机械设计课程设计说明书-带式运输机传动装置设计1.doc

机械设计课程设计说明书 机械设计课程设计说明书学院： 学号：姓名： 指导教师：时间：2012年月目 录一、 机械设计课程设计任务书3二、 传动方案的拟定4三、 电动机的选择、传动系统的运动和动力参数41. 电动机的选择2. 传动比分配3. 各级传动的动力参数计算4. 将运动和动力参数计算结果整理并列表四、 传动零件的设计、计算51. v带传动的设计2. 减速器齿轮（闭式、斜齿）设计五、 轴的设计与校核101. 轴的初步设计2. i轴的强度校核3. ii轴的强度校核六、 键联接的选择与校核141. i轴外伸端处键联接2. ii轴外伸端处键联接3. ii轴与大齿轮配合处键联接七、 滚动轴承的选择与校核151. i轴滚动轴承的校核2. ii轴滚动轴承的校核八、 联轴器的选择与校核17九、 润滑和密封形式的选择，润滑油及润滑脂牌号的选择17十、 其他技术说明181. 箱体结构相关尺寸2. 减速器技术要求十一、 参考文献19- 3 -一、 机械设计课程设计任务书一、 设计题目：九、带式运输机传动装置设计传动装置简图如右图所示（电动机的位置自行确定）1. 带式运输机数据：运输带工作拉力f= 1150 /n运输带工作速度v= 1.5 /(m/s)运输带滚筒直径d= 280 /mm滚筒轮中心高度h= 300 /mm(附：运输带绕过滚筒的损失通过效率计算，取效率=0.97)2. 工作条件： 用于锅炉房运煤，三班制工作，每班工作四小时，空载启动，单向、连续运转，载荷平稳。3. 使用期限： 工作期限为十年，每年工作300天；检修期间隔为三年。4. 生产批量及加工条件： 小批量生产，无铸造设备。二、设计任务1 选择电动机型号；2 确定带传动的主要参数及尺寸；3 设计减速器；4 选择联轴器。三、具体作业1. 减速器装配图一张；2. 零件工作图二张（大齿轮，输出轴）；3. 设计说明书一份。二、 传动方案的拟定根据任务书确定传动方案为：闭式齿轮，一级斜齿轮传动三、 电动机的选择、传动系统的运动和动力参数计算项目计算内容计算结果1. 电动机的选择工作机所需功率传动效率实际需要功率工作机转速电动机转速由于带传动的传动比，减速器，所以电动机的转速范围613.862455.44r/min。常用的电动机转速为1000r/min和1500r/min，而选用1500r/min较为合适。由文献2表19-1，电动机型号可选为y100l1-4型，其额定功率为2.2kw，满载转速1420r/min。y100l1-4型额定功率2.2kw满载转速1420r/min2传动比分配总传动比带传动比减速器传动比由取则3各级传动的动力参数计算各轴转速（分别为小齿轮轴转速，大齿轮轴转速，输出轴转速）各轴输入功率pm各轴输入转矩4将运动和动力参数计算结果进行整理并列表轴名功率p/kw转矩t/knmm转速n/rmin-1传动比i效率输入输出输入输出电机轴1.98313.336142030.96i轴1.90438.409473.334.6260.96ii轴1.828170.625102.3210.98卷筒轴1.792160.230102.32四、 传动零件的设计、计算1v带传动的设计（1）各参数计算工作系数ka由文献1表13-8得ka=1.2电动机计算功率pcv带型号由，由文献1图13-15，选用a型普通v带a型普通v带大小带轮基准直径d2，d1由文献1表13-9取d1=75mm，则取d2=265mmd1=75mmd2=265mm验证v带带速带速，v在525m/s之内，合适。v=6.69m/sv带基准长度ld和中心距a初步选取中心距a0=1.5(d1+d2)=532.5.5mm可初定a0 =550mm由文献1表13-2取ld=1600mm得实际中心距，小带轮包角的验算合适。单根普通v带的基本额定功率传动比i由n=1420r/min及d1=75mm，由文献1表13-3i=3额定功率增量由文献1表13-5有包角修正系数由文献1表13-5得带长修正系数由文献1表13-2得v带根数z取3根根数单根v带的初拉力f0由文献1表13-1，有q=0.1kg/m作用在带轮上的压力fq带轮宽度由文献1表13-10有e=15mm，f=9mmb=e+2f=15+9+9=33mmb=33mm带轮结构大带轮采用腹板式，小带轮采用整体式。（2）v带的参数尺寸列表a型带小带轮直径 d1/mm大带轮直径 d2/mm中心距 a/mm带长 ld/mm752655141600带根数 z初拉力 f0/n轴上载荷 fq/n3111.78660.982减速器齿轮（闭式、斜齿）设计（1）选择材料及确定许用应力材料选择由于对传动要求不高，大小齿轮选用软齿面小齿面选用45号钢调质，硬度197286hbs大齿面选用45号钢正火，硬度156257hbs弯曲疲劳极限由文献1表11-1，有安全系数sh、sf由文献1表11-5取sh=1.0，sf=1.25sh=1.0，sf=1.25许用应力（2）按齿面接触疲劳强度初步计算载荷系数k由文献1表11-3取k=1.1k=1.1齿宽系数由文献1表11-6，取小齿轮转矩大小齿轮齿数z1，z2取小齿轮齿数z1=20，则大齿轮齿数z1=20z2=93实际传动比i弹性系数区域系数由文献1表11-4，有初定螺旋角螺旋角系数初定模数mn取mn=2mmmn=2mm确定中心距取整数值确定螺旋角分度圆直径d1，d2齿宽b1，b2取b2=33mm（2）校验弯曲强度当量齿数zv1，zv2齿型系数yfa1，yfa2ysa1，ysa2取yfa1=2.65，yfa2=2.23ysa1=1.62，ysa2=1.81yfa1=2.65yfa2=2.23ysa1=1.62ysa2=1.81验算弯曲强度安全 安全齿轮圆周速度v=1.03m/s（3）齿轮其他传动的参数端面压力角齿顶高ha齿根高hf全齿高h顶隙cha=mn=2mmhf=1.25mn=2.5mmh= ha+ hf=4.5mmc= hf-ha=0.5mmha= 2mmhf=2.5mmh= 4.5mmc= 0.5mm齿顶圆直径dada1=d1+2ha=45.42mmda2=d2+2ha=196.58mmda1=45.42mmda2=196.58mm齿根圆直径df1df1=d12hf=36.42mmdf2=d22hf=187.58mmdf1=36.42mmdf2=187.58mm齿轮结构小齿轮为齿轮轴大齿轮为腹板式计算项目计算内容计算结果（4）齿轮传动参数列表中心距a/mm模数mn/mm螺旋角端面压力角t117215131”20齿数齿宽/mm分度圆直径/mmz1z2b1b2d1d22093403341.42192.58齿高/mm齿顶圆/mm齿根圆/mmhahfda1da2df1df222.545.42196.5836.42187.58五、 轴的设计与校核1轴的初步设计材料选取选用45号钢，调质处理45号钢调质初估最小直径i轴：ii轴：取di=20mm取dii=30mmdi=20mmdii=30mm初选轴承i轴选用6006，d=30mm，b=13mmii轴选用6008，d=40mm，b=15mmi轴选用6006ii轴选用60082i轴的强度校核小齿轮受力切向力径向力轴向力简化为简支梁垂直面支撑反力垂直面弯矩图水平面支撑反力水平面弯矩图合成弯矩计算传递扭矩图77.5l=85mmk=77.5mm85frtimambmahf1hftf2hmavmavmbvf1vf2vfafrmafqtifqbbfaftaa垂直面支撑反力垂直面弯矩计算水平面支撑反力水平面弯矩计算f在指点产生的反力f力产生的弯矩合成弯矩计算危险截面当量弯矩取=0.6危险截面的校核由文献1表14-3，45钢的，则 合适i轴结构合理3ii轴的强度校核大齿轮受力切向力径向力轴向力简化为简支梁垂直面支撑反力垂直面弯矩图水平面支撑反力水平面弯矩图合成弯矩计算传递扭矩图mavfafr91tiimamahf2hf1hftmavf1vf2vfrmatiifaftaa垂直面支撑反力垂直面弯矩计算水平面支撑反力水平面弯矩计算合成弯矩计算危险截面当量弯矩取=0.6危险截面的校核由文献1表14-3，45钢的，则 ，合适ii轴结构合理六、 键联接的选择与校核材料选择许用挤压应力选用45钢，取45钢1i轴外伸端处键联接键的选择选用圆头普通平键（键640 gb1095-79）其中b=6mm，h=6mm，l=40mm，t=3.5mm，t1=2.8mm键640键的校核键选取合适2ii轴外伸端处键联接键的选择选用圆头普通平键（键840 gb1096-2003）其中b=8mm，h=7mm，l=40mm，t=4.0mm，t1=3.3mm键840键的校核键选取合适3ii轴与大齿轮配合处键联接键的选择选用圆头普通平键（键1236 gb1096-2003）其中b=12mm，h=8mm，l=36mm，t=5.0mm，t1=3.3mm键1236键的校核键选取合适七、 滚动轴承的选择与校核1i轴轴承的选择与校核轴承受力图fr2fs2fafr1fs1径向载荷fr内部轴向力f确定压紧端由故轴承1压紧。轴承受的轴向载荷当量动载荷p由文献1表16-11，温度系数ft载荷系数fp由文献1表16-9，取ft=1，fp=1ft=1fp=1额定动载荷c由文献2表6-63,6006轴承的cr=13.2cr=13.2轴承寿命 由于，所以以轴承2的径向当量动载荷为计算依据，满足工作时间要求2ii轴轴承的选择与校核轴承受力图fr1fs1fr2fs2fa径向载荷fr内部轴向力f确定压紧端由故轴承1压紧。轴承1压紧轴承受的轴向载荷当量动载荷p由文献1表16-11，温度系数ft载荷系数fp由文献1表16-9，取ft=1，fp=1ft=1fp=1额定动载荷c由文献2表6-63,6008轴承的cr=17cr=17轴承寿命 由于，所以以轴承2的径向当量动载荷为计算依据，满足工作时间要求八、 联轴器的选择与校核联轴器的选择ii轴外伸端需使用联轴器选用弹性柱销联轴器hl2型(gb5014-85)弹性柱销联轴器hl2型弹性柱销联轴器hl2型的参数公称转矩tn（nm）许用转矩n (r/min)轴孔直径d（mm）315560024轴孔长度外径d(mm)轴孔类型键槽类型ll15238120ja联轴器的计算由文献1表17-1取工作情况系数ka=1.5，则计算转矩合适,九、 润滑和密封形式的选择，润滑油及润滑脂牌号的选择润滑方式大齿轮线速度故齿轮选用油池润滑，需油量2l左右，最高最低油面相距15mm左右轴承采用脂润滑齿轮选用油池润滑轴承采用脂润滑润滑油牌号选用全损耗系统用油代号l-an32(gb443-89)l-an3润滑脂牌号选用钠基润滑脂牌号zn-3(gb492-89)zn-3密封形式机座与机盖凸缘结合面的密封选用在接合面涂密封胶或水玻璃的方式观察孔和放油孔等处的密封选用石棉橡胶纸垫片密封轴承端盖处使用橡胶密封圈轴承处用挡油板防止润滑油甩入轴承内部十、 其他技术说明1. 箱体结构相关尺寸长宽高380mm295mm236mm机座壁厚机盖壁厚1机座凸缘厚b机盖凸缘厚b1机座底凸缘厚b2=8mm1=8mmb=1.5=12mmb1=1.51=12mmb2=2.5=20mm=8mm1=8mmb=12mmb1=12mmb2=20mm地脚螺栓直径df大齿轮顶圆与内机壁距离1小齿轮端面与内机壁距离2df=20mm11.2，取1=10mm取2=8mmdf=20mm1=10mm2=8mm轴承与箱体内机壁距离3i轴轴承端盖外径diii轴轴承端盖外径dii轴承端盖凸缘厚t3=10mmt=10mm3=10mmdi=105mmdii=113mmt=10mm2. 减速器技术要求1. 装配前，所有零件用煤油清洗，滚动轴承用汽油清洗，机体内不许存在有任何杂物。内壁涂刷抗机油侵蚀的涂料两次。2. 啮合侧隙用铅丝检验不小于0.16mm，铅丝直径不得大于最小侧隙4倍。3. 用涂色法检验斑