带式运输机传动装置的设计

1、.设计说明1电动机2-联轴器3一二级圆柱齿轮减速器4联轴器5一带式运输机机械设计基础课程设计说明书设计题目：带式运输机传动装置的设计姓 名：专 业：材料成型及控制工程学 号：指导教师:带式运输机传动装置的设计（A-5）同轴式二级圆柱齿轮减速器的设计用于带式运输机的同轴式二级圆柱齿轮 减速器。传动装置简图如右图所示。视情况 可增加一级带传动或链传动。（1）带式运输机数据运输机工作轴转矩T= 5300（N m）运输带工作速度v = 0.9（m/s）运输带滚筒直径D= 450mm（2）工作条件单班制工作，空载启动，单向、连续运 转，工作中有轻微振动。运输带速度允许速 度误差为± 5%（3）

2、使用期限工作期限为十年，检修期间隔为三年。（4）生产批量及加工条件小批量生产。2.设计任务（详见基本要求）1）选择电动机型号；2）选择联轴器；3）设计减速器；3.成果要求（详见基本要求）1）减速器装配图一张；2）零件工作图1张；3）设计说明书一份。.选择电动机型号电动机是最常用的原动机，具有结构简单、工作可靠、控制简单和维护容易等优点。电动机的选择主要包括选择其类型和结构型式、容量（功率）和转速、 确定具体型号选择电动机类型根据任务书要求可知：本次设计的机械属于恒功率负载特性机械，且其负载较小，故采用Y型三相异步电动机（全封闭结构）即可达到所需要求。2、选择电动机容量工作机所需的功率其中带式输

3、送机的效率3一09,1电动机的输出功率其中“为电动机至滚筒主动轴传动装置的总效率，包括 V带传动、一对齿轮 传动、两对滚动轴承及联轴器等的效率，"值计算如下：由机械设计基础课程设计表10-1查得V带传动效率承=096 , 一对齿轮 传动的效率私二函，-对滚动球轴承传动效率加二。邺,联轴器效率 市二。曳，因此所以根据R选取电动机的额定功率 F使尸二 QT3）P,;865Tl 皿,并由机械设计基础课程设计表 10-110查得电动机的额定功率为 色二1邮 确定电动机转速：滚筒转速为：取V带传动的传动比范围为：i = 24取单级齿轮传动的传动比范围为：与5则可得合理总传动比的范围为：1 i

4、I? -6-20故电动机转速可选的范围为：/1% 229 32-7M Ir/'min在这个范围内的电动机的同步转速有750r/m曲和IOMf/a血两种，综合考虑电 动机和传动装置的情况再确定最后的转速，为降低电动机的重量和成本，可选 择同步转速为10Mdl1血。根据同步转速查机械设计基础课程设计表10-110 确定电动机型号为71俶-6,其满载转速nB=970r/mino此外，电动机的中 心高、外形尺寸、轴伸尺寸等均可查表得出三.选择联轴器，设计减速器总传动比的计算与分配电动机确定后面，根据电动机的满载转速和工作装置的转速，就可以计算 传动装置的总传动比。总传动比的分配是个比较重要的问

5、题。它将影响到传动 装置的外轮廓尺寸、重量、润滑等许多问题。1、计算总传动比2、分配各级传动比为使带传动的尺寸不至过大，满足 工& ,可取自二3,则齿轮的传动比传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数是指各轴的转速、功率和转矩，这些参数是设 计传动零件（齿轮和带轮）和轴时所必需的已知条件。计算这些参数时，可以按 从高速轴往低速轴的顺序进行。1、各轴的转速2、各轴的功率3、各轴的转矩最后，将计算结果填入下表：参数轴名电动机轴I轴II轴滚筒轴转速n/(r/min )970323.3374.3374.33功率P/KW1110.5610.199.94转矩 T/ (N.M)108.3

6、311.91309.221277.1传动比i34.351效率40.960.9650.975传动零件的设计计算设计时，一般先作减速器箱外传动零件的设计计算，以便确定减速器内的 传动比及各轴转速、转矩的精确数值，从而使所设计的减速器原始条件比较准 确。第一节 减速器外传动零件的设计本传动方案中，减速器外传动即电动机与减速器之间的传动，采用V带传动.V带已经标准化、系列化，设计的主要内容是确定V带型号和根数，带轮的材料、直径和轮毂宽度、中心距等。1、求计算功率R查机械设计基础表13-8得左=1工，故2、选Vt型号根据尸,=34胞=雨=970加11 ,由机械设计基础图13-15查出此坐 标点位于Bff

7、l号区域。3、求大、小带轮基准直径八公查机械设计基础表13-9, 4应不小于125mm现取力二150加，由机rfi = diQ/） =xl50x（-0-02）nini = 441mm械设计基础式（13-9）得 m 323J3,1式中加=独二32333rgi。由机械设计基础表13-9,取小=450nm。4、验算带速v带速在5右网&范围内，合适。5、求v带基准长度和中心距a初步选取中心距由机械设计基础式（13-2）得带长查机械设计基础表13-2,对b型带选用Zrf=2fMJ0mm 0再由机械设计基础式（13-16）计算实际中心距6、验算小带轮包角蜃由机械设计基础式（13-1 ）得合适。7、

8、求Vt根数2由机械设计基础式（13-15）得令Hi=970r/iniiia=150fflm ,查机械设计基础表13-3得由机械设计基础式（13-9）得传动比查机械设计基础表13-5得由仍=16LM"查机械设计基础表13-7得£二095,查机械设计基础表13-2得敖二L05,由此可得取5根。8、求作用在带轮轴上的压力 即查机械设计基础表13-1得0 =依/'而，故由机械设计基础式（13-17）得单根V带的初拉力作用在轴上的压力9、带轮结构设计带轮速度v=7_62叫” ,可采用铸铁材料。小带轮直径di=150rm ,采用实心式；大带轮直径 办二45值防，采用轮辐式。传动

9、比及运动参数的修正外传动零件设计完成后，V带的传动比随之确定。用新的传动比对减速器内 轴I的转速、转矩数值进行修正。1、对轴I转速的修正2、对轴I转矩的修正最后，将修正结果填入下表：参数轴名电动机轴I轴II轴滚筒轴转速n/(r/min )970316.9974.3374.33功率P/KW1110.5610.199.94转矩 T/ (N.M)108.3318.141309.221277.1传动比i3.064.351效率40.960.9650.975减速器内传动零件的设计减速器内的传动零件主要是指齿轮轴。本传动方案中的减速器采用直齿圆 柱齿轮进行传动。直齿圆柱齿轮传动设计需要确定齿轮的材料、模数、

10、齿数、 分度圆、顶圆和根圆、齿宽和中心距等。1、选择材料及确定许用应力小齿轮用40MW1调质，齿面硬度241哪就S，0二7KM扭I,"!（机械设计基础表11-1）,大齿轮用 的5sMi调质,齿面硬度241涮胭，。国工二615奶1clm=510AfPff（机械设计基础表11-1）。由机械设计基础表11-5,取国二 1L *=115,2、按齿面接触强度设计设齿轮齿面按7级精度制造。取载荷系数 K二Ll（机械设计基础表11-3）,齿宽系数0 d=04（机械设计基础表11-6）小齿轮上的转矩取办二1稿（机械设计基础表11-4）上 IlKTi u+lfZsZnrYflxl_lx3.BMxl（j

11、5 W+lf 188x2_5Y力 > 3x - =Jxim> = 9138Hmu （口甸） 0.8437 1559.09 ）137 _=4_28齿数取久二32,则党二427x32% 137。故实际传动比32。制=色=些加=28人模数 为 32齿宽 B=0Hi=O£x9L38mm=7110而，取 Bi = 75mm, 同=城+（510前二处85T这里取心80mrn。按机械设计基础表4-1取隔二3,小齿轮实际的分度圆直径 小=加xz=3x32wdw二如而，大齿轮实际的分度圆直径 小 用x?】3x137mm lllrnn齿顶高 % 而 Ixjmnr Ijrnn齿根高加-*山0灼

12、x3e _ 3-75e小齿轮齿顶圆直径小齿轮齿根圆直径大齿轮齿顶圆直径大齿轮齿根圆直径小+小心=小+2瓦=(96+2x3)mm=102皿1 电=力-切=(96-2x3-75)mm = 885ww 国二小+%二(4H+2x3)e=417e £fri=rf>-2fr=(411-2x 3,75)加二 4015 所中心距 223、验算轮齿弯曲强度齿形系数加1=256（机械设计基础图ii-8）, Iii=Lfi3（机械设计 基础图11-9）由机械设计基础式（11-5）4、齿轮的圆周速度对照机械设计基础表11-2可知选用7级精度是合宜的。轴II运动参数的修正内传动零件设计完成后，齿轮的传动

13、比随之确定。用新的传动比对减速器内轴II的转速、转矩数值进行修正。1、对轴H、工作装置转速的修正2、对轴H、工作装置转矩的修正最后，将修正结果填入下表：参数轴名电动机轴I轴II轴滚筒轴转速n/(r/min )970316.9974.0474.04功率P/KW1110.5610.199.94转矩 T/ (N.M)108.3318.141314.351282.1传动比i3.064.281效率40.960.9650.975轴的设计计算第一节 高速轴I的计算已知轴I传递的功率H=1056KV,转速国二31699r/inin，小齿轮的齿宽 加二8%麻，齿数Zi=32,模数师二3,压力角a=2lT ,载荷

14、平稳。1、初步估算轴的直径查机械设计基础表14-1轴的常用材料及其主要力学性能表，选取 45号钢作为轴I的材料，并进行调质处理。查机械设计基础表14-2常用材料的忖值和。值，取C二107 o由机械设计基础式(14-2)得考虑到有键槽的存在，轴径加大5%£右即小(11岸。力36 Ke取由核二岫倾。2、轴的结构设计(1)确定轴的结构方案右轴承从轴的右端装入，靠轴肩定位。齿轮和左轴承从轴的左端装入， 齿轮右侧端面靠轴肩定位，齿轮和左轴承之间用定位套筒使左轴承右端面得 以定位，左右轴承均采用轴承端盖，齿轮采用普通平键得到圆周固定。(2)确定轴的各段直径轴结构示意图1轴段安装带轮，轴径取不大于

15、 70mmi标准值，这里取du40mm ； 2轴 段安装轴承端盖，取rfi=45mrn； 3轴段安装轴承，轴径为轴承内径的大小 。 查机械设计基础课程设计续表 10-35:选取深沟球轴承6311,轴承内径 rf=50mm,外径D=120rnrn,轴承宽B = 29m。这里取4 = 55；轴两 端安装轴承处轴径相等，则6段取4 =4=5X； 4轴段安装齿轮，齿轮内 径4 二55mm齿轮的轴向定位轴肩4-妙612mm ,取&二65所。(3)确定轴的各段长度结合绘图后确定各轴段长度如下：1轴段的长度取4=7蝙师（根据带轮结构及尺寸）；2轴段总长度而（根据外装式轴承端盖的结构尺寸，起厚度,=2

16、2/1+1=（12x10+ Drnrn=23mrn,还有箱体的厚度取 10mm ； 3轴段4二糊1M （轴承的宽挡油环的长度和）,4轴段4二力而（因 为小齿轮的齿宽为80mm轴段的长度应比零件的轮毂短 2-3mm ,5轴段长度 15mm 6轴段L二40而M（轴承的宽挡油环的长度和）。3、按弯扭合成强度对轴I的强度进行校核已知：转矩3.1814小齿轮分度圆直径4二96mm , 0 耳用上3一闻4'丹=网73圆周力 496其二耳垣 a 二 6627见 x tn 2(T N = 241236N用二工二二加3j8ff法向力cos犹 cos 20"（1）绘制轴受力简图（如下）（2）绘制

17、垂直面弯矩图（如下）七=% =空=生变 N = 12061IW垂直面内的轴承支反力：22%=% =g=空2双=3313财水平面内的轴承支反力：22由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面Cft垂直面弯矩为（3）绘制水平面弯矩图（如下）截面Cft水平面上弯矩为：（4）绘制合弯矩图（如上）（5）绘制扭矩图（如上）T二匹"«627J2x-xlHN if = 165.W M扭矩： 上工（6）当量弯矩计算扭矩产生的扭转力按脉动循环变化，取a =0.6,截面Ct的当量弯矩：(7)校核危险截面C勺强度判定危险截面为第四段轴的中心面，轴的材料选用 45钢，调质处理，查机械设计基础表14-1得

18、4 =柩罐的；查机械设计基础表14-3查得口则：该轴强度足够。第二节 低速轴n的计算已知轴II传递的功率Pn=10J9KIF ,转速加=/mb ,大齿轮的齿宽4=75rnm,齿数=137 ,模数隔二3,压力角6=20',载荷平稳。1、初步估算轴的直径查机械设计基础表14-1轴的常用材料及其主要力学性能表，选 取45号钢作为轴I的材料，并进行正火处理。查机械设计基础表14-2常用材料的同值和。值，取C:107 o由机械设计基础式(14-2)得根据联轴器结构及尺寸，取由仁二加加2、轴的结构设计(1)确定轴的结构方案右轴承从轴的右端装入，靠轴肩定位。齿轮和左轴承从轴的左端装入， 齿轮右侧端面

19、靠轴肩定位，齿轮和左轴承之间用定位套筒使左轴承右端面得 以定位，左右轴承均采用轴承端盖，齿轮采用普通平键得到圆周固定。(2)确定轴的各段直径轴结构示意图由图中个零件配合尺寸关系知4=%而 rf5=112mmorf3=85mm rfrfSKtam(3)确定轴的各段长度结合绘图后确定各轴段长度如下：1轴段的长度取 卜-通用（根据联轴器 结构及尺寸）；2轴段总长度4=57加（根据外装式轴承端盖的结构尺寸，其 jwjgb>c+ =22+1=22x10+1= 23 还有箱体的厚度取 10mm ； 3 轴段 4 =58E（轴承的宽挡油环的长度和）,4轴段4二以E （因为大齿轮的齿宽为 75mm轴段的

20、长度应比零件的轮毂短2-3mm ; 5轴段4二6而；6轴段 /6=40"o3、按弯扭合成强度对轴n的强度进行校核已知：转矩：X=131435ximMmw大齿轮分度圆直径4=41Mm2T 2xU1435xl(f K = 4 =W=89108527圆周力 42954=J；taia=8910.85xtai20i=3243M用二4二吧二（M8173N法向力or；任 or； 20（1）绘制轴受力简图（如下）（2）绘制垂直面弯矩图（如下）七二二"当"N=162L6W垂直面内的轴承支反力：22% = % ="=我=44554耐水平面内的轴承支反力：22由两边对称，知截

21、面C勺弯矩也对称。截面0ft垂直面弯矩为（3）绘制水平面弯矩图（如下）截面0ft水平面上弯矩为：（4）绘制合弯矩图（如上）（5）绘制扭矩图（如上）T = Ft - =89105xJf =400JWN M（6）当量弯矩计算扭矩产生的扭转力按脉动循环变化，取a =0.6,截面Ct的当量弯矩：(7)校核危险截面C的强度判定危险截面为第四段轴的中心面，轴的材料选用 45钢，正火处理，查 机械设计基础表14-1得与项(咖！；查机械设计基础表14-3查得 j二涉奥则：该轴强度足够。键的选择与强度验算1、高速轴I上键的选择与校核(1)最小直径处：1)选择键型：该键为静联接，为了便于安装固定，选择普通 A&#

22、174;平键。2)确定键的尺寸：该轴上最小直径为小二1We,轴长=加而，查机械设计基础课程设 计表10-33得，用于此处连接的键的尺寸为6=1加科入士断而7二63丽用。3)强度校核：轴所受转矩Ti二31814MM o查机械设计基础表10-10,取则扭1 P=40A(Pff o由机械设计基础式(10-26)有：键连接的挤压强度47|4x31X14a_ = 一=-632MAi'幽 40x8x63x1(1 八。由机械设计基础式(10-27)有：P=竺=_2X3114 Pa=21_04MPa <P = WMPa键连接的压强 姗40xl2x63xl(T。强度满足要求。该键标记为：键12x(

23、3 GB/J1096-97 0(2)齿轮处1）选择键型：该键为静联接，为了便于安装固定，选择普通 A®平键。2）确定键的尺寸：该轴上最小直径为&=55萧制，轴长4 = 77所，查机械设计基础课程设计表10-33得，用于此处连接的键的尺寸为A=16,A=10J=70o3）强度校核：查机械设计基础表10-10,取回1二圆奶1 P=40J/Pff 0由机械设计基础式（10-26）有：键连接的挤压强度47114x31814ff = =jPa =33JMPa<a = WOMPaJ 四 55xl0x70xl（r*o由机械设计基础式（10-27）有：P= -2x31814 pa=10

24、32MPa<n=WMPa键连接的压强幽 55xl6x70xl（T0强度满足要求。该键标记为：键16x70 GB/T1096-卯。2、低速轴H上键的选择与校核（1）最小直径处1）选择键型：该键为静联接，为了便于安装固定，选择普通 A®平键。2）确定键的尺寸：该轴上最小直径为二蛛所，轴长4=13加E,查机械设计基础课程设 计表10-33得，用于此处连接的键的尺寸为4=2-14.1=1003）强度校核：轴所受转矩T,二131435M" o查机械设计基础表10-10 ,取回1二】期® P=iMPa o由机械设计基础式（10-26）有:键连接的挤压强度，嚼二嬴霭*”第

25、9吁100由机械设计基础式（10-27）有:键连接的压强P寸二遇落内52沏=锄吠强度满足要求。该键标记为：键22x100 GE/T1096 97（2）齿轮处:1）选择键型：该键为静联接，为了便于安装固定，选择普通 A®平键。2）确定键的尺寸:该轴上最小直径为&二断师,轴长4二3而,查机械设计基础课程设计表10-33得，用于此处连接的键的尺寸为A=25,A=14J=63。3）强度校核:查机械设计基础表10-10,取回=1则扭1 P=4OMPa 0由机械设计基础式（10-26）有：键连接的挤压强度4Tn 4x131435事 M 的 xl4x63xl(由机械设计基础式（10-27）

26、有:P = 2XBU35 PaYISIMPa <P =40JfPki 键连接的压强翅 95x25x63xl(T。强度满足要求。该键标记为：键25x90曲m晚-2DK 0滚动轴承的选择及联轴器的选择第一节 滚动轴承的选择根据设计条件，轴承预计寿命：4=10x300x16=48000/hW1、计算高速轴处的轴承对于高速轴处的轴承选择，首先考虑深沟球轴承。初选用 6311型深沟球轴 承，其内径为55mm外径为120mm宽度为29mm极限转速（脂）：5300r/min ; 极限转速（油）：6700r/min。因轴承工作温度不高、载荷平稳，查机械设计基础表 16-8及表16-9, 取力=1右=&q

27、uot;由于轴向力的影响可以忽略不计，即 /胪” ,取X=1, Y=0. 则当量动载荷尸=冏=1x2412364 = 241236N ,转速 n=316.99r/min , 4=480M 小时 £二，由机械设计基础式（16-3）得：所需径向基本额定动载荷查机械设计基础课程设计表10-35得：。二552朗25-74加，故选 用6311型深沟球轴承符合要求。2、计算低速轴处的轴承对于低速轴处的轴承选择，考虑深沟球轴承，初选 6018型深沟球轴承，其 内径为90mm外彳全为140mm宽度为24mm极限转速（脂）：4300r/min ;极限 转速（油）:5300r/min。因轴承工作温度不高

28、、载荷平稳，查机械设计基础表 16-8及表16-9, 取和1叫； 由于轴向力的影响可以忽略不计，即 :不取X=1, Y=0. 则当量动载荷尸=/="3243%漱=3243训，转速拿=74.04面仙, 4=48000 小时，£=，由机械设计基础式（16-3）得：所需径向基本额定动载荷查机械设计基础课程设计表10-35得：G=445酬213侬,故选6018型深沟球轴承符合要求第二节 联轴器的选择轴I与Vt轮通过键连接来传递力和扭矩，不需用联轴器；轴R与滚筒 之间用联轴器联接实现力和扭矩的传递。需选用合适的联轴器。考虑此运输 机的功率不大，工作平稳，考虑结构简单、安装方便，故选择

29、弹性柱销联轴 器。计算转矩按下式计算：式中T 名义转矩；N- mmK a工作情况系数；取K=1.5,则Z 二切=15x131435"“二ML525VM轴n的转速为n2=74.04r/min输出轴输出段直径为d=80mm查机械设计课程上机与设计表 14-5,可选择YL14或YLD14型弹性联轴 器。第七章减速器润滑与密封1、润滑齿轮圆周速度y=,采用油池润滑，圆柱齿轮浸入油的深度约一个齿高，大齿轮的齿顶到油底面的距离 3060mm选择油面的高度为 40mm并考虑轴承的润滑方式，计算：高速轴：dxn 50x316.99 1J59/1O4mm r/mii <2x10 r/mii低速轴

30、：rfxn=90x74 M=6.66xl03mffl-r/irn < 2x10smm r/nwi ；所以选用脂润滑，润滑脂的加入量为轴承空隙体积的 巾7 ,采用稠度 较小润滑脂。2、密封为了防止润滑油或脂漏出和箱体外杂质、水及灰尘等侵入，减速器在轴的 伸出处、箱体的结合面处和轴承盖、窥视孔及放油孔与箱体的结合面处需要密 封。轴伸出处的滚动轴承密封装置采用毛毡圈密封，由机械原理课程上机与设 计表15-15可得，其中输入轴按密封圈密封处直径：d=45mH,选择毛毡圈 尺寸：D=6L4 = 44j=8。输出轴按密封圈密封处直径：d=SSmm 0选择毛毡圈尺寸：5=1073£/|=88

31、=9 0第八章减速器附件选择1、轴承端盖轴承端盖全部采用外装式轴承端盖，并根据机械设计课程上机与设计表13-4与表15-3进行选择。1）、高速轴的轴承端盖轴承外径D二1加丽!，螺栓直径4=U,端盖上螺栓数目6;g=lM=14_4rnrn, 取"=1（, D/=D-Q0典丽,取 D广 nOrnrn2）、低速轴的轴承端盖：轴承外径D=M&E,螺栓直径4二1加班，端盖上螺栓数目6;4=4+1=13呼 4=D+2X=170ffirn,以4+ 2兄1 2mmm"1MT44呼 由,取4=16.，4=»-现均丽，取a =13（bww2、通气器减速器工作时，由于箱体内部温度升高，气体