式10-13计算应力循环次数。

小齿轮的应力循环次数为：

N1=，

大齿轮的应力循环次数为：

N2=

由图10-19取接触疲劳寿命系数=0.90,=1.0；

计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1%，

安全系数S=1，由式（10-12）得

5.2.2计算

（1）试算小齿轮分度圆直径，代入中较小值

88.2mm

（2）计算圆周速度ν，

0.330

（3）计算齿宽b，

（4）计算齿宽与齿高之比b/h，

模数

齿高h=2.25=2.254.41=9.9mm，b/h=88.2/9.9=8.90；

（5）计算载荷系数，根据v=0.330m/s，7级精度，由图10-8查得动载荷系数=1.13；

直齿轮，；

由表10-2查得使用系数；

由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，。

由b/h==8.89，，查图10-13得，故载荷系数为

;

（6）按实际的载荷系数校正所的分度圆直径，由式10-10a得

102.1mm

（7）计算模数m。

m=5.10

5.2.3按齿根弯曲强度设计

由式（10-5）得弯曲强度的设计公式为m

5.2.3.1确定公式内的各计算数值

（1）由图10-20c查得小齿轮的玩去疲劳强度极限,大齿轮的弯曲强度极限；

（2）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数,

（3）计算弯曲疲劳许用应力。

取弯曲疲劳系数S=1.4，由式（10-12）得

（4）计算载荷系数K

K==1.251.1311.35=1.91

（5）查取齿形系数

由表10-5查得,

（6）查取应力校正系数

由表10-5查得，

（7）计算大、小齿轮的并加以比较

大齿轮的数值大。

5.2.3.2设计计算

m=3.24

对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取弯曲疲劳强度算得的模数5.10，并就近圆整为标准值m=5