带式运输机传动装置-机械设计制造及自动化专业.docx

大学设计设计题目：设计带式运输机传动装置系别：机电系专业班级：22机械制造与自动化三班学号：220521080设计者：李闪闪指导教师：韩忠祥2022年6月22日阳泉职业技术学院教研室毕业题目1 .设计题目名称：带式运输机传动装置。它主要是由电动机、V带、减速器、联轴器、滚筒和传送带六部分组成的。2 .运动简图1电动机；2V带；3减速器；4联轴器；5一滚筒；6一输送带本组数据：工作拉力F(N)运输带速度V(ms)滚筒直径D(mm)32401.82353 .已知条件：(1)工作情况；令两班制，连续单向运转，载荷较平稳；室内工作，水分和灰分正常状态，环境最高温度为35。（2）齿轮使用寿命为10年；4 .设计工作量：（1）减速器装配图1张（AO）；（2）零件工作图13张（A3）；（3）设计计算说明书1份。5 .课程设计内容：1）传动装置的总体设计。2）传动件及支承的设计计算。3）减速器装配图及零件工作图。4）设计计算说明书编写。一、传动方案拟定1二、电动机选择1I、电动机类型的选择12、电动机功率选择13、确定电动机转速24、确定电动机型号2三、计算总传动比及分配各级的传动比21、总传动比22、分配各级传动比2四、运动参数及动力参数计算31、计算各轴转速(rmin)32、各轴的输出、输入功率(AW)33、各轴输入、输出转矩(Nm)3五、传动零件的设计计算4六.齿轮传动的设计计算5七、轴的设计计算7八、键联接的选择及校核计算11九、滚动轴承的选择及校核计算12十、减速器箱体的选择13十一、减速器的润滑15十二、设计总结15十三、参考资料目录16一、传动方案拟定1)外传动为V带传动。2)减速器为单级展开式圆柱齿轮减速器。方案简图如下：二、电动机选择1、电动机类型的选择：按工作要求和条件，选用笼型三相异步电动机，Y系列，电压380V,频率50Hz。2、电动机功率选择：(1)传动装置的总效率：r=rj.g2.r)33.r)4.r)5=0.89=0.95,92=1,rj3=0.99,4=0.97,5=0.99(式中7、%、/、4>5分别为带传动、联轴器、滚动轴承、圆柱齿轮传动和滚筒的传动效率。)(2)电机所需的工作功率：Pw=3240x1,8=5.8v10001000(3)电动机的所需功率：Pd=-=-=6.5kw0.893、确定电动机转速:计算滚筒工作转速:60 ×1OOOv “ 筒=一丁60x1000x1.8×235=146rmin按课程设计书P6表2-2推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围广34。取V带传动比片24,则总传动比理时范围为工=620。故电动机转速的可选范围为Xn筒二(6-20)X146=8762920rmin,符合这一范围的同步转速有1000、1500和3000rmin0根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，因此有三种传动比方案。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第二种方案比较适合，则选n=1500rmin.4、确定电动机型号方案电动机型号额定功率电动机转速/(rmin)总传动比i同步转速满载转速1Y160M-67.510009706.642Y132M-47.5150014409.863Y132S2-27.53000290019.86根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y132M-40其主要性能：额定功率：7.5KW,满载转速：1440rmin,额定转矩：2.2N加最大转矩：2.2Nm三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：/=nnnf三i=1440146=9.862、分配各级传动比据课程设计书P6表2-2,取齿轮=3.3 la=lxhi=jj=9.86/3.3=3.0四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速（rmin）n0-nm=1440r/min11=n01=1440/3=480r/min11n=11i2=4803.3=145r/minn滚筒轴二n11=145r/min2、各轴的输出、输入功率（ZW）Pl入=Pdr=6.5×0.95=6.175WPi=Pia3=6.175x0.99=6.113&卬Pha=P】出4=6.113x0.97=5.9303卬Pud-=Pha*7/3=5.930x0.99=5.87UwP解轴入=Piihs7/2=5.871×1=5.871P濠m出二Pol轴入3=5.871×0.99×0.99=5.754kW3、各轴输入、输出转矩（Nm）TO=Td=9550XPJno=9550X6.5/1440=51.23TVwT1入=9550×Pl11=9550X6.175/480=122.86N加TItB=9550XPlttin1=9550×6.113/480=121.62NmT入=9550×Plln1=9550×5.930/145=390.56N加Tl也二9550×P,nil=9550×5.871/145=386.68N加T浪筒输入二955OXPffi筒轴入/n滚筒轴=9550X5.871/145=386.68NmT浪筒输入=9550×P细轴in滚筒轴二9550X5.754/145=378.97Nm运动和动力参数计算结果整理于下表:轴名效率P(kw)转矩QNm)转速nr/min传动比i效率H输入输出输入输出O轴(电动机轴)、6.5X51.2314403.00.95I轴6.1756.113122.86121.624803.30.9711轴5.9305.871390.56386.681451.01.00滚筒轴5.8715.754386.68378.97145五、传动零件的设计计算1.皮带轮传动的设计计算(1)确定计算功率P,由课本表12-3得：Ka=1.2,Pc=KaP=L2×6.5=7.8KW(2)选取带V型号由课本图12-10得：选用A型V带(3)确定带轮基准直径，并验算带速由课本表12-4选=75mmdd2-11n2=1440146×75-830.5mm由课本表12-4选d<12=750mm1.=1=750/75=10实际从动轮转速112,-n1ddid<i2-144010=144rmin转速误差为：(n2-n2,)n2=(146-144)/146=0.0137=1.4%<5%(允许)带速V：=1n160×1000=X75×1440/60×1000=5.65ms在525ms范围内，带速合适。(4)确定带长和中心矩a根据得0.7(ddi+2)ao2(+dd2),初定中心距助为700mm1.O=2ao+l.57(ddi+d/+(d42d11)2/4a<)=2×700+1.57(75+750)+(750-75)74×700=2523mm根据课本表12-2取Ld=2500mm根据课本式(12-20)得：aa<>+(Ld-L0)/2=700+(2500-2523)/2=688.5mm(5)验算主动轮上的轮包角1=18Oo-(2-ddl)a×57.3o=18Oo-(750-75)688.5×57.30=124.7°>120o(适用)(6)计算V带的根数Z根据l=75mmn1=1440rmin,查表12-5得Po=0.68kw,查表12-6得ZkPo=O.17,由表12-7得包角系数Ka=O.86,由表12-2得带长度修正系数KI=L22得普通V带根数Z=7.8/(0.68+0.17)X0.86X1.22=9.75取整得Z=IO(7)计算轴上压力由课本表12-1得q=0.llkgm,单根V带的初拉力:500Pcf2.5、Fo=1J+=188.IN(7)计算作用在轴上的载荷FQa1247Fo=2ZFosin-=2×10×188.1×sin-=3333.IN222.V带轮结构形式：采用轮辐式(CId2=830.5mm>350mm)六.齿轮传动的设计计算1、齿轮传动的设计计算(1)选择齿轮材料及精度等级小齿轮选用45钢质，硬度为217255HBS；大齿轮选用45钢正火，硬度为160217HBS。因为是普通减速器，所以选8级精度，要求齿面粗糙度RaW3.26.3取小齿轮齿数：Z1=27,则大齿轮齿数：Z2=liZ1=3.3×27=89.1,圆整取Z2=90(2)按齿面接触疲劳强度设计确定计算参数传递转矩：T1=9.55×106×P1n1=9.55×IO6X6.5/1440=4.31×10,(Nm)载荷系数k,由表10-4取k=Ll°齿宽系数夕J轻型减速器取丸=0.3许用接触应力。J由图10-26(c)查得：HIimZI=575MPa。HIimZ2=525MPa通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求选取安全系数Sh=L0,则h1=Ohh11iiSh=5751.0Mpa=575Mpa。h2=Hlim2Sh=5251.0Mpa=525MPa所以。h2V以h,取。h=525取a.齿数比u=3.3a(u±l)3()2旦=108.7(mm)VLchJ念U确定齿轮参数及主要尺寸圆整中心距取a=122mm计算模数mn=2acos/(Z1+Z2)=2×122×1/(27+90)=1.9(mm)取标准值叫=2mm；模数增大了，适当减少齿数Z尸25,则Zz=3.3X25二83b=aa=0.3×122=32.7(mm),圆整后取b2=33mm,b1=36mm(3)校核齿根弯曲疲劳强度。产(2kTb½)YFJSWoM许用弯曲应力。Jf=°FlimYstYivSf由图1024(c)查得：OFliInI=I90MPaGFIina=175MPa按一般可靠度选取安全系数S1-=I.3计算两轮的许用弯曲应力O1=Ofh11S产190/1.3Mpa=146Mpa。f12=。FIiIn2，Sf190/1.3Mpa=135MPa齿形系数X：查图10-23得Y11=2.69,Y=2.23O=l.6KT1cosYlZlbmn2=l.6X1.1×4.31×IO1×1X2.69/25×36×22=56.68(MPa)cf1。F2=。Fl丫陞/YFl=46.99V。2名称代号计算公式结果中心距aa=m(z1+z2)2小齿轮大齿轮齿顶高aha=m22压力角a2020齿根高hr由于强度计算确定，并为标准值2.52.5齿全高hH=ha+h4.54.5模数m22齿数Z2583齿距PP=Jtm6.286.28分度圆直径dd=mz50166齿顶圆直径da1=m(z+2)54170齿根圆直径drdr=m(z-2.5)45161齿宽b3633齿厚Ss=m/23.143.14齿槽宽ee=m/23.143.14基圆直径dbdb=mzcosa47156代号计算公式结果d由轴的强度及结构要求确定50did=1.6d501l=(1.21.5)d2B600o=(2.54)mn28108DiD=df-z0236DoDo=O.5(D÷d)143.5dodo=O.25(D-d)46.75nn=0.5m111Cc=0.3b1015rr=0.5c8七、轴的设计计算主动轴的设计计算低速轴设计Mec（钓TrTTmInWnmIOl按弯曲扭合成强度校核轴径1、画出轴的受力图Ft=2Td=2X43100/50=1724NFr=F.×tanan=627.5NFa=FaZcosan=1834.6N2、计算支反力水平面Rah=RBH=Ft/2=862(N)垂直面ZMB=0RavX132-EX66-E.Xd2-Q(97+132)=0rav=6443(N)Z/=0Rbv=RAV-Q-F11=2483(N)3、作弯矩图水平面弯矩Mch=-RbhX66=-56892(Nm)垂直面弯矩Mav=-QX97=-323301(Nm)Mcvi=-QX(97+66)+Rav×66=-118041(Vw)Mcv2=-Rbv×66=-163978(Nm)合成弯矩MA=MAV=-323301(Nn)Mci=yM2Cti+2cv=131036(Nm)Mc2=M2cw+M2CV2=173472(Nm)4、作转矩图TI=T=431005、作当量弯矩图当扭剪应力为脉动循环变应力时，取系数=0.6,则McaD=JM2。+(a?；)2=33385(Nm)McaA=yM2A+(aTi)2=325020(Nm)McaCI=2c+(«7；)2=133563(Nm)McaC2=MC2=173472(Nm)6、最大弯矩由当量弯矩图可见，A处的当量弯矩最大，为Mc=325020Nm7、计算危险截面处直径轴的材料选用45钢，调质处理，由表61查得分=650MPa,由表16-3查得许用弯曲应力b"=60MPa,则心=37. 8 (mm)考虑到键槽对轴削弱，将直径增大4%,故（Ln=LO4X37.8=39（mm）,所以取标准轴径d=40mm8、确定轴的各个尺寸（1）设计轴的结构并绘制结构草图（2）由于设计的是单级减速器，可将齿轮布置在箱体内部中央。将轴承对称安装在齿轮两侧，轴的外伸端安装联轴器<1>确定轴上零件的位置和固定方式，由上图可知齿轮从轴的右端装入，齿轮左端用轴环定位，右端用套筒固定。齿轮的轴向采用平键连接来固定，轴承对称安装于齿轮的两侧其轴向用套筒固定，轴向采用过盈配合固定。<2>固定各轴段的直径，如下图所示，轴段（外伸）端直径最小d=40mm0考虑到要对安装在联轴段上的联轴器定位，轴段应有轴肩，同时为很顺利的在轴段上安装轴承，轴段必须满足轴承内经的标准，故取轴段的直径为d3=54mm,轴段为轴段，轴段的过渡阶段，取cb=47mm,用相同方法可确定轴段的直径分别为d4=60mm,d5=65mm,d6=d4=6Omm,cb=d3=54mm。<3>确定各轴段的长度，查阅联轴器的相关手册得h=70mm,当轮轮毂宽度为62mm,为保证齿轮固定可靠，；联轴的长度应略短于齿轮轮毂宽度，取为60mm<4>为保证齿轮端与箱体内壁不相碰，齿轮端面与箱体内壁间应留有一定的问距，取该间距为15mm,为保证轴承安装在箱体轴承座孔中（轴承宽度为19mm）并考虑轴承的润滑、取轴承端面距箱体内壁的距离为5mm,则轴段的长度为l=63mm,轴段的长度为L=8mm,轴段的长度为k=25mm所以轴承支点间的距离b=132mm;根据箱体结构及轴承盖距轴器要有一定距离的要求,取h>=85mm0则联轴器中点距轴承支点的距离13=63mm在轴承段上分别加工出键槽，使两键槽处于轴的同一母线上，键槽的长度分别为L=60mm,14=48mm0<5>选定轴的结构细节。如圆角，倒角，退刀槽等的尺寸。按设计结果画出轴的结构草图（见图）八、键联接的选择及校核计算1.高速轴与V带轮用键连接1）选用单头普通平键（C型）按轴径d=30mm及轮廓长B2=48mm,查表选键键CGB/T12268X452）强度校核键材料选用45钢，V带轮材料为铸铁，查表得键连接的许用应力。p=100-120Mpa,键的工作长度I=L-”2=45-8/2=4ImmK=h2=72=3.5mm挤压应力4P=2TX107kld=2X48.68×1033.5×41×30=22.6Mpa<p安全2 .低速轴与齿轮连接1）选用圆头普通平键（A型）按轴径d=50mm及轮廓长1二60mm,查表选键键AGB/T122614X502）强度校核键材料选用45钢，V带轮材料为铸铁，查表得键连接的许用应力。=IOo120Mpa,键的工作长度l=L-b=50-14=36mmK=h2=92=4.5mm挤压应力4P=2T×107kld=2×48.68X1033.5×41×30=22.6Mpa<p安全3 .低速轴与联轴器用键连接1）选用普通平键（A型）按轴径d=30mm及轮廓长1'=70mm,查表选键键AGB/T12268X632）强度校核键材料选用45钢，V带轮材料为铸铁，查表得键连接的许用应力。，=100-120Mpa,键的工作长度I=L-b=63-8二55mmK=h2=72=3.5mm挤压应力4P=2T2X103kld=2×187.05×1033.5×55×30=64.8Mpa<p安全九、滚动轴承的选择及校核计算(1)计算轴承载荷F=(Fha2+Fv2)iz2=341.22+(-2.25)2iz2=341N轴向载荷A=0轴承B径向载荷F1.B=(Flffi2+F),/2=(341.22+256.052),z2=426N轴向载荷A=Fa2=150.IN可见轴承B的载荷大，应验算轴承B(2)计算轴承B径向动量载荷初选6222型深沟球轴承，查表得C31500N,Cr=20500N,所以取C1二315OON(3)计算当量动载荷c.frF(60nCL丁商勾式中取预期寿命为Lh=IOX365X16二58400(h),温度系数f=l,载荷系数fF=l.2,转速n=72.19rmin,£=3,因为F=%-ff÷426×1.2=511.2(N)所以cr=12x511,26°x719×584OV=3879.6(N)1Iio6)Cr<31500N所以该轴承合格。十、减速器箱体的选择名称代号尺寸计算结果底座壁厚0.025a+l7.510箱盖壁厚1(0.8-0.85)8底座上部凸缘厚度ho(1.5-1.75)17箱盖凸缘厚度h(1.5-1.75)114底座下部凸缘厚度h2(2.25-2.75)21底座加强筋厚度e(0.8-1)9箱盖加强筋厚度e(0.80.85),7地脚螺栓直径d按表22-418地脚螺栓数目n按表22-44轴承座连接螺栓直径d20.75d9箱座与箱盖连接小(0.50.6)d9螺栓直径轴承盖固定螺钉直径ch(0.40.5)d5视孔盖固定螺钉直径出(0.30.4)d4轴承盖螺钉分布圆直径DiD+2.5d4110130轴承座凸缘端面直径D：D+2.5d4130150螺栓孔凸缘的配置尺寸CC2D0表222C=20;C2=20;D(>=30地脚螺栓孔的凸缘的配置尺寸CCD表22-3箱体内壁与齿顶圆的距离21.212箱体内壁与齿轮端面的距离.2512底座深度H0.5da+(3050)150外箱避与轴承座端面距离ClC+C2+(5-10)4712螺母二3垫T，通气以务】5垫片“螺钉、7箱体6螺钉5望圉_ >8箱盖÷3油标压盖/2油标面板/不 一片/十一、减速器的润滑计算齿轮的圆周速度V=td1n160X1000=3.14X75×1440/60×1000=5.65ms1 .齿轮的润滑因齿轮的圆周速度12ms,所以才用浸油润滑的润滑方式。高速齿轮浸入油里约0.7个齿高，但不小于IOnIn1,低速级齿轮浸入油高度约为1个齿高（不小于IOmm）,1/6齿轮。2 .滚动轴承的润滑因润滑油中的传动零件（齿轮）的圆周速度u2L52ms所以采用飞溅润滑二、润滑油的选择齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用L-AN15润滑油。三、密封方法的选取选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。十二、设计总结机械设计课程设计是机械课程当中一个重要环节通过了两周的课程设计使我从各个方面都受到了机械设计的训练，对机械的有关各个零部件有机的结合在一起得到了深刻的认识。由于在设计方面我们没有经验，理论知识学的不牢固，在设计中难免会出现这样那样的问题，如：在选择计算标准件是可能会出现误差，如果是联系紧密或者循序渐进的计算误差会更大，在查表和计算上精度不够准由其在查表选择个方面参数时有很多出入，希望老师多多指教在设计的过程中，培养了我综合应用机械设计课程及其他课程的理论知识和应用生产实际知识解决工程实际问题的能力，在设计的过程中还培养出了我们的团队精神，大家共同解决了许多个人无法解决的问题，在这些过程中我们深刻地认识到了自己在知识的理解和接受应用方面的不足，在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。在通过这次设计之后，我想会对以后自己独立设计打下一个良好的基础。十三、参考资料目录机械设计基础黄平朱立坚主编机械设计基础课程设计朱立坚黄平主编以及WWW网址查询