皮带运输机传动装置

1、南京理工大学泰州科技学院机械设计课程设计计算说明书姓名:张超学号：48学院（系）：机械工程学院专业：机械制造及自动化题目：皮带运输机传动装置倪文斌指导者：评阅者：2013年6月机械设计基础课程设计成绩综合评定表设计质量机械原理部分1机构运动简图、速度、加速度、力分析图正确程度好中差2位移图、速度图正确程度好中口差3原理图纸图面质量好中差4原理部分计算说明书规范性和完整性好中差机械设计装配图5减速器装配图总体结构合理性支合理一般不合理6减速器装配图有无零件定位及结构干涉错误无口较少口有一定数量错误口很多7减速器装配图中其它结构不合理错误支基本无少多8不符合制图规范的制图错误基本无少多9尺寸标注、

2、零件明细表和技术要求是否齐全、规范齐全、基本规范口齐全但存在错误不齐全10装配图绘制的图而质量支优良中及格不及格机械设计零件图11轴零件图结构标注的规范性、完整性较规范和完整口标注有少量错漏口标注不齐全，有错误12齿轮零件图标注的规范性、完整性较规范和完整口标注有少量错漏口标注不齐全，有错误13零件图的图纸质量好中差机械设计计算说明书14设计计算格式书写规范性、完整性好中差设计工作态度15不旷课、不迟到、不早退、积极学习、态度端正好中差设计工作能力16独立工作能力强弱，设计进度快慢等好中差综合评定成绩优良中口及格口不及格评阅老师签字评分标准：优：带的项目必需达到优、好、合理等，其余评分项为良的

3、不超过3项且没有中及以下的评分项；良：不够优的标准，各评分项平均达到良好以上（带的项目必需为良），且没有合格及以下的评分项：中：带的评分项必需达到中及以上，其余各项平均评分为中，且没有不合格的项;合格：带的项目必需合格及以上，其余各项平均应为合格，且为差，不合格的项目应不多于3项；不合格：达不到合格的标准。运动简图:工作条件：寿命十年，单班制工作时有轻微振动，在室外工作原始数据：皮带拉力F(N)4050皮带速度V(m/s)卷筒直径D(mm)300机械设计课程设计计算说明书123456引言传动装置设计传动零件设计中间轴的设计润滑方式及密封件的选择设计小结错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!

4、未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。参考文献-559921机械设计课程设计计算说明书机械设计课程设计计算说明书计算内容计算结果第2页共21页1引言减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、圆柱齿轮传动所组成的独立部件，常用在动力机与工作机之间的传动装置，由于其传递运动准确可靠，结构紧凑、效率高、寿命长，且使用维护方便，在工程上得到了广泛应用。本次设计的是带式运输机用的二级圆柱齿轮减速器。我主要设汁的内容包括：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；箱体结构的设计。(1)运输带工作拉

5、力：F=4050N；(2)运输带工作速度：v=Am/s(±5%)；(3)卷筒直径：0=300；(4)卷筒工作效率：八=0.96；(5)工作寿命：10年单班制工作；(6)工作条件：工作时有轻微振动，在室外工作。2传动装置设计传动方案采用二级圆柱齿轮减速器，适合于繁重及恶劣条件下长期工作，使用与维护方便。(缺点：结构尺寸梢大)。高速级常用斜齿，低速级可用直齿或斜齿。由于相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮在远离转矩输入端，以减少因弯曲变形所引起的教荷沿齿宽分布不均的现象。常用于载荷较平稳的场合，应用广泛。传动比范围：i=840机械设计课程设计计算说明书计算内容计算结果平带传

6、动效率：%=°98,卷筒效率：%=0.96,凸缘联轴器效率：%=。-97弹性柱销联轴器效率%=09925工作机主轴转速：60x100060x1000xl.l”>/”=70.0637y九D3.14x300/mm955()P4455x9550工件主轴上转矩：T=X人.u=6G72367N770.0637所以电机所需功率：P,=-=.,P=5.552&W小,%小小人符合这一范围的常用同步转速有750、1000、1500min三种。查手册，由表12-1综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量，选定电动机型号为Y132M-4：额定功率：Ped=1.5kW满载转速：%=144(%加确定

7、传动装置的总传动比及其分配h1440总传动比：i=®=°=20.5527%70.0637传动比的分配：z,=VL3?=5.169*L=1=3.976n=70.0637，/./min7=607.2367N小P,=5.552及W型号：Y132S-4第3页共21页机械设计课程设计计算说明书计算内容计算结果传动装置的运动和动力参数电动机轴：%=1440</.0所/min4=pt=5.552&W,9550%"Qz7=36.83Nmn输入轴：n.=%=1440/.1 °/min=6=5.511家W式=埒。=36.557Vm中间轴：=3=27858.2

8、小/min鸟=8小1=67.772=5.292%W%=752i=181.45N7输出轴：%=也=70.065”八/ming=.=2Fi02=5.083次WT、=T2i2rhi=692867Vw?第4页共21页机械设计课程设计计算说明书计算内容计算结果3传动零件设计高速级(1)如图1所示，选用斜齿圆柱齿轮传动，四个齿轮均为斜齿，有利于保障传动的平稳性；(2)运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB1009588)；(3)材料选择。选择小齿轮材料为40g(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质)，硬度为240HBs，二者材料硬度差为40HBSo(4)初选小齿齿数Z尸24,

9、大齿轮齿数为Z2=Ztx7,=124.056,®Z2=125o按齿面接触强度设计Z=24小栏醇升Z-125伤分Z2-125确定公式内的数值(1)试选教荷系数(二，由文献选取节点区域系数Z二，初选螺旋角尸=14°,查文献得分=1.72(2)小齿轮传递的转矩4=3.655x1()4?%(3)外啮合齿轮传动的齿宽系数内=X(1+u)X痣=(1+X二(4)查表材料的弹性影响系数：Z£=Va第5页共21页机械设计课程设计计算说明书计算内容计算结果(5)由表按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为b.尸600M4；大齿轮的接触疲劳强度极限为b.2=550MR/(6)计算应力循

10、环次数：Ni=60njL/t=60X1440X1X(1X8X300X10)=X109N同理m=3=xi()8u由文献查得接触疲劳寿命系数K.尸、K.2二(7)计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数为S=，则I1=K/wct/lim,/S=MPa【%12二K/w2%Iim2/S二MP。所以(+)/2=MPa基本数据计算(1)由小齿轮分度圆直径人之3悭娈亘石为二圆整为32mmV内%I%(2)计算圆周速度_血M_vs60x1000(3)计算齿宽b及模数*b=由dy=36nun%产”M=1.2753nm圆整为叫广Zmnt=第6页共21页机械设计课程设计计算说明书计算内容计算结果螺旋角B二b/h

11、二计算纵向重合度与£s二%ZB=计算教荷系数K已知使用系数K»l,根据v二s,7级精度，查得动载系数K、=；由文献查得：K班=1.417,K%=1.325,Klh=KFa=A所以载花系数K=KaKvKlklK即二(6)按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径4=人=35.2mm计算模数金433mmZ按齿根弯曲强度计算确定计算参数计算载荷系数K二KaK、KqKf/(2)由纵向重合度与二，查文献得螺旋角影响系数二第7页共21页机械设计课程设计计算说明书计算内容计算结果(3)计算当量齿数Z、=4=25.73COSPZ.2=-=134.03COSP(4)查取齿形系数由文献查得齿形系数Y

12、Fal=2.607；YFal=2.160应力校正系数%i=L596：2=1.810(5)由文献查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限b柏=50QMP"；aFE1=由文献查得弯曲疲劳寿命系数KFNl=0.82;KFN2=0.88(7)计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S二则"/=3嗔=292857Ma；S同理分b=238857“7%(8)计算大、小齿轮的匕及，并加以比较1分1cF2所以，大齿轮的数值大。模数设计计算_"/=I?8/加V念Z际Zd=25.73Z12=134.03第8页共21页机械设计课程设计计算说明书计算内容计算结果对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面

13、模数7大于山齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取?”二，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径&=35.2mm来计算应有的齿数。于是有：4=4*二取圆整为Z1=23,则Z产119计算中心距=(4-为=109.007mm圆整为109mm2cos/7按圆整的中心距修正螺旋角.=aiC8s(宙”冬=12.31°2a计算大、小齿轮的分度圆直径4=35.31mm同理d,二cos/?计算齿轮宽度b二为4二圆整后取8?二4Omm=45mm高速齿轮组的结构设计齿根圆直径为：=42(/2；+C)叫=35.312x(1+0.25)x1.5=31.56=齿顶圆

14、直径为：4“=4+2/7；7“=35.3l+2xlxl.5=38.31mmd.n=185.7mmZ, =23Z.=119一4 =35.3 1mm4 二B2 =47mm=52mm3叫2 ="m =38.3 1mmdiP = 185.7 mm第9页共21页机械设计课程设计计算说明书计算内容计算结果低速级(1)如图1所示，选用斜齿圆柱齿轮传动，四个齿轮均为斜齿，有利于保障传动的平稳性；(2)运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB1009588)；(3)材料选择。选择小齿轮材料为40C；(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质)，硬度为240HBs，二者材料硬度差

15、为40HBSo(4)初选小齿齿数=24,大齿轮齿数为Z2=Z1»z2=24x3.976=,取Z96按齿面接触强度设计2Kz(+l),ZZ三c<»)确定公式内的数值(1)试选载荷系数K,二,由文献选取节点区域系数Z二，初选螺旋角尸=14°。由文献查得£“3二、二所以£a(2)小齿轮转矩T、='L4=7,86X104Nmm“2(3)外啮合齿轮传动的齿宽系数：由=X(1+u)X勿=(1+义二(4)查表材料的弹性影响系数：Ze二瓜面第10页共21页机械设计课程设计计算说明书计算内容计算结果(5)由表按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为

16、bnm3=600Ma;大齿轮的接触疲劳强度极限为cr/lim4=550MPd(6)计算应力循环次数：N60nj4=60XXIX(1X8X300X10)=X10s同理m="N4=xi()9由文献查得接触疲劳寿命系数K尔3=、K/卸二(7)计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数为S=，则9"13二K/W3b”Iim3/S=MPa向4=Km4bHlm川/S=MPa所以。二(+)/2=MPa基本数据计算(1)由小齿轮分度圆直径dit小2K/(+1)(£尸二圆整为52mm(2)计算圆周速度厂就户2一60x1000(3)计算齿宽b及模数b二由八二网”二d.c：*=2.

17、097mmZ3第11页共21页机械设计课程设计计算说明书计算内容计算结果h=x网产螺旋角。=b/h二°(4)计算纵向重合度分片由4B二(5)计算载荷系数K已知使用系数K,&=1,根据v=s,7级精度，查得动载系数3二；由文献查得：K班=1.423,K)=1.370,Klh=KFa=1.4所以教花系数K=KaKva1aK“二(6)按实际教荷系数校正所算得的分度圆直径出=56.73mm(7)计算模数£=2.32mmZ3按齿根弯曲强度计算,J2也商瓯兀一%z泊电一确定计算参数(1)计算载荷系数K=KaKv"勺尸(2)由纵向重合度与二，查文献得螺旋角影响系数二第1

18、2页共21页机械设计课程设计计算说明书计算内容计算结果(3)计算当量齿数Z、,3=4=25.36COSP44=101.437COS'P(4)查取齿形系数由文献查得齿形系数y&3=2.5919；rFrt4=2.179应力校正系数43=L596；=1.791(5)由文献查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限分£3=50(1修尸4；b庄4=38QMP。由文献查得弯曲疲劳寿命系数K皿3=。92;KFN4=0.91(7)计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S二则b/；=*fn6e3=32857MPa；s同理b/=247.00MPa(8)计算大、小齿轮的匕及，并加以比较1分1%3%31分

19、13"/L所以，大齿轮的数值大。模数设计计算卜鹏占吗总rnlf>3=1.6bnmY圾隆运际Zi3=25.36Zv4=101.437第13页共21页机械设计课程设计计算说明书计算内容计算结果对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数7”大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取?”二，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径4=5673mm来计算应有的齿数。于是有：Z,=或：0:取圆整为z3=23,则Z4=Z3”2092计算中心距ci=+Z4）“_14641mm圆整147mm2cos夕按圆整的中心距修正螺旋角p=arc8sZ-叫=12.06

20、802a计算大、小齿轮的分度圆直径4=Z'""=58.8mm同理d4=cos夕计算齿轮宽度b二由4二圆整后取斗二59mmBy=64mm高速齿轮组的结构设计齿根圆直径为：句3=久一2（万：+。：）叫=4/4=齿顶圆直径为："“3=4+2/?；砥=63.52mmZ3=23Z4=92a=147mm"3=58.8mmd”%3=d/4=第14页共21页机械设计课程设计计算说明书计算内容计算结果dn3 = 63.52mm4河=24Q2 mmda4=24Q2mm4中间轴的计算列出中间轴上功率、转速和转矩27a5%in鸟=片.为=.7.772=5.29291VV

21、72=3所2i=181.45N？作用在齿轮上的力1 .高速轴小齿轮的分度圆直径为出=58.8mm4=12.06今而圆周力4=半=26734724径向力工=耳3213=995.0547cosA轴向力Fa=Fttan/7=57L58N第15页共21页机械设计课程设计计算说明书计算内容计算结果2 .高速轴大齿轮的分度圆直径为4=1827mm一=12.31°而圆周力E=3=40Q109Nd2径向力工=£上吧L=1490557cos/?轴向力尼=4tan/7=87.31W初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调质处理。取4=120,则"min=41I=32.02mm,取

22、/（）min=32mm从左向右确定直径，由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组,查表选取30307圆锥滚子轴承。其尺寸为dXDXT=35mmX80mmX,即取1段上轴的直径小=35o确定轴的其他参数H处轴肩的高度h=2mm,所以取4=39，因为轴端长度应略小于齿宽,所以位=62o齿轮的定位轴肩高度h=（0.070.1>/2=2.733.9"?，故取h=3mm,即小=45mm。而此处轴的长度:h=Ah=4.2（取，3=0rnm）第16页共21页机械设计课程设计计算说明书计算内容计算结果IV处也与齿轮配合,其直径与H处相等，即乙=39。该处的长度应略小于齿轮宽度，取/4=38。由此可

23、得I段和V段处轴的长度：lT+S+a+2=48.75ls=T+S+a+2=48.75“所以：/总=/1+，2+%+，4+=207.5mm轴上零件的周向定位齿轮与轴的周向定位采用平键连接，按键面4=34?，查表取平键截面bXh=10X8mm,键长56mm,按键面4=34/?，查表取平键截面bXh=10X8mm,键长32mm。齿轮轮毂与轴的配合采用以，该滚动轴承与轴的周向定位由“6过渡配合来保证，此处选轴的直径尺寸公差为m6。确定轴上圆角和倒角尺寸参考手册,R=2mm轴端倒角为1x45°求轴上的载荷对于圆锥滚子轴承30307,查表得a=16.8。作为简单支撑的轴的支撑跨距为L=LL1+L

24、S=6295+60+50.95=1739mm7（1）对水平面进行计算第17页共21页机械设计课程设计计算说明书计算内容计算结果Enhi+Fnhz+I?+七=。.%”（L|+乙2+A）+%也+乙3）+耳34=。=-340823%得FNH2=-19769WM/“=FnhL=-13195874N？M2=£皿2右=-17637642N6（1）对垂直面进行计算外¥1+产AV2+工2=53F,vvi（Z-i+L2+L+Fr2（L2+/）+ma工3-=0Ewi=-97.95N得（时n=ll0L029N”=3425760N,iMvi=FW1L,-ma=-407957625VmMv=fwiL

25、,+ma=27719437SV-/nMy2=尸n»=5697825N加=138120971M；=；+%,J=134838705M.="m二+m2=185351457扭矩7=八=124726""?按弯曲合力校核轴的强度校核只按轴上承受的最大弯矩比扭矩的截面强度，由上面计算的数据，以及轴的旋转扭矩切应力为脉动循环变应力得，取a=Q6,第18页共21页机械设计课程设计计算说明书计算内容计算结果y/M；+(aT)251853514572+(0.6x12472。=5.829MPa5G=51.829MR，查表得：45钢的b_J=60MPa因为所以强度符合要求，安全。5润滑方式及密封件的选择齿轮的润滑采用浸油润滑，由于低速级周向速度低，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为35mm。滚动轴承的