带式输送机传动装置设计说明书同名9309doc.docx

1、带式输送机传动装置设计说明书同名9309doc带式输送机传动装置的设计孙志会金陵科技学院机电工程学院10级机械设计制造及其自动化1班前言机械课程设计是培养学生机械设计能力的技术基础课。机械设计课程设计是机械设计课程的重要实践教学环节，其基本目的是：1）通过课程设计，综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论和实际知识，培养分析和解决实际问题的能力，掌握机械设计的一般规律，树立正确的设计思想；2）学会从机器功能的要求出发，合理选择执行机构和传动机构的类型，制定传动方案，合理选择标准部件的类型和型号，正确计算零件的工作能力，确定其尺寸、形状、结构及材料，并考虑制造工艺、使用、维护、经济和安全等问题，

2、培养机械设计能力；3）通过课程设计，学习运用标准、规范、手册、图册和查阅科技文献资料以及计算机应用等，培养机械设计的基本技能和获取有关信息的能力。在本课程设计中用计算机绘图或手工绘图都能达到以上要求，但是由目前发展趋势应尽量采取计算机绘图。2012年12月3 传动零件的设计计算 73.1箱外传动零件设计 73.2箱体内传动零件的设计 94减速器轴及轴承装置的设计 134.1轴的设计 134.2轴承的设计 185键连接设计 195.1键的选择及校核 196联轴器的设计 206.1联轴器的选择 207减速器附件选择及简要说明 207.1列表说明 218减速器的润滑、密封简要说明 218.1润滑方式

3、 218.2润滑油牌号及用量 218.3密封形式 219箱体结构设计 229.1箱体主要结构尺寸的计算 2210总结 23参考文献 241设计任务书1.1课题题目带式输送机传动装置的设计1.2主要技术参数说明参数数据输送带工作拉力F/N2000输送带工作速度v/(m/s)1.8滚筒直径D/mm450每日工作时数T/h24传动工作年限/年51.3传动系统方案的选择图1 带式输送机传动系统简图1.4机械设计课程设计任务1.减速器装配图一张；2.零件工作图2张（传动零件和轴选一张，箱体和箱盖选一张等）；3.设计计算说明书一份。2传动装置的总体设计2.1电动机的选择2.1.1电动机类型的选择Y系列三相

4、异步电动机2.1.2电动机功率的确定工作机效率=1传动装置各部分的效率，查表9.48级精度齿轮传动效率=0.97十字滑块联轴器传动效率=0.98V带传动效率带=0.96球轴承传动效率=0.99（一对）球轴承传动效率=0.99（一对）滚筒轴承传动效率=0.99（一对）滚筒传动效率滚筒=0.96=带滚筒=0.96x0.99x0.97x0.992x0.98x0.96=0.85工作机所需输入功率Pw=FV/1000=2000x1.8/1000=3.6kW电动机功率Pd= Pw/=3.6/0.85=4.24kW2.1.3确定电动机转速滚筒轴的工作转速为nw=60x1000V/d=60x1000x1.8/

5、3.14x450=76.43r/min查表9.3按推荐的合理传动比范围，取V带传动的传动比i1=24，单级齿轮传动比i2=35，则合理总传动比的范围i=620，故电动机转速的可选范围为nd = inw=（620）x76.43=458.581528.60r/min符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min、1500r/min，在根据计算出的功率，由附表2.1查出有三种适用的电机型号，其技术参数及传动比的比较情况见下表。方案电动机型号额定功率电动机转速/(r/min)传动装置的总传动比Pe/kW同步转速满载转速1Y160M2-85.57507209.422Y132M2-65.51

6、00096012.563Y132S-45.51500144018.84综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量以及带传动和减速器的传动比，比较三个方案，选择方案2比较适合。因此选定电动机的型号为Y132M2-6，所选电动机的额定功率Pe=5.5kW，满载转速nm=960r/min，总传动比适中，传动装置结构较紧凑。2.2总传动比的计算和分配各级传动比(1)计算总传动比ii=nm/nw=960/76.43=12.56（2）分配传动装置的传动比i=i带i齿式中 i带、i齿分别为带传动和齿轮传动的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大，取i带=2.5i齿= i/ i带=12.56/2.5=5.022.3传

7、动装置的运动和动力参数计算（1）各轴转速 nI=nm/i带=960/2.5=384r/min nII=nI/i齿=384/5.02=76.49r/min II轴即为工作机构的滚筒轴，nII=nw（2）各轴的输入功率 带=4.240.96=4.07kW =4.070.990.97=3.91kW滚筒轴输入功率为 Pw=p2滚筒=3.910.990.96=3. 72kW（3）各轴转矩I轴 T1=9550p1/nI=95504.07/384=101.22NmII轴 T2=9550p2/nII=95503.91/76.49=488.17Nm滚筒轴 Tw=9550Pw/nw=95503.72/76.49=

8、464.45Nm=0.97=0.98带=0.96=0.99=0.99=0.99滚=0.96=0.85Pd=4.24kWnw=76.43r/min方案2Y132M2-6Pe=5.5kWnm=960r/mini=12.56i齿=5.02nI=384r/minnII=76.49r/minp1=4.07kWp2=3.91kWPw=3.72kWT1=101.22NmT2=488.17NmTw=464.45Nm传动装置的数据参数轴号功率P/kW转矩T/Nm转速n/(r/min)传动比效率电动机轴4.2442.189602.505.021.000.960.960.95I4.07101.22384II3.91

9、488.1776.49滚筒轴III3.72464.4576.493传动零件的设计计算3.1箱外传动零件设计3.1.1带传动（参考机械设计基础第二版 P152）（1）确定计算功率PC由表9.21查的KA=1.4（工作情况系数）PC=KAPd=1.4x4.24=5.94kW(2)选取普通V带型号根据PC=5.94kW n1=960r/min，由图9.13选用A型普通V带。（3）确定带轮基准直径根据表9.6和图9.13选取，且dd1=140mmdmin=75mm大带轮基准直径为dd2=(n1/n2)dd1=(960/384)x140=350mm按表9.3选取标准直径dd2=355mm则实际传动比i、

10、从动轮的实际转速分别为i= dd2/dd1=355/140=2.54n2=n1/i=960/2.54=377r/min从动轮的转速相对误差率为（377-384）/384x100%=-1.8%(4)验算带速vv=dd1n1/60x1000=3.14x140x960/60x1000=7.03m/s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按结构设计要求初定中心距a0=1000Ld0=2a0+(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0=2x1000+3.14x(140=350)/2+(350-140)2/4x1000=2780.325mm由表9.4选取基准长度Ld=

11、2800mm实际中心距a为a=a0+(Ld-Ld0)/2=1000+(2800-2780.325)/2=1010mm中心距a的变动范围为amin=a-0.015Ld=(1010-0.015x2800)mm=968mmamax=a+0.03Ld=(1010+0.03x2800)mm=1094mm(6)校验小带轮包角11=180。-(dd2-dd1)/ax57.3。=180。-(350-140)/1010x57.3。=168.1。120。 合格（7）确定V带根数z z=Pc/(P0+P0)KKL 根据dd1=140mm n1=960r/min,查表9.9，用内插法得P0=1.64kWP0=Kn1（

12、1-1/ki） 由表9.18查得Ka=1.0275x10-3根据传动比i=2.54，查表9.19得Ki=1.1373，则 P0=1.0275x10-3x960(1-1/1.1373)kW=0.12kW 由表9.4查得带长度修正系数KL=1.11，由图9.12查得包角系数K=0.98，得普通V带根数 z=5.94/(1.64+0.12)x0.98x1.11=3.10取整得z=4根。（8）求初拉力F0及带轮轴上的压力FQ 由表9.6查得A型普通V带的每米长质量q=0.17kg/m，则单根V带的初拉力为 F0=(1000Pc/2zv)x(2.5/K-1)+qv2=1000x5.94/(2x4x7.0

13、3)(2.5/0.98-1)+0.1x(7.03) 2=168.76N 作用在轴上的压力为 FQ=2F0zsin(1/2)=2x168.76x4xsin(168.1。/2)=1342.8N(9)设计结果选用4根A-2800 GB/T 11544-1997 V带，中心距a=1010mm，带轮直径dd1=140mm，dd2=350mm，轴上压力FQ=1342.8N带轮主要参数小轮直径dd1大轮直径dd2中心距a基准长度Ld带根数z140mm355mm1010mm2800mm43.2箱体内传动零件的设计3.2.1齿轮传动的设计计算（参考机械设计基础第二版P235）（1）选择齿轮材料精度等级小齿轮选用

14、45号钢，调质处理，HBS220250大齿轮选用45号钢，正火处理，HBS170210因为是普通减速器，由表11.20选8级精度，要求齿面粗糙度Ra=76.43 KT1（u+1）/(duH2) 确定有关参数与系数1）转矩T1T1=9.55x106xP1/n1=9.55x106x4.07/384=1.01x105Nmm2）载荷系数K查表11.10 取K=1.13)齿数z1和齿宽系数d取小齿轮齿数z1=24,大齿轮齿数z2=iz1=5.02x24=120.48 圆整z2=121实际齿数比为u=z2/z1=121/24=5.04齿数误差为u-u/u=5.02-5.04/5.02=0.4%因单级直齿圆

15、柱齿轮为对称布置，而齿轮表面又为软齿面，由表11.19选取d=14）许用接触应力H由图11.25查得Hlim1=560MPa, Hlim2=530MPa由表11.9查得SH=1N1=60njLh=60x384x1x(5x24x365)=1.01x109N2=N1/i=1.01x109/5.04=2.0x108由图11.28得ZN1=1,ZN2=1.04H1= ZN1Hlim1/SH=1x560/1=560MPaH 2= ZN2Hlim2/ SH=1.04x530/1=551MPa故d1=76.43 KT1（u+1）/(duH2)=76.43x 1.1x1.01x105x(5.04+1)/(1x

16、5.04x5512)=58.07mm m=d1/z1=58.07/24=2.42mm由表11.3取标准模数m=2.5mm(4)主要尺寸计算d1=mz1=2.5x24=60mmd2=mz2=2.5x121=302.5mmb=dd1=1x60=60mm取b2=60mmb1= b2+5=65mma=1/2m(z1+z2)=1/2x2.5(24+121)=181.25mm(5)按齿根弯曲疲劳强度校核 如果FF，则校核合格。 确定有关系数与参数： 1）齿形系数YF 查表11.12得 YF1=2.68，YF2=2.18 2）应力修正系数Ys查表11.13得 Ys1=1.59，Ys2=1.803）许用弯曲应

17、力F 由图11.26查得Flim1=210MPaFlim2=190MPa由表11.9查得SF=1.3由图11.27查得YN1=YN2=1F1= YN1Flim1/SF=1x210/1.3=162MPaF2= YN2Flim2/SF=1x190/1.3=146MPa故 F1=2KT1YFYs/bm2z1=2.68x1.59x2x1.1x1.01x105/(60x2.52x24)=105.2MPaF1F2=F1YF2Ys2/YF1Ys1=105.2x2.18x1.8/(2.68x1.59)=96.88MPaF2齿根弯曲强度校核合格。（6）验算齿轮的圆周速度 V=d1n1/60x1000=3.14x

18、60x384/60x1000=1.21m/s由表11.21可知，选八级精度是合适的。（7）几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图 小齿轮 da1=d1+2ha=160+2x1x2.5=65mm df1=d1-2hf=160-2x1.25x2.5=53.75mm 大齿轮 da2=d2+2ha=302.5+2x1x2.5=307.5mm df2=d2-2hf=302.5-2x1.25x2.5=296.25mmPC=5.94kWdd2=350mmi=2.54n2=377r/minv=7.03m/sLd=2800mma=1010mm1=168.1。P0=1.64kWKa=1.0275x10-3Ki=1.13

19、73P0=0.12kWKL=1.11K=0.98z=4q=0.17kg/mF0=168.76NFQ=1342.8NT1=1.01x105NmmK=1.1z1=24z2=121d=1Hlim1=530MPaN1=1.01x109N2=2.0x108ZN1=1ZN2=1.04H1=560MPaH 2=551MPam=2.5mmd1=60mmd2=302.5mmb1=65mmb2=60mma=181.25mmFlim1=210MPaFlim2=190MPaF1=162MPaF2=146MPaF1=105.2MPaF1F2=96.88MPa=C P/n =115x 4.07/384=25.3mm考虑带

20、轮与轴通过键连接，轴应该增加5%。d1=25.3x1.05=26.5mm取d1=30mm(轴外伸端最小直径)从动轴D1=C P/n =115x 3.91/76.49=42.7mm考虑带轮与轴通过键连接，轴应该增加5%。D1=42.7x1.05=44.8mm 取D1=45mm 4.1.3轴的结构设计1.轴的结构形状根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。根据采用的装配方案，齿轮等零件从右端依次装入。2.确定各轴段的直径与长度主动轴（1）直径轴段（外伸端）与大带轮连接，直径最小，d1=30mm考虑到要对安装在轴段1上的带轮进行定位，轴段2上应有轴肩，

21、同时能顺利地在轴段2上安装轴承，轴段2必须满足轴承内径标准，故取轴段2的直径d2=35mm；用相同的方法确定轴段3、4的直径d3=40，d4=50，为了便于拆卸左轴承，查6209型滚动轴承的安装高度，取d4=42mm，d5=40mm.（2）长度1）大带轮宽B=（z-1）e+2f=52mm，故取轴段1长L1=60mm，上面有键槽，查表8.1得，键长l1=52mm，宽b1=8mm，高h1=7mm。2）根据箱体结构及轴承盖的装拆的要求，取L2=70mm。3）小齿轮要装在轴段3上，其宽度b=65mm，轴段3的长度应略短于齿轮轮毂宽度，取L3=63mm，上面有键槽，查表8.1得，键长l3=58mm，宽b

22、3=12，高h3=8mm。4）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距离，取为15mm；为保证轴承安装在箱体轴承座孔中（轴承宽度为18mm）,并考虑轴承的润滑，取轴承端面距箱体内壁距离为5mm，所以轴段4的长度取L4=20mm，轴承支点距离l=118mm。5）轴段5为滚动轴承的定位轴肩，取L5=10mm。（3）选定轴的结构细节，如圆角、倒角、退刀槽等的尺寸（详见装配图和零件图）。从动轴（1）直径轴段（外伸端），直径最小，D1=45mm。根据箱体结构，取轴段2的直径D2=50mm。考虑到轴段3上应有套筒，同时能顺利地在轴段3上安装轴承，轴段3必须满足轴承内径标准，故取D3

23、=55。轴段4需要安装大齿轮，根据要求取D4=60，为了便于拆卸左轴承，查轴承型号的安装高度，取D5=65mm，D6=D3=55mm。（2）长度1）取轴段1长L1=75mm，上面有键槽，查表8.1得，键槽长l1=70mm，宽b1=14mm，高h1=9mm。2）根据箱体结构及轴承盖的装拆的要求，取L2=75mm。3）根据箱体结构及轴承盖的装拆的要求，取L3=70mm。 4）大齿轮要装在轴段4上，其宽度b=60mm，轴段4的长度应略短于齿轮轮毂宽度，L4=58mm，上面有键槽，查表8.1得，键长l4=52mm，宽b4=18，高h4=11mm。5）轴段5为滚动轴承的定位轴肩，取L5=10mm，轴承支

24、点距离l=202mm。6）轴段6安装轴承取L6=20mm（3）选定轴的结构细节，如圆角、倒角、退刀槽等的尺寸（详见装配图和零件图）。4.1.4按弯扭合成强度校核轴径1.求齿轮上作用力小齿轮分度圆直径d1=60mm作用于小齿轮转矩 T1=1.01x105Nmm圆周力 Ft=2T1/d1=2x1.01x105/60=3366.7N径向力 Fr=Fttan20。=1225.4N由于为直齿轮，轴向力Fa=02.坐水平面内的弯矩图，轴上支点反力为FHA=FHB=Ft/2=3366.7/2=1683.35NI-I截面弯矩MH=1683.35x118/2=99318Nmm3.作垂直面内的弯矩图，支点反力为F

25、VA=Fr/2-Fad/2l=1225.4/2-0=612.7NFVB=Fr-FVA=612.7N截面左侧弯矩为MV1左=-FVAl/2=612.7x118/2=-36149.3Nmm截面右侧弯矩为MV1右=FVAl/2=36149.3Nmm4.作合成弯矩图M= M2H+M2V截面M1左=M1右 M2V1左+M2H1 =1.06x105Nmm5.作转矩图T=9.55x106xP/n=9.55x106x4.07/384=1.01x105Nmm6.求当量转矩因减速器单向运转，故可认为转矩为脉动循环变化，修正系数=0.6。I-I截面Me1= M21右+（T）2 =1.25x105NmmII-II截面

26、Me2= M22+（T）2 =7.9x104Nmm7.确定危险截面及校核强度由图可知，截面I-I、II-II所受转矩相同，但弯矩Me1Me2 ，且轴上还有键槽，故截面I-I可能为危险截面。但由于轴径d3d2，故也应对截面II-II进行校核。I-I截面e1= Me1/W= Me1/0.1d33=1.25x105/(0.1x403)=18.75MPae2= Me2/W= Me2/0.1d32=7.9x104/(0.1x353)=18.43MPa查表16.3得-1b=60MPa，满足e-1b的条件，故设计的轴有足够的强度，并有一定的裕度。8.弯矩图如下所示4.1.5主动轴各段尺寸数据数据d1d2d3d4d4d5L1L2L3L4L5l3035405042406070632010118从动轴各段尺寸数据d1d2d3d4d5d6L1L2L3L4L5l4550556065554