带式运输机传动装置课程设计

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1、机械设计课程设计计算说明书设计题目：带式运输机传动装置过程装备与控制工程专业07-1班 设计者： 指导老师： 2009 年12 月28 日目录目录1一、传动方案拟定2二、电动机的选择3三、计算总传动比及分配各级的传动比4四、运动参数及动力参数计算6五、传动零件的设计计算8六、轴的设计计算15七、滚动轴承的选择及校核计算24八、键联接的选择及计算27九、减速器机体结构尺寸28十、润滑方式的确定29十一、其他的有关数据29十二、参考资料29计算过程及计算说明一、传动方案拟定1设计题目名称设计带式运输机传动装置。2运动简图3工作条件连续单向运转，载荷平稳，空载起动，使用期8年，小批量生产，两班制工作

2、，运输带速度允许误差为4、原始数据 1输送带牵引力 F=1200 N 2输送带线速度 V=1.70 m/s 3鼓轮直径 D=270 mm5、设计工作量减速器装配图2张（草图、正图）;零件工作图2张;设计说明书一份。二、电动机选择1、选择电动机的类型： 按工作要求和工况条件，选用全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压为380V，Y型。2、计算电机的容量：电机至工作机之间的传动装置的总效率：从课程设计指导书表12-8可查得，式中：带传动效率：0.95球轴承传动效率：0.99圆柱齿轮的传动效率：0.97（8级精度一般齿轮传动）弹性联轴器的传动效率：0.99卷筒的传动效率：0.96带式运输机效率：0.

3、96已知运输带的速度v=1.70m/s： 所以：从课程设计指导书表19-1中可选额定功率为3kw的电动机。3、确定电机转速：卷筒的转速为：三、计算总传动比及分配各级的传动比按表2-1推荐的传动比合理范围，取V带传动比按表2-2，选单级圆柱齿轮减速器传动比，则从电动机到卷轴筒的总传动比合理范围为：。故电动机转速可选的范围为：符合这一范围的同步转速有： 1000r/min、1500r/min。根据相同容量的两种转速，从表19-1查出两种适用的电动机型号，再将总传动比合理分配给V带和减速器，就得到两种传动比方案，如下表：方案电动机型号额定功率电动机转速r/min电动机质量/kg传动装置的传动比同步满

4、载总传动比V带减速器1Y132S-631000960637.981.6652Y100L2-43150014203811.802.505总传动比： 分配传动比：取减速器的传动比，则V带的传动比：综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比，可见第1种方案比较合适，因此选用电动机型号为Y100L2-4，查表19-3得，其主要参数如下：型号功率（KW）转速（r/min）堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y100L2-4314202.22.2满载转速KHDADEFGHLAB1420122451602860824100380205四、运动参数及动力参数计算：将传动装置各轴由高速到低速依次

5、定为0轴、1轴、2轴、3轴，依次为电机与轴1，轴1与轴2，轴2与轴3之间的传动效率。1、 各轴转速：1轴： 2轴 卷筒轴：2、各轴输入功率，输出功率：输入功率：1轴：2轴：卷筒轴：输出功率：1轴：2轴： 卷筒轴：3各轴输入转矩，输出转矩：电动机的输出转矩： 1轴输入转矩： 2轴输入转矩: 卷筒轴输入转矩：输出转矩分别为输入转矩乘以轴承效率0.99。运动和动力参数计算结果如下表：轴名功率P （KW）转矩T （Nm）转速（r/min）传动比效率输入输出输入输出电动机轴2.5016.8114202.50.951轴2.382.3640.0239.625685.00.962轴2.292.27192.51

6、190.58113.61.00.98卷筒轴2.242.22188.31186.43113.6五、传动零件的设计计算：1.设计V带（1）确定V带型号电动机额定功率P= ，转速，带传动传动比i=2.5，每天工作16小时。由课本表13-8得：，根据= =1420r/min,由课本图13-15，选择A型V带，取。大轮的基准直径：查课本第219页表13-9取。为带传动的弹性滑动。(2)验算带速： 带速合适。（3）确定V带基准长度和中心距：根据：可得应在之间，初选中心距=600mm由课本式（13-2）得带长：查课本第213页表13-2取。由课本第221页式（13-16）计算实际中心距：。（4）验算小带轮包

7、角：由课本式（13-1）得：合适。（5）求V带根数Z：由课本第218页式（13-15）得： 今查课本表13-3得：由课本式（13-9）得传动比：查课本表13-5得：由查课本表13-7得，查课本表13-2得：，由此可得：取Z=3根。（6）求作用在带轮轴上的压力：查课本201页表13-1得 ，故由课本式（13-17）得，单根V带的初拉力；作用在轴上压力：。2、齿轮设计（1）选选齿轮的材料、精度和确定许用应力：因传递功率不大，转速不高，材料按课本表11-1选取，小齿轮用40CrMnMo调质，齿面硬度，,大齿轮用45钢调质，齿面硬度，。取(表11-5)；取(表11-4)；=(2)按轮齿弯曲强度设计计算

8、齿轮精度用8级，取载荷系数K=1.1，（表11-3），齿宽系数（表11-6），小齿轮上的转矩：大齿轮上的转矩：初选螺旋角 齿数：取，则.齿形系数：查图11-8得.由图11-9得。因 ，故应该对大齿轮进行弯曲强度计算.大齿轮法向模数：综合考虑各方面因素影响，由表4-1取。中心距： 取a=120mm。确定螺旋角：齿轮分度圆直径 齿宽 取 （3）验算齿面接触强度将各参数代入式（11-8）得：（4）齿轮的圆周速度对照表11-2，选8级制造精度是合宜的。（5）设计小结：名称代号单位小齿轮大齿轮中心距amm120传动比i5模数mmm1.5螺旋角()齿数z25125分度圆直径mm40200材料及齿面硬度40

9、CrMnMo 45钢六、轴的设计计算输入轴设计：1、按扭矩初算轴径选用45号钢调质处理，硬度HBS。查课本第245页表14-2得， C=110。根据课本第245页式14-2得：，考虑有键槽，将直径增大5%，则d=17.73(1+5%)mm=18.61选d=20mm2、轴的结构设计 （1）轴上零件的定位，固定和装配 单级减速器中可将齿轮直接在轴上加工，相对两轴承对称分布，两轴承分别以轴肩和套筒定位，采用过盈配合固定 （2）确定轴各段直径和长度段：，则长度，取 c=1.5mmII段:考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑带轮和箱体外壁应有

10、一定矩离而定，为此，取该段长为55mm，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长：段为安装轴承段并套上挡油板，直径。取挡油板长度为10mm,则该段长度段为一过渡段并作定位轴肩作用，取直径，取长度为10mm。段直径为小齿轮直径 ，查课本表4-2得=1.0，故：长度为小齿轮的宽度加上倒角，倒角起退刀槽作用，故取其长度为：。段跟段一样是过渡段并作定位轴肩，直径长度为安装轴承段，直径，并安装挡油板。挡油板长度取10mm，故该段长度取30mm.由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=221mm(3)按弯矩复合强度计算求分度圆直径：已知求转矩：已知求圆周力：求径向力Fr作用在轴1带轮上的外力： 因为该轴

11、两轴承对称，所以： （1）绘制轴受力简图（如图a）（2）绘制垂直面弯矩图（如图b）轴承支反力：由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为 (3)绘制水平面弯矩图（如图c）截面C在水平面上弯矩为： (4)绘制合弯矩图（如图d） (5)绘制扭矩图（如图e）转矩： (6)绘制当量弯矩图（如图f）转矩产生的扭剪力按脉动循环变化，取=0.6，截面C处的当量弯矩： (7)校核危险截面C的强度因为材料选择45号钢调质处理，查课本241页表14-1得，查课本246页表14-3得许用弯曲应力，则： 因为3、7段的直径都大于d，所以该轴是安全的。输出轴的设计计算:1、按扭矩初算轴径选用45号钢调质处理

12、，硬度197286HBS。查课本第245页表14-2取 C=115。根据课本第245页式14-2得：,故取d=32mm。2、轴的结构设计 （1）轴的零件定位，固定和装配 单级减速器中，将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用套筒定位，右面用轴环轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以套筒和轴承肩定位，周向定位则用过盈配合，轴呈阶状，左轴承，齿轮套筒从左面装入，右轴承和联轴器依次从右面装入。（2）确定轴的各段直径和长度初选7208AC型角接球轴承，其内径为40mm，宽度为18mm。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，同时要使两齿轮正确啮合和传递效率最大化，

13、并且该轴两轴承对称，所以两轴承的 、值应相等，即。则取套筒长为5mm，安装齿轮段长度比轮毂宽度长2mm。故长度取段直径为II段:II段长比齿轮宽度短2mm，取III段为一轴环，直径为d=54mm,长度为L=5mm.段为安装轴承段，直径取为d=40mm长度为段为过渡段，考虑到轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离，取直径为，长度段为安装联轴器段， 计算联轴器所需的转矩：查课本291表17-1取，查手册选用型号为HL2的弹性柱销联轴器。取直径，长度由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=263mm（3）按弯扭复合强度计算求分度圆直径：已知求转矩：已知求圆周力Ft：求径向力F

14、r两轴承对称(1)求支反力、 (2)由两边对称，截面C的弯矩也对称截面C在垂直面弯矩为 (3)截面C在水平面弯矩为 (4)计算合成弯矩 (5)计算当量弯矩：取=0.6 (6)校核危险截面C的强度因为材料选择45号钢调质处理，查课本241页表14-1得，查课本246页表14-3得许用弯曲应力，则： 因为1和4段的直径都大于d，所以该轴是安全的。七、滚动轴承的选择及校核计算根据根据条件，轴承预计寿命163658=46720小时1、计算输入轴承 （1）已知=568r/min轴承径向反力：初先轴承为角接触球轴承7206AC型轴承内部轴向力， 则 (2) ， 故任意取一端为压紧端，现取1端为压紧端， (

15、3)求系数x、y，根据课本表16-11 (4)计算当量载荷、： (5)计算所需的径向基本额定动载荷值 故取P=728.30N，角接触球轴承=3根据课本表16-8、16-9 ， 取，根据手册得7206AC型的=22000N9354.86N;,故角接触球轴承7206AC型合适。2、计算输出轴承 (1)已知=113.6r/min , 轴承径向反力:试选7208AC型角接触球轴承根据课本表16-6得,则 (2)计算轴向载荷、 ，任意用一端为压紧端，1为压紧端，2为放松端两轴承轴向载荷： (3)求系数x、y根据课本表16-11 (4) 计算当量载荷、： (5)计算所需的径向基本额定动载荷值 故取P=76

16、2.61N，角接触球轴承=3根据课本表16-8、16-9 ， 取，根据手册得7208AC型的=35200N5263.28N;,故角接触球轴承7208AC型合适。八、键联接的选择及计算1、输入轴与带轮联接采用平键联接轴径,查手册表14-24得，选用A型平键，得：键A 832 GB/T1096-2003 键校核,取, h=6mm得，故键合适。2、输出轴与齿轮2联接用平键联接轴径 T=192.51Nm查手册表14-24选用A型平键键校核，键1445 GB1096-79 ，h=9mm，故键合适。3、联轴器与轴2联接用平键联接轴径 T=192.51Nm查手册表14-24选用A型平键键校核，键1070 G

17、B1096-79 h=8mm,故键合适。九、减速器机体结构尺寸序号符号名 称尺 寸(mm)1a中心距1202箱座壁厚831箱盖厚度84b箱座凸缘厚度125b1箱盖凸缘厚度126b2箱座底部凸缘厚度207df地脚螺栓直径M168n地脚螺栓数目a250mm,n=449d1轴承旁联接螺栓直径M1210d2箱盖与箱座联接螺栓直径M811d3轴承端盖螺钉直径M812d4视孔螺钉直径M613d定位销直径M614c1df，d1，d2至箱体外壁距离2215c2df， d2至凸缘边缘距离2016R1轴承旁凸台半径2017h轴承旁凸台高度根据低速级轴承座外径确定18L1箱体外壁至轴承座端面距离=+（58）4819齿轮端面与内机壁距离820m箱座肋板厚度721m1箱盖肋板厚度722D2轴承端盖外径+（55.5）10223S轴承旁联接螺栓距离10224S1地脚螺栓间距13225大齿轮顶圆与内机壁距离8十、润滑方式的确定因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小于，所以采用脂润滑，箱体内选用SH0357-92中的50号润滑，装至规定高度。十一、其他的有关数据其他有关数据见装配图的明细表和手册中的有关数据。十二、参考资料机械设计课程设计陆玉 主编 冯立艳 副主编机械设计基础（第五版）课本杨可桢 程光蕴 主编30