带式运输机传动装置的设计说明书.docx

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1、带式运输机传动装置的设计目 录一、设计任务书.2二、机械课程设计说明书 31传动方案拟定（题目分析） .32电动机的选择.43计算总传动比及分配各级的传动比 .54运动参数及动力参数计算 .65传动零件的设计计算 .76轴的设计计算.127滚动轴承的选择和寿命计算.178键联接的选择及校核计算 199联轴器的选择计算.2110润滑方式、密封方式简要说明2111参考文献.23三、设计图纸26、设计任务书设计题目：带式运输机传动装置的设计1 .带式运输机传动装置的传动简图如下：主要 内容1-电动机；2V带传动；31级圆柱齿轮减速器；4联轴器:5-一卷筒；6-传谢2 .带式运输机数据见表格:数据编号

2、12345运输带工作拉力F/N11001150120012501300运输带工作速度V/(m/s)1.61.61.71.51.55卷筒直径D/mm250260270240250数据编号678910运输带工作拉力F/N13501450150015501600运输带工作速度V/(m/s)1.61.551.651.61.7卷筒直径D/mm2602502602402503 .工作条件：工作中有轻微震动，单项运转，运动带速度允许 误差为5%;工作期限为10年，每天工作300天，三班制工作， 一般用途；检修期间隔为三年。4 .生产批量：小批量生产5 .设计任务1）设计计算说明书一份，主要内容包括：（1）目

3、录；（2） 设计任务；（3）传动方案拟定（题目分析）；（4）电动机的 选择；（5）计算总传动比及分配各级的传动比；（6）运动 参数及动力参数计算；（7）齿轮传动的设计计算；（8）轴的 设计计算；（9）滚动轴承的选择和寿命计算；（10）键联接 的选择及校核计算；（11）联轴器的选择计算；（12）参考文 献；2）绘制设计草图1张，A13）绘制圆柱齿轮减速器装配图1张，A14）绘制大齿轮零件图和输出轴零件图各 1张，A3备注、设计计算说明书计算内容计算结果、传动方案拟定(题目分析)设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动(1)工作条件：工作中有轻微震动，单项运转，运动 带速度允许误差为5%;工作期限为10

4、年，每 天工作300天，二班制工作，一般用途；检修期 间隔为三年。(2)原始数据：输送带拉力F=1250N;带速V=1.5m/s; 漆筒直径D=240mm。二、电动机选择1、电动机类型的选择：Y系列三相异步电动机2、电动机功率选择：(1)传动装置的总功率：3T总一刀带X刀 轴承X刀齿轮X刀联轴器X刀滚筒 =0.96X 0.993 X 0.97X 0.99X 0.96=0.86(2)电机所需的工作功率：P工作=FV/ (1000刀总)= 1250X 1.5/ (1000X 0.86)=2.183KW毛总=0.86P 工作=2.183KW3、确定电动机转速：计算滚筒工作转速：n 筒=60 x 10

5、00V/ （兀 D）=60x 1000X 1.5/ （兀 X240）= 119.43r/min按手册推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一 级减速器传动比范围Ia=35。取V带传动比I1=24, 则总传动比理时范围为 =620。故电动机转速的可选 范围为 nd=I ax n 筒=716.582388.60r/min符合这一范围 的同步转速有750、1000、和1500r/min。根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电 动机型号：因此有三种传支比方案：如指导书P15页第 一表。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、 价格和 带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则 选 n=1000r

6、/min。4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及 同步转速，选定电动机型号为 Y 100L2-4。其主要性能：额定功率：p=3KW,满载转速n电动 =1430r/min。三、计算总传动比及分配各级的传动比n 筒=119.43r/min电动机型号Y 100L2-4p=3KWn电动=1430r/min1、总传动比： %=na/n 筒=1430/119.43=11.9742、分配各级传动比据指导书，取带I带=3 (36合理): i总二i齿轮x I带.i 齿轮=i 总/I 带=11.974/3=3.991 四、运动参数及动力参数计算 1、计算各轴转速(r/min)no=n 电机=

7、1430r/minni=no/i 带=1430/3=476.667(r/min)nii=ni/i 齿轮=119.435(r/min)nIII= nII=119.435(r/min)2、计算各轴的功率(KW)P0= P 工作=2.183KWP尸P0x 刀带x 刀承=2.305X0.96X0.99=2.075KWPi产Pi X刀齿X刀承=1.992KWPIII =PII x 刀承 x 刀联=1.953KW3、计算各轴扭矩(N mm)To =9550 x P/n0=9550 x 2.183 x1000/1430=14.5792 mTi=ToX 刀带x 刀承Xi 带=14.579X0.96X0.99X

8、3 =41.567N mTI产TIx刀齿x刀承Xi齿轮=159.308N mTiii =Tii x t承 x t联 x i 带齿=159.308X 0.99X 0.99X 1=156.138N m4、各轴功率、转速、转矩列于下表轴号功率(KW)转速(r/min)转矩(N M)02.183143014.579I2.075476.66741.567丑1.992119.435159.309m1.953119.435156.138五、传动零件的设计计算1、齿轮传动的设计计算(1)选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不在，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用45钢，调质处理，齿面硬度为179286HBS。

9、大齿轮选用45钢，调质处理，齿面硬度179286HBS;根据表选7级精度。齿面精糙度 RaWl.63.2p m(2)按齿面接触疲劳强度设计轴直径由 diA(2k(u+1)/(u)d)(ZEZH/ -)2严 计算： 查机械设计基础170171页取0 d=1Ze=189.8 Zh=2.5 u=n/nII=3.991载荷系数取k=1.1根据前面数据转矩Ti=41.567N m许用接触应力(T h6 h=b Hlim/Sh由课本查得：(T HlimZI =580Mpa (T HlimZ2 =550Mpa通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求选取安全系数Sh=1.0b h 1= b Hliml/SH=

10、580x/1.0Mpa=580Mpa(T H2= (T Hlim2/SH=550/1.0Mpa=550Mpa故得：di A(2kTi(u+1)/(u 6 cO(ZeZh/ oh)2)3=2 x 1.1 x 41567 x (3.991+1)/ ( 1 X 3)(189.8X 2.5/550) 21/3mm=43.493mm(3)选取齿轮模数：a= (1+u) d1/2= (1+3.991) x 43.493=108.532mmm=(0.0070.02)a=(0.0070.02)x 108.532m=2mm=0.75972.1706根据课本表 取标准模数：m=2mm(4)计算齿轮齿数：Z 1 =

11、d 1/m=43.491/2=21.7455乙=24乙=96Z2=Z1u=95.786取标准值Z1=24 Z2=96(5)校核齿轮模数：u实=Z1/Z2=4Au= u-u实)/u实|X100%=0.2%2.5%所以此数据合格(6)计算齿轮数据：d1 =48mmd2=192mma=120mm分度圆直径：d1=Z1m=2x 24=48mmd2=Z2 m=2 x 96=192mm中心距：a=1/2 (&+d2)=1/2 (48+192)= 120mm齿宽：B 2 = d dd1=1 x 48mm=48mmBi=B2 +(58)=5358mm 取 53mm齿顶高齿根高：查机械设计基础表4-2齿顶高系数

12、h； = 1.0顶隙系数c* =0.25da1=52mmda2= 196mmdf1 =43mmdf2 =187mm齿顶高 h a =从m=1 x 2=2mm齿根高 hf =(h；+c* )m=2.5mm 齿顶圆直径：da1=d1+2ha=48+2X 2=52mmda2= d2+2ha=192+2X2=196mm 齿根高直径：df1=d1-2hf =43mmdf2 =d2-2hf =187mm(6)校核齿根弯曲疲劳强度(TF=(2kTi/Bm2Zi)YFaYsaW of确定有关参数和系数：齿形系数YFa和应力修正系数Ysa根据齿数Zi=24,Z2=96由机械设计基础表11-9相得YFa1=2.6

13、3Ysa1 = 1.58YFa2=2.19Ysa2=1.78许用弯曲应力ofb F=b Flim Y stY nt/Sf由机械设计基础查得：lim1 =480Mpa er Flim2 =420Mpa按一般可靠度选取安全系数 Sf=1.25计算两轮的许用弯曲应力(tfi= (T Flim1 /SF=480/1.25Mpa=384Mpa。f2=。Flim2 /Sf =420/1.25Mpa=336Mpa将求得的各参数代入式1=2kT1/ (B1m2ZYFaBsa1=2X 1.1 X41.567X 1000/(53X 22X 24) x2.63X 1.58=74.686Mpa f2=2kT1/ (B

14、zm2Z2)YFa2Ysa2=2X 1.1X41.567X 1000/ (48X 22X 96) 乂2.19X 1.78=19.340Mpa115 (2.075/476.667)/3mm=18.78mm考虑有键梢，将直径增大5%,则di=18.78x (1+5%)mm=19.719mm但考虑到轴的强度d1=26mmL1=60mm. 选 d1=26mm此处与V带大轮配合，初步估算Li=60mm;计算d 2处d2 =di+2ai=26+2 x (0.070.1)x 26=29.64 31.2mm因d2必须符合轴承密封元件的要求，经查表，d2=30mmL2 =60mmd3=35mm取 d2=30mm

15、;此段长度包括两部分，分为外伸和内藏段而且便于轴承的拆装和对轴承加油润滑此处取L2 =60mm;计算d3处d3=d2+ (15) =4145mm,且 d3必须与轴承的内径一致，圆整 d3=35mm,初选轴承型号为6207,查附表可知，B=17mm , D=72mm ,Cr =25NG=15.2kN ；此段综合考虑轴承内圈宽度，箱体的铸造误 差装配时留有余地，齿轮对称布置等取L3=32mmd4=40mmL3=32mm;计算d4处d 4 =d 3 +(15)mm=3640mm,应圆整为标准直径，一般取0, 2, 5, 8尾数，取d4=40mm;此段轴间配合安装挡油环取 L 4 =10mm;计算d

16、s处d 5和小齿轮齿顶直径大小相同d5=da1=52mm;此段取 L5=Bi =53mm;计算d6处此段与d 4段对称取d6=d4=40mmL6=L 4 =10mm;计算d7处由于配合轴承6207 d7=35mm;此段综合考虑轴承内圈宽度，箱体的铸造 误差装配时留有余地，齿轮对称布置等取 L 7=34mm;2、输出轴的设计计算L4 =10mmd5=52mmL5=53mmd6=40mmL6=10mmd7=35mmL7 =34mm(1)输出轴的结构设计图如下轴的结构示意图如下:(2)确定轴各段直径和长度按扭矩计算最小算轴径及其长度选用45号钢调质，硬度217255HBs根据机械设计基础教材表142

17、,取c=115dJPdi115 (1.992/119.435)/3mm=29.38mm考虑有键梢，将直径增大5%,则d 1=18.78x (1+5%)mm=30.849mmd1=32mmLi=85mm但考虑到轴的强度. 选 di=32mm此处与联轴器配合，初步估算 Li=85mm;计算d2处d2=40mmL2 =60mmd3=35mmL3=43mmd4=52mmL4 =46mmd2 =di +2ai =32+2 x (0.070.1)x 32=32.448 40.4mm因d2必须符合轴承密封元件的要求，经查表，取 d2=40mm;此段长度包括两部分，分为外伸和内藏段而且便于轴承的拆装和对轴承加

18、油润滑此处取L2 =60mm;计算d3处d3=d2+ (15) =4145mm,且 d3必须与轴承的内径一致，圆整 d3=35mm,初选轴承型号为 6209,查附表可知，B=19mm, D=85mm;此段综合考虑轴承内圈宽度，箱体的铸造误 差装配时留有余地，齿轮对称布置等取 L3=43mm;计算d4处d4=d3+2a3 =45+2乂 (0.070.1)x 45mm=51.354mm因为圆整为标准直径，一般取 0, 2, 5, 8 尾数，取d4=52mm;此段考虑齿轮从一端装入，故而齿轮孔径应大于轴承处轴径，并应为标准值 L4=46mm;计算d5处d5=d4+2a4=52+2x (0.070.1

19、)x 52mm =59.2862.4mm 取标准值 d5=60mm轴环宽度可取L5=10mm;计算d6处由于配合轴承6209d6=45mm;此段综合考虑轴承内圈宽度，箱体的铸造误差装配时留有余地，齿轮对称布置等取L 6=31mm;七、滚动轴承的选择及校核计算1、从动轴承：因为闭式齿轮选择直齿圆柱齿轮，考虑承受载荷和只承受径向力，主动轴承和从动轴承均选用深沟球轴承。从动轴承：根据轴径值查机械制图教材P 326附录C10- 1深沟球轴承各部分尺寸，选择6209 (GB/T276-1994)型深沟球轴承 2个。各部分尺寸如卜表：d5=60mmL5=10mmd6=45mmL6=31mm从动轴承型号62

20、09轴承代号尺寸/mmdDB6209458519(1)寿命计划：要求轴承寿命：(十年三班制工作，按每年工作300天，每班工作8个小时)L=10X300X 24=72000h(2)计算选用轴承寿命查机械零件设计手册P810表3. 11-15基本额定动负荷Cr =25.11KN动载荷系数X =1 Y=0当量动载荷P = XFr YFa = 763N温度系数ft=1载荷系数fP=5 对球轴承寿命系数；=31.5父763 J106 /ftCr60n- fpp106 X60 970=181456h L =48000h轴承寿命合格主动轴承型号62072、主动轴承主动轴承：根据轴径值查机械制图教材P326附

21、录C10- 1深沟球轴承各部分尺寸，选择6207(GB/T276-1994)型深沟球轴承 2个。各部分尺寸如下表：轴承代号尺寸/mmdDB6207357217寿命计划：要求轴承寿命：(十年两般制工作，按每年工作300天,每班工作16个小时）L=10X300X24=72000h计算选用轴承寿命查机械零件设计手册P810表3. 11-12基本额定动负荷Cr =19.72N动载荷系数X =1 Y=。当量动载荷P = XFr YFa = 786N温度系数f 载荷系数fP=5 对球轴承寿命系数；=3,106 f ftCr106 门黑 19720 )Lh =|二父60n0 ( fpP ,60m 970 J

22、.5M 786)=80400h L = 48000h（主动轴承简图）八、键联接的选择及校核计算 材料选择及其许用挤压应力选择45号优质碳素钢，查机械零件设计手册P458 表 3 . 2-3其许用挤压应力(rp=110Mpa(1)主动轴外伸端，d=26mm,考虑到键在轴中部安装，选择平键就可以了，且 L 1 =mm故选择 8 X 60GB1096-1990型键。b=8mm l=60mm h = 7mm静连接工作面的挤压应力：n=4T/ (dhl) =4X41567/(26X 8X60)=13.32Mpa6p则：强度足够，合适(2)从动轴外伸端，d=32mm,考虑到键在轴中部安装，选择平键就可以了

23、，且联轴器轴长度为82mnfe选择：b = 10mm l=75mm h = 8mm静连接工作面的挤压应力：(T p=4T/ (dhl) =4X 159309/ (32X8X75)=33.19Mpa入则：强度足够，合适(3)从动轴与齿轮联接处，d=52mm,考虑到键在轴中部安装，且l=46 mn择平键就可以了，故选择。b=16mm l=40mmh=10mm静连接工作面的挤压应力：(T p=4T/ (dhl) =4X 156138/ (52X 10X40)=30.03Mpa88箱盖厚度错误！ 未找到引用源。0,855 88箱盖凸缘厚度% =工应12箱座凸缘厚度b = L监12箱座底凸缘厚度% 工5

24、520地脚螺钉直径& = 0.04a + 5M16地脚螺钉数目6轴承旁联结螺栓 直径% = CL7S可M12盖与座联结螺栓 直径M10 螺栓的间距： 200300轴承端盖螺钉直 径错误！未找到 引用源。轴承外圈直径72/85直径M8r螺钉数目14/6视孔盖螺钉直径单级减速器M6定位销直径d= (0.7-0.8 )错误！未 找到引用源。6轴承座外径瓦=n + (5区A盛110/120轴承旁连接螺栓 距离S一般取S=昔误！未找到 引用源。110/125轴承旁凸台半径16轴承旁凸台高度h36箱盖、箱座厚ffia 0.05(517! 0.855错误！未找到引 用源。8mm,m=8mm大四牝顶圆与相 内壁间距离Ai1.2S16齿轮端面与箱内 壁距离43 613卜.、殄英文献精密机械设计基础教材第五版高等教育出版社机械制图教材第五版高等教育出版社机械专件设计手册修订版一一1995年国防工业出版社机械设计基础大型作业与课程设计一一中国标准出版社机械设计课程设计手册一一高等教育出版社