带式运输机设计说明书

1、精选优质文档-倾情为你奉上机械设计课程设计设计题目: 带式运输机传动装置的设计 设计者： 黄*棋 学院： 能源与动力工程学院 班级： *1604 日期： 2019 年 1月 7 日 1 月 18 日 指导老师：王劲松 目 录设计任务书2一、传动方案的拟定及电动机的选择3二、V带的设计计算 7三齿轮传动设计计算8四、轴的设计计算 122减速器高速轴及附件的设计计算122减速器低速轴及其附件的设计计算153附件汇总17五、减速器箱体及附件设计18六、润滑与密封19七、设计小结20八、参考资料目录20带式运输机传动装置的设计1. 设计题目 带式运输机传动装置。传动装置简图如右图所示。(1)带式运输机

2、数据传动装置总效率约为=82%。数据编号123456运输带转矩T/ N·m130162175.5240150181.5运输带工作速度v/(m/s)1.61.71.61.81.51.55卷筒直径D/mm320270260300240250(2)工作条件使用年限8年，每天工作8小时。载荷平稳，环境清洁。空载启动，单向、连续运转。2.设计任务1)完成带式运输机传动方案的设计和论证，绘制总体设计原理方案图；2)完成传动装置的结构设计；确定带传动的主要参数及尺寸；齿轮减速箱的设计；3)减速器装配图一张；(零号图纸)零件图若干张；（折合零号图纸一张）4)设计说明书一份。（正反十页以上，80001

3、0000字）4.说明书内容根据运输带的参数，选择合适的电动机，分配各级传动比，并计算传动装置各轴的运动和动力参数。减速器外传动零件设计：普通V带传动。减速器内传动零件设计：闭式一级（展开式二级）圆柱齿轮传动。其他结构设计。 第一章 传动方案的拟定及电动机的选择1.1拟定传动方案本组选择1号数据进行设计由已知条件计算驱动滚筒的转速n,即r/min一般选用同步转速为1000r/min或1500r/min 的电动机作为原动机，因此传动装置传动比约为10或15。根据总传动比数值，初步拟定出以二级传动为主的多种传动方案。一级传动采用皮带轮减速装置，二级减速装置采用I级传动齿轮，这样传动比分配为35 。1

4、.2选择电动机1）电动机类型和结构型式按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。2）电动机容量（1）滚筒输出功率Pw （）（2）电动机输出功率P 根据传动装置总效率及查表得：V带传动1=0.945；滚动轴承2 =0.98；圆柱齿轮传动 3 =0.97；弹性联轴器4 =0.99；滚筒轴滑动轴承5 =0.94。（3）电动机额定功率Ped 由表选取电动机额定功率Ped =2.2kw。比Pd略大3）电动机的转速为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。由表查得V带传动常用传动比范围i1 =24,单级圆柱齿轮传动比范围i2 =36，则电动机转速可选

5、范围为nd= n·i1·i2 =5732292r/min方案电动机型号额定功率（kw）电动机转速（r/min）电动机质量（kg）传动装置的传动比同步满载总传动比V带传动单级减速器1Y100L1-42.2150014203414.8734.962Y112M-62.21000940459.842.53.94 由表中数据可知两个方案均可行，方案1相对价格便宜，但方案2的传动比较小，传动装置结构尺寸较小，整体结构更紧凑，价格也可下调，因此采用方案2，选定电动机的型号为Y112M-6。4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸由表查出Y112M-6 型电动机的主要技术数据和外形、安装尺寸如

6、下。机座极数安装尺寸  (mm)外形尺寸 (mm)ABCDEFGHKABACADHDL112M2.4.6.8190140702860824112122302401903004001.3 计算传动装置传动比和分配各级传动比1）传动装置传动比2）分配各级传动比取V带传动的传动比i1 =2.5，则单级圆柱齿轮减速器传动比为=3.936所得i2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。1.4 计算传动装置的运动和动力参数1）各轴转速电动机轴为0轴，减速器高速轴为I轴，低速轴为轴，各轴转速为 n0=nm=940r/min nI=n0/i1=940/2.5376nII=nI/i

7、2=376/3.9495.5r/min2）各轴输入功率按电动机额定功率Ped 计算各轴输入功率，即P0=Ped=2.2kwPI=P01=2.2x0.9452.079kwPII=PI2 3 =2.079x0.98x0.971.976kw3）各轴转矩 To=9550x P0/n0=9550x2.2/940=22.35N·mTI=9550x PI/nI=9550x2.079/376=52.80N·mTII=9550x PII/nII=9550x1.976/95.5=197.6N·m第二章 V带传动的设计2.1 V带传动设计一般方法(1)确定计算功率Pca Pca=KAP

8、(2)选择V带型号(3)确定带轮基准直径dd1和dd2 dd2idd1(4)验算带的速度v v=dd1n1/60×1000(5)确定中心距a和V带基准长度Ld 一般取0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)Ld´2a0+(dd2+dd1)/2+(dd2-dd1)²/4a0(6)验算小带轮上的包角1 1180°-60°×(dd2-dd1)/a120°(7)确定V带根数z z=Pca/(P0+P)KKA(8)确定预紧力F0 (9)确定压轴力 2.2 设计计算1）选择V带的型号根据任务书说明，每天工作8小时，载荷平稳，查得

9、KA =1.0。则Pd=PI·KA =1.0×2.2=2.2kW根据Pd=2.2和n1=940r/min,查表确定选取A型普通V带。2) 确定带轮直径d1，d2。 验算小带轮速度： 得d1>101mm,查表2-6-8，取d1=112。d2=112×2.5=280mm.单根V带额定功率1.15KW。传动带速为5.51m/s。3) 确定中心距a、V带基准长度。初定中心距a0:由0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2) 得274.4<a0<784,a0初定400mm.初定基准长度=1433mm，查表2-6-3，取带的基准长度Ld=1400mm

10、。按式（2-6-23） 得实际中心距a=384mm。中心距变动范围462.5a525.5。4) 按式（2-6-27）验算包角1=159.15°120°5) 确定V带根数z由表2-6-6查得K= 0.95，由表2-6-3查得KL=0.96，根据式（2-6-28）计算带的根数=1.91，取z=2。6) 确定预紧力 由表2-6-5查得q=0.105kg/m,根据式（2-6-29）计算预紧力 =248N7)计算压轴力根据式(2-6-30)计算压轴力=975N。带轮外沿宽度B=2×e+f=2×9+15=33mm。带传动参数汇总：带型AV带中心距384mm小带轮基准

11、直径dd1112mm包角1159.15°大带轮基准直径dd2280mm带基准长度Ld1400mm带的根数2根单根V带预紧力248N带速5.51m/s压轴力975N3、 齿轮的设计计算已知P1=2.079KW,n1=376r/min,传动比i=3.936,工作时间8年，每天8小时，按每年工作300天计算，工作8*300*8=19200小时。1、 选定齿轮精度、材料及齿数（1） 运输机为一般机器，速度不高，选用7级精度。（2） 用软齿面齿轮设计计算此传动。小齿轮选用40Cr调质，硬度为280HBW，大齿轮用45钢调质，硬度为240HBW。（3） 选小齿轮齿数z1=20，大齿轮齿数z2=i

12、z1=3.936*20=78.72,取z2=79。2、 按齿面接触疲劳强度设计（1） 确定公式内各计算数值1） 由式（2-8-1）得2)试选,由表2-8-7取。3)由图2-8-17f查的由表2-8-8查得4)由式(2-8-14)计算应力循环次数:5） 由图2-8-15查得KHN1=0.95，KHN2=0.97.6） 由式（2-8-13）计算齿面接触许用应力 7）由表2-8-5查得8)由表2-8-13查得9)由图2-8-12查得0.78+0.89=1.67.10)由式(2-8-5)计算得(2)计算:1)计算小齿轮分度圆直径.2)计算圆周速度.3)计算齿轮宽度.4)计算载荷系数k.已知使用系数根据

13、v=0.856m/s.7级精度,由图2-8-7查得直齿轮由表2-8-4中软齿面齿轮查得小齿轮相对支承对称布置,7级精度.；故实际载荷系数:.5)按实际载荷系数修正试算的分度圆直径.由式(2-8-12a)得3.几何尺寸计算 (1)计算模数 .取标准模数(2)计算分度圆直径 .(3)计算中心距.(4)计算齿轮宽度,取b2=60mm,b1=65mm.4.校核齿根弯曲疲劳强度1）由图2-8-18f查得由表2-8-8查得.2）由图2-8-16查得KFN1=0.89,KFN2=0.91.3）由式（2-8-13）计算齿根弯曲疲劳应力：4） 由表2-8-6查得：YFa1=2.8,YSa1=1.55,YFa2=

14、2.22,YSa2=1.77.5） 由式（2-8-10）6） 由式（2-8-9b）校核齿根弯曲疲劳强度：齿根弯曲疲劳强度满足要求。5.计算齿轮传动其它几何尺寸1)计算齿顶高、齿根高和全齿高2) 计算小、大齿轮的齿顶圆直径3) 计算小、大齿轮的齿根圆直径 齿轮参数和几何尺寸汇总：参数或几何尺寸符号小齿轮大齿轮法面模数m2.52.5法面压力角20°20°法面齿顶高系数ha*1.01.0法面顶隙系数c*0.250.25螺旋角00齿数z2079齿顶高ha2.52.5齿根高hf3.1253.125分度圆直径d50197.5齿顶圆直径da55202.5齿根圆直径df43.75191.2

15、5齿宽B6560中心距a123.754、 轴的设计计算 1减速器高速轴及附件的设计计算高速轴传递的功率P=2.079KW，转速n=376r/min，转矩T=5.28×104N·mm,轴的材料为40Cr，调质处理。查表2-10-3得40Cr的T=4052MPa,45钢的 T=3040MPa.轴的外形设计如下：由式（2-10-2）计算轴的最小直径,因键槽要扩大5%7%,d4最小取值范围19.620mm，d4取20mm.定位轴肩高度2.5mm,d3取25mm,d1取30mm,初定轴承为6206： 内径d=30mm，外径D=62mm，宽度B=16mm，=36mm，=56mm.d2为

16、36mm.挡油环,选8mm，挡油环凸台取.1）考虑安装箱体各部分尺寸：箱座壁厚，取mm.箱盖壁厚，取mm.地脚螺栓直径,查表取df=20mm.轴承旁螺栓直径,取M16螺栓。轴承端盖螺钉直径，取M8。窥视孔盖螺钉直径d4=(0.30.4)df=68mm,取M8.安装螺钉直径dxM8M10M16M20至外箱壁的距离C1min13162226至凸沿边距离C2min11142024沉头座直径Dcmin20243240轴承旁凸台半径R=C2，外箱座至轴承座端面距离1=c1+c2+(58)=4750,取50mm，内壁面至外端面距离58mm，大齿轮顶圆与内壁距离，齿轮端面与内壁距离,轴承端盖凸缘厚度，取8.

17、5mm,调整垫片厚度取1.5mm。考虑对称布置，X2取7.5mm,取8.5mm，X3取7.5mm;轴颈比轴承突出2mm，X4=a+B+2=26mm。考虑X5，带轮定位端面与端盖距离20mm,X5=58+8.5+1.5+20-7-16-2=63mm,考虑X6，带轮外沿宽度33mm,考虑键连接强度：查表2-5-1，取键宽×高6×6，L 1470mm,暂取L32.校核键的强度：查表2-5-2，铸铁=60MPa,按式（2-5-1）校核：，该键不适用。，取L=36mm.X6取42mm,带轮毂宽度取40mm。2）轴的强度校核：，FQ=975N轴垂直面受力图合成弯矩图转矩图垂直面弯矩图C

18、水平面弯矩图轴水平受力图轴受力图 查表2-10-1得，按弯扭合成校核轴的强度：C处强度条件：B处强度条件：轴的强度满足要求。3）轴承寿命校核：6206轴承，基本额定动载荷Cr=19.5KW，按式（2-11-7a）校核该轴承寿命： ，满足要求。初定尺寸适用。2. 减速器低速轴及其附件的设计计算低速轴传递功率1.976KW，转矩1.976×105 N*mm,n2=95.5r/min.材料为45钢，=30MPa低速轴的外形设计如下图：1)确定各轴段直径，由式（2-10-2）计算轴的最小直径：,取d7=35mm.d6取40mm,d5取45mm,d4取50mm,d3取55mm，初定6009轴承

19、，B=16，D=75,da=51mm；d2取51mm,d1取45mm.2） 确定各轴段长度，按对称布置要求及高速轴的尺寸：取L2=L3=5mm,挡油环亦取8mm,轴端突出轴承端面2mm,得L1=8+2+B=26mm,取L4比大齿轮宽度小1mm,L4=59mm；考虑L5，需安装轴承套，挡油环亦取8mm,轴段突出轴承2mm,对称布置L5=L1+L2+L3+1=37mm,套筒长度为10mm;与轴I同样考虑，L6=63mm；考虑L7,此段轴与刚性联轴器配合，先考虑联轴器的选择：查表6-97）取GY4联轴器,轴孔直径35mm,主动端轴孔长度82mm,配合轴孔长度79mm,配合A型键槽使用，故L7取79m

20、m.4) 轴上键连接选择及校核齿轮轴段键的选择及校核：查表2-5-1，取A型平键b×h为14×9，键长L小于轴段59mm,取56mm,材料为45钢，按式（2-5-1）校核键的强度：，该键满足要求；联轴器轴段键的选择及校核：查表2-5-1，取A型平键b×h为10×8，键长L小于轴段长79mm,取L=70mm,材料为45钢，按式（2-5-1）校核键的强度：，该键满足要求。5） 轴的强度校核 ，；,。转矩；扭矩。45钢,按弯扭组合校核轴的强度:,满足要求。附件汇总：轴承内径d外径D宽BdaDa数量620630621636562600945751651692A型

21、平键轴径d键宽b键高h键长L轴槽深t毂槽深t112066363.52.8235108705.03.3350149565.53.8联轴器公称转矩/(N·m)许用转速n/(r/min)轴孔直径d轴孔长度轴孔外径D1大外径DGY422490003582551055、 减速器箱体及附件设计减速器箱体采用HT200铸造，必须进行去应力处理。箱体的结构尺寸如下表：设计内容计 算 公 式计算结果箱座壁厚度取=8mm箱盖壁厚度1取1=8mm机座凸缘厚度bb=12mm机盖凸缘厚度b1b1=12mm箱底座凸缘厚度b2b2=20mm地脚螺钉直径和数目n=4df=20mm n=4 地脚沉头座直径D0D0=4

22、0mmD0=40mm底座凸缘尺寸c1min=26mm C1min=26mm c2min=24mmC2min=24mm轴承旁连接螺栓直径d1d1=16mm定位销直径d =9mm箱座盖连接螺栓直径d2=8mm大齿轮顶园与箱内壁距离=10mm轴承盖螺钉直径和数目n,d3n=4n=4d3=10mm窥视孔盖螺钉直径d4d4=6mm轴承端盖外径D1,D2（D为轴承外径）取D1=102mm，D2=115mm箱体外壁至轴承座端面距离机盖、机座肋厚m1,mm1=7mm, m=7mm6、 润滑与密封1减速器齿轮传动润滑方式和润滑剂选择a.减速器齿轮传动润滑方式:油浴润滑；b.润滑油的选择：全损耗系统油（GB/T7631.13-1995）代号为L-AN68。2减速器轴承润滑方式和润滑剂的选择 a.减速器轴承润滑方式：脂润滑； b.润滑剂：ZN-3钠基脂。3.减速器密封装置的选择、通气器类型的选择 密封装置的选择：高速轴：毡圈 25 FZ/T920101991低速轴：毡圈 40 FZ/T920101991垫片：石棉橡胶纸。4.箱盖与箱座结合面涂水玻璃或密封漆。七、设计小结本次带式运输机传动设计进行了两周时间，在这段时间