带式输送机传动装置的设计书

1 带式输送机传动装置的设计书 一方案传动分析 传动方案（方案一）简图如下图所示：电动机 带传动 两级圆柱齿轮减速器 联轴器 运输机 该方案的优缺点： 该工作机有轻微振动，由于 V 带有缓冲吸振能力，采用 V 带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可 以采用 V 带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速，这是两级减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边，以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。原动机部分为 Y 系列三相交流异步电动机。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。 1）根据工作要求及工作条件选用 Y 系列三相交流异步电动机，封闭式结构。 2）工 作机所需功率：1000传动装置的总效率： 5423421 2 按表 2设）确定： V 带传动效率 1 =动轴承传动效率 （ 一对 ） 2 =式齿轮传动效率3=轴器传动比 4 =动滚筒效率 5 =0。 97 代入数据得 = 4 3）确定电动机转速： 滚筒轴工作机转速 m i 100006 在上 2）步中1000P 0 0 0 0 因载荷平衡，电动机额定功率表 16课设）可知取5.5 通常， V 带传动的传动比常用范围为 421 i ；二级圆柱齿轮减速器为4082 i ，则总传动比的范围为 16016 i ，故电动机转速的可选范围为 m i 6016(* d 符合这一范围的同步转速有 750、 1000、 1500、 3000 如果没有特殊要求一般不选用 750、 3000 两种转速的电动机，现以 同步转速 1000、 1500 表 16课设）查得的电动机数据及计算出的总传动比列于表 1. 表 1 方案 电动机型号 额定功率动机转速n/ 电动机质量m/传动比格 /元 同步 满载 1 500 1440 68 000 960 85 300 3 比较两方案可见，方案 1 虽然总传动比大，但是电动机质量价格较低，鉴于此输送机提升的物料种类，决定选用方案 1。 电动机 技术数据：额定功率（ 满载转速（ 1440 额定转矩（ ） 最大转矩（ ） 动机的外型尺寸（ A： 216 B： 178 C： 89 D： E： 80 F： 10 G： 33 H： 132 K： 12 280 270 210 315 200 L： 475 总传动比： V 带传动比 301i ，则减速器的传动比 i 为： 1 ii 8 4 2 i 则低速级的传动比 4 5 223 i 0 轴（电机轴）： 输入功率： 转速： m m 输入 转矩： 5 0 000输出功率： 4 输出转矩： 1 轴（高速轴）： 输入功率： 转速：m 输入转矩： 83480 5 09 5 5 0 111输出功率： 输出转矩： 2 轴（中间轴） 输入功率： 转速：m 输入转矩： 3 8 79 5 5 0 222输出功率： 输出转矩： 3 8 3 轴（低速轴）： 输入功率： 转速：m 输入转矩： 12849550 333输出功率： 输出转矩： 1 2 7 4 轴（滚筒轴）： 输入功率： 5 转速：m 输入转矩： 1 2 5 79 5 5 0 444输出功率： 输出转矩： 计算结果汇总下表 2 所示： 表 2 轴名 功率 P/矩 T/(N m) 转速n/( 输入 输 出 输入 输出 电机轴 440 1 轴 3 82 480 2 轴 87 383 轴 284 1271 筒轴 257 1244 二部分 带设计 外传动带选为 普通 V 带传动 1、确定计算功率：3课设）查得工作情况系数 所以 择 V 带型号 根据 4403此坐标点位于 A 型区，所以选用 A 型 V 带。 （ 1）、由表 13机 设） 不小于 75，现取 125式 13 6 设）得 =表 13设） 取 752 4、验算带速 由式 5设） a 1111 0 060 5、传动比 i 3125）、从动轮转速 m i 12 480 a 和带长 （ 1）、按式（ 5设）初选中心距 750)(10 合 1021 （ 2）、按式 (13设 )求带的计算基础准长度0306()(22 02122100 查表 132(机设 )取带的基准长度 5003)、按式 (13设 )计算实际中心距 :a L d 8472a 00 由式 (13设 ) 21 a 合 带根数 Z （ 1）查表 13 (2)已知传动比，由表（ 13设）查得0P=3)由表查得（ 13设）查得包角系数 96.0k 7 (4)由表 (13设 )查得长度系数 (5)计算 V 带根数 Z，由式（ 13设） 00 取 Z=4 根 9计算单根 V 带初拉力0F，由式（ 13设。 q 由表 13设查得49)00 20 10计算对轴的压力式（ 13设）得 1 7 92s i 0 11确定带轮的结构尺寸，给制带轮工作图 小带 轮基准直径 251a 采用实心式结构。大带轮基准直径752a ，采用轮辐式结构。 第三部分 齿轮的设计计算 一、高速级减速齿轮设计（斜齿圆柱齿轮） 因传递功率不大，转速不高，材料按表 11取，小齿轮采用 20碳淬火，齿面硬度为 56 ， 。大齿轮采用 20碳淬火，齿面硬度为 56M ， ，由表 11 ， 。 ， M p 5 0 011 5 0 01H l M P 6M p 5 8 按齿面接触强度设计 设齿轮按 7 级精度制造。取载荷系数 K=宽系数 ，小齿轮上的转矩 8 6161 初选螺旋角 。15 齿数取 27 ，则 ，取 131 ，实际的传动比为 齿形系数 3015c o 1 图 11 0 0 8 6 1 F Y 0 0 8 6 2 F Y 故应对小齿轮进行弯曲强度计算 法向模数 o o 2243 211121 由表 4 中心距 4 315c o 3 o 1 取 确定螺旋角 11271 . 7 5a r c c o r c c o s 21 n齿轮分度圆直径 o s/o s/11 o s/o s/22 齿宽 取 02 51 验算齿面接触强度 将各参数 9 代入式（ 11 M P 5 0 06 8 98 4 4 9u 1u 所以安全 齿轮的圆周速度 8036100060v 11 对照表 11 7 级精度是合宜的。 二、 低速级减速齿轮设计（斜齿圆柱齿轮） 低速级减速齿轮设计（同高速轴设计） 因传递功率不大，转速不高，材料按表 11取，小齿轮采用 20碳淬火，齿面硬度为 56 ， 。大齿轮采用 20碳淬火，齿面硬度为 56M ， ，由表 11 ， 。 ， M p 5 0 011 5 0 01H l M P 6M p 5 按齿面接触强度设计 设齿轮按 7 级精度制造。取载荷系数 K=宽系数 ，小齿轮上的转矩 102 8 61363 初选螺旋角 。15 齿数取 25 ，则 ，取 86 ，实际的传动比为 10 齿形系数 o s 253o s 8631 图 11 1 11 F Y 0 0 8 6 2 F Y 故应对小齿轮进行弯曲强度计算 、 法 向 模 数 o o 2263 211121 由表 4 中心距 o o 1n 取 确定螺旋角 r c c o r c c o s 21 n齿轮分度圆直径 o s/o s/11 o s/o s/22 齿宽 b 1 取 02 51 验算齿面接触强度 将各参数 代入式（ 11 5 0 01 0 2 54 5 5 02 8 s 1 5 . 9u 1u 所以安全 齿轮的圆周速度 1 对照表 11 7 级精度是合宜的。 11 第四部分 轴的设计 一 因为做成齿轮轴，所以材料与小齿轮一样，为 20碳淬火 按扭矩初估轴的直径 ,查表 10 c=107 至 118,取 110c 输入功率 3480 3m i ，所以该轴上最小直径为 5 角接触球轴承 7307C： 218035 r ，15 4.初估轴径后 ,可按轴上零件的安装顺序 ,该高速轴为齿轮轴，从右端开始确定直径 安装轴承和挡油环，挡油环厚度 ，故该段直径为 d ，01 。 2 段为轴肩，计算得轴肩的高度为 h=（ 1d =3 52 ， ， 3 段齿轮， 3,50。 4 段 5 段均不装任何零件， 0,45 44 ， 0,41， 6 段安装另一个轴承和挡油环，直径和 1 段一样为 ，。 7 段装大带轮， 7 6 5 4 3 2 1 为了保证良好的对中性，齿轮与轴选用过盈配合 H7/轴承内圈配合轴径选用 带轮采用 A 型普通平键联接，选键 0b ， 12 为保证 7306C 轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面，根据轴 承手册的推荐，取轴肩圆角半径为 1他轴肩圆角半径均为 2据标准 的左右端倒角均为 451 输入转矩 1 轴上小齿轮直径为 01 螺旋角 15 压力角取 20 33 11t 径向力 2 5 715c o s 20t a 3 6c o st a 轴向力 9 415t a 3 6t a 作用在轴上的外力 1 7 92s 0 带轮到左轴承的的中心距为 L ，左轴承到齿轮的中心距为 372 ，齿轮到右轴承的中心距 03 垂直面的支承反力 13 102 水平面上的支承反力 754 制垂直面的弯矩图 1a 3432 制平面的弯矩图 1 0 321 14 1 0 3M 3H2 力产生的弯矩 1 0 6 面 F 力产生的弯矩为： 63M 32 合成弯矩图 考虑到最不利的情况，把2M 直接相加 180222a 同理 a 求轴传递的转矩 t 危险截面的当量弯矩 从图中可看出 面左侧合成弯矩最大、扭矩为 T，该截面左侧可能是危险截面。此轴转矩不变，所以取 ，故其当量弯矩为 222e a 垂直弯矩图 水平弯矩图 合成弯矩图 扭矩图 当量弯矩图 15 轴的材料是选用 45 钢，调质处理，由表 14得 ，由表 14得 01- ，则 331， ，所以安全 接带轮和轴的键 ： M P 4 1 1e 查表 10 M P 20100 ，键校核安全 M P 57/22 ，查表 14 01- ， 1 故安全 核左轴承和计算寿命 径向载荷 58F 22r 轴向载荷： , r 所以查表得， X=Y=表 16 p，则高速轴的当量动载荷为 2 0 6 2)(所以寿命为： 符合工作寿命要求 核右轴承和计算寿命 v 2 71 7F 22r ， 3 0 4 4)(所以寿命为： 2 4 3符合工作寿命要求 16 二中间轴的设计 3 1 5 4 2 现将此轴的重要参数和尺寸列于 如下所示： 1）材料： 45 钢，调质 2）初算轴径： 3m i ,取 d=44 ）根据轴径选轴承可初选滚动角接触轴承 7309C，其尺寸： r ， 15 4)轴各段直径 分别为： , 042 、 53 5）轴各段的长度： m 0,8327,38,3054321 6） 输入转矩 3872 高速级的齿轮直径为 402 ，低速轴的小齿轮的直径为 螺旋角 15 压力角取 20圆周力 22 22 径向力 2 1 515c o s 20t a 2 5c o st a 轴向力 6415t a 2 5t a 17 作用在低速轴的小齿轮的力 圆周力 12径向力 0 0 615c o s 20t a 7 9c o st a 轴向力 1 3 815t a 7 9t a 中间轴受力分析图如下： 从左 到右轴承与齿轮，齿轮与齿轮，齿轮与轴承的中心距分别8L,21 速级中间轴轴承圆周力 1 5 3)(F 321 212131h 低速级中间轴轴承圆周力 0 5 1F 1322h 高速级中间轴轴承径向力 7)(F 321 13212 低速级中间轴轴承径向力 8 1 8F 1322v 高速级中间轴水平弯矩 4 6 7 6 2 5)(M 2121 4 5 4 8 0 3M 132高速级中间轴垂直弯矩 1 7 6 1 7 5)(M 212 171342M 13 499711M 212 11低速级中间轴弯矩 486 008M 2 22 22高速级中间轴当量弯矩 551024M 22211（ 低速级中间轴当量弯矩 5 3 8 6 2 8M 22222（ 18 弯矩图： 水平面弯矩图 垂直面弯矩图 合成弯矩图 扭矩图 当量弯矩图 19 从图中可以看出，高速轴的大齿轮的所在截面的当量弯矩最大 计算危险截面处轴的直径 轴的材料是选用 45 钢，调质处理，由表 14得 ，由表 14得 01- ，则 1 02 3 1 ，考虑到键槽对轴的削弱，将 d 值加大5%，故 上述自选尺寸符合要求，所以安全 为了保证良好的对中性，齿轮与轴选用过盈配合 H7/轴承内圈配合轴径选用 轮与中间轴均采用 A 型普通平键联接， 高速轴对应的大齿轮配合的键为 b=14mm,h=9L=36速轴对应的小齿轮配合的键 b=14mm,h=9=36为保证 7009C 轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面，根据轴承手册的推荐，取轴肩圆角半径为 1他轴肩圆角半径均为 2据标准 的左右端倒角均为 451 连接高速级大齿轮和轴的键 ： M P 03874d 查表 10 M P 20100 ，键校核 安全 M P 21 ，查表 14 51- ， 1 故安全 连接低速级小齿轮和轴的键校核同上，也安全 校核右端轴承和计算寿命 ：径向载荷 153F 22r 轴向载荷： , r ，所以查表得， X=1， Y=0 由表 16 p，则高速轴的当量动载荷为 6 1 8 4)( 20 所以寿命为： 6 1 0符合工作寿命要求 校核左端轴承和计算寿命 ： 318F 22r ， 7 5 8 2)( 9 0 7PC r ，符合工作寿命要求 三 由于减速器传递的功率不大，对其重量和尺寸也无特殊要求故选择常用材料 45钢 ,调质处理 . 按扭矩初估轴的直径 ,查表 10 c=107 至 118,取 110c 输入功率 3m i ，所以该轴上最小直径为 0 6 1 2 4 5 3 初估轴径后 ,可按轴上零件的安装顺序，从左端开始确定直径 安装轴承和挡油环，挡油环厚度 ，故该段直径为 d ， 01 。 2 段为低速级小齿轮，计算得轴肩的高度为 h=（ 1d = 22 ， 21 ， 3 段轴肩定位， 7,80d 33 。 4 段不装任何零件，3,72 44 ， 5 段安装另一个轴承和挡油环， 0,63d 55 ，6 段连接联轴器与输送带相连， ，角接触球轴承 7013C， 1814065 0 ， ，15 为保证 7013C 轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面，根据轴承手册的推荐，取轴肩圆角半径为 1他轴肩圆角半径均为 2据标准 的左右端倒角均为 451 输入转矩 12843 轴上大齿轮直径为 352 螺旋角 15 压力角取 20 66633510128422 313t 径向力 8 8 915c o s 20t a 6 6c o st a 轴向力 0 5 415t a 6 6t a 输送带 施加的力为 从左到右，左轴承到大齿轮的中心距为 59 ,大齿轮到右齿轮的中心距为 109 ,右轴承到联轴器连接键的中心距为 65 。 垂直面的支承反力 7 32 062F 1 水平面上的支承反力 22 4974 在支点上产生的反力： 9 51 外力 F 作用方向与带传动的布置有关，在具体不止尚未确定前，按照最不利的情况考虑。 直面的弯矩 1a 2a 面的弯矩 29311 293M 2H2 产生的弯矩为 1 3 9 2)(M 322 齿轮所在平面由 F 力产生的弯矩为： 1 2 0 9M 22 合成弯矩 考虑到最不利的情况，把2M 直接相加 222a 同理 a 危险截面的当量弯矩 轴传递的转矩 12843 从图中可看出 面左侧合成弯矩最大、扭矩为3T，该截面左侧可能是危险截面。此轴转矩不变，所以取 ，故其当量弯矩为 23 222e a 弯矩图： 垂直面弯矩图 水平面弯矩图 合成弯矩图 扭矩图 当量弯矩图 轴的材料是选用 45 钢，调质处理，由表 14得 ，由表 14得 01- ，则 24 331， ，所以安全 接低速级大齿轮和轴的键： 80 M P 2 8 44d 3p 查表 10 M P 20100 ，键校核安全 M P 2 ，查表 14 01- ， 1 故安全 接低速级小齿轮和轴的键 :60,校核同上，也安全 核左端轴承和计算寿命 ：径向载荷 97 7F 22r 轴向载荷： , r ，所以查表得， X=1， Y=0 由表 16p ，则高速轴的当量动载荷为 3 4 6 7)(所以寿命为： 符合工作时间要求 核右端轴承和计算寿命 ： 07 7F 22r ， 4 8 9 2)(PC r ，符合工作时间要求 该轴传递转矩大，所以要求联轴器刚性好，所以选择凸缘联轴器，因为T=1257N m，要 n 所以 为 1600 根据以上数据及条件查表得 选用 标准 5843第五部分 润滑及密封 减速器的润滑 25 因齿轮的圆周速度小，所以才用 浸油润滑的润滑方式，因为是低速重载，所以选用 高速齿轮浸入油里约 齿高，但不小于 10速级齿轮浸入油高度约为 1 个齿高（不小于 10 1/6 齿轮。 2滚动轴承的润滑 因润滑油中的传动零件（齿轮）的圆周速度 V 2m/s 所以采用脂润滑，选用 减速器的密封 因为 V5m/s 所以选用毡圈密封的方式，毡圈标记 为了防止油脂等的入侵，应在近箱体内壁的轴承旁边设置档油环。 第六部分 箱体和齿轮的具体尺寸 二 箱体壁厚 （其中 a 是低速齿轮的中心距） 箱盖壁厚 箱座凸缘厚度 b= =15盖凸缘厚度