碾砂机的传动装置毕业设计论文.doc

目录前言 毕业设计任务书 3一.方案评述 .5 1.二级圆柱齿轮减速器 2.蜗杆齿轮减速器 3.同轴整体二级圆柱齿轮减速器 4.确定电动机转速 5.确定电动机转速二.选电动机 .7 1.确定环境 2.选电动机容量三.计算传动装置的运动和参数.8 1.计算各轴转速 2电动机的参数四.设计开式圆锥齿轮传动9 1.选择材料 2.计算校核五.设计同轴二级圆柱齿轮传动12 1.底速级的校核 2.高速级的校核六.校核轴和键 .17 1.对轴1的校核 2.对轴2的校核 3.校核键联结七.设计小结21八.参考文献22前言毕业设计是通过学习和社会实践，以书面的形式来反映自己所学习的实际情况。 通过毕业设计 ，使理论学习和实践锻炼得到了很好的结合 ，并且是一种重要的方式，也是提高政治思想水平与业务本质的重要环节。 自己所在的工作岗位和所承担的任务与自己所学的专业有关，有所接近，但不完全是。通过毕业设计，更进一步掌握了本专业有关的实际知识，更好的巩固了所学的理论，通过实习，培养了初步的实际能力和专业技能，使学与用得到了进一步的结合。 通过毕业设计，查阅了相关的手册并且了解了现代机械工业的生产方式和工艺过程，并且在课程设计之上更加完善。 本份设计包含减速器设计的全部过程，其中包括齿轮、轴、及键校核等几个方面，每个方面又包含了多个小节。 通过实习，可以更好更快地了解现代科学技术的迅猛发展，以及新技术在各个领域的广泛应用。许许多多的东西，只有用了之后，才能感觉到它的价值。只有有所实践，才能有所创新。设计碾砂机的传动装置毕业设计任务书 一.传动系统方案及说明电动机1通过连轴器2驱动二级圆柱齿轮减速器3,再通过连轴器6驱动开式圆锥齿轮传动7,碾砂机的立轴8装在圆锥齿轮上,它驱动碾轮5在碾盘4中转动,从而完成碾砂作业。二设计原始数据1 立轴的转速 n = 30 r/min 2 立轴上的转矩 T = 2000N3 开式圆锥齿轮的传动比 I 54 立轴转速的允许偏差 ±5%5 工作环境：室外环境有灰最高温度40°C6 工作条件：两班制，单向连续运转，载荷有冲击7 动力来源：电力，三相交流电，电压380/220v8 检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，一年一次小修9 折旧期： 8年10制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产11减速器形式：同轴整体式三设计的主要内容1. 评述传动方案； 2. 选择电动机； 3. 设计开式圆锥齿轮传动； 4. 设计二级圆柱齿轮传动；5 . 设计轴； 6 . 选择并校验键联结; 7. 减速器的选择; 8. 确定齿轮传动和轴承的润滑方法,并选择润滑剂;四制图的工作量1.减速器的装配图 2.齿轮类零件图 3.轴类的零件图4.其他零件图五编写设计说明书编写设计计算说明书，包括所有的计算，设计过程依据。写出设计总结，包括课题完成情况，以及个人收获体会。一. 评述传动方案1 二级圆柱齿轮减速器 首先圆锥齿轮加工困难，制造精度底，工作时震动和噪音都较大，此外减速器产生轴向力。此方案适用于恶略的环境下工作，结构较紧凑，尺寸重量小。2 蜗杆齿轮减速器结构紧凑，尺寸重量小，可实现大的传动比，传动平稳，冲击小，缺点是传动效率底，只能用于小功率场合，不适用于长期工作，同时蜗轮一般用贵重的减磨材料（如青铜）制造，不经济，发热量大。3 同轴整体二级圆柱齿轮减速器结构较紧凑，但轴向尺寸较大，此外工作可靠，寿命长，传动效率高，但中轴较长，易使载荷沿齿宽分布不均匀，高速级齿轮的载荷难以充分利用。4 确定电动机的转速开式圆锥齿轮的传动比 i1 5 二级圆柱齿轮的传动比 i = 840 , 则总传动比的合理ia45×5=200,转速6000r/min 电动机符合这一范围的同步转速有3000r/min 1500r/min 1000r/min方案电动机的型号额定功率kw电动机转速重量价格传动装置传动比同步满载总锥齿轮减速器1Y160M1-21130002930117便宜974.123.532Y160M-41115001460123较便宜48.62.321.23Y160L-6111000970147较贵32.31.521.54Y160L-811750730184贵24.3124.3 综合考虑电动机和传动装置的尺寸，及经济因素，选择第二种方案电动机Y160M-4电动机主要外形和安装尺寸列于下表：中心高外形尺寸底脚安装尺寸底脚螺栓孔径K轴身尺寸装键部位尺寸160155确定传动装置的总传动比和分配传动比 总传动比 i = 1460/3 = 48.67 锥齿轮传动比取 i '=2.3二级圆柱齿轮传动比取 i1 = i2 =( 48.67/2.3 )½=4.6 (润滑条件好) i1- 高速级传动比 i2- 低速级传动比二选择电动机1根据要求：工作条件为两班制，连续运转，载荷有冲击，工作环境在室外，环境有灰尘，最高温度40度，动力来源为电力，三相交流电，电压为380/220伏，所以选Y系列三相异步电动机，特点为一般用途全封闭自冷式笼型异步电动机，防灰尘，铁屑或其他杂物侵入电动机内部。工作环境温度不超过40度。 查 2 P 1552.选电动机的容量 T = 9550*P/n P-功率（kw） n-转速 （r/min） P '= T*n /9550 = 6.28电动机的输出功率p' = p''/总总 = 15*2*32*42 1 = 0.98 滚动轴承的传动效率 查 4 P7 2 = 0.98 圆锥齿轮传动效率 查 4 P12 3 = 0.99 弹性连轴器的传动效率 查 4 P12 4 = 0.95 直齿轮传动效率 查 4 P7 总 =0.955*0.935*0.992*0.952 =0.748pd0 = p'/总 = 6.28/0.748 = 8.4 KW因为有冲击载荷，根据 1 P 215 表 12.9： 动力机平稳工作，工作机轻微冲击 即Ka = 1.25 Ka为使用系数电动机的计算功率为 Pd = 1.25X8.4 = 10.5千瓦三计算传动装置的运动和动力参数1.计算各轴转速（1）各轴的转速 n= 1460 r/minn= 1460/i1 = 1460 / 4.6 = 317.4 r/min n = 317 .4 r/minn= n/i2 =317.4/4.6 =69 r / min n = 69 r/minn= 69 r / min n = 69 r/minn=69 / 2.3 = 30 r / min n = 30 r/min(2 ) 各轴输入功率p= p·3 = 8.4*0.99 = 8.316 KW p = 8.316 KWp = p·1·4 = 8.316*0.98*0.95 = 7.74 KW p = 7.714 KWp = p·1·4 = 7.74*0.98*0.95 = 7.2 KW p = 7.2 KWp = p·1·3 = 7.2*0.98*0.99 = 6.99 KW p = 6.99 KWp =p·1·2 = 6.99*0.98*0.935 = 6.4 KW p = 6.4 KW(3)各轴输入转矩T = 9550·P/n = 9550*8.316/1460 = 54.4 N·m T= 54.4 NmT = 9550·P/n = 9550*7074/317.4 = 232.89 N.m T = 232.89 NmT = 9550·P/n = 9550*7.2/69 =996.52 N·m T = 996.52 NmT = 9550·P/n = 9550*6.99/69 = 967.46 N·m T = 967.46 NmT = 9550·P/n = 9550*6.4/30 = 2037.33 N·m T = 2037.33 Nm2.运动和动力参数计算结果整理于下表：轴名功率P KW转矩T N·m转速r/min传动比i4.64.612.3效率1 = 0.984 = 0.951 = 0.984 = 0.953 = 0.991 = 0.982 = 0.935输入输出输入输出轴8.3168.1554.453.311460轴7.747.59232.89228.23317.39轴7.27.06996.52976.4769轴6.996.85967.46948.1169轴6.46.272037.331996.5830(4)电动机主要参数（表-1）型号额定功率KW满载时启动电流/额定电流启动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩转矩电流效率功率因数Y160M-411146022.688.50.857.02.22.2四设计开式圆锥齿轮传动1选择材料 参考2 P25 ； 1 P211 表 127； 3 P332 表 8，小齿轮用45钢调质处理 HBS = 265-285,大齿轮用ZG310-570调质处理 HBS = 235-255 2P242. 按齿根弯曲疲劳强度设计 （选8级精度）m 4.7KT1/4R(1-0.54R)2Z12(u2+1)*Y(YfaYsa/F)½ 表-1使用系数 KA = 1.25 (原动机工作平稳，工作有冲击) 1 P215 KA =1.25动载系数 KV = 1.1 (估计Vm = 1m/s 1P216 KV =1.1齿间载荷分配系数 Kfa 估计KAFt/b100 N/mm 1P217 Kfa = 1.1 Kfa =1.1齿向载荷分布系数 Kfß = 2.0 1P246 Kfß=2.0载荷系数 Kf =KKvKfaKfß =1.5*1.1*1.1*2.0 = 3.63 Kf =3.36选齿数 Z1 = 20 Z1 =20 Z2 = iZ1 = 2.3*20 = 46 Z2 =46齿数比 u =46/20 =2.3 u =2.3 cos1 = u/(u2+1)1/2 = 2.3/(2.32+1)1/2 cos2 = 1/(u2+1)1/2 = 1/(2.32+1)1/2当量齿数 Zv1 = Z1/cos1 = 20/0.92 =21.8 Zv1 =21.8 Zv2 = Z2/cos2 = 46/0.4 = 115 Zv2 =115 Yfa1 = 2.8(Zv1 = 21.8) 查1P247图12.30 Yfa1 =2.8 Yfa2 = 2.18(Zv2 = 115) Yfa2 =2.18 Ysa1 = 1.64(Zv1 = 21.8) 1P248图12.31 sa1 =1.64 Ysa2 = 1.93(Zv2 = 115) Ysa2 =1.93转矩极限应力flim1 = 0.44HBS+331.7 = 0.44*265+331.7 =448.3N/mm2 flim1= 448.3 N/mm2 flim2= 0.44HBS+331.7 = 0.44*235+331.7=435.1N/mm2 应力循环系数Nf1 = 60rn1th = 60*1*69*16*300*8 =1.59*108 寿命系数 弯曲安全系数 查 1 P225表12.4 尺寸系数 查 1 P232估计模数为12许用应力 待添加的隐藏文字内容2 所以按照小齿轮计算考虑磨损把模数加大15% 得m=10.48 查 1 P206取 m=12 m=12分度圆直径 锥距 R 300.958 齿宽 取 齿宽中点直径 演算 演算 合适五设计同轴二级圆柱齿轮传动 （一）低速级1选择材料 小齿轮选用40Cr淬火硬度HRC4855大齿轮选用45号钢淬火硬度为HRC4050 HBS217255轴的输入功率P3 =7.2KW 转速n3 = 69 r/min 转矩 2.选齿宽系数 1 P222表12.13 3 P332 （软齿面，不对称分布，直齿轮轴刚度大，载荷有冲击。）3选齿轮精度 1 P207表12.6 选6级精度（直齿最大圆周转速<15m/s）4.选齿数取 则 5按齿根弯曲疲劳强度设计 系数Am=1.5 1 P232表12.17 齿形系数 1 P229表12.21 应力修正系数 1 P230图12.12 弯曲疲劳极限 弯曲许用应力 按齿轮4设计 取m=5mm (考虑同轴中心距相等)则分度圆直径mm 中心距 齿宽 圆周速度 6校核齿根疲劳强度（按6级精度）使用情况系数 动载系数 齿向载荷分配系数 齿间载荷分配系数 重合度 重合度系数 弯曲最小安全系数 1P225 表12.14 弯曲寿命系数 尺寸系数 1 P232图12.25 安全（二）高速级1I轴输入功率 P1=8.316KW 转速 nI=1460r/min 2. 选齿宽d (大齿轮用45钢，小齿轮用Cr) 3 选齿轮精度 1 P207表12.6选6级精度 4选齿数 则 5按齿根弯曲疲劳强度计算 取 1 P232齿形系数 1 P229图12.21 应力修正系数 1 P230图12.22 弯曲疲劳极限 弯曲许用应力 （1）<（2）按齿轮2计算 取 m=4 mm (考虑中心相等，传递动力的齿轮m 不小于22.5) 则分度圆直径 中心距 与前中心距相等，符合同轴要求计算齿宽 圆周速度 满足油润滑条件6较核齿根弯曲疲劳强度使用情况系数 Ka取1 动载系数 齿向载荷分布系数 齿间载荷分配系数 1 P217表12.10 重合度 重合度系数 弯曲最小安全系数 弯曲寿命系数 尺寸系数 （m=4mm<5mm） ，< 安全六校核轴和键 1较核轴 查 1 2按弯矩校核轴的强度 1 P315C截面最危险，使 安全3按疲劳强度安全系数校核 按弯曲截面模量 按抗扭截面模量 从C截面左面校核 取 查 1 P329有效应力集中系数 1 P331表5表面状态系数 （车光） 1 P331表6 尺寸系数 取寿命系数 1 P 41表3.2 等效系数 （对称循环变化） （剪应力按脉动变化） =1.5安全II轴材料40Cr 4校核键连接 I 轴(图1) 所以键合适对键 校核 所以合适II轴(图2) 选键 选双键安全七设计小结随着毕业日子的到来，毕业设计也接近了尾声。经过近两个月的不懈努力,我通过自学AUTOCAD终于完成了这次设计。 在没有做毕业设计以前觉得课程设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。通过对AUTOCAD的学习,使我的自信心大增,了解到了当前二维制图的形势,同时我也深深体会到了她的精深,在今后的工作学习中我会继续努力,尽最大力量做到精益求精。在此要感谢我们的指导老师胡老师，感谢老师们给我们的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但同样取得了较大收获。在整个设计中使我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益由于时间紧迫，所以这次的设计存在许多缺点，许多方面都存在着缺陷，如齿轮、轴、等都有或多或少的缺陷。我相信，通过这次的实践，能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作，有能力设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的设备。 八参考文献1 邱宣怀.机械设计,第四版,高等教育出版社,1997年7月.2 吴宗泽.机械设计课程设计手册,第二版, 高等教育出版社,2002年4月.3 罗圣国.机械设计课程设计指导书,第二版, 高等教育出版社,2001年12月.4 杜白石.机械设计课程设计,西北农林科技大学机电学院,第1版1997年5月.5 杜白石.机械设计习题例题, 西北农林科技大学机电学院,第1版2001年7月.6 刘鸿文.材料力学,第三版, 高等教育出版社, 第2版2000年9月.7 哈尔滨工业大学理论力学教研组.理论力学,高等教育出版社, 第5版1996年10月.8 哈尔滨工业大学理论力学教研组.机械制图, 高等教育出版社, 第5版1999年1月.9李永奎.计算机辅助绘图应用教程,中国农业大学出版社,第1版2001年11月. 2011-12中央广播电视大学开放教育本科机械设计制造及其自动化专业毕 业 设 计题目：碾砂机的传动装置教学地点： 宁夏广播电视大学 学生姓名： 注册学号： 指导教师： 电 话：