机械设计课程设计-带式输送机传动装置1.doc

盐城纺织职业技术学院 毕业设计说明书盐城纺织职业技术学院毕业设计（论文）带式输送机传动装置设计 宋国良 班 级 机设911 专 业 机电一体化 所 在 系 机电工程系 指导老师 完成时间 2010 年 12月1 日至 2011 年 1月 25 日目 录摘要 1abstract 2第一章 绪论3 1.1选题依据及意义 1.2研究内容第二章 传动装置的总体设计 2.1传动方案分析2.2电动机的选择 2.2.1选择电动机的类型 2.2.2选择电动机的功率 2.2.3选择电动机的转速 2.3传动比的分配 2.4传动装置的运动和动力参数计算 第三章 传动件的设计计算 3.1带传动设计 3.2齿轮传动设计 3.2.1高速级齿轮的传动设计 3.3.2低速级齿轮的传动设计第四章 轴系零部件设计 4.1轴的设计与校核 4.2滚动轴承的选择及校核 4.3键的选择与校核 4.4联轴器的选择第五章 箱体的设计第六章 润滑及密封的设计第七章 设计总结第八章 装配图及零件图参考文献致谢摘要机械设计课程设计是在完成机械设计课程学习后，一次重要的实践性教学环节。是高等工科院校大多数专业学生第一次较全面的设计能力训练，也是对机械课程的全面复习和实践。其目的是培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用机械设计和有关选修课程的理论，结合生产设计分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识。abstract：mechanical design course design is in complete mechanical design course, an important practical teaching link. is higher engineering college students is the first time most comprehensive design ability training, but also of the mechanical course thoroughly review and practice. its purpose is to develop the theory with the practice of design thought, training comprehensive use of mechanical design and relevant elective curriculum theory, combining with the production design analysis and the ability of solving engineering problems, consolidate, deepen and expand the mechanical design knowledge.第一章 绪论1.1研究的意义随着工业的发展，社会的进步，在这21世纪高速发展的时代，带式输送机是一种实现工程物料向上运输的机械，它是当代最为得力的输送设备之一，广泛运用于现代化的工业中，如矿山、码头、化工、粮库、食品厂等各种场合。以便于减少人的劳动量，因此人们而设计出了提升机。皮带提升机是在带式输送机的基础上发展起来的。皮带提升机与传统的带式输送机一样是以胶带、钢带、钢纤维带、塑料带和化纤带等作为传送物料和牵引工件的输送机械。其特点是承载物料的输送机也是传递动力的牵引件，这与其他输送机械有着显著的区别。本次设计中的减速器就是在皮带提升机中使用的，它是一种小型的运输机械的传动装置，其承载能力要求较小，设计结构紧凑。1.2研究的内容1、原始数据：数据编号1运输机工作转矩t/(n.m)690运输机带速v/(m/s)0.8卷筒直径d/mm320 2、工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期限为10年，小批量生产，单班制工作（8小时/天）。运输速度允许误差为本设计的题目为二级直齿圆柱齿轮减速器，设计的主要内容包括以下几方面：（1）拟定、分析传动装置的运动和动力参数；（2）选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数；（3）进行传动件的设计计算，校核轴、轴承、联轴器、键等；（4）绘制减速器装配图及典型零件图；（5）编写设计计算说明书。第二章 传动装置的总体设计2.1 拟定传动方案（1）外传动为v带传动。（2）减速器为两级展开式圆柱齿轮减速器。（3）方案简图如下： 2.12 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。2.2电动机的选择2.2.1选择电动机的类型电动机的类型和结构形式，按工作要求和工作条件，选用一般用途的y系列三相异步交流电动机。2.2.2 选择电动机的功率工作机所需功率： =0.96 (见课设p9) 传动装置总效率：（见课设式2-4） （见课设表12-8）电动机的输出功率： （见课设式2-1） 取选择电动机为y132m1-6型 （见课设表19-1）技术数据：额定功率（） 4 满载转矩（） 960 额定转矩（） 2.0 最大转矩（） 2.0 2.2.3选择电动机的转速 转速：960r/min2.3传动比的分配总传动比： （见课设式2-6）各级传动比分配：（见课设式2-7） 初定 i1=2.5 i2=2.62 i3=3.072.4传动装置的运动和动力参数计算各轴转速: 电动机轴 =960r/min 减速箱输入轴 =960/3=320 r/min 高速轴 =320/2=160 r/min 低速轴 =160/4=40 r/min各轴输入功率: =4kw =*0.95=3.8kw=*0.98*0.97*0.98=3.54kw=*0.98*0.97*0.98=3.29kw各轴转矩:t0=9550*/=39.8n*m t1=9550*/=119.4 n*m t2=9550*/= 196.4n*m t3=9550*/=1493.1 n*m第三章 传动件的设计计算3.1带传动设计外传动带选为 普通v带传动 1、 确定计算功率：1）、由表5-9查得工作情况系数 2）、由式5-23（机设） 2、选择v带型号 查图5-12a(机设)选a型v带。3.确定带轮直径 （1）、参考图5-12a（机设）及表5-3（机设）选取小带轮直径 （电机中心高符合要求）（2）、验算带速 由式5-7（机设） （3）、从动带轮直径 查表5-4（机设） 取（4）、传动比 i （5）、从动轮转速4.确定中心距和带长（1）、按式（5-23机设）初选中心距 取（2）、按式(5-24机设)求带的计算基础准长度l0查图.5-7(机设)取带的基准长度ld=2000mm(3)、按式(5-25机设)计算中心距:a (4)、按式（5-26机设）确定中心距调整范围 5.验算小带轮包角1 由式(5-11机设) 6.确定v带根数z (1)、由表（5-7机设）查得dd1=112 n1=800r/min及n1=980r/min时，单根v带的额定功率分呷为1.00kw和1.18kw，用线性插值法求n1=980r/min时的额定功率p0值。 (2)、由表（5-10机设）查得p0=0.11kw (3)、由表查得（5-12机设）查得包角系数 (4)、由表(5-13机设)查得长度系数kl=1.03 (5)、计算v带根数z，由式（5-28机设） 取z=5根 7计算单根v带初拉力f0，由式（5-29）机设。 q由表5-5机设查得 8计算对轴的压力fq，由式（5-30机设）得 9确定带轮的结构尺寸，给制带轮工作图 小带轮基准直径dd1=112mm采用实心式结构。大带轮基准直径dd2=280mm，采用孔板式结构，基准图见零件工作图。3.2齿轮传动设计3.2.1高速级减速齿轮设计（直齿圆柱齿轮）1.齿轮的材料，精度和齿数选择，因传递功率不大，转速不高，材料按表7-1选取，都采用45号钢，锻选项毛坯，大齿轮、正火处理，小齿轮调质，均用软齿面。齿轮精度用8级，轮齿表面精糙度为ra1.6，软齿面闭式传动，失效形式为占蚀，考虑传动平稳性，齿数宜取多些，取z1=34 则z2=z1i=342.62=89 2.设计计算。（1）设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。（2）按齿面接触疲劳强度设计，由式（7-9） t1=9.55106p/n=9.551065.42/384=134794 nmm由图（7-6）选取材料的接触疲劳，极限应力为 hilim=580 hilin=560由图 7-7选取材料弯曲疲劳极阴应力 hilim=230 hilin=210应力循环次数n由式（7-3）计算 n1=60n, at=60(836010)=6.64109 n2= n1/u=6.64109/2.62=2.53109 由图7-8查得接触疲劳寿命系数；zn1=1.1 zn2=1.04 由图7-9查得弯曲 ；yn1=1 yn2=1 由图7-2查得接触疲劳安全系数：sfmin=1.4 又yst=2.0 试选kt=1.3 由式(7-1)(7-2)求许用接触应力和许用弯曲应力 将有关值代入式(7-9)得 则v1=(d1tn1/601000)=1.3m/s ( z1 v1/100)=1.3(34/100)m/s=0.44m/s查图7-10得kv=1.05 由表7-3查和得k a=1.25.由表7-4查得k=1.08.取k=1.05.则kh=kakvkk=1.42 ,修正 m=d1/z1=1.96mm 由表7-6取标准模数：m=2mm(3) 计算几何尺寸d1=mz1=234=68mm d2=mz2=289=178mm a=m(z1z2)/2=123mm b=ddt=168=68mm 取b2=65mm b1=b2+10=753.校核齿根弯曲疲劳强度由图7-18查得，yfs1=4.1，yfs2=4.0 取y=0.7由式(7-12)校核大小齿轮的弯曲强度. 3.2.2低速级减速齿轮设计（直齿圆柱齿轮）1.齿轮的材料，精度和齿数选择，因传递功率不大，转速不高，材料按表7-1选取，都采用45号钢，锻选项毛坯，大齿轮、正火处理，小齿轮调质，均用软齿面。齿轮精度用8级，轮齿表面精糙度为ra1.6，软齿面闭式传动，失效形式为占蚀，考虑传动平稳性，齿数宜取多些，取z1=34 则z2=z1i=343.7=1042.设计计算。（1）设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。（2）按齿面接触疲劳强度设计，由式（7-9） t1=9.55106p/n=9.551065.20/148=335540 nmm由图（7-6）选取材料的接触疲劳，极限应力为 hilim=580 hilin=560由图 7-7选取材料弯曲疲劳极阴应力 hilim=230 hilin=210应力循环次数n由式（7-3）计算 n1=60n at=60148(836010)=2.55109 n2= n1/u=2.55109/3.07=8.33108 由图7-8查得接触疲劳寿命系数；zn1=1.1 zn2=1.04 由图7-9查得弯曲 ；yn1=1 yn2=1 由图7-2查得接触疲劳安全系数：sfmin=1.4 又yst=2.0 试选kt=1.3 由式(7-1)(7-2)求许用接触应力和许用弯曲应力 将有关值代入式(7-9)得 则v1=(d1tn1/601000)=0.55m/s ( z1 v1/100)=0.55(34/100)m/s=0.19m/s 查图7-10得kv=1.05 由表7-3查和得k a=1.25.由表7-4查得k=1.08.取k=1.05.则kh=kakvkk=1.377 ,修正 m=d1/z1=2.11mm 由表7-6取标准模数：m=2.5mm(3) 计算几何尺寸d1=mz1=2.534=85mm d2=mz2=2.5104=260mm a=m(z1z2)/2=172.5mm b=ddt=185=85mm取b2=85mm b1=b2+10=953.校核齿根弯曲疲劳强度由图7-18查得，yfs1=4.1，yfs2=4.0 取y=0.7由式(7-12)校核大小齿轮的弯曲强度.总结：高速级 z1=34 z2=89 m=2 低速级 z1=34 z2=104 m=2.5第四章 轴系零部件设计4.1轴的设计与校核高速轴的设计1.选择轴的材料及热处理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.2.初估轴径按扭矩初估轴的直径,查表10-2,得c=106至117,考虑到安装联轴器的轴段仅受扭矩作用.取c=110则: d1min= d2min=d3min=3初选轴承1轴选轴承为60082轴选轴承为60093轴选轴承为6012根据轴承确定各轴安装轴承的直径为:d1=40mmd2=45mmd3=60mm(1).各轴直径的确定初估轴径后,句可按轴上零件的安装顺序,从左端开始确定直径.该轴轴段1安装轴承6008,故该段直径为40mm。2段装齿轮，为了便于安装，取2段为44mm。齿轮右端用轴肩固定，计算得轴肩的高度为4.5mm，取3段为53mm。5段装轴承，直径和1段一样为40mm。4段不装任何零件，但考虑到轴承的轴向定位，及轴承的安装，取4段为42mm。6段应与密封毛毡的尺寸同时确定，查机械设计手册，选用jb/zq4606-1986中d=36mm的毛毡圈，故取6段36mm。7段装大带轮，取为32mmdmin 。（2）各轴段长度的确定轴段1的长度为轴承6008的宽度和轴承到箱体内壁的距离加上箱体内壁到齿轮端面的距离加上2mm，l1=32mm。2段应比齿轮宽略小2mm，为l2=73mm。3段的长度按轴肩宽度公式计算l3=1.4h；去l3=6mm，4段：l4=109mm。l5和轴承6008同宽取l5=15mm。l6=55mm，7段同大带轮同宽，取l7=90mm。其中l4，l6是在确定其它段长度和箱体内壁宽后确定的。于是，可得轴的支点上受力点间的跨距l1=52.5mm，l2=159mm，l3=107.5mm。（3）.轴上零件的周向固定为了保证良好的对中性，齿轮与轴选用过盈配合h7/r6。与轴承内圈配合轴劲选用k6，齿轮与大带轮均采用a型普通平键联接，分别为16*63 gb1096-1979及键10*80 gb1096-1979。（4）.轴上倒角与圆角为保证6008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1mm。其他轴肩圆角半径均为2mm。根据标准gb6403.4-1986，轴的左右端倒角均为1*45。5.轴的受力分析（1）画轴的受力简图。（2）计算支座反力。ft=2t1/d1=fr=fttg20。=3784fq=1588n在水平面上fr1h=fr2h=fr-fr1h=1377-966=411n在垂直面上fr1v=fr2v=ft- fr1v=1377-352=1025n（1） 画弯矩图在水平面上，a-a剖面左侧 mah=fr1hl3=96652.5=50.715nma-a剖面右侧 mah=fr2hl2=411153=62.88 nm在垂直面上 mav=mav=fr1vl2=352153=53.856 nm合成弯矩，a-a剖面左侧a-a剖面右侧画转矩图转矩 3784（68/2）=128.7nm6.判断危险截面显然，如图所示，a-a剖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；b-b截面处合成湾矩虽不是最大，但该截面左侧也可能是危险截面。若从疲劳强度考虑，a-a，b-b截面右侧均有应力集中，且b-b截面处应力集中更严重，故a-a截面左侧和b-b截面左、右侧又均有可能是疲劳破坏危险截面。7.轴的弯扭合成强度校核由表10-1查得 (1)a-a剖面左侧3=0.1443=8.5184m3=14.57 （2）b-b截面左侧3=0.1423=7.41m3b-b截面处合成弯矩mb:=174 nm=27 8.轴的安全系数校核:由表10-1查得(1)在a-a截面左侧wt=0.2d3=0.2443=17036.8mm3由附表10-1查得由附表10-4查得绝对尺寸系数;轴经磨削加工, 由附表10-5查得质量系数.则弯曲应力 应力幅 平均应力 切应力 安全系数查表10-6得许用安全系数=1.31.5,显然s,故a-a剖面安全.(2)b-b截面右侧抗弯截面系数3=0.1533=14.887m3抗扭截面系数wt=0.2d3=0.2533=29.775 m3又mb=174 nm,故弯曲应力切应力 由附表10-1查得过盈配合引起的有效应力集中系数 。 则显然s,故b-b截面右侧安全。（3）b-b截面左侧 wt=0.2d3=0.2423=14.82 m3b-b截面左右侧的弯矩、扭矩相同。弯曲应力 切应力 （d-d）/r=1 r/d=0.05，由附表10-2查得圆角引起的有效应力集中系数。由附表10-4查得绝对尺寸系数。又。则 显然s,故b-b截面左侧安全。4.3键的选择与校核键的校核键1 108 l=80 gb1096-79 则强度条件为 查表许用挤压应力 所以键的强度足够键2 128 l=63 gb1096-79 则强度条件为 查表许用挤压应力所以键的强度足够4.4联轴器的选择联轴器选择为tl8型弹性联轴器 gb4323-84第五章 箱体的设计采用ht200铸造箱体，水平剖分式箱体采用外肋式结构。箱内壁形状简单，润滑油流动阻力小，铸造工艺性好，但外形较复杂。箱体主要结构尺寸如下:名称符号尺寸关系箱座壁厚箱盖壁厚箱座凸缘厚度箱盖凸缘厚度箱底座凸缘厚度箱座箱盖肋厚、箱座箱盖地脚螺钉直径取地脚螺钉数目轴承旁联接螺栓直径 取箱盖、箱座联接螺栓直径取轴承盖螺钉直径和数目、观察孔盖螺钉直径取、至箱壁外距离统一取34mm、至凸缘边缘的距离统一取28mm轴承旁凸台高度半径外箱壁