带式运输机课程设计说明书设计带式输送机的传动装置

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1、机械设计基础课程设计装订线计算说明书设计题目： 设计带式输送机的传动装置 工程学 院 工程 系 101 班设计者 指导教师 2012 年 1 月9日 目录械设计基础课程设计任务书3一、传动方案 .4二、选择电动机 .4三、计算传动比和分配传动比 .5四、计算传动装置的运动和动力参数 .5五、普通V带传动 .6六、齿轮传动 .8七、轴的设计 .11（一、）从动轴的设计 .11（二、）主动轴的设计 .15八、轴承 .17(一、)主动轴轴承 .17 (二、)从动轴轴承 .17九、键的选择 .18十、联轴器的选择 .18十一、润滑方式、润滑油牌号及密封装置的选择 . .19参考资料.19械设计基础课程

2、设计任务书一、 设计题目 : 设计带式输送机的传动装置。DFv动力及传动装置二、 原始数据分组序号1234567输送带工作拉力F /kN3.53.33.02.82.62.52.4输送带工作速度v / m/s1.11.21.31.41.51.61.7滚筒直径 D /mm250250250250250250250三、 已知条件1. 输送带工作拉力F= 3.5 kN2. 输送带工作速度v= 1.1 m/s（允许输送带速度误差为5%）3. 滚筒直径 D=250 mm4. 滚筒效率：j = 0.96（包括滚筒与轴承的效率损失）；5. 工作情况：每年300个工作日，两班制，连续单向运转，载荷较平稳；6.

3、使用折旧期：10年；7. 动力来源：电力，三相交流，电压380/220V；8. 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。四、 设计内容拟定传动方案，选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数（包括：确定总传动比，分配各级传动比，计算各轴的转速、功率和转矩等），齿轮、轴、轴承、键、联轴器等零部件的设计计算和选择；减速器装配图和齿轮轴零件图的设计；编写设计计算说明书。五、 设计工作量1 减速器装配图A1一张；2 齿轮或轴零件图A2二张； 3 设计计算说明书1份（A4）；计算及说明结果一、 传动方案DFv二、选择电动机1.选择电动机类型 按已知的工作要求格条件,选用Y型全封闭笼型三相型电动机2

4、.选择电动机功率 工作机所需的电动机输出功率为 = 故由电动机至工作机之间的总效率(包括工作机效率)为 式中的效率为：（带传动），（齿轮传动的轴承），（齿轮传动），（联轴器），（滚筒）所以 3.确定电动机转速 卷筒轴的工作转速为 按推荐的合理传动比范围,取V带传动比i1=24,单级齿轮传动比i2=35,则合理总传动比的范围为i=620,故电动机转速的可选范围为nd=i * nw=(615)84.03r/minnd=504.181680.6 r/min符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min、1500r/min，再根据计算出的容量有三种适用的电动型号，其技术参数以及传动比的比

5、较情况见下表方案电动机型号额定功率电动机转速/(r/min)传动装置的传动比Ped/kW同步转速满载转速传动比带齿轮1Y160M2-85.57507208.9332.982Y132M2-65.5100096011.422.54.5683Y132S -45.51500144017.143.54.897综合考滤电动机和传动方案装置的尺寸、重量以及带传动和减速器的传动比，比较三个方案可知：方案1电动机转速低，外廓尺寸及重量较大，价格较高，虽然总传比不大，但因电动机转速低，导致传动装置尺寸较大。方案3电动机转速较大, 但总传比大, 传动装置尺寸较大。方案2适中，比较适合。因此选定电动机型号为Y132M

6、2-6，额定功率Ped=5.5kw，满载转速nm=960r/min。总传动比较适中，传动装置结构较紧凑。所选电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如下所示：中心高H外形尺寸L(AC/2+AD)HD底脚安装尺寸AB地脚螺栓孔直径D轴伸尺寸DE装键部位尺寸FGD1325153453152161801838801041三、计算传动比和分配传动比由选定电动机的满载转速nm和工作机主动轴的转速nw，可得传动装置的总传动比为：i=取带传动比i0=2.5 齿轮传动比i1=4.57四、计算传动装置的运动和动力参数1、各轴转速轴 II轴 卷筒轴 2、各轴的输入功率轴 II轴 卷筒轴 3、各轴输入转矩电动机轴的输出转矩T

7、d轴 II轴 卷筒轴 运动和动力参数的计算结果列于下表：参数 轴名电动机轴轴轴卷筒轴转速n/(r/min)96038484.0384.03输入功率P/kw4.534.3494.1764.011输入转矩T/(N.m)45.06108.15474.64455.80传运比i2.54.571效率0.960.960.96五、普通V带传动1、确定计算功率PC,查表8.21，查得KA=1.2 则PC=KAP=1.25.5kw=6.6kw2、选取普通V带型号 根据PC =6.6kw, n1 =960r/min,由图8.13选用A型普通V带3、确定带轮基准直径dd1 ，dd2 根据表8.6和图8.13选取dd1

8、=100mm,且dd1=140mmddmin=75mm 大轮基准直径为 （符合标准值）4、验算带速v 带速在525m/s范围内。5、确定带的基准长度Ld和实际中心距a 由式（8.14）初步确定中心距的范围 取中心距a0=400由式（8.15）得 =1597.25mm 由表8.4选取基准长度Ld=1600mm 由式（8.16）得实际中心距a为 中心距a的变动范围为 6、校验小带轮包角 由式（8.17）得 7、确定V带根数z 由式（8.18）得 根据，查表8.9用内插法得： 取=1.63kw 由式（8.11）得功率增量P0为 由表8.18查得 根据传动比i=2.5,查表8.19得Ki=1.1373

9、，则 由表8.4查得带长度修正系数KL=0.99，由图8.11查得包角系数Ka=0.94，得普通V带根数： =4.05根 圆整取得4根。8、带轮的结构设计9、设计结果选用4根普通A型带，中心距401mm，带轮直径dd1=140mm,dd2=350mm六、齿轮传动1、选择齿轮材料及精度等级 小齿轮选用45钢调质，硬度220250HBS，在大齿轮选用45钢正火，硬度值为170210HBS，由表10.21选8级精度，要求表面粗糙度2、按齿面接触疲劳强度设计 1）查表10.12得弹性系数 2）载荷系数K，查表10.11取K=1.1 3) 4)齿宽系数,查表10.20得=1 5)许用接触应力,由图10.

10、24查得 由表10.10查得 查图10.27得ZNT1=1.02,ZNT2=1.08 由式（10.13）得 故 3、确定有关系数与参数1) 模数,齿数 由表10.3查取标准模数m=2mm因齿轮均为软齿面,取 2)分度圆直径和齿宽 齿宽 传动的中心距为 此值与初选的值相差不大，故不必重新计算。4、校核齿根弯曲疲劳强度 由式（10.37）得出F,如FF则校核合格。 确定有关系数与参数： 1、齿形系数YF 查表10.13得YF1=2.65, YF2=2.18 2、应力修正系数Ys 查表10.14得Ys1=1.59, Ys2=1.8056 3、许弯曲应力F 由图10.25查得Flm1=210MPa,

11、Flm2=190MPa 由图10.10查得SF=1.3 由图10.26查得YNT1=YNT2=1 由式（10.14）可得： 故由式（10.37）可得： 齿根弯曲强度校核合格5、验算齿轮的圆周速度v 由表10.22可知，选8级精度是合适的。6、几何尺寸计算及绘制零件图。七、轴的设计（一、）从动轴的设计1、选择轴的材料，确定许用应力 因轴的材料无特殊要求，故选用45钢，正火处理，由表14.7查得强度极限b=600MPa,再由表14.2得许用弯曲应力-1b=55MPa.2、按钮转强度估算直径 根据表14.1得C=（107118），又由式（14.2）得： 由于轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，

12、故将计算直径加大3%5%，取为39.9744.94mm。由设计手册取标准直径d1=40mm。3、设计轴的结构并绘制结构草图。 由于设计的是单级减速器，可将齿轮布置在箱体内部中央，将轴承对称安装在齿轮两侧，轴的外伸端安装半联轴器。（1）、确定轴上零件的位置和固定方式 要确定轴的结构形状，必须先确定轴上零件的装配顺序和固定方式。确定齿轴从轴的右端装入，齿轮的左端用轴肩定位，右端用套筒固定。这样齿轮在轴上的轴向位置被完全确定。齿轮的周向固定用平键连接。由于齿轮的圆周速度均小于2m/s，故轴承采用脂润滑，为了不让箱体内的润滑油溅到轴承里，故在轴承旁加挡油盘。轴承对称安装于齿轮的两侧，其轴向用轴肩固定，

13、周向采用过盈配合固定。（2）、确定各轴段的直径 如图 轴段1（外伸端）直径最小，d1=40mm;考虑到要对安装在轴段1上的联轴器进行定位，轴段1上应有轴肩，轴段2的直径同d2=45mm，为轴段3方便加工轴承的安装轴段，轴段2应有轴肩，同时为能顺利的在轴段3上安装轴承，轴段3必须满足轴承内径的标准，故取轴段3的直径d3为50mm，轴段4由轴段3过度，取直径d4=55mm，轴段5是用于定位齿轮，轴肩为h=R(C)+(0.5 2) 取3.5mm,故d5=62mm；轴段6的直径d6=55mm；轴段7装轴承与3段一样，故d7=d3=50mm。（3）、确定各轴段的长度 齿轮轮毂宽度为62mm，为保证轮固定

14、可靠，轴段4的长度应略短于齿轮轮毂宽度，取为60mm；为保证齿轮端面与箱体内壁不相碰，齿轮端面与箱体内壁间应留有一定的间距，取该间距为12mm；为保证轴承安装在箱体轴承座孔中（轴承宽度为16mm），并考滤轴承的润滑方式为脂润滑，轴承端面距箱体内壁的距离为10 15mm,所以轴段3的长度取44mm，轴承支点距离l=126mm，根据箱体及联轴器以及轴承盖与联轴器要有一定距离15mm，轴段2长取51，轴段1长取60，同样的方法确定轴段5，6的长度为5mm，7为45mm。（4）、选定轴的结构细节，如圆角、倒角、退刀槽的尺寸。4、按弯矩扭合成强度校核轴径 (1)、画出轴的受力图 (2)、作水平弯矩图、支

15、点反力为 -载面处的弯矩为 -截面处的弯矩为 (3)、作垂直面的弯矩图,支点反力 -截面左侧弯矩为：-截面右侧弯矩为：-截面处弯矩为：(4)、作合成弯矩图 -截面： -截面： (5)、作转矩图 (6)、求当量弯矩 因减速器单向运转，故可以为转矩为脉动循环变化，修正系数a为0.6 -截面： -截面： (7)、确定危险截面及校核强度 由图可以看出，截面-、-所受转矩相同，但弯矩MeMe，且轴上还有键槽，故截面-可能为危险截面。但由于轴径d4d3,故也应对截面-进行校核。 -截面： -截面： 查表14.2得-1b=55MPa,满足e-1b的条件，故设计的轴有足够强度，并有一定裕量。5、绘制轴的零件图

16、（二、）主动轴的设计1、选择轴的材料，确定许用应力 因轴的材料无特殊要求，故选用45钢，正火处理，由表14.4查得强度极限b=600MPa,再由表14.2得许用弯曲应力-1b=55MPa.2、按钮转强度估算直径 根据表14.1得C=（118107），又由式（14.2）得： 由于轴的最小直径处要安装V带轮，会有键槽存在，故将计算直径加大3%5%，取为24.6727.73mm。由设计手册取标准直径d1=30mm。3、设计轴的结构并绘制结构草图。 由于设计的是单级减速器，可将齿轮布置在箱体内部中央，将轴承对称安装在齿轮两侧。1）、确定各轴段的直径 轴段1（外伸端）直径最小，d1=30mm;考滤到要对

17、安装定位，轴段2上应有轴肩，d2=35mm;为轴段3方便加工轴承的安装轴段，轴段2应有轴肩，同时为能顺利的在轴段3上安装轴承，轴段3必须满足轴承内径的标准，故取轴段3的直径d3为40mm，轴段5为齿轮轴，轴段4为轴段3到齿轮轴的过度，取d4=48mm；相同的方法确定轴段6的直径d6=48mm；轴段7的直径d7=40mm。2）、确定各轴段的长度 轴段1的长度由V带轮毂的宽度确定取63mm,轴段5为齿轮轴的宽度65mm；为保证齿轮端面与箱体内壁不相碰，齿轮端面与箱体内壁间应留有一定的间距，根据已经定好了低速轴的轴段长度情况，确定轴段3的长度为31mm, 确定轴段7的长度为32mm，轴段2长为52m

18、m, 轴段4和6长为8.5mm；轴承支点距离l=125mm。3）、选定轴的结构细节，如圆角、倒角、退刀槽的尺寸。4、按弯矩扭合成强度校核轴径 1）、画出轴的受力图 2）、作水平弯矩图、支点反力为 -截面处的弯矩为 3、求当量弯矩 因减速器单向运转，故可以为转矩为脉动循环变化，修正系数a为0.6。 -截面： 4、确定危险截面及校核强度 从图中可看出截面-为危险面，应对截面-进行校核。 -截面： 查表14.2得-1b=55MPa,满足e-1b的条件，故设计的轴有足够强度，并有一定裕量。5、绘制轴的零件图八、轴承( 一、)主动轴轴承选用角接触轴承7008AC1、求当量动载荷P 查手册得7008AC轴

19、承的C0r=14.5KN, 查表15.17得X0=1, Y0=0.76, 由式（15.8）可得：P0=X0Fr+ Y0Fa=(1*853.63+0.76*487.62)N=1224.22NP0= Fr =853.63N取两者中较大值为计算值，即P0=1224.22N2、静强度校核由表15.18，取S0=1.22.5,由式（15.11）得 所选轴承的强度足够。(二、)从动轴轴承选用角接触轴承7009AC1、求当量动载荷P 查手册得7009AC轴承的C0r=19.5KN, 查表15.17得X0=1, Y0=0.76, 由式（15.8）可得：P0=X0Fr+ Y0Fa=(1*820+0.76*468

20、.4)N=1175.98NP0= Fr =820N取两者中较大值为计算值，即P0=1175.98N2、静强度校核由表15.18，取S0=1.22.5,由式（15.11）得 所选轴承的强度足够。九、键的选择1）、大齿轮键的选择，d=50mm,轮毂宽B=62mm,由轴径d44 50 取b=14mm,h=9mm,选用普通A型键L=50mm故选用键14X502）、低速轴连接连轴器时用的键的选取，d=30mm,轮毂宽B=60mm,由轴径d22 30 取b=8mm,h=7mm,选用普通B型键L=50mm故选用键B 8X502）、高速轴与皮带轮连接时用的键的选取，d=30mm,轮毂宽B=63mm,由轴径d2

21、2 30 取b=8mm,h=7mm,选用普通A型键L=55mm故选用键8X50十、联轴器的选择根据轴段的直径35mm和所受转矩，查表得K=1.3Tc=KT=1.3*281.646Nm=366.14Nm查表9.2选取TL7联轴器。十一、润滑方式、润滑油牌号及密封装置的选择润滑方式：因减速器内部是齿轮传动，内部密封，故选取油浴润滑。润滑脂的选择：根据减速器属于低速轻载机械轴承，所以选用通用锂基润滑脂（GB7324-87）ZL-1。密封装置：选取毡圈油封。参考资料1. 陈立德 . 机械设计基础 .第2版 .北京:高等教育出版社,20042. 陈立德 . 机械设计基础课程设计指导书 .第2版 .北京:

22、高等教育出版社,2004电动机计算公式和有关数据引自78页主要参数：1=0.962=0.993=0.974=0.97i=0.96Pd=4.530kwnw=84.03r/mini=11.434i0=2.5i1=4.57n=384r/minn=84.03r/minnw=84.03r/minP=4.349kwP=4.176kwP=4.011kwTd=45.06NmT=108.15NmT=474.64NmT=455.80Nm带计算公式和有关数据引自第八章带传动Pc=6.6kw A型普通V带dd1=140mmdd2=350mm中心距a0=400L。=1597.25mm377.375mm449.375mm

23、z=4根齿轮计算公式和有关数据引自基械设计基础第十章齿轮传动K=1.1T1=4.506*104N.mmHlim1=560MpaHlim2=530MpaN1=7.668*108N2=1.678*108zNT1=1.02zNT2=1.08H1=571.2MPaH2=572.4MPad1=44.14mmm=2.5z1=23z2=105d1=46mmd2=210mmb=46mmb1=55mm b2=50mma=128mmF1=91MPaF2=85Mpav=0.925m/s轴轮计算公式和有关数据引自机械设计基础第十四章轴和轴毂连接d1=40mmFt2=4520NFa2=960.76NFr2=1681.90Nd1=30mmFt1=2294.80NFa2=487.62NFr2=853.63N轴承计算公式和有关数据皆引自机械设计基础第十五章轴承