带式输送机传动装置设计说明书

1、青岛理工大学琴岛学院课程设计说明书课题名称：带式输送机传动装置设计学 院：机电工程系专业班级：机械设计制造及其自动化11-5班学 号：20110201181学 生：聂圣杰指导老师：李明涛青岛理工大学琴岛学院教务处 2014年 06 月 28 日机械设计基础课程设计评阅书题目 带式输送机传动装置设计学生姓名 聂圣杰学号 20110201181指导教师评语及成绩指导教师签名： 年 月 日答辩评语及成绩答辩教师签名： 年 月 日教研室意见总成绩： 室主任签名： 年 月 日摘 要 机械设计课程设计是学生第一次较全面的在机械设计方面的训练，也是机械设计课程的一个重要教学环节，其目的是：第一、通过机械设计

2、课程设计，综合运用机械设计课程和其它有关先修课程的理论和知识，结合生产实际知识，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，并使学生知识得到巩固，深化和扩展。第二、学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件部件、机械传动装置和简单机械的设计原理和过程，第三、进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、熟悉和运用设计资料(手册、图册、标准和规范等)以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。 机械设计课程设计的题目是二级减速器的设计，设计内容包括：确定传动装置总体设计方案，选择电动机；计算传动装置运动和动力的参数；传动零件，轴的设计计算；轴承，联轴器，润滑，密封和联接件的选择与校核计算；箱体结构及其附件的

3、设计；绘制装配工作图及零件工作图；编写设计说明书；毕业设计总结；最后完成答辩。关键字：传动，轴承，装配目 录摘 要I1设计任务11.1设计内容11.2原始数据12 传动系统方案的拟定22.1方案简图和简要说明22.2电动机选择22.3传动比分配32.4传动系统的运动和动力参数的计算43 传动零件的设计计算53.1齿轮传动的主要参数和几何参数计算53.2轴的设计计算（初估轴颈、结构设计和强度校核）113.3联轴器的选择和计算173.4润滑和密封形式的选择174 箱体及附件的结构设计和选择19总 结21致 谢22参考文献23 机械设计课程设计 说明书1设计任务工作条件：单向运转，有轻微振动，经常满

4、载，空载起动，两班制工作，使用期限10年， 输送带速度容许误差为±5%。 F-带式输送机驱动卷筒的力矩为900N·m; v-带速为1.2m/s； D-卷筒直径为370mm1.1设计内容（1）确定传动装置的类型，画出机械系统传动方案简图；（2）选择电动机，进行传动装置的运动和动力参数计算；（3）传动系统中的传动零件设计计算；（4）绘制减速器装配图1张（A0或A1）;（5）齿轮及轴的零件图23张（A3） 1.2原始数据运行力矩T（n·m）：2.7KN运行速度V（m/s）：1.95m/s卷筒直径D (mm)：360mm2 传动系统方案的拟定2.1方案简图和简要说明 图2

5、-12.2电动机选择 1)选择电动机类型 按已知工作条件和要求，选用Y系列一般用途的三相异步电动机 2) 选择电动机的容量 (1）滚筒所需功率： （2-1） 滚筒的转速 （2-2） (2）电动机输出功率 = （2-3） (3）电动机至滚筒之间传动装置的总效率为 （2-4） 式中，、为从电动机至卷筒之间的各传动结构与轴承的效率，由表2-4；查得：弹性联轴器；滚动轴承；圆柱齿轮传动；卷筒轴滑动轴承；则故 （2-5）(4)电动机的额定功率由表20-1选取电动机的额定功率。3)电动机的转速为了便于选择电动机的转速，先推算电动机转速的范围。由表2-1查得圆柱齿轮传动比范围，则电动机的转速可选范围为可见同

6、步转速为1000r/min ，1500r/min ，3000r/min的电动机都符合，这里初选同步转速为1000r/min ，1500r/min ，3000r/min的三种电动机进行比较，如下表：由参考文献1中表20-1查得： 表2.1方案电动机型号额定功率（KW）电动机转速n/(r/min)质量/kg同步转速满载转速1Y160M-67.510009702.02.01192Y132M-47.5150014402.22.3813Y132S2-27.5300029002.02.370由表中数据，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量，价格以及总传动比，即选定方案22.3传动比分配1)传动装置总传动比

7、由机械设计课程设计中表20-1查得：满载转速nm=1440 r / min （2-6）2)分配各级传动比查阅机械设计课程与设计中表2-1各级传动中，高速级的圆柱齿轮的传动比为，则低速级的斜圆柱齿轮传动比 （2-7）所得值符合一般圆柱齿轮传动和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。2.4传动系统的运动和动力参数的计算1)各轴转速n电动机轴为轴及减速器高速级轴为轴，中速轴为轴II，低速级轴为轴III则 （2-8）2)各轴输入功率P 按电动机额定功率计算各轴输入功率，则 （2-9）3)各轴输入转矩T 3 传动零件的设计计算3.1齿轮传动的主要参数和几何参数计算 A.高速级齿轮传动设计 1.选择齿轮类型

8、、精度等级、材料及参数 1) 按图1所示传动方案，选用斜直齿圆柱齿轮传动 2)运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88） 3) 材料选择。由表10-1选得小齿轮的材料均为40Cr(调质后表面淬火)，齿面硬度为280HRC，大齿轮的材料均45钢，齿面硬度为240HRC，二者硬度相差40HBS。4)初选小齿轮齿数=24，则大齿轮齿数2.按齿面接触强度设计 由设计计算公式（10-9a）进行试计算，即 （3-1）确定公式内的各计算数值 1）试选载荷系数 2)小齿轮传递转矩 3)由表10-7选取齿宽系数：=1 4) 查图表10-6选取弹性影响系数 5)由图10-21e查得大、

9、小齿轮的接触疲劳强度极限应力为 6）由式10-13计算应力循环次数。 （3-2） 7）由表10-19取接触疲劳寿命系数。 8） 计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数S=1，由式（10-12）得 （3-3）（2）计算 1）试算小齿轮分度圆直径，是代入中较小的值。 （3-4） 2）计算圆周速度v。 (3-5) 3）计算齿宽b。 （3-6） 4）计算齿宽与齿高之比。模数 （3-7） 齿高 （3-8） （3-9） 5）计算载荷系数。根据，7级精度，由表10-2查得;由图10-8查得动载系数；由表10-3查得,从表10-4中的硬齿面齿轮栏查得小齿轮相对支承非对称布置、7级精度、用插值法得。考

10、虑齿轮为7级精度、取,故载荷系数 （3-10） 6）按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径，由式（10-10a）得 （3-11） 7）计算模数m。 3.按齿面弯曲强度设计由式（10-5）得弯曲强度设计的公式为 （3-12） （1） 确定公式内的各计算数值 1） 由图10-20d查得齿轮的弯曲疲劳强度极限，取弯曲疲劳安全系数S=1。 2）由图10-18取得弯曲疲劳寿命系数 3）计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数,由式（10-12）得 4）计算载荷系数K。 5）查取齿形系数。 由表10-5查得。 6）查取应力校正系数。 由表10-5查得用插值法求得 7）计算大、小齿轮的并加以比较。 （3-13

11、） 大齿轮的数值大。（2）设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳接触强度计算模数与由齿根弯曲疲劳强度计算的模数相差不大，取标注值m=2mm，取分度圆直径，算出小齿轮齿数大齿轮齿数 4.几何尺寸计算（1）计算分度圆直径（2）计算中心距 （3-14）（3）计算齿轮宽度取。B.低速级齿轮传动设计1.选择齿轮类型、精度等级、材料及参数 1) 按图1所示传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动 2)运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88） 3) 材料选择。由表10-1选得小齿轮的材料为40Cr(调质后表面淬火)，大齿轮的材料为45钢(调质后表面淬火)，齿面硬度240HBS。 4）初选小

12、齿轮齿数，则大齿轮齿数2.按齿面接触强度设计 由设计计算公式（10-9a）进行试计算，即（1） 确定公式内的各计算数值 1）试选载荷系数 2)小齿轮传递转矩 3)由表10-7选取齿宽系数：=1. 4) 查图表10-6选取弹性影响系数 5)由图10-21e查得大、小齿轮的接触疲劳强度极限应力为 6）由式10-13计算应力循环次数。 7）由表10-19取接触疲劳寿命系数。 8） 计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数S=1，由式（10-12）得 （2）计算 1）试算小齿轮分度圆直径，是代入中较小的值。 2）计算圆周速度v。 3）计算齿宽b。 4)计算齿宽与齿高之比。模数 齿高 （1）确定

13、公式内的各计算数值 1）由图10-20d查得齿轮的弯曲疲劳强度极限； 2）由图10-18取得 弯曲疲劳寿命系数 3）计算弯曲疲劳许用应力。 取弯曲疲劳安全系数,由式（10-12）得 4）计算载荷系数K。 5）查取齿形系数。由表10-5查得。 6）查取应力校正系数。由表10-5查得。 7）计算大、小齿轮的并加以比较。 小齿轮的数值大。（2）设计计算 对比计算结果，由齿面接触疲劳接触强度计算模数与由齿根弯曲疲劳强度计算的模数 相差不大，取标注值m=2mm，取分度圆直径，算出小齿轮齿数 大齿轮齿数 取=754.几何尺寸计算（1）计算分度圆直径（2）计算中心距 （3）计算齿轮宽度 取。3.2轴的设计计

14、算 输出轴的设计 1. 输入轴上的功率，转速，转矩 2.低速级大齿轮的分度圆直径为 而 （3-15） 3.初步确定输出轴的最小直径 先按式15-2初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢,调质处理,根据表15-3,取 ，于是得 （3-16） 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号。 联轴器的计算 转矩 查机械设计课本查表14-1 取 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 选取HL10型弹性套联轴器其公称转矩为为,半联轴器的孔径半联轴器的长度L=84mm,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴端上, 故1-2的长度应比 略短一些,现取

15、=82mm.4. 轴的结构设计 1）满足半联轴器的轴向定位要求，2-3轴段右端需制出一轴肩，故取2-3段的直径。 2）初步选择滚动轴承.因轴承受径向力的作用,故选用深沟球轴承. 选用30212型圆锥滚子轴承.对于选取的轴承其尺寸为的,故=60mm，左端滚动轴承右端采用轴肩进行轴向定位.4-5轴段为了轴段右端需制出一轴肩，故4-5的轴颈的长度应短于轴承2mm，加上挡油盘的宽度为10mm,取=24mm。右端滚动轴承左端加挡油盘，需轴肩轴向定位，由手册上查得轴承定位轴肩高度取,则=37mm，故，取。 3）左端轴承的左端采用轴承盖定位，取轴承盖的总宽度约为20mm，根据轴承端盖的装拆及便于轴承添加脂润

16、滑的要求和外伸端装有弹性套柱销联轴器时，应留有装拆弹性套柱销的必要距离要求，应该留有一定的距离。留出30mm的间距，故。4） 取安装齿轮处的轴段直径为70mm，轴上零件的周向定位，半联轴器的连接选用A型普通平键，半联轴器与轴的配合为滚动轴承与轴的周向定位是过渡配合来保证的，此处轴的直径尺寸公差为m6。轴的结构示意图如3-2-1所示图3-2中速级的设计 1.轴上的功率，转速，转矩 2.初步确定轴的最小直径 先按式15-2初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢,调质处理,根据表15-3,取 ，于是得 考虑到轴上装有键槽，将直径增大5%，则，取。此轴通过键槽与两个齿轮连在一起。 3.轴的结构设计

17、 1）轴段1-2和5-6处的直径都为40mm,轴的左右两端分别装有轴承，根据轴的直径，选取30208型圆锥滚子轴承，对于选取的轴承其尺寸为的。 2）轴段2-3和4-5安装齿轮，考虑轮毂的宽度要小于齿轮宽度的1-2mm左右，故取。齿轮需要轴向定位需在轴段的3-4段制出一轴肩，轴肩高度取,则,。 3）轴承需要脂润滑，故两端需要加挡油盘，轴的左端挡油盘宽度取8mm,轴的右端挡油盘的宽度取10mm。为了保证高速级轴承内圈与高速级的内圈在一条直线上，轴的两端需分别加上套筒，轴的左端套筒的宽度取7mm，轴的右端取套筒的宽度为10mm。故。 4）轴上零件的周向定位，安装大齿轮处选用A型普通平键，齿轮与轴的配

18、合为滚动轴承与轴的周向定位是过渡配合来保证的，此处轴的直径尺寸公差为m6。轴的结构示意图如3-3所示图3-3高速轴的设计 1. 输入轴上的功率，转速，转矩 2.高速级小齿轮的分度圆直径为 而 3.初步确定轴的最小直径 先按式15-2初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢,调质处理,根据表15-3,取 ，于是得 考虑到轴上装有键槽，将直径增大5%，则，取。 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径=25mm,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号。 联轴器的计算转矩 查机械设计课本查表14-1 取 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以 选取HL4型弹性套联轴器其公称转矩为为,半

19、联轴器的孔径半联轴器的长度L=62mm,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴端上, 故1-2的长度应比 略短一些,现取。4.轴的结构设计 1）满足半联轴器的轴向定位要求，6-7轴段左端需制出一轴肩，故取6-7段的直径。 2）初步选择滚动轴承.因轴承受径向力的作用,故选用深沟球轴承. 选用30206型圆锥滚子轴承.对于选取的轴承其尺寸为的,故， 4-5的轴颈的长度应短于轴承宽度约2mm，为了保证低速级轴承内圈与高速级、中速级的内圈在一条直线上，轴承需要脂润滑，故两端需要加挡油盘，轴的左端挡油盘的宽度取10mm,套筒的宽度取9.6mm，轴的左端取挡油盘的宽度为10mm,故=95mm。3）轴段

20、2-3是安装齿轮的，为了便于装拆此处轮毂的宽度应小于齿轮的宽度2mm,故， 4）右端轴承的右端采用轴承盖定位，取轴承盖的总宽度约为20mm，根据轴承端盖的装拆及便于轴承添加脂润滑的要求和外伸端装有弹性套柱销联轴器时，应留有装拆弹性套柱销的必要距离要求，应该留有一定的距离。留出30mm的间距，故。轴的结构示意图如3-4所示 图3-45.低速级轴的强度校核 低速轴的强度校核由前面选定轴的材料为45钢，调制处理，由工程材料及其成形基础表查得抗拉强度1）.计算齿轮上受力（受力如图所示） 切向力： 图3-5径向力：由已知条件根据图3-4求得 2）计算弯矩弯矩： 扭矩： （3-17）按弯扭合成应力校核轴的

21、强度 进行校核时，通常只按校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（极危险截面为齿轮处的截面），轴只做单向旋转，扭矩切应力为脉动循环应力取=0.6， 计算轴上最大应力值由公式其中 （3-18） 求得 （3-19） 查表15-1 ，。故此轴是安全的。其余两轴校核方法同上，均满足是有要求，安全。3.3联轴器的选择和计算1 输入轴（轴）的联轴器的选择 根据轴的设计，选用TL4型弹性套柱销联轴器，其尺寸如下表3.2所示表3.2型号T（）（r/min）（mm）L（mm）转动惯量（）HL440570025620.009 2输出轴（轴）的联轴器的选择 根据轴的设计，选用TL8型弹性柱销联轴器，其尺寸如下表所示3.3

22、表3.3型号T（）（r/min）（mm）L（mm）转动惯量（）HL106303600601120.1123.4润滑和密封形式的选择1. 润滑对于二级圆柱齿轮减速器，因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以采用油润滑，箱体内选用SH0357-92中的50号油润滑，装至规定高度. 由于轴承选用了脂润滑，故要防止齿轮的润滑油进入轴承将润滑脂稀释，也要防止润滑脂流如油池中将润滑油污染。所以要轴承与集体内壁之间设置挡油环。其中油的粘度大，化学合成油，润滑效果好。对于齿轮采用浸油润滑，由于低速级周向速度为0.53m/s，所以浸油高度约为3050。取为40。2. 密封形式 对于密封性来讲是为了保证机盖与机座

23、联接处密封，轴与轴承盖之间采用接触式毡圈密封，其密封效果是靠矩形毡圈安装于阶梯槽中所产生的径向压力来实现的。轴承盖安装有密封盖的作用是为了补偿磨损后所产生的径向间隙，且便于更换毡圈。 4 箱体及附件的结构设计和选择1. 箱体设计表4.1箱体结构尺寸名称符号参数设计原则箱体壁厚80.025a+3 >=8箱盖壁厚 180.02a+3 >=8凸缘厚度箱座b121.5箱盖 b112 1.5底座 b2 20 2.5加强肋厚8 0.85地脚螺钉型号dfM200.036a+12数目n6箱座、箱盖联接螺栓直径尺寸d2M10（0.5-0.6）df连接螺栓的间距l166150200轴承盖螺钉直径d3M

24、8（0.4-0.5）df观察孔盖螺钉d4M8（0.3-0.4）df定位销直径d8（0.7-0.8）d2d1,d2至外箱壁距离C122C1>=C1mind2至凸缘边缘距离C216C2>=C2mindf至外箱壁距离C326df至凸缘边缘距离C424箱体外壁至轴承盖座端面的距离L60C1+ C2+(510)轴承端盖外径D272 72 130注释：a取低速级中心距，a=96mm2.附件为了保证减速器的正常工作，除了对齿轮、轴、轴承组合和箱体的结构设计给予足够的重视外，还应考虑到为减速器润滑油池注油、排油、检查油面高度、 加工及拆装检修时箱盖与箱座的精确定位、吊装等辅助零件和部件的合理选择和

25、设计。表4.2箱体附件名称规格或参数作用 窥视孔 视孔盖133×95 为了便于检查箱内传动零件的啮合情况以及将润滑油注入箱体内，在减速器箱体的箱盖顶部设有窥视孔，为防止润滑油飞溅出来和污物进入箱体内，在窥视孔上应加设视孔盖 通气器通气螺塞M19×1.5 减速器工作时，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大，为使箱内热胀空气能自由排出，以保持箱内外压力平衡，不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件等其他缝隙渗漏，通常在箱体顶部装设通气器。起吊装置吊耳 为了便于搬运，在箱体设置起吊装置，采用箱座吊耳，孔径16mm。 定位销M8×38 为保证每次拆装箱盖时，仍保持轴承座孔制造加工时

26、的精度，应在精加工轴承孔前，在箱盖与箱座的联接凸缘上配装定位销。油面指示器油标尺M16 用于检查减速器内油池油面的高度，以保证传动件的润滑。一般在箱体便于观察、油面较稳定的部位。放油孔及油塞M16×1.5 为了排放污油，在减速器箱座最底部设有放油孔，并用放油螺塞和密封垫圈将其堵住。起盖螺钉M12×42 为了保证减速器的密封性，常在箱体剖分接合面上涂有水玻璃或密封胶。为便于拆卸箱盖，在箱盖凸缘上设置1-2个起盖螺钉。拆卸箱盖时拧动起盖螺钉，便可顶起箱盖。总 结 通过此次近两周的课程设计，感觉获得好多宝贵的验，也获得好多有用的知识，真正体现出运用前面所学过的知识。但有一种遗憾，本来课时少，以前的任课老师讲得又少，还有好多与此次有关的内容没讲，并不是我没专心听讲，这又减慢了我的设计效率。如果以后做这样的工作，把课本带去抄公式，我想这是不可能的，真可惜。但从这次设计中，我深深体会到了作为一位设计者在工作中起的主导作用，清晰地认识到对待设计这个工作，必须认真，一丝不苟才能做好工作，才不会浪费材料让企业蒙受损失。在实训的过程中，学会了与其他同学的合作，经过交流学习到其他同学的宝贵经验，从而丰富了自己的知识。实