带式运输机传动装置课程方案设计书

1、课程设计题目带式运输机传动装置课程设计学生姓名 lin wen Ja学号 110201241学院专业 指导教师 目录一、 精密机械课程设计任务书 .2二、 精密机械课程设计说明书21传动方案拟定 .22电动机的选择.23计算总传动比及分配各级的传动比 .44运动参数及动力参数计算 .55传动零件的设计计算 .66轴的设计计算 127滚动轴承的选择及校核计算 188键联接的选择及计算 229设计小结2310参考资料目录23三、设计图纸26课程设计所在 学院轻工学院专业冶金工程学生 姓名学号班级开始 时间提交 时间指导 教师题目带式运输机传动装置设计题目 性质 及来 源性质理论研究应用研究技术开发

2、其他主要 内容设计用于带式运输机的一级直齿圆柱齿轮减速器传动简图如下：6原始数据:工作条件：一班制，连续单向运转。载荷平稳，室内工作，有粉尘。使用期限：5年动力来源：三相交流电(220V/380V)运输带速度允许误差：5%备注设计计算说明书一、传动方案拟疋设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动(1) 工作条件：使用年限 5年，工作为单班 工作制，载荷平稳，环境清洁。(2) 原始数据：输送带拉力F=2800N ;带速 V=1.4m/s;滚筒直径D=350mm ;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：12n总=n带Xq 轴承x n齿轮联轴

3、器x n滚筒=0.96X 0.982X 0.97X 0.99X 0.96=0.885(2)电机所需的工作功率：P 工作=FV/ ( 1000 n 总)=2800X 1.4/ (1000X 0.885) =4.429KW3、确定电动机转速： 计算滚筒工作转速：n筒=60X 1000V/ ( n D)=60 X 1000 X 1.4/ ( n X 350) =76.43r/mi n按手册P7表1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1 =35。取V带传动比1 24 ,则总传动比理时范围为 I a=620。故电动机转速的可选范围为n=l X n筒=(620) X 76.43=45

4、8.61528.66r/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，由有关手册查出有一种适用 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/mi n。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Y132M2-6。其主要性能：额定功率：5.5KW，满载转速960r/min。三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比:i总=n电动/n筒=960/76.43=12.562、分配各

5、级传动比(1) 据指导书P7表1,取齿轮i齿轮=3 (单级减 速器i=36合理)(2) i总=)齿轮x I带-i 带=i 总/i 齿轮=12.56/3=4.2四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速(r/min )n=n 电机=960r/minni=no/i 带=960/4.2=228.6(r/min) nii= ni/i 齿轮=76.2r/min) niii= n ii=76.2(r/mi n)计算各轴的功率(KW)Po= P 工作 =4.429KWR=p0n 带=4.429 X 0.96=4.252KWPii=PX n 齿 X n 承=4.042KWPIII =PII x n 承 x n

6、 联=4.042 X 0.98 X 0.99 =3.922KW3计算各轴扭矩(N mm)4 To = 9550 X P/n= 9550 X 4.429 X 1000/960 =44.06N mTi=9550 x Pi/ni=9550 x 4.252 X 1000/228.6 =177.63N mTii =9550 x Pii/nii=9550 x 4.042 X 1000/76.2=506.8N mT iii =9550 X Piii/ niii=9550x 3.922X 1000/76.2=491.54N m五、传动零件的设计计算1、皮带轮传动的设计计算(1) 选择普通V选带截型 由课本P8

7、3表5-9得：kA=1Pc=KaP=1 x 4.429=4.429KW 由课本P82图5-10得：选用A型V带(2) 确定带轮基准直径，并验算带速 由课本图5-10得，推荐的小带轮基准直径为 63100mm则取 dd1=100mmdmin=63dd2=nn2 dd1=960/4.429x 100=419mm 由课本 P74表 5-4，取 dd2=420mm实际从动轮转速 n2 =dd1/dd2=960x 100/420=228.5r/mi n转速误差为：(H-n? /n2= (228.6-228.5) /228.6 =0.00044120 (适用)(5) 确定带的根数根据课本 P1=0.97K

8、W P1=0.08KWK a =0.96Kl=0.99得Z=Pc/P =P(P1+ P”K a Kl =4.429/【(0.97+0.08 )x0.96x 0.99】 =4.438(6) 计算轴上压力单根V带的初拉由课本表 查得 q=0.1kg/m, 力：(ZV ) x (2.5/K a-1)=500 x 4.429/ ( 3 x 5.03 ) x (2.5/0.96-1)+0.1 x 5.032N=237.17N则作用在轴承的压力Fq ,Fq=2ZFs in (a i/2 )=2 x 3 x 237.17sin(144.480/2)=1289.26N2、齿轮传动的设计计算(1)选择齿轮材料及

9、精度等级考虑减速器传递功率不在，所以齿轮米用软齿 面。小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为 240260HBS。大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度 220HBS ;根据表选 7级精度。齿面精糙度RaW1.63.2 卩 m(2)按齿面接触疲劳强度设计由 d占 76.43(kT1(u+1)/ du彷 H2)1/3由式(6-15)确定有关参数如下：传动比i齿=3取小齿轮齿数Zi=20。则大齿轮齿数：Z2=iZi =3x 20=120实际传动比1。=60/20=3传动比误差：(i-i0) /1=(3-3)/3=0%76.43(k(u+1)/ du t h2)1/3=76.431 x 263188.98X

10、(3+1)/0.9 x 3 x 34321/3mm =139*.13mm模数：m=d1/Z1=/20=6.96mm根据课本表 取标准模数：m=7mm(6) 校核齿根弯曲疲劳强度T F=(2k/bm2Z1)YfaY Sa T h确定有关参数和系数分度圆直径：d=mZ1=7 x 20mm=140mmd2=mZ 2=7 x 60mm=420mm齿宽：b= dd1=0.9x 100mm=90mm取 b=90mm b1=90mm(7) 齿形系数YFa和应力修正系数Ysa根据齿数Z1=20,Z2=90由表6-9相得Y Fa1=2.80Y Sa1=1.55Yf a2=2.28Y sa2=1.69(8)许用弯

11、曲应力T fT F= T Flim YstY NT/SF由设计手册查得：t Fiimi =290Mpa t Fiim2 =210MpaY nti=0.88 Yn t2=0.9实验齿轮的应力修正系数 Y st=2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t f 1= t Fiimi YstYnti/Sf=290x 2x 0.88/1.25Mpa=408.32Mpat f2= t Fiim2 YstYnt2/Sf =210 x 2 x 0.9/1.25Mpa=302.4Mpa将求得的各参数代入式(6-49)2(T F1=2kT 1/ ( bm 乙)Y FalYSal=2x1 x

12、263188.98/ (90x 72x 20)x 2.8x 1.55Mpa=25.90Mpa t f1T F2=2kT 1/ ( bm2Z2)Y Fa1YSa1=2x 1 x 263188.98/ (90x 72x 60)x 2.28x 1.69Mpa=4.54Mpa 115 (4.429/228.6)1/3mm=16.01mm考虑有键槽，将直径增大 5%,则d=16.01 x (1+5%)mm=16.81选 d=17mm2、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安排在箱体中央，相对两 轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒 轴向固定，联接以平键作过渡配合固定

13、，两轴承分 别以轴肩和大筒定位，则采用过渡配合固定(2) 确定轴各段直径和长度工段：d1=17mm 长度取L1=50mmt h=2c c=1.5mmII 段:d2=d+2h=17+2 x 2x 1.5=23mm d2=23mm初选用7206c型角接触球轴承，其内径为30mm,宽度为16mm.考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁 应有疋距离。取套筒长为20m m，通过密圭寸盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外 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：L2= (2+20+16+55) =93mmIII 段直径 ds=35mmL

14、3=L i-L=50-2=48mmW段直径d4=41mm由手册得：c=1.5 h=2c=2 x 1.5=3mm d4=d3+2h=35+2 x3=4imm长度与右面的套筒相同，即 L4=20mm但此段左面的滚动轴承的定位轴肩考虑，应便 于轴承的拆卸，应按标准杳取由手册得安装尺寸 h=3.该段直径应取：(30+3 x 2) =36mm 因此将W段设计成阶梯形，左段直径为36mmV段直径 d5=30mm.长度 L5=19mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=100mm(3)按弯矩复合强度计算 求分度圆直径：已知 di=100mm 求转矩：已知T2=58554.28N mm 求圆周力：FtFt=2

15、T2/d2=58554.28/50=1171.09N 求径向力FrFr=Ft tana =1171.09xtan20=426.24N 因为该轴两轴承对称，所以：LA=LB=50mm(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：Fay=Fby=F/2=213.12NFaz=Fbz=F2=585.55N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Mci=FAyL/2=213.12 x 50=10.656N m绘制水平面弯矩图(如图c ) iY Ti kftz 価4Mei,.f-rn価MC2鼠h、(Io)(cJ)Mm=9.62MPa c(P3/ n3)1/

16、3=115(3.922/76.4)1/3=26.06mm取 d=26mm2、轴的结构设计(1) 轴的零件定位，固定和装配单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相 对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用 套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴 承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配 合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿 轮套筒，右轴承和皮带轮依次从右面装入。(2) 确定轴的各段直径和长度初选7207c型角接球轴承，其内径为26mm,宽度为17mm。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，则取套筒长为20mm,则该段长41mm，安装齿轮段长度为轮毂宽度

17、为 2mm。(3)按弯扭复合强度计算 求分度圆直径：已知 d2=300mm 求转矩：已知 T3=271N m 求圆周力Ft:Ft=2T3/d2=2x 271 x 103/300=1806.7N 求径向力FrFr=Ft tana =1806.7x0.36379=657.2N .两轴承对称二 LA=LB=49mm(1)求支反力 Fax、Fby、Faz、FbzFax =FBY=Fr/2=657.2/2=328.6NFaz =Fbz=F2=1806.7/2=903.35N由两边对称，书籍截 C的弯矩也对称 截面C在垂直面弯矩为M ci=FayL/2=328.6 x 49=16.1N m(3) 截面C在

18、水平面弯矩为Mc2=FazL/2=903.35 x 49=44.26N m(4) 计算合成弯矩Mc=( Mci2+Mc22)1/2=(16.12+44.262) 1/2=47.1N m(5) 计算当量弯矩：根据课本 P235得a =1Mec=M c2+( a T)21/2=47.1 2+(1 x271)21/2 =275.06N m(6) 校核危险截面C的强度 由式(10-3)(T e=Mec/ (0.1d) =275.06/(0.1 x 453)=1.36Mpa(T -1b=60Mpa二此轴强度足够七、滚动轴承的选择及校核计算 根据根据条件，轴承预计寿命25x 52 x 8=10400 小时

19、1、计算输入轴承(1)已知 nn =458.2r/min两轴承径向反力：Fr1 =Fr2=500.2N初先两轴承为角接触球轴承 7206AC型 轴承内部轴向Fs=0.63Fr 则 Fs1=Fs2=0.63Fr1=315.1N.Fs1+Fa=Fs2 Fa=0故任意取一端为压紧端，现取1端为压紧端Fa1 =Fs1=315.1N Fa2=Fs2=315.1N(3)求系数x、y/Fa1 /Fr1=315.1N/500.2N=0.63Fa2/Fr2=315.1N/500.2N=0.63根据课本表得e=0.68Fai /FRie xi=1 FA2/FR210400h二预期寿命足够2、计算输出轴承(1)已知

20、 nrn =76.4r/minFa=0 Fr=Faz=903.35N试选7207AC型角接触球轴承根据课本 得Fs=0.063Fr,则Fs1=Fs2=0.63Fr=0.63x 903.35=569.1N计算轴向载荷Fa1、Fa2t Fs1+Fa=Fs2Fa=0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：Fa1=Fa2=Fs1=569.1N(3)求系数x、yFa1/Fr1=569.1/903.35=0.63Fa2/Fr2=569.1/930.35=0.63根据课本表得：e=0.68FA1/FR1e X1=1 y1=0 F A2/FR210400h二此轴承合格八、键联接的选择及校核计

21、算轴径 d1=22mm,L 1=50mm查手册得，选用C型平键，得：键 A 8 x 7 GB1096-79 l=L 1-b=50-8=42mmT2=48N m h=7mm得(T p=4T2/dhl=4 x48000/22x 7x42=29.68Mpa彷 R】(110Mpa)2、输入轴与齿轮联接采用平键联接轴径 d3=35mm L3=48mm T=271N m查手册P51选A型平键键 10x 8GB1096-79l=L 3-b=48-10=38mm h=8mm(T p=4T/dhl=4 x 271000/35x 8 x38=101.87Mpa(T p(110Mpa)3、输出轴与齿轮2联接用平键联接轴径 d2=51mm L2=50mm T=61.5Nm查手册P51选用A型平键键 16x 10 GB1096-79l=L