带式运输机传动装置

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：陈柱辉 指导老师：周瑞强 2009 年12 月28 日茂名学院目录目录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

2、批量生产，两班制工作，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

3、带式运输机效率：0.96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

4、动装置的传动比同步满载总传动比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

5、各轴由高速到低速依次定为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2.29

6、2.27192.51190.58113.61.00.98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：

7、。（4）验算小带轮包角：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

8、轮齿弯曲强度设计计算齿轮精度用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mm4020

9、0材料及齿面硬度40crmnmo 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

10、虑带轮和箱体外壁应有一定矩离而定，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

11、上的外力： 因为该轴两轴承对称，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

12、选用45号钢调质处理，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

13、合和传递效率最大化，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

14、周力ft：求径向力fr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

15、取1端为压紧端， (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

16、载荷值 故取p=762.61n，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 gb1096-79 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