带式运输机传动

1、机械设计课程设计目 录 目录1设计任务书2 第一章 传动方案的拟定及说明3第二章 电动机的选择42.1选择电动机的类型 52.3 选择电动机的容量 52.3 确定电动机的转速 5第三章 计算传动装置的运动和动力参数 63.2 分配传动比 73.2 传动和动力参数计算8 第四章 V带传动的设计9第五章 齿轮的设计计算 105.1 齿轮的设计与校核115.2 齿轮各参数的计算12第六章 轴的设计计算136.1 高速轴的设计计算 156.2 低速轴的设计计算17第七章 键联接的选择及校核计算187.1 高速轴上键的选择及校核197.2 低速轴上键的选择及校核19第八章 滚动轴承的选择及计算198.1

2、 高速轴上轴承的选择及校核198.2 低速轴上轴承的选择及校核 20第九章 联轴器的选20第十章 减速器箱体尺寸的确定2110.1 箱体尺寸的设计 2210.2 箱体各部件结构的设计 22第十一章 设计小结23参考文献24.带式运输机传动装置的设计（二）1. 设计题目 带式运输机传动装置，传动装置简图如下图所示（电动机的位置自行确定）（1）带式运输机数据运输带工作拉力 F=1350N 运输带工作速度V=1.6m/s运输带滚筒直径D=260mm(附:运输带绕过滚筒的损失通过效率计算，取效率=0.96)(2)工作条件两班制工作，空载启动，单向、连续运转，载荷平稳,运输带速度允许误差为（-5%+5%

3、）。（3）使用期限 工作期限为十年，每年工作300天；检修期间隔为三年。（4）生产批量 小批量生产.2.设计任务1)选择电动机型号；2)确定带传动的主要参数及尺寸；3)设计减速器；4)选择联轴器3.具体作业1)减速器装配图一张；2)零件工作图二张（大齿轮，输出轴）；3)设计说明书一份。4.数据表F/N1100115012001250130013501450150015001600v/(m/s)1.61.61.71.51.551.61.551.651.71.8D/mm250260270240250260250260280300 表一 第一章 传动方案的拟定及说明机械装置总体设计方案通常按照以下设

4、计原则确定：（1） 保证机械装置功能实现的质量，要求设计原理正确，实现方法合理，满足产品功能品质需求。（2） 满足相关的安全可靠性指标，这些指标应包括在正常工作条件下，对产品本身既操作者的安全提供保证。（3） 设计产品在工艺上要求加工装配易于实现，同时具有良好的经济性。我们要力求简化设计对象的施工工艺，是生产过程简单，周期短，成本低。（4） 在使用维护中，要求设备在较短时间内，能完成指定的维护过程，通常以设备的平均无故障时间和最大检修时间作为基准维护指标。（5） 技术经济性是以产品的技术价值与经济价值纸币来衡量，产品技术含量高越、价格成本越低，其技术经济性越好。（6） 创新性决定了产品的自由知

5、识产权含量，是评价设计水平的重要依据之一。应按照创新思维方式进行独创新兴的优秀设计产品，发挥主观能动性，勇于创新统计表明，50%的质量事故使设计失误造成的，60%70%的产品陈品取决于设计，机械设计在产品的全寿命周期中起着十分重要的作用。因此，在设计中应遵循设计原则，把我设计方向是十分重要的.故传动方案的拟定及说明如下：由设计任务书可以知道所要设计的带式运输机传动装置主要由电动机、带传动、闭式齿轮传动和运输带组成。由运输机滚筒轴功率先计算出所需要的电动机的功率，从而计算出总的传动比。因带传动和闭式齿轮传动都可以起到减速的作用，因此要合理分配传动比。先设计带传动，接下来最主要的任务就是合理设计减

6、速器。减速器的设计主 要分为齿轮传动的设计、轴的设计及校核、轴上零件的选择、键的校核、轴承的校核等等。减速器齿轮采用硬齿面，由弯曲强度设计，由接触强度校核。同一减速器内各级大、小齿轮材料最好对应相同，以减少材料牌号和简化工艺要求。齿轮传动的几何参数和尺寸应分别进行圆整、标准化或计算，并保留其精确值。在设计轴时要考虑到其与箱体的配合，合理设计直径和长度。传动件、箱体、轴及轴承盖的结构布局和主要尺寸通过画草图初步确定。要注意各个部件之间的距离，以免发生碰撞。在箱体内部零件都设计好之后就要计算箱体外部各零件的尺寸。箱体外部零件的尺寸可根据已有公式计算得到，在需要选择的地方，要注意该零件与其它零件的配

7、合，扳手空间等等。至于减速器上一些标准件无须计算， 直接查表选取合适的即可。画出任务中要求的零件图，装配图,最后写出设计书，准备答辩。第二章 电动机的选择2.1 选择电动机的类型根据工作要求选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，具有防止灰尘，铁屑或其他杂物侵入电动机内部之特点，工作环境温度不超过40度，相对湿度不超过95%，海拔高度不超过1000 m,额定电压380V，频率50Hz。 2.2 选择电动机的容量电动机所需工作功率为：=传动装置的总效率为=···滚动轴承效率（三对）=0.99，闭式齿轮传动效率=0.97，带传动效率=0.96，联轴器效率=0.99

8、，代入得： =·0.97·0.96·0.99=0.895工作机需要的输入功率：=2.25 KW所需电动机功率为：= 2.5 KW因载荷平稳，电动机额定功率略大于即可。由Y系列电动机技术数据，选电动机的额定功率为3kW。2.3 确定电动机的转速已知滚筒轴工作转速=117.6 r/min。一般带传动的传动比=24，一级圆柱齿轮减速器传动比 5，即为25，则总传动比的范围为 =420,故电动机的转速可选范围为：= =(420) 117.6 r/min=470.42352 r/min,符合这一范围的同步转速有750 r/min、1000 r/min、1500 r/min。

9、选定电动机型号为 方案电动机型号额定功率同步转速/满载转速1Y132M-83KW750/7102Y132S-63KW1000/9603Y100L2-43KW1600/1420三种方案中，经过各种条件的对比，选定电动机型号为Y132S-6。第三章 计算传动装置的运动和动力参数3.1 分配传动比(1)总传动比 = =8.2(2)分配传动装置各级传动比、取带的传动比为 =3,则闭式齿轮的传动比 为:=2.73.2 传动和动力参数计算电动机轴：= 2.5 kW= 960 r/min= 9550=24.87N·m1轴（高速轴）：= = 2.4K W= = =320 r/min=71.63N&#

10、183;m2轴（低速轴）= 2.3W=r/min = 118.5r/min = =185.35N·m3（滚筒轴）P3=2.25KW= 118.5 r/min= =181.33 N·m根据以上计算列表如下： 各个轴的运动和动力参数 轴名功率p/kw转矩T/N.m转速n/(r/min)传动比i效率输入输出输入输出电动机轴2.524.8796030.96高速轴2.42.37671.6370.913202.70.96低速轴2.32.28185.35183.5118.510.98滚筒轴2.252.23181.3179.5118.5 表二第四章 V带传动的设计先假设选取普通V带：根据电

11、动机的转速n=960r/min, 高速轴的转速n=320r/min,高速轴的输入功率P=2.5kw,两班制工作，每天工作19.73个小时，载荷平稳。故，对普通V带的设计如下：（1）求计算功率查表得工作情况系数：V带的功率：（2）选V带型号根据，根据课本查此坐标位于A型区域，故选用A型普通V带（3）大，小带轮基准直径、，应不小于75mm现取=100 mm, 取V带的滑动率则取（4）验算带速V：带速在525m/s范围内，带速合适。（5） 求V带的基准长度和中心距a初步选取中心距:=1.5(+)=1.5（100+300）mm=600mm 现取=600mm符合： 0. 7(+)2(+)0. 7(100

12、+300)2×(100+300)所以有：280mm800mm故现取=600mm合适则计算V带的长度：=2+ =1200+628.3+16.67mm =1845mm根据课本表13-2取=2000mm则实际中心距： =(6)验算小带轮包角合理（7）求V带的根数Z由表（13-3）取单根V带的基本额定功率：=0.96kw的传动比=3.06由表（13-5）取单根V带额定功率的增量=0.11KW根据课本表（13-7）得K=0.95根据课本表（13-2）KL=1.01所以， Z=3.2选取带的根数为Z=4(8)作用在带轮轴上的压力由表13-1得q=0.1kg/m单根普通V带的初拉力：作用在轴上的压

13、力：=2 Zsin=1011.4N 第五章 齿轮的设计计算5.1齿轮的设计与校核已知齿轮为斜齿圆柱齿轮，传动比为 =2.7，传递功率P=2.4 kW，=320r/min。（1）选择材料及确定许用应力小齿轮采用20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度为56-62 HRC，= 1500 MPa,=850 MPa；大齿轮采用20Cr 渗碳淬火，齿面硬度为5662 HRC, =1500 MPa, =850 MPa由表11-5取=1.25，=1；由表11-4取=2.5，=189.8；则 = MPa =680 MPa；= MPa =1500MPa；（2）按轮齿弯曲强度设计计算设齿轮按8级精度制造。取载荷系数K=

14、1.2，齿宽系数=0.6小齿轮上的转矩： =9.55 N·mm =71.63 N·m，初选螺旋角 =取=20，=202.7 = 54；则实际传动比 =2.7；查表11-8得=2.88，=2.33； 查表11-9得=1.56，=1.70；=0.0066； =0.0058；由>故应对小齿轮进行弯曲强度计算。m=1.65mm;由表4-1取m=3mm；中心矩： a=;取圆整a=115mm确定螺旋角分度圆直径： =m=61.34mm;齿宽： b=0.661.34mm=36.8mm;取=40mm, =48mm; (3)验算齿面接触强度安全。 (4)齿轮的圆周速度查表得8级精度加工

15、时要求圆周速度，则设计合宜。 5.2 齿轮各参数的计算分度圆直径：齿顶高：齿根高：顶隙： 全齿高：齿顶圆直径：齿根圆直径：基圆直径： 齿距：p=齿厚，齿槽宽：s=e=第六章 轴的计设计算 6.1高速轴的设计计算1因小齿轮的的直径较小，故设计高速轴为齿轮轴。计算轴的最小直径： 高速轴用45#钢调质处理，取C=110；设计该轴为单键轴，考虑到键槽对轴的削弱，将轴径加大5%，则 取 ；2、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，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩定位，则采用过渡配合固定。 （2）确定轴各段直径和

16、长度（均为估算）段：d1=25mm 长度取L1=50mmh=2c c=1.5mm段:d2=d1+2h=24+2×2×1.5=30mm初选用7307Ac型角接触球轴承，其宽度为21 mm;则d3=35mm;通过密封盖的轴段长度应根据密封盖的宽度而定，取为55mm.其他各部分尺寸如图:6-1由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=107mm (3)按弯矩复合强度计算求分度圆直径：已知d1=25mm；转矩：；圆周力：；径向力：；下图中。图中a点为齿轮沿轴长方向的中点。 图6-1 高速轴结构图6-2 高速轴的弯矩图1）垂直面的支承反力（图b） 2） 水平面的支承反力（图c）3）绘垂直面

17、的弯矩图（图b）4）绘水平面的弯矩图（图c） 5） 求合成弯矩（图d） 6） 求轴传递的转矩（图e） 7） 求危险截面的当量弯矩从图可知a截面最危险，其当量弯矩为： 取 8） 计算危险截面处轴的直径轴的材料为45#钢，调质处理，查表得强度极限，许用弯曲应力，则 经校核得知该轴的设计是合理 6.2 低速轴的设计计算1 计算轴的最小直径： 低速轴用45#钢调质处理，取C=110；考虑到键槽对轴的削弱，将轴径加大5%，则 取 ；2、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，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩定位

18、，则采用过渡配合固定。 （2）确定轴各段直径和长度（均为估算）段：d1=35mm 长度取L1=65mmh=2c c=1.5mm段:d2=d1+2h=35+2×2×1.5=41mm初选用7309Ac型角接触球轴承，其宽度为25mm;则d3=45mm;通过密封盖的轴段长度应根据密封盖的宽度而定，取为55mm.,其他各部分尺寸如图: 6-3由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=111mm (3)按弯矩复合强度计算：求分度圆直径：已知d2=200mm；转矩：；圆周力：；径向力：；下图中。图中a点为齿轮沿轴长方向的中点。图6-3 低速轴图6-4 低速轴的弯矩图1）垂直面的支承反力（图b

19、） 2） 水平面的支承反力（图c）3） 绘垂直面的弯矩图（图b）4） 绘水平面的弯矩图（图c） 5） 求合成弯矩（图d） 6） 求轴传递的转矩（图e） 7） 求危险截面的当量弯矩从图可知a截面最危险，其当量弯矩为： 取 8） 计算危险截面处轴的直径轴的材料为45#钢，调质处理，查表得许用弯曲应力：，则 经校核得知该轴的设计是合理的。 第七章 键联接的选择及校核计算键均采用钢，查得键的许用静载荷挤压应力为。7.1 高速轴上键的选择及校核对高速轴上的键选择及校核：先选择：选择键的宽度b=8mm，高度h=7mm，长度L=40mm。 已知轴的直径d=24mm，传递的转矩T=71.63N·m。

20、校核： ， 此键安全。 7.2 低速轴上键的选择及校核（1）轴与齿轮的连接选择键的宽度b=14mm，高度h=9mm，长度L=40mm。 已知轴的直径d=50mm，传递的转矩T=185.35N·m。校核： ， 安全。（2）轴与联轴器的连接选择键的宽度b=10mm，高度h=8mm，长度L=56mm。 已知轴的直径d=35mm，传递的转矩T=185.35N·m。校核： ， 安全。第八章 滚动轴承的选择及计算8.1 高速轴上轴承的选择及校核（1）因轴的直径为25mm，故选用6206深沟球轴承；根据已知条件知轴承的预计寿命为：小时由前面校核轴的计算知道两轴承所受的水平面和垂直面内的力

21、分别为： ，则轴承径向载荷为： ，载荷平稳。（2）计算轴承1、2的当量动载荷 查表得 故当量动载荷为： （3）计算轴承的寿命：由表16-8取,由表16-9取,由手册得,则轴承的寿命:>36000h预期寿命足够8.2 低速轴上轴承的选择及校核（1）因轴的直径为35mm，故选用6207深沟球轴承；根据已知条件知轴承的预计寿命为：小时由前面校核轴的计算知道两轴承所受的水平面和垂直面内的力分别为： ，则轴承径向载荷为： ，载荷平稳。（2）计算轴承1、2的当量动载荷 查表得 故当量动载荷为（3）计算轴承的寿命：由表16-8取,由表16-9取,由手册得,则轴承的寿命:>36000h预期寿命足够

22、第九章 联轴器的选择已知低速轴的功率为P=2.3kW，转速n=118.5r/min，转矩T=185.35Nm为了缓和冲击和减轻振动，选用弹性柱销联轴器。由课本表17-1得工作情况系数为：，故计算转矩为： 根据计算转矩及电动机轴直径和减速器输入轴的直径查设计手册，选取弹性柱销联轴器LX2，公称转矩为560N/m材料为钢时，许用转速为6300r/min，轴孔直径30-35mm,合适。第十章 减速器箱体尺寸及结构的确定10.1 箱体尺寸的设计箱座壁厚： 取箱盖壁厚： 取箱座凸缘厚度： 箱盖凸缘厚度：箱座底凸缘厚度：地脚螺栓直径： 取地脚螺栓数目：由a<250mm,所以取轴承旁联接螺栓直径：取箱

23、盖与箱座联接螺栓直径： 取标准系列为联接螺栓d2的间距: L=180mm;轴承端盖螺栓直径：窥视孔盖螺钉直径：定位销直径：螺栓扳手空间与凸缘宽度安装螺栓直径 M8M12至外壁箱距离 1318至凸缘边距离1116沉头座直径 2026凸台高度：h=47mm;大齿轮顶圆与内壁距离： 取齿轮端面与内壁距离： 取 箱盖箱座肋厚： 轴承端盖外径： 10.2 箱体各部件结构的设计箱体减速器箱体是支承轴系部件，保证传动零件正确啮合，良好润滑和密封的基础零件，应具有足够的强度和刚度。因任务要求无铸造设备，所以箱体采用锻造加工。为保证减速器支承刚度，箱体轴承座应有足够厚度，并设置加强肋。轴承旁联接螺栓凸台有利于提高轴承座孔的联接刚度，凸台高度由联接螺栓的扳手空间决定。箱座与箱盖联接凸缘要有一定厚度，以保证箱座与箱盖联接刚度，箱体剖分面要加工平整。箱体内的浸油高度为一个齿高,为避免传动零件转动时将沉积在油池底部的污