带式运输机传动装置(共25页)

1、机械(jxi)设计(shj)课程设计题 目 带式运输机传动装置 学 院 工学院 专 业 机械设计制造(zhzo)及其自动化 班 级 学 生 学 号 指导教师 二一五年 一 月 八 日工学院课程设计评审(pn shn)表学生姓名专业机械设计制造及其自动化年级2012级学号设计题目带式运输机传动装置设计评价内容评价指标 评分权值评定成绩业务水平有扎实的基础理论知识和专业知识；合理选择执行机构和传动机构的类型，制定执行机构方案和传动机构方案，合理选择标准部件的类型和型号，正确计算零件的工作能力。独立进行设计工作，能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能正确处理设计数据；能对课题进行理论分析，得出

2、有价值的结论。40课程设计（设计说明书、图纸）质量论述充分，结论严谨合理；设计方法正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；图纸绘制符合国家标准；计算结果准确；工作中有创新意识；对前人工作有改进或突破，或有独特见解。30工作量、工作态度按期完成规定的任务，工作量饱满，难度较大；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。10答辩回答问题有理论根据，基本概念清楚，主要问题回答准确，深入。综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理。20合计100指导教师评语目 录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc7964 前

3、言(qin yn) PAGEREF _Toc7964 - 1 - HYPERLINK l _Toc10732 1 设计(shj)任务书 PAGEREF _Toc10732 - 2 - HYPERLINK l _Toc14885 1.1 设计(shj)题目 PAGEREF _Toc14885 - 2 - HYPERLINK l _Toc10034 1.2 传动方案分析及原始数据 PAGEREF _Toc10034 - 2 - HYPERLINK l _Toc14291 1.3设计内容 PAGEREF _Toc14291 - 2 - HYPERLINK l _Toc11203 2 电动机的选择 P

4、AGEREF _Toc11203 - 3 - HYPERLINK l _Toc5866 2.1电动机类型和结构形式的选择 PAGEREF _Toc5866 - 3 - HYPERLINK l _Toc5954 2.2确定电机的额定功率 PAGEREF _Toc5954 - 3 - HYPERLINK l _Toc19646 2.3确定电动机的类型 PAGEREF _Toc19646 - 3 - HYPERLINK l _Toc21738 3 传动比的分配及V带的设计 PAGEREF _Toc21738 - 4 - HYPERLINK l _Toc7670 3.1总传动比的求取 PAGEREF

5、_Toc7670 - 4 - HYPERLINK l _Toc19411 3.2传动比的分配 PAGEREF _Toc19411 - 4 - HYPERLINK l _Toc24105 3.3 V型带及带轮的设计 PAGEREF _Toc24105 - 4 - HYPERLINK l _Toc28305 3.3.1 V型带的设计 PAGEREF _Toc28305 - 4 - HYPERLINK l _Toc21903 4 齿轮的设计计算 PAGEREF _Toc21903 - 5 - HYPERLINK l _Toc19621 4.1 齿轮材料和热处理的选择 PAGEREF _Toc1962

6、1 - 5 - HYPERLINK l _Toc17700 4.2 齿轮几何尺寸的设计计算 PAGEREF _Toc17700 - 6 - HYPERLINK l _Toc23701 4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 PAGEREF _Toc23701 - 6 - HYPERLINK l _Toc1256 4.2.2 按照齿根弯曲疲劳强度设计： PAGEREF _Toc1256 - 8 - HYPERLINK l _Toc11177 4.2.3 齿轮几何尺寸的确定 PAGEREF _Toc11177 - 10 - HYPERLINK l _Toc21800 5 轴及轴上零件的计算与

7、设计 PAGEREF _Toc21800 - 11 - HYPERLINK l _Toc18585 5.1 各轴的功率计算 PAGEREF _Toc18585 - 11 - HYPERLINK l _Toc746 5.2各轴的转速计算 PAGEREF _Toc746 - 12 - HYPERLINK l _Toc10423 5.3各轴的转矩计算 PAGEREF _Toc10423 - 12 - HYPERLINK l _Toc16637 5.4轴的材料和热处理的选择 PAGEREF _Toc16637 - 12 - HYPERLINK l _Toc856 5.5 轴几何尺寸的设计计算 PAGE

8、REF _Toc856 - 12 - HYPERLINK l _Toc25140 5.5.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径 PAGEREF _Toc25140 - 12 - HYPERLINK l _Toc15747 5.5.2 轴的结构设计 PAGEREF _Toc15747 - 12 - HYPERLINK l _Toc18138 5.5.3 轴的强度校核 PAGEREF _Toc18138 - 14 - HYPERLINK l _Toc4153 6 轴承、键和联轴器的选择 PAGEREF _Toc4153 - 16 - HYPERLINK l _Toc7777 6.1 轴承的选择及校

9、核 PAGEREF _Toc7777 - 16 - HYPERLINK l _Toc9678 6.2 键的选择计算及校核 PAGEREF _Toc9678 - 16 - HYPERLINK l _Toc26575 6.3 联轴器的选择 PAGEREF _Toc26575 - 17 - HYPERLINK l _Toc3877 7箱体的设计 PAGEREF _Toc3877 - 17 - HYPERLINK l _Toc11913 结论 PAGEREF _Toc11913 - 20 - HYPERLINK l _Toc14297 致谢 PAGEREF _Toc14297 - 21 - HYPER

10、LINK l _Toc11872 参 考 文 献 PAGEREF _Toc11872 - 22 - - 22 -前言(qin yn)本设计为机械设计课程设计的内容，是先后学习画法几何、理论力学、材料力学、机械原理、工程材料、机械设计等课程之后(zhhu)的一次综合的练习和应用。本设计说明书是带式运输机减速器传动装置设计过程的说明，减速器是降低轴转速提升扭矩的机器(j q)，使用广泛。本次设计是使用已知的使用和安装参数，自行设计机构的形式以及具体尺寸、选择材料、校核强度，并最终确定行程图纸的过程。通过本次设计，我们回顾了之前关于机械设计的课程，并加深了对很多概念的理解，并对设计的一些基本思路和方

11、法有了初步的了解和掌握。1 设计(shj)任务书1.1 设计(shj)题目带式输送机传动装置设计(shj)1.2 传动方案分析及原始数据图1.2带式运输机传动示意图已知条件：（1）工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘， 环境最高温度35；（2）使用折旧期：8年；（3）动力来源：电力。设计数据：（1）运输带工作拉力F=2200N；（2）运输带工作速度V=1.1m/s；（3）滚筒直径D=240mm。传动方案：单级直齿圆柱齿轮减速器1.3设计内容减速器装配图一张；零件工作图两张；（大齿轮和低速轴）编写(binxi)设计说明书1份。2 电动机的选择(xunz)运输带工作拉力F运

12、输带工作速度V滚筒直径D2200N1.1m/s240mm表2主要设计(shj)数据2.1电动机类型和结构形式的选择按工作条件和要求，选用一般用途的Y系列全封闭自扇冷式三相异步电动机，电压为380/220V。2.2确定电机的额定功率（1）传动装置总效率：（2）工作机的功率：所需电动机的功率： 2.3确定电动机的类型查机械设计课程设计手册，根据电动机的功率可选电机为：；额定功率为3KW，满载转速960。3 传动比的分配(fnpi)及V带的设计3.1总传动比的求取(qi q)； ； 总传动比：3.2传动比的分配(fnpi)V带的传动比：；齿轮的传动比：；3.3 V型带及带轮的设计3.3.1 V型带的

13、设计V带的传动比：；工作情况系数：由查表8-8查得，;计算功率：；选V型带型号： 根据、由图8-11查得，选用A型V带；小带轮直径：由表8-7和表8-9，取小带轮直径；大带轮直径：；取标准值为：280mm；（7）验算V带的速度： 因为，故带速合适。初定中心距： 根据，求得 初定中心距：；（9）初算V带长度： （10）确定V带长度： 由表8-2选带的基准(jzhn)长度； （11）确定(qudng)中心距： (12) 计算(j sun)小带轮包角： （13）查包角修正系数：查表8-6得; （14）查带长修正系数：查表8-2得; (15) 单根传递功率P： 由，查表8-4得； （16）单根带传递功

14、率增量： 根据，和A型带查表8-5得;； (17) 计算V带根数:；取4根。 （18）计算V带对轴的拉力: 由表8-3得A型带的单位长度质量，所以 （19）计算两带轮的宽度B: 由表8-11查得；4 齿轮的设计计算4.1 齿轮材料和热处理的选择材料选择处理方法精度等级齿面硬度小齿轮40Cr调质处理8280HBS大齿轮45钢调质处理8240HBS表4.1 齿轮(chln)材料和热处理的选择选用(xunyng)直齿圆柱齿轮传动，压力角为20。4.2 齿轮几何尺寸的设计(shj)计算4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 （1）由式(10-11)试算小齿轮分度圆直径，即确定Z1、Z2和齿宽系数

15、选小齿轮齿数Z1=24，大齿轮齿数Z2=iZ1=94.32，取Z2=95。计算实际传动比、传动比误差由可知齿轮实际传动比i=95/24=3.96，故传动比误差为=(3.96-3.93)/3.96=0.0076算转矩T1T1=9.55106P高速轴/n高速轴=(9.551062.85/343)Nmm=79380（Nmm）由表10-7选取齿宽系数d=1。因载荷较平稳，初选KHt=1.3。由图10-20查得区域系数ZH=2.5。由表10-5查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa1/2。由式(10-9)计算接触疲劳强度用重合度系数Z。a1=arcosZ1cos/(Z1+2ha*)= arcos2

16、4cos20/(24+21)=29.841a2=arcosZ2cos/(Z2+2ha*)= arcos95cos20/(95+21)=23.027=Z1(tana1-tan)+ Z2(tana2-tan)/2 =24(tan29.841-tan20)+95(tan23.027-tan20)/2 =1.724计算接触疲劳(plo)许用应力H由图10-25d查得小齿轮(chln)和大齿轮的接触疲劳极限分别为Hlin1=600MPa、Hlin2=550MPa。由式(10-15)计算应力循环(xnhun)系数：高速轴：N1=60njLh=603431(283008)=0.79109低速轴：N2=N1/

17、u=0.79109/(95/24)=2.0108由图10-23查得接触疲劳强度寿命系数KHN1=1.0 、KHN2=1.07。取失效概率为%、安全系数为S=1，由式(10-14)得 H1= KHN1Hlin1/S=1.0600MPa=600（MPa）H1= KHN2Hlin2/S=1.07550MPa=588.5（MPa）取H1和H2中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即H1=H2=588.5MPa试算小齿轮分度圆直径d1t（2）调整小齿轮分度圆直径计算实际载荷系数前的数据准备圆周速度v：v=d1tn高速轴/(601000) =50.33343/(601000)m/s =0.903（m/

18、s）齿宽b b=d d1t=150.33mm=50.33（mm）计算实际载荷系数KH由表10-2查得使用系数KA=1。根据v=0.903m/s、8级精度，由图10-8查得动载荷系数KV=1.04。齿轮的圆周力： Ft1=2T1/d1t=(279380/50.33)N=3154N KAFt1/b=(13154/50.33)N/mm=62.7N/mm100N/m 查表10-3得齿间载荷(zi h)分配系数KH=1.1。由表10-4用插值法得8级精度，小齿轮相对支承非对称布置时，得齿向载荷(zi h)分布系数 KH=1.345。由此，得到实际(shj)载荷系数KH=KAKVKHKH=11.041.1

19、1.345=1.539由式(10-12)，可得按实际载荷系数算得的分度圆直径及相应的齿轮模数m=d1/z1=（53.24/24）mm=2.22（mm）取标准模数m=3。4.2.2 按照齿根弯曲疲劳强度设计：（1）由式(10-7)试算模数，即下面确定公式中的各参数值：试选KFt=1.3计算YFaYSa/FA两齿轮的分度圆直径d1=z1m=243=72(mm)D2=z2m=953=285 (mm)B两齿轮齿宽b=d d1=172=72(mm)由图10-17查得齿形系数YFa1=2.68、YFa2=2.2。由图10-18查得应力修正系数YSa1=1.58、YSa2=1.77。由图10-24c查得小齿

20、轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为Flim1=500MPa、Flim2=380MPa由图10-22查得弯曲疲劳寿命系数YFN1=0.85，YFN2=0.88。取弯曲疲劳强度安全系数S=1.4计算许用弯曲应力由式(10-14)得F1= KFN1Flin1/S=(0.85500/1.4)MPa=303.57MPaF2= KFN2Flin2/S=(0.95380/1.4)MPa=238.86MPaYFa1YSa1/F1=0.0139YFa2YSa2/F2=0.0163由于(yuy)大齿轮YFaYSa/F大于小齿轮，所以(suy)取YFaYSa/F等于(dngy)0.0163由式(10-5)试算弯曲疲

21、劳强度用重合度系数Y=0.25+0.75/=0.25+0.75/1.724=0.69模数： （2）调整齿轮模数计算齿轮的圆周速度d1=mtz1=38.1mmv=d1n1/(601000)=38.1343/(601000)m/s=0.684(m/s)齿宽bb =d d1=138.1mm=38.1mm宽高比b/hh=(2ha*+c*)mt=(21+0.25) 1.587mm=3.571mmb/h=38.1/3.571=10.67 （3） 计算实际载荷系数KFv = 10.684(m/s) ，8级精度查表10-8 得Kv=1.02 ，KA=1 Ft1=279381/38.1=4166.9NKA Ft

22、1/b=14166.9/38.1=109N/mm 100mm查表10-3得齿间载荷分布系数KF=1.1查表10-4 用插值法的KH=1.342 ,结合b/h=10.67， 查图10-13 得KF=1.3;则载荷系数KF=KAKVKFKF =11.021.11.3=1.46取标准值m=2mm，按接触疲劳强度算得分度圆直径d1=53.24mm，算出小齿轮齿数Z1=d1/m=26.7取Z1=27，则大齿轮齿数Z2=iZ1=3.9627=106.92则取大齿轮齿数Z2=107，Z1与Z2互为质数。对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，由于齿轮模数m的大小

23、主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取由弯曲疲劳强度算得的模数m1.650mm并就近圆整为标准值m=2mm，按接触疲劳强度算得的分度圆直径53.24mm，算出小齿轮齿数z1=d1/m=26.7。取z1=27，则大齿轮齿数z2=uz1=3.9627=106.92，取z2=107。这样设计出的齿轮传动(chundng)，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。 （4）齿面接触(jich)疲劳强度校核按前述类似做法(zuf)，计算得：kH=1.539,T1=79380 Nmmd=1 ,d1=58 mm

24、, u=3.96 , Z H=2.5 , Z E=189.8Mpa ,z =0.871代入式10-10因此齿面接触疲劳强度满足要求，并验算合格。(5)齿根弯曲疲劳强度校核按前述类似做法，计算得：KF=1.52 ，YFa1=2.58 , YFa2=2.20 , YS a 1=1.61,Y S a 2 =1.78 , T1=79380N.mmY=0.704 , d=1 , m=2，Z1=271=2KFT1YFa1YSa1Y/(dm3Z1)=(21.52793802.81.610.704)/(123272)=121MPaF12=2KFT2YFa2YSa2Y/(dm3Z2)=(21.52793802.

25、21.780.704)/(123272)=115MPa1.210齿轮端面与内机壁距离10机座肋厚 轴承端盖外径+（55.5） 120 结论(jiln)两周半的机械设计课程设计结束了，我们(w men)基本完成了任务，对于这次的课程设计还是比较满意的，在这次课程设计中，我们不仅锻炼了自己的各种能力、而且也认识到了自己的不足。当接到任务书的那一刻，我们小组成员五个，就坐在一起积极讨论，忙着确定方案，进行分工(fn gng)，一切准备就绪之后，我们开始了自己的设计，首先进行的是选择电动机、分配传动比等等，进行了大量计算、基本参数确立之后，我们开始选择材料和零件，还绘制了草图，之后进行强度校核，分析材料和零件是否选择合理，当然，期间我们遇到很多问题，比如强度不够，之类的问题，在小组讨论后，又征求指导老师的意见，一遍遍的进行大量计算，最终零件、箱体、零件的位置合理布置，这些成果是大家共同努力下完成的，通过本次的课程设计，我得到了如下结论：在进行一项设计任务之前，首先要有扎实理论知识；要有持之以恒、善始善终的精神；要有严谨、严肃、认真的工作态度；要有团队