带式输送机常动装置设计 课程设计

机械设计课程设计课题名称带式输送机传动装置设计系别专业班级姓名学号指导老师完成日期目录第一章绪论第二章课题题目及主要技术参数说明21课题题目22主要技术参数说明23传动系统工作条件24传动系统方案的选择第三章减速器结构选择及相关性能参数计算31减速器结构32电动机选择33传动比分配34动力运动参数计算第四章齿轮的设计计算包括小齿轮和大齿轮41齿轮材料和热处理的选择42齿轮几何尺寸的设计计算421按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸422齿轮弯曲强度校核423齿轮几何尺寸的确定43齿轮的结构设计第五章V带传动设计1、确定计算功率2、确定V带型号3、确定带轮直径4、确定带长及中心距5、验算包角6、确定V带根数Z7、确定粗拉力F08、计算带轮轴所受压力Q第六章轴的设计计算从动轴51轴的材料和热处理的选择52轴几何尺寸的设计计算521按照扭转强度初步设计轴的最小直径522轴的结构设计523轴的强度校核第七章轴承、键和联轴器的选择61轴承的选择及校核62键的选择计算及校核63联轴器的选择第八章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算71润滑的选择确定72密封的选择确定73减速器附件的选择确定74箱体主要结构尺寸计算第九章总结参考文献第一章绪论本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了机械设计基础、机械制图、工程力学、公差与互换性等多门课程知识，并运用AUTOCAD软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面（1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。（2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。（3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。（4）加强了我们对OFFICE软件中WORD功能的认识和运用。第二章课题题目及主要技术参数说明21课题题目带式输送机传动系统中的减速器。要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器及V带传动。22主要技术参数说明输送带的最大有效拉力F5500N，输送带的工作速度V145M/S，输送带的滚筒直径260MM23传动系统工作条件带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作载荷较平稳；两班制（每班工作8小时），要求减速器设计寿命为8年，大修期为3年，中批量生产；三相交流电源的电压为380/220V。24传动系统方案的选择图1带式输送机传动系统简图第三章减速器结构选择及相关性能参数计算31减速器结构本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。32电动机选择（一）工作机的功率PWFV/10005500X145/1000938KWW（二）总效率总总带齿轮联轴器滚筒2轴承096790685（三）所需电动机功率DP514/308DWPKW总查机械零件设计手册得PED11KW电动机选用Y160L6N满970R/MIN额定转矩2033传动比分配工作机的转速N601000V/（D）601000145/314260107R/MIN总传动比I总N电动/N筒970/107907分配各级传动比取齿轮I带3（单级减速器I24合理）I总I齿轮I带I齿轮I总/I齿轮907/430234动力运动参数计算1、计算各轴转速（R/MIN）097/MIN0/32/IN/17/I0/MINNRIRNIR满带齿2、计算各轴的功率（KW）0D12310965709813374KWPKWK带齿轮轴承轴承联轴器（3、计算各轴扭矩（NM）00195951083M763295089527463M1PTNNTN）（）（）（）将上述数据列表如下轴号功率P/KWN/RMIN1T/NMI0119701083110563233311930962100310789523020953974107869321097第四章齿轮的设计计算41齿轮材料和热处理的选择考虑减速器传递功率和闭式传动方式，齿轮采用软齿面。小齿轮选用40CR调质，齿面硬度为240260HBS。大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度220HBS。42齿轮几何尺寸的设计计算421按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸HHLIM/SH，由机械设计手册查得HLIMZ1700MPAHLIMZ2600MPA通用齿轮和一般工业齿轮，按一般较高可靠度要求选取安全系数，SH125，SF16H1HLIM1/SH700/125MPA560MPAH2HLIM2/SH600/125MPA480MPA（一）小齿轮的转矩IT11950/95016/3219TPNNM（二）选载荷系数K由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，取K1（三）计算齿数比302（四）选择齿宽系数D根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，取1D（五）计算小齿轮分度圆直径1D321HD67KTU3239021936M4801（六）确定齿轮的齿数和1Z2Z传动比I齿302取小齿轮齿数Z120。则大齿轮齿数Z2IZ130220604（取61）（七）确定齿轮模数M193261087452DA取M5140MZ（八）实际齿数比216305Z齿数比相对误差DMIN125MMDD2N1/N21DD1970/3233160100247354MM由机械设计手册，取DD2475MM实际从动轮转速N21N1DD1/DD29701601002/47532020R/MIN转速误差为N2N2/N2323332020/32330003120（适用）（7）确定V带的根数机械设计手册，P0266KW，P003KW，K095，KL105由机械设计手册得ZPC/PPC/P0P0KKL132/26603095105447所以取Z5根（8）计算轴上压力由教材P212表131查得Q017KG/M，由式（1317）单根V带的初拉力F0500PC/ZV25/K1QV2500132/581225/0951017812227644N则作用在轴承的压力FQ，由教材，得FQ2ZF0SIN1/22527644SIN15963/2272084N第六章轴的设计计算51轴的材料和热处理的选择由机械设计手册中的图表查得选45号钢，调质处理，HB217255650MPA60MPAC108B152轴几何尺寸的设计计算521按照扭转强度初步设计轴的最小直径从动轴C1084906MM2D23NP3107考虑键槽49031035053（MM）选取标准直径502DM主动轴C1083452MM123NP31056考虑键槽3452X1033556MM1D选取标准直径36MM522轴的结构设计根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。输入轴的设计计算（1）轴上零件的定位，固定和装配单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮右面由轴肩定位，左面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和套筒定位，则采用过渡配合固定（2）确定轴各段直径和长度1段D136MM长度取L154MM2段D245MM长度取L257MM3段初选用7210C型角接触球轴承，其内径为50MM,宽度为24MM；取套筒长为28MMD350MML3242852MM4段D460MML448MM5段H014D1501435510MMD5D42H602080MML514H141014MM6段D652MML614MM7段D750MML724MM由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L128MM输出轴的设计计算1、按扭矩初算轴径选用45调质钢，硬度（217255HBS）49031035053（MM）取D50MM2D2、轴的结构设计（1）轴的零件定位，固定和装配单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承和皮带轮依次从右面装入。（2）确定轴各段直径和长度1段D150MM长度取L154MM2段D260MM长度取L257MM3段初选用7013C型角接触球轴承，其内径为65MM,宽度为24MM；取套筒长为28MMD365MML3242852MM4段D475MML448MM5段H014D1501435510MMD5D42H602095MML514H141014MM6段D667MML614MM7段D765MML724MM由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L128MM523轴的强度校核按弯矩复合强度计算小齿轮求分度圆直径已知D1100MM求转矩已知T2311900NMM求圆周力FT根据教材P248式得FT2T2/D13119002/1006238N求径向力FRFRFTTAN6238TAN200227045N因为该轴两轴承对称，所以LALB64MM1绘制轴受力简图（如图A）（2）绘制垂直面弯矩图（如图B）轴承支反力FAYFBYFR/21135225NFAZFBZFT/23119N由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为MC1FAYL/2113522564/23633NM3绘制水平面弯矩图（如图C）截面C在水平面上弯矩为MC2FAZL/2311964/299808NM4绘制合弯矩图（如图D）MCMC12MC221/2363329980821/210621NM5绘制扭矩图（如图E）转矩T955（P2/N2）1063119NM6绘制当量弯矩图（如图F）转矩产生的扭切引力按应力脉动循环变化，取1，截面C处的当量弯矩MECMC2T21/21062121311921/232949NM7校核危险截面C的强度由教材P245式（145）EMEC/01D4332949103/016031525MPA57600H预期寿命足够2、计算输出轴承1已知N3107R/MINFA0FRFAZ24693N试选7013C型角接触球轴承根据机械设计手册得FS063FR,则FS1FS2063FR06324693155566N2计算轴向载荷FA1、FA2FS1FAFS2FA0任意用一端为压紧端，1为压紧端，2为放松端两轴承轴向载荷FA1FA2FS1155566N3求系数X、YFA1/FR1155566/24693063FA2/FR2155566/24693063根据机械设计手册）得E068FA1/FR157600H此轴承合格键联接的选择及校核计算1、输入轴与带轮联接采用平键联接输入轴轴径D136MM,L154MM查手册得，选用C型平键，得B10键108GB109679L45MMT23119NMH8MM根据教材P158（1026）式得P4T2/DHL4311900/368459627MPA12MM取14MM。箱盖、箱座肋厚M16MM，M26MM。轴承离连接螺栓距离S4478MM。毡圈油封高速轴取D50，D90，杆载油标选12。D116，D36，H28，D212，A10。圆锥销选GB11986，A83。减速器附件的选择通气器由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用M1815起吊装置润滑与密封一、齿轮的润滑采用浸油润滑，由于低速级周向速度为，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为50MM。二、滚动轴承的润滑由于轴承周向速度为12MS，所以适合用油脂润滑，挡油圈密封。三、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LAN15润滑油。四、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第九章总结本次设计时间从2013年11月25日到12月6日，历时两周。在这十四天的时间里，我们需要完成一份二十多页的设计说明书和三张大图。刚开始的时候，几乎都一头雾水，认为它高不可攀。但是，在老师不耐其烦的答疑下，我们由生疏到熟悉，一步一步的完成了任务。看来，任何事情都要经历过了才知道它到底是什么情况。虽然，由于有几门考试要准