螺旋输送机课程设计

《机械设计基础A》课程设计说明书题目名称：螺旋输送机传动传动系统设计学院（部）：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化***名：**学号： *********** 班级： 1205指导教师姓名：江湘颜评定成绩：目录1 设计任务书 (1)2 电动机的选择与运动参数的计算 (3)2.1电动机的选择 (3)2.2传动比的分配 (3)2.3传动装置的运动参数 (4)3各齿轮的设计及计算 (5)3.1、圆柱斜齿轮的减速设计 (5)3.2、圆锥齿轮的减速设计 (10)4 轴的设计计算 (14)4.1、输入（高速）轴的设计 (14)4.2、输出（低速）轴的设计 (20)5 轴承的选择及计算 (26)5.1、输入轴的轴承设计计算 (26)5.2、输出轴的轴承设计计算 (26)6 联轴器的选择 (27)7 润滑与密封 (27)8 其它附件的选择 (27)9 设计小结 (29)10 参考文献 (30)一、设计任务书传动系统图：螺旋输送机传动系统简图1-电动机；2--联轴器；3-单级圆柱齿轮减速器；4-联轴器；5-开式圆锥齿轮传动；6-螺旋输送机原始数据：输送机工作主轴功率KWP=5.3输送机工作轴转速 n=120r/min工作条件：螺旋输送机连续运行、单向转动，启动载荷为名义载荷的1.25倍；工作时有中等冲击；螺旋输送机主轴转速 n的允许误差%5±；二班制（每班8小时），要求减速器设计寿命为8年，大修期为2-3年，中批量生产；三相交流电源的电压为380/220V。

二、电动机的选择与运动参数的计算2 1电动机的选择2.1.1 确定电动机的额定功率确定传动的总效率η总；其443221ηηηηη⋅⋅⋅=总中1η、2η、3η、4η分别为联轴器、一对锥齿轮、一对圆柱齿轮、球轴承的效率。

查表可得：99.01=η，95.02=η，97.03=η，98.04=η7518.098.097.095.099.0432=⨯⨯⨯=η总工作时，电动机的输出功率为：=P d =P总η655.47518.05.3=KW由表12-1可知，满P P de ≥条件的Y 系列三相异步电动机额定功率P e 应取为5.5KW 。

2.1.2、电动机型号的选择由《机械设计课程设计》表3-2可知：单级圆柱斜齿轮的传动比为3-5；开式圆锥齿轮的传动比为2-4；则总传动比的范围为6-20。

所以电动机的转速范围为600-2000r/min 。

初步选择同步转速为1500r/min 和1000r/min 的电动机，由表12-1可知，对应于额定功率P e 为5.5KW的电动机型号分别为Y132S-4型和Y132M2-6型，再根据表12-2中型号比较，选择Y132S-4型较为合理。

Y132S-4型三相异步电动机的额定功率P e=5.5KW,满载转速min 1440r nm=，同步转速为1500r/min ，电动机中心高为132mm ，轴伸出部分用于装联轴器的直径和长度分别为D=38mm 和E=80mm 。

2.2传动比的分配2.2.1、总传动比计算由题目给定参数可知输送机工作轴转速m in 120r n =， 12120min /1440a ===I r n n m2.2.2、传动比的分配根据《机械设计课程设计》表3-2可知：单级圆柱齿轮减速器的传动比i 一般为3-5，单级圆锥齿轮减速器，用于输入轴与输出轴垂直相交的传动时，其传动比一般为2-4，因此，取单级圆柱齿轮传动比41=i ，则单级开式圆锥齿轮传动的传动比341212===ii i2．3传动装置的运动参 （1）各齿轮功率的计算 对于圆柱斜齿齿轮传动：高速轴的输入功率：6084.499.0655.411=⨯==ηP P d KW低速轴的输入功率：KW P P 3807.498.097.06084.44312=⨯⨯==ηη对于圆锥齿轮传动：高速轴的输入功率：KW P P 2502.498.099.03807.44123=⨯⨯==ηη低速轴的输入功率：KW P P 9569.398.095.02502.44234=⨯⨯==ηη(2)各轴转速的计算对于圆柱齿轮传动：高速轴转速：min 14401r n n ==满 低速轴转速：min 38041440112r in n === 对于圆锥齿轮传动：高速轴转速：min 38023r n n == 低速轴转速：min 1273380234r in n ===（3）各轴输入转矩的计算对于圆柱齿轮传动：高速轴输入转矩：m N nP T •=⨯=⨯=5626.3014406084.495509550111低速轴输入转矩：m N nP T •=⨯=⨯=0939.1103803807.495509550222 对于圆锥齿轮传动：高速轴输入转矩：m N nP T •=⨯=⨯=8142.1063802502.495509550333 低速轴输入转矩：m N nP T •=⨯=⨯=5464.2971279569.395509550444三、各齿轮的设计及计算3.1、圆柱斜齿轮减速设计3.1.1、工况分析直齿圆柱斜齿齿轮传动采用软齿面闭式传动，小齿轮用45调质，齿面硬度250HBS ；大齿轮用45常化210HBS ；初选传动精度为8级，其主要失效形式为点蚀，考虑传动平稳性，齿数宜取多一些，初选齿数92423,231121=⨯===i z z z ；压力角为οα20=；初选螺旋角为︒=15β。

3.1.2、设计原则1、设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度计算。

2、按齿根弯曲疲劳强度设计。

3.1.3、设计计算 （1）确定材料许用接触应力由《机械设计》图7-18（a ）查MQ线得MPa MPa H H 580,7202lim 1lim ==σσ。

(2)确定寿命系数Z N 。

小齿轮循环次数：811106.7836582114406060⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==L n N h j 大齿轮循环次数：88112109.14106.7⨯=⨯==iNN由《机械设计》图7-19查得1,121==Z Z N N（3)确定尺寸系数Z X ,由图7-20查得121==Z Z X X（4）确定安全系数S H ,由表7-8取05.1=S H （5）计算许用接触应力[]σH根据式（7-22）得[]MPa SZ Z HH X NH 68605.1720111lim 1≈⨯⨯==σσ[]MPa SZ Z HH X NH 55205.1580112lim 2≈⨯⨯==σσ（6）按齿面接触接触强度设计 []321112⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛±≥σϕβεH H E d Z Z Z Z d u u KT 确定上式中的各计算数值如下：初定螺旋角 15=β；试选载荷系数3.1=K t ；小齿轮传递的转矩：由前面求得mm N T •⨯=4110056.3； 确定齿宽系数：由教材表7-6选取齿宽系数8.0=ϕd；确定材料弹性影响系数ZE,由表7-5查得材料弹性影响系数218.189MPa ZE=；确定节点区域系数Z H ,由图7-14得5.2=Z H ； 确定重合度系数Z ε，由教材（7-27）计算端面重合度为648.112cos 9212312.388.112cos 112.388.121=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯-=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯-=ππεαz z轴面重合度：57.112tan 238.0tan 1=⨯==ππβπϕεβz d因1>εβ，由式（7-26）计算重合度系数779.0648.111===εαεZ （7）确定螺旋角系数98.012cos cos ===πββZ（8）计算所需小齿轮直径d 1[]mmu u KT H H E d t Z Z Z Z d 3755298.05.28.189779.045110056.35.12123243211≈⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯•⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=σϕβε(9)确定实际载荷系数K 与修正所计算的分度圆直径确定使用系数K A ：按电动机驱动，载荷平稳，查表7-2取1=KA；确定动载系数K v ： 计算圆周速度：s m n d t 79.210006014403710006011=⨯⨯⨯=⨯=ππυ故前面取8级精度合理，由齿轮的速度与精度查图7-8得12.1=K v ； 确定齿间载荷分配系数K α： 齿宽初定：mm b dtd373711=⨯==ϕ单位载荷：m N m N b bd T K FK A tA10052373710493.3122411<≈⨯⨯⨯⨯==由表7-3查得2.1=K α。

确定齿向载荷分布系数K H β：由表7-4得32.18.0108.037101.38.018.015.1108.0101.318.015.1442442=⨯+⨯⨯+⨯+=+⨯++=--ϕϕβddH b K计算载荷系数：77.132.12.112.11=⨯⨯⨯==K K K K H V A K βα 按实际载荷系数修正所算的分度圆直径，由式(7-12)得mm KKdd tt403.16.1373311=⨯==计算模数：78.1234111===zd m 3.1.4、齿根弯曲疲劳强度计算 由式（7-28）得弯曲强度的设计公式为[]32121cos 2⎪⎪⎭⎫⎝⎛≥σϕεββF Sa Fa d n Y Y z Y Y m KT （1)由教材图7-21（a ）取MPa MPa F F 220,3002lim 1lim ==σσ；（2）由图7-22查得弯曲疲劳寿命系数121==Y Y N N ；（3）由表7-8查得弯曲疲劳安全系数25.1=S F ； （4）由图7-23得尺寸系数1=Y X （5）由式（7-22）得许用弯曲应力：[]MPa Y 48025.1112300S σY Y σF Flim1X N1ST F1=⨯⨯⨯==[]MPa Y Y Y X N ST 35225.1112220S σσF Hlim22F2=⨯⨯⨯==（6）确定计算载荷K ：初步确定齿高25.9437,478.125.225.2===⨯==h b m h 由图7-11得23.1=K β，计算载荷：65.123.12.112.11=⨯⨯⨯==K K K K F V A K βα（7）确定齿形系数：当量齿数为1.10215cos 92,5.2515cos 233231====z z v v由图7-16查得18.2,71.221==Y Y Fa Fa ；（8）由图7-17查得应力校正系数：78.1,58.121==Y Y Sa Sa ；（9）计算大小齿轮的[]σFSa Fa Y Y 值：[][]011.035278.118.2,0089.048058.171.2222111≈⨯=≈⨯=σσFSa Fa F Sa Fa Y Y YY大齿轮数值大。