胶带运输机的传动装置设计

1、机械设计基础课程设计（姓名）（学校）学院系专业日期：机械设计基础课程设计任务书课程设计题目： 胶带运输机的传动装置设计课程设计内容： 单级圆柱直齿轮减速器设计题号：学号：已知条件（见分配给每个学号的数据表）：1输送带工作拉力2输送带工作速度：F =kN ；m/ s；（允许输送带速度误差为5% ）；3 滚筒直径 D =320 mm；4 工作条件：见下表；工作条件工作期限10 年（每年 300 天）检修期间隔3 年工作条件两班工作空载启动、单向连续载荷性质运转、载荷平稳生产批量小批量生产动力来源三相交流电、电压220 / 380V设计工作量：设计工作量：减速器装配图一张（手绘 A0 号图幅1 张，

2、绘三视图；注意图面布置，使其饱满均匀。技术特性、技术条件、标题拦书写必须规范）；零件工作图一张（A3 图幅高速轴或齿轮，图中必需有齿轮参数表）；设计说明一份（正文5000 字，约 15 页）。2. 电动机的选择计算项目计算过程计算结果选择电动机的转速滚筒的转速为：2.1.1计算滚筒的转速nWr/min带式输送机的传动方案示意图见设计任务书。传动总效率为：滚筒的直径和工作带的带速已知=滚筒转速计算如下：nW60 1000 vr/minD2.2.2选择电动机的类型及同步转速因考虑带式输送机需要较大的转矩，而对转速要求不高，故选择电动机的步骤如下：选择电动机的类型因考虑工作条件为空载启动、单向连续运

3、转、载荷平稳，所以选择三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，380 V，Y系列，同步转速确定为n0。计算传动装置的总效率（参考教材第58 页）传动装置的结构简图如设计任务书图。总效率的计算如下：=2VbgcW=其中：V V带的传动的效率；=b 一对滚动轴承的效率；=g闭式齿轮传动效率；=c 联轴器的效率；=W 滚筒的效率。=项目计算过程计算结果确定所需电机的功率电机型号为：1. 确定电机的型号Y 132M 26 型;滚筒功率 Pw =FV/ w= KW额定功率为 :电机功率 P =P w=KWPe =kW ;e因为滚筒的转速nW =r/min 。满载转速：拟选择同步转速n01000 r/min系列

4、的电动机，由表nm960 r/min 。选择 Y 系列三相电动机Y 132M 26 型，其额定功率为Pe = kW ,满载转速nm960r/min 。传动装置的运动和动力参数计算项目计算过程计算结果总传动比 i 的计算i= nm/nw=各级传动比的分配根据表和各级传动间的尺寸协调、结构均匀，满足iV i g ，所以 V 带和减速器分配如下：iV = 3； i g =。传动装置的运动和动力参数的计算各轴的转速计算根据总的传动比及各级传动比的分配，计算各轴的转速如下：电机： nm 960r/min；减速器高速轴：ng1nm；320 r/miniV减速器低速轴：ng 2r/min ；滚筒的转速：nW

5、r/min。各轴的输入功率和转矩表 3-1各轴的输入功率和转矩9550*P/N功率（ KW ）转矩 (N M)电机高速轴低速轴滚筒4 传动零件设计计算项计算过程总传动比 i ：i =各级传动比分配：iV = 3i g =计算结果目减速器以外传动零件的设计计算选择由电动电机传动形式的选择机传动 V带从传动的形式和经济效性考虑，确定由电动机传动V 带，所以V 带轮的小带轮转速确定V 带nV 1nm960 r/min。的截型：确定 V带的截型V 带的带计算功率 Pca = K A P型为B型根据工况确定工况系数确定小带轮工作班制为2 班制直径 :工作时间 16 小时载荷平稳根据表83( 机械设计基础

6、 )K A =所以 PcaKAP KW又小带轮的转速为960 r/min查图8-10可知V 带的带型为 B 型确定带轮的基准直径与带速验算根据所选电机的型号可知，电机中心高H 为 132mm，又传动比确定为iV =，所以小带轮的直径 dd1 取为 140mmmm。P127 （机械设计基础）根据小带轮的直径，确定大带轮的直径，滑动率为 2dd1140mm大带轮直径 :dd 2414mm大带轮的直径 d d 2n1 dd1(1)1n2d d 2 413.7mm 。按照表 13-4 1把大齿轮的直径 dd 2圆整为414mm。验算带速：dd 1n11根据公式： v1 = 6010001409607.

7、03m/sv1100060符合设计要求：5m/ s7.03m/s25m / s 确定中心距及选择合适的V 带数目根据公式：0.7(dd 1 + dd 2 ) a02(dd 1 + dd 2 ) 2a0 取为 500。根据相应的公式，计算。L01907.318mmP138 （机械设计基础）根据 V 带的相应标准，确定 V 带的长度 Ld =2000mma 546.35mm中心距的变动范围为：amin?amaxa0.03Ld = 560 mm计算小带轮的包角：= 120 能满足要求单根 V 带传递的功率，可查表8-2a （机械设计基础）。查表可知：P 0 =根据表8-2b（机械设计基础）可知：V

8、带传功率的增量P0= KWV带根数可按下式计算：K a =K L =Pcaz (P0 + P0 )K a K Lz =确定 V带的根数为3根。项计算过程计算结果目 确定带的初拉力m=0.17根据公式：kg/mF0500( 2.51) Pcamv21 （式中 m-V带每米的重量，可查表）1 ， kg/m)表小带轮的K azv基 本尺8-8 （机械设计基础）500 ( 2.56.05寸：F01)0.17 7.0320.9737.03见表F=2Z*F0 *sin(/2)=4-1、图带轮的结构和尺寸设计4-1 。小带轮的尺寸，基准直径为140 mm大带轮的参照表 12-3以及表12-5电机的外型及安装

9、尺寸可知：基本尺Y132M2-6型电机的基本尺寸为：寸：轴伸直径： 380 .018;0.002 mm轴伸长度：80 mm;如表中心高：132 mm;4-2、图所以小带轮的轴孔直径38，毂长应小于 80 。4-2 。根据以上参数及表图 8-12，确定小带轮的结构为辐板轮，轮槽尺寸及轮宽按表8-7计算，其中小带轮的各尺寸如表4-1 。表 4-1 ：小带轮的基本尺寸B d =14mm;h a min =取 h a =7;H=15;f=e=19;min =;算得=29;B=(z-1)e+2f=96D e=d d +2h a =154;=34 大带轮的尺寸计算方法同小带轮：大带轮的基准直径276mm。

10、大带轮的各尺寸如表4-2 。表 4-2 ：大带轮的基本尺寸B d =14mm;h a min =取 h a =7;H=15;f=e=19;min =;算得=29;B=(z-1)e+2f=96D e=d d +2h a =428;=38 项计算过程计算结果目减速器内的零件设计齿轮材料及其热处理方法的选择根据减速器的使用条件及其性能，参照机械设计手册1 和 1988机械工业工艺标准,确定齿轮的材料为45 钢，调质处理。齿宽系数及应力计算P189 （机械设计基础）由于减速器是闭式传动，选软齿面，直齿圆柱齿轮，取齿宽系数d =根据工况，由所选材料和热处理确定许用接触应力，查表求出齿轮的许用应力。根据工

11、况，采用齿面硬度350HBS小齿轮采用45 钢、调质、硬度为260HBS大齿轮采用45 钢、调质、硬度为220HBS由表 9-5 公式【 2 】，可确定许用接触应力为H 小齿轮 H 1 =380+=(380+*260)=562MPa大齿轮 H 2 =380+=(380+*220)=534MPa小齿轮所受转矩T 1T1 =955*104 P/n 1 =*10 4 N mm选择齿系数，取a=，载荷系数取K=中心距 a= 48 i1 3KT12 mm=177.76 mmiaH 2选择齿数，并确定模数取 z1 =24则 z2=iz 1=*21=取 z2 =94M=2a/(z1 +z 2 )=2*(24

12、+94)=由表 9-1 ，取模数m=3 mm齿轮几何计算：小齿轮分度圆直径及齿顶圆直径d 1 =mz 1=3*24=72 mmd a1 =d 1 +2m=72+2*3=78 mm大齿轮分度圆直径及齿顶圆直径d 2 =mz 2=3*94=282 mmd a2 =d 2 +2m=282+2*3=288 mm验算中心距a=(d1+d2)/2=(72+282)/2=177 mm大齿轮宽度b 2 = a a=*180=72 mm小齿轮宽度由于小齿轮面硬度较高，为补偿装配误差，避免工作时在大齿轮上造成压痕，一般 b 1 应比 b 2 宽些取 b 1 =b 2 +5=72+5=77 mm确定齿轮精度等级，齿

13、轮圆周速度v= d 1 n 1 /60000= *72*320/60000=1.21 m/s根据工况和圆周速度，由表9-3 ，选用8 级精度。轮齿弯曲强度由表 9-7 可得F 1=140+ =140+*260=192 MPa F2 =140+=140+*220=184 MPa查齿形系数 YF小齿轮 z1 =24由表 9-6可得， YF1=大齿轮 z2 =94由表 9-6可得， YF2 =9-19 式中 =2KT Y/bz2= MPa11F11F1F2 = F1 YF2 /Y F1 = MPaF1 F 1F2 F 2满足设计要求项计算过程计算结果目4-3 轴的设计计算1）减速器高速轴的设计选取轴

14、的材料因为该轴无特殊要求且精度要求较，所以选取45# 钢，调质处理。估算最小轴径按扭转强度式估算最小轴径C=118107dC3 Pd 2730 mmn由于 V 带轮配合段直径处有一键槽，应增大3%按轴的标准调整到2831mm高速轴的受力分析及强度校验P64根据 V 带轮的大小，初选轴承为 6008型，则高速轴基本尺寸如图4-3 所示：按照以上的轴的结构，画出轴的计算简化式：圆周力 Ft =2T/d=2*157575/72= N径向力 Fr =F t *tan =*tan20=支承反力0*sin( /2)= NF =2Z*FF*(a+b+c)-F RBH *(b+c)- Ft *b=0FRBH

15、= NF+F RCH -F RBH -F t =0FRCH = N由齿轮径向力Fr 和 V 带压轴力 F 引起的垂直面弯矩图M VM V =F r *b=*56= N mm由齿轮圆周力引起的水平面弯矩图M HM H1=F *a= N mmM H2=FRBH *a+(F -F RBH )*b= N/mm轴的扭矩图 TT= *104 N mm合成弯矩图MM V2M H2M 1 = M H1 = N mmM2= MV2M H 22N mm当量弯矩图M eM 2( T)2Me= M 22(T ) 2= N mm确定危险截面，根据当量弯矩图，弯矩的危险截面位于图中弯矩最大处。根据当量弯矩，计算轴最大处直

16、径d 由于轴的材料为45钢，调质处理，查表12-1 可得， b = 700MPa 。根据表 12-3 可得，0b =110 MPa-1b =65 MPa = -1b /0b =d Me= 31.78mm30.1-1b 根据高速轴的结构简图可知，该齿轮轴中齿轮的齿根圆直径为65 mm ，满足要求。项计算过程计算结果目低速轴的受力分析及强度校验估算最小轴径经过有关计算，高按扭转强度式估算最小轴径速轴满足dC3 P42要求。 d 46n低速齿轮低速轴的受力分析及强度校验键的选根据低速轴的转速和功率，初选轴承为6012型，则低速轴基本尺寸如图4-3所示：择：按照以上的轴的结构，画出轴的计算简化式：圆周

17、力 Ft =2T/d=24127 N径向力 Fr2 = Fr = N由齿轮径向力Fr和 V 带压轴力 F 引起的垂直面弯矩图 M VM V =F r *b=95586 N mm由齿轮圆周力引起的水平面弯矩图M HM H =F t *b=1447620 N mm轴的扭矩图 TT=579048 N mm合成弯矩图M =M V2+MH2M=MV2M H 2= N mm当量弯矩图M e= M2+(T ) 2型 圆 头普 通 平键，联轴器的选择：HL3型弹性柱销联轴器，轴取 45 钢，调质，故取Me1=T= 579048 N mmMe 2=M 2( T ) 2 = N mm确定危险截面，根据当量弯矩图，弯矩的危险截面位于图中弯矩最大处。根据当量弯矩，计算轴最大处直径d 查表得-1b =65d 3Me2= d10.1-1b d 3Me1= d 20.1-1b 根据高速轴的结构简图可知，该齿轮轴中齿轮的齿根圆直径为274.5 mm，满足要求。4-4滚动轴承的选择由于 载荷平稳，无轴向力选用深沟球轴承4-5键