带式运输机传动装置的设计方案说明书

1、目录一、传动方案拟定2二、电动机的选择2三、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5五、传动零件的设计计算5六、轴的设计计算9七、键联接的选择及计算17八、 减速器箱箱盖及附件的设计计算18九、 润滑与密封20十、设计小结20十一、参考资料目录21一、传动方案拟定第二组第三个数据：设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减 速器（1）工作条件：使用年限10年，每年按300天计算，两班制工 作，载荷平稳。（2）小批量生产，带式输送机的传动效率为 0.96。（3）原始数据：滚筒圆周力F=2KN带速V=1.3m/s ；滚筒直径D=180mm1、电动机2、v带传动3、斜齿圆柱齿轮

2、减速器4、联轴器5、带 式运输机二、电动机的选择1、电动机类型和结构型式的选择：按已知的工作要求和条件，选 用Y系列三相异步电动机2、确定电动机的功率：电机所需的工作功率：Pd=FV/1000n 总=2000X 1.3/1000 X 0.8 9=2.31KW3、确定电动机转速：滚筒轴的工作转速：N=60X 1000V/ n D=60X 1000X 1.3/ n X 180= 137.93r/mi n根据2表2.2中推荐的合理传动比范围，取 V带传动比lv=24,单 级圆柱齿轮传动比范围Ic=38，则合理总传动比i的范围为i=632 ,故电动机转速的可选范围为 nd=i Xnw=632）X 13

3、7.93=8284414r/mi n符合这一范围的同步转速有 960 r/min 和1420r/min。由2表8.1查出有三种适用的电动机型号、如下表方 案电动机型 号额定 功率电动机转速r/min ）传动装置的传动比KW同转满转总传动比带齿轮1Y132S-6310009607.932.632Y10012-431500142011.6833.89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，比较两种方案可知：方案1因电动机转速低，传动装置尺寸较大，价格较高。方案 2适中。故选择电动机型号 Y10012-4。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

4、，选 定电动机型号为Y10012-4。其主要性能：额定功率：3KW满载转速 1420r/min，额定转矩2.2KNm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=1420/137.93=10.32、分配各级传动比(1) 取i带=3(2) i 总=i 齿 x i 带 ni 齿=i 总/i 带=10.3/3=3.43四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速E 二n/i 齿=473.33/3.43=137.93(r/min滚筒 nw二rm =473.33/3.43=137.93(r/min2、计算各轴的功率vKVyr二Fdx n 带=2.31 X 0.96=2.2176

5、KWPi 二R X n 轴承Xn 齿轮=2.2176 X 0.99X 0.98=2.15KW3、计算各轴转矩Td=9.55Pd/n F9550X 2.31/1420=15.54 N-mTi=9.55p2/ni=9550x2.2176/473.33=44.7N - mTii =9.55p 2/n2=9550x2.15/137.93=148.86N -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带截型由1表 10-8 得： =1.2 P=2.31KW=P=1.2 X 2.31=2.772KW据 =2.772KW和 =473.33r/mi n由课本得：选用A型V带(2) 确定带

6、轮基准直径，并验算带速由1表 10-9，取 =90mm =75dd2= _i ddi(1- =3x 90 x (1-0.02=264.6 mm由1表 10-9，取 =265带速 V: Vs I 1/60 x 1000=n x 90X 1420/60 x 1000=6.68m/s在525m/s范围内，带速合适。(3) 确定带长和中心距初定中心距a=500mm2Ld=2a0+ n (d d1+dd2/2+(d d2-d d1 /4a 02=2x 500+3.14(90+265+(265-90 /4 x 500=1572.6mm根据110-6选取相近的Ld=1600mm确定中心距 aa+(Ld-Ld

7、0/2=500+(1600-1572.6/2=536.2mm符合 0.7(d d1+dd2a,故可用。(4验算小带轮包角a 1=1800-57.3 0x (dd2-dd1/a= 1800-57.3 0x (265-90/536.2= 161.301200 适用) Kl=2.64/（1.07+0.17 X 0.9 5X 0.99=2.26 （取 3 根（6计算轴上压力由1表10-5查得q=0.1kg/m，由式+0.10x6.68=111.9N则作用在轴承的压力FqFc=2ZF）sin（ a /2 =2X 3 X 111.9sin（163.1/2=662.4N2、齿轮传动的设计计算按齿面接触强度计

8、算取载荷系数K=1.2,齿宽系数 d=1.1,小齿轮上的转矩 T i=9.55 x 106xpni=43060N mm有分度圆直径取较小的 (T H2】=(T Hlim2/丨丨=460MPa代入得：耳=45.20mm则选择齿轮参数：取齿数 =20,则口 =102.4，取103.验算传动比误差大于2%J、于5%故可用。初选螺旋角（3 =15确定模数 m。由因=I = |=2.18mm 查表得因=2.5mm计算中心距 a=v E +） /2=153.75mm,圆整后去系列值a=155mm确定分度圆直径：二m Z=50mm日=m Z2=257.5mm计算螺旋角 3，由 arccos 3 二 +） /

9、2a=15.29。在 8 20的范围，故可取。3）计算传动的主要尺寸：实际分度圆=m Z/cos 3 =51.8mm_J =m 乙 / cos B =268.2齿宽b= d =55mm则取71 =60mm=55mm(T bb=(4) 校验弯曲强度W (T bb求解参量：Z vi =201 15.29 =22.60Zv2 = 103/ 口 15.29=115.7当齿轮径向变位系数为0时，取I =4.28 , I =3.95则可以得到：T bb1 =137.25 t bb1 (J bb2 =122.1 T bb2 故弯曲强度足够。(5) 计算齿轮的圆周速度：V= 旦 =3.84m/s故，选择8级精

10、度是合宜的六、轴的设计计算1、从动轴设计1)选择轴的材料确定许用应力选轴的材料为45号钢，调质处理。查2表 13-1 可知：t b=650Mpa,T s=360Mpa2表 13-6 可知：t b+1 bb=215Mpac 0 bb=102Mpa, t -1 bb=60Mpamm=29.0335.51mm考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准，取d=35mm3）齿轮上作用力的计算齿轮所受的转矩：T=9.55 X 10 6P/n=9.55 X 106x 2.07/92.44=213852N齿轮作用力：圆周力：Ft=2T/d=2X 213850/268.2N=1594N径向力：Fr=Ftta n20=

11、1594X tan20 0=580N4）轴的结构设计并绘制草图1、轴的结构分析要确定轴的结构形状，必须先确定轴上零件的装拆顺序和固定方式，因为不同的装拆顺序和固定方式对应着不同轴 的形状，故考虑齿轮从轴的右端装入，齿轮的左端用轴肩定位和固 定，右端用套筒固定，因为是单级传动，一般将齿轮安装在箱体中 间，轴承安装在箱体的轴承孔中。联轴器靠轴肩平键和过盈配合分 别实现轴向定位和周向定位最后确定轴的形状如图 缺一轴承草图）2、确定轴各段的直径根据轴各段的直径确定原则，轴段1处为轴的最小直径，为 D仁35mm轴段2要考虑联轴器的定位和安 装密封圈的需要，故D2=42.5mm 取定位轴肩高 h=D2故D

12、3=45mm =20mm根据轴承内圈宽度 B=19mm轴段 L6=21mm 因两轴承相对齿轮对称，故取轴段L3二=262mm4、两轴承之间的跨距 L因为深沟球轴承的支反力作用点在轴承 宽度的中点，故两轴承之间的跨距 L=(40+29+54=123mm5、按扭矩和弯曲组合进行强度校核 绘制轴的结构简图，两端轴承视为一端活动铰链，一端固定铰链。 计算轴上的作用力从动轮上的转矩 T=9.55 x P/n=213850Nmm齿轮分度圆直径 d=268.2mm齿轮的圆周力=_ =1597Nmm 计算之反力及弯矩求垂直平面内的支反力及弯矩：支反力：对称布置，只受一个力故匕=I =/2=290Nmm垂直平面

13、内的弯矩：1- 1 截面：丽=61.5 x 290=17835Nmm2- 2 截面：丨=28.5 X290=8265Nmm求水平平面内的支反力及弯矩：支反力：对称布置，只受一个力故 厂=匕=/2=798.5Nmm水平平面内的弯矩：1- 1 截面： F =798.5 x 61.5=49107.75Nmm2- 2 截面：kJ =798.5 x 28.5=22757.25Nmm求各剖面的合成弯矩：1- 1 截面：二 I =52252.27Nmm2- 2 截面：二 .=24211.6Nmm确定危险截面以及校核其强度：有图看出，截面1、2所受的转矩相同，但弯矩 口 I兰，故危险截面可能为截面1，但由于轴

14、径D1D2故也应对截面2进行校核。按弯矩组合计算时，转矩按脉动 循环变化考虑，取a =0.6.1-1截面的应力：=9.97MPa12 / 22=.=10.44Mpa查表11-1，得回=55MPa较1、2截面都较大，故轴强度满足要求，并有相当裕量。轴的工作图的绘制 见工作图）2、主动轴的设计1）、选择轴的材料 确定许用应力选轴的材料为45号钢，调质处理。查2表13-1可知：=650Mpa,s=360Mpa,查 2 表 13-6 可 知 ：（T b+1 bb=215Mpat o bb=102Mpa, t -1 bb=60Mpa2）、按扭转强度估算轴的最小直径单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联

15、轴器相接，从结构要求考虑，输出端轴径应最小，最小直径为：dC回查2表13-5可得，45钢取C=118则 d三 118X（2.07/473.331/3mm=19.29mm考虑键槽的影响以系列标准，取d=22mm3）、齿轮上作用力的计算齿轮所受的转矩：T=9.55 X 106P/n=9.55 X 106X 2.13/473.33=43060N确定轴上零件的位置与固定方式：单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置。齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定，轴通过两端轴承盖实现轴向定位。故选择齿轮从轴的左端装入，齿

16、轮的右端用轴肩定位和固定，右端用套筒固定。D2且与轴承内径标准系列 相符，取D3=35mn轴承型号为6207）轴段4安装齿轮，此直径选用 标准系列值，取 D4=37mm轴段5为轴环，考虑右面轴承的装卸以 及右面齿轮的定位，故取 D5=45mm轴段6应与段3同样的直径， 故选 D6=35mme+2f z 轮槽数为 3，得 B=2X 15+18=48mm 取得L1=50mm故全轴长为 L=50+36+39+53+20+19=217mm6）、两轴承之间的跨距 L=55+40+29=124mm,故危险截面可能为截面1，但由于轴径D1D2故也应对截面2进行校核。按弯矩组合计算时，转矩按脉动 循环变化考虑

17、，取a =0.6.1-1截面的应力：=J =11.96 MPa2-2截面的应力：=7.42Mpa查表11-1，得回=55MPa较1、2截面都较大，故轴强度满足要 求，并有相当裕量。3、从动轴轴承的校核：1）根据条件，轴承的预计寿命为=10X300X 12=36000 h2）由初选轴承的型号为 6209查1表14-19可知:d=55mm外径D =85mm宽度 B=19mm基本额定动载荷 C=31.5KN,基本静载荷 CO=20.5KN,查2表10.1可知极限转速9000r/min 已知道n2=92.44r/min，两个轴承的径向反力=891N得轴承内部轴向力 也=0.6也,即 二 =0.6=0.

18、6 X 89仁534.6N因为 +回二，故 =0.故任意取一端为压紧端，现取1端为压紧端： 二也=534.6N。=534.6N。 求系数X,YFa/Fr1=534.6N/891N =0.6Fa2/Frf534.6N/891N =0.6查表得：e=0.68Fa1/F R1e x 1=1 y 1=0Fa2/F R2e x 2=1y2 = 0 计算当量动载荷根据1表14-12 )取 f p=1.5根据1表=1.5 X (1 X 891+0=1336.5NF2=f p(X2FR1+y2FA2=1.5 X (1 X 891+0= 1336.5N 轴承寿命计算因为R二P2 =1336.5N;又深沟球轴承的

19、 =3,由114-5公式得得到因=2358744h36000h故预期寿命合格。七、键链接的选择及校核计算1、根据轴径的尺寸，由1中表12-6高速轴（主动轴 与V带轮联接的键为：键8X 36 GB1096-79大齿轮与轴连接的键为： 键14X 45 GB1096-79轴与联轴器的键为： 键10X 63GB1096-792、键的强度校核大齿轮与轴上的键 ：键14X 45 GB1096-79bx h=14X 9丄=45,贝U Ls=L-b=31mm圆周力：Fr=2Ti/d=2 x 213850/56=7637.5N挤压强度：匡寸 =54.74Mpa125150MPa社 p因此挤压强度足够剪切强度：

20、序=35.19Mpa120MPa= 因此剪切强度足够键8X 36 GB1096-79和键10X 40 GB1096-79根据上面的步骤校核，并且符合要求。八、减速器箱体、箱盖及附件的设计计算1、减速器附件的选择通气器：由于在室内使用，选通气器 箱 座壁厚 =0.025a+1=0.025 X155+ 仁4.875取=8(2 箱 盖 壁 厚i=0.02a+ 仁0.02X 155+1=4.1取1=8(3箱盖凸缘厚度 b1=1.5 1 = 1.5 X 8=12(4箱座凸缘厚度b=1.5 =1.5 X 8=12(5箱座底凸缘厚度b2=2.5 =2.5 X 8=20 地脚螺钉直径 df =0.036a+12=0.036 X 155+12=17.58(取 18(8地脚螺钉数目n=4 (因为a(9轴承旁连接螺栓直径d1= 0.75d f =0.75 X 18= 13.5 ( 取14(10盖与座连接螺栓直径 d 2 =(0.5-0.6d f =0.55 X18=9.9(取10连接螺栓d2的间距L=150-200轴承端盖螺钉直 d3=(0.4-0.5d f=0.4 X 18=7.2(取 8(13观查孔盖螺钉 d4=(0.3-0.4d f=0.3 X 18=