带式运输机传动装置设计任务书

1 带式运输机传动装置设计任务书 一 . 课程设计书 设计课题 : 设计一带式运输机传动装置 载荷平稳，空载起动 , 使用期限 8 年，减速器小批量生产 ,两班制工作 ,运输容许速度误差为 5% 。 表一 二 . 设计要求 齿轮零件图（ 一张 ,绘制箱体零件图（ 三 . 设计步骤 计算与说明 主要结论 1） . 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。 2） . 特点：齿轮相对于轴承对称分布，故轴向载荷分布均匀，要求轴要满足一定的刚度。 3） . 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将 2 电动机的选择 计算与说明 主要结论 (1) 电动机类型和结构形式的选择 Y 系列三相交流异步电动机 (2) 确定电动机容量： Y 系列三相交流异步电动机 数据编号 运输机的工作拉 力 F/N 运输带工作速度 （ m/s） 卷筒直径（ 2 690 60 2 工作机阻力 150带式运输机效率 工作机所需功率 1 0 0 1 . 6 01 1 5 01 0 0 0 V 带传动的效率 轴承效率 （球轴承 稀油润滑） 齿轮传动的效率 （ 齿轮为 8级精度，稀油润滑） 弹性联轴器效率 传动装置的总效率 a 4321a 2 电动机的输出功率 4 （ 3）电动机的选择 因为电动机的额定功率 选择 Y 系列三相异步交流电动机 型号为 参数如下表 电动机型号 额定功率载转速额定转矩 同步转速420 500 型号为 传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配 卷筒的速度 卷卷 卷筒的转速 060 卷总传动比 7 1 4 4 0卷初取 m 卷 i 3 4 传动装置运动和运动参数计算 (1)各轴转速 （ 2） 各轴输入功率 电机额定功率 的输出功率 的输出功率 (3) 各轴输入转矩： 电动机输出转矩 142 950 0电电电轴 的输出转矩 80 3 5 09 5 5 01 ； 轴 的输出转矩 5 09 5 5 02 ； 工作机轴输出转矩 64223 将以上结果列入下表，供以后计算使用 轴号 输入功率 P/入转矩 T/() 转速 n/(r/传动比 i 效率 电动机轴 420 1 轴 轴 作机轴 m 主要结果 如左表 5 设计 V 带和带轮 计算与说明 主要结论 一 设计 1 确定 工作情况系数 带式运输机工作载荷变化较小 由表 6 4 取 2.1 由图 6取 2 确定 小带轮基准直径 由图 6取 大带轮基准直径 表 6 ，取 d 验算带速 0 060 1 4 2 0 060 d3 确定中心距及 初定中心距 由 2 ）（ 得 740 初选 计算 1 由表 6取 1600L 实际中心距 确定 单根 由表 6-5 单根 由表 6 小带轮包角修正系数 由表 6 带长修正 系数 由表 6 p c 4Z 5计算初拉力 由表 6 单根 取 K d 在允许范围内 1600L a= 4Z 5 6 作用在轴上的载荷 0 二 带轮 材料为 00280 由选用腹板式带轮 结构参数 e f B 6 12 8 52 6 高速齿轮传动的设计 计算与说明 主要结果 1 选择齿轮材料及确定初步参数 （ 1） 选择齿轮材料及热处理 小齿轮 45钢 调制处理 ，齿面硬度 240齿轮 45钢 正火处理 ，齿面硬度 200是闭式软齿面齿轮传动，故先按接触疲劳强度设计，再校核弯曲疲劳强度。 （ 2） 按齿面接触疲劳强度设计 1） 许用接触应力 极限应力 )4 8 H B 取 许用接触应力 S S 2 按齿面接触疲劳强度设计齿轮的主要参数 （ 1） 计算小齿轮分度圆直径 1) 小齿轮转矩 齿宽系数 单级减速器中齿轮相对轴承对称布置，由表 3取 1d 载荷系数 工作平稳，软齿面齿轮取 节点区域系数 标准直齿圆柱齿轮传动 弹性系数 由表 32) 求所需小齿轮直径 1d 小齿轮 45钢 调制 大齿轮 45钢 正火 891 542 1 H H Z 6 7 . 6 1 m 913 . 3） 确定几何尺寸 1）齿数 取 取 2）模数 由表 33）中心距 252 1002522 21 4）分度圆直径 025211 0 01 0 0222 5）确定齿宽 05011 大齿轮齿宽 02 小齿轮齿宽 66566 3 齿根弯曲疲劳强度校核 1)计算许用弯曲应力 1）许用齿根应力 )4 7 H B SF 全系数 取 3） 齿根应力 M P 1 1 M P 2)验算齿根弯曲应力 1） 由表 3 251 Z 1002 Z 25 01 002 02 61 43 15 S 161 962 7 2） M P 由 2211 , 结论：齿根弯曲疲劳强度 足够。 7 滚动轴承和传动轴的设计 计算与说明 主要结论 1高速轴设计： （ 1）材料：选用 45钢， 调质处理，查表 31 ， 15 （ 2）各轴段直径的确定 改尺寸 由3 ， P= 80 3 6 5 33 因为有键连接，所以 28 4 以取 83 装轴承，所以取 08 0， 8mm；为齿轮轴过渡段，取 60L5=6mm；为过渡段取 60选轴承 6206，其内径为 30 综上所述：该轴的长度 L=低速轴设计： （ 1）材料：选用 45钢， 调质处理，查表 31 ， C=115 （ 2）轴段直径的确定： 由3 , 则 6 79 5 5 33 , 考虑到该轴段上开有键槽，因此取 。 取 21 ， 41 ， 2d 为连轴器的定位轴肩 ,取 82 ， 2L =用 6208轴承 ,取 03 , 43 4d 装配低速级大齿轮， 64 , 34 齿轮轴肩，取 2 过度轴段 ,取 6mm 配轴承 ,选用 6208,取 007 取齿轮距箱体内壁距离为： 12mm 9 所以该轴的总长为： L= 由 L 5832 用在齿轮上的圆周力为： t 50 11 径向力为 820t 7 2t 求垂直面的支承反力： 00 F 求水平面的支承反力： 绘制垂直面弯矩图 V 63 绘制水平面弯矩图 1 求合成弯矩图： 考虑最不利的情况，把 22M 作为合成弯矩 222 222绘制转矩图： 轴的转矩可按脉动循环考虑，已知轴的材料的为 45钢，调制，则 t 722 H H 10 绘制当量弯矩都有可能是危险截面，应分析计算其当量弯矩，此处将轴的扭切应力视为脉动循环，取 则 2222 2222 计算危险截面处轴的直径： 轴的材料选用的 45钢，调质处理，由表 7截面处的计算直径： e 331计入键槽的影响 有 A 截面处的计算直径 e 331计入键槽的影响 所以该轴是安全的。 (4)弯矩及轴的受力分析图如下 e e 11 1. 计算当量动载荷 由于轴承只承受径向载荷，故当量动载荷即为轴承承受的径向载荷（轴承的支承反力）。此处两轴的当量动载荷为： 2. 轴承的寿命计算 轴承基本额定动载荷 由附表 8温度系数 由表 8荷系数 由表 8命指数 球轴承 轴承的实际寿命 01 0.13.13 hL h 故 6206 轴承可用 12 8 5 0 860106010轴承的预期寿命 6720结论： 由于L 9 高速轴上键的设计与校核 选用 键的材料 45钢 键的尺寸 已知 1d =22毂长 44，由附表 2 b h=7 7 L=40接的强度 普通平键构成静联接，因此只需校核轮毂的挤压强度 许用挤压应力 已知 表 2的工作长度 33 M P ah 满足要求 所以所选键为 :b h l= 4077 050 10 计算与说明 主要结论 减速器的箱体采用铸造（ 成，采用剖分式结构为了保证齿轮啮合质量，大端盖分机体采用67 1. 机体有足够的刚度 13 在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度。 2. 考虑到机体内零件的润滑，密封散热。 因其传动件速度小于 12m/s，故采用侵油润油，同时为了避免油搅得沉渣溅起，齿顶到 油池底面的距离 H 为 32 为保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为 3. 机体结构有良好的工艺性 . 铸件壁厚为 8，圆角半径为 R=3。机体外型简单，拔模方便 . 4. 对附件设计 A 视孔盖和窥视孔 在机盖顶部开有窥视孔，能看到传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用 B 油螺塞： 放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。 C 油标： 油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出。 D 通气孔： 由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡。 E 盖螺钉： 启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。钉杆端部要做成圆柱形 ，以免破坏螺纹。 14 F 位销： 为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸缘的长度方向各安装两个圆锥定位销，以提高定位精度。 G 吊环： 在机盖上直接铸出吊环，用以起吊或搬运较重的物体 . 减速器机体结构尺寸如下： 名称 符号 计算公式 结果 箱座壁厚 a 8 箱盖壁厚 1 a 8 箱盖凸缘厚度 1b 11 b 12 箱座凸缘厚度 5.1b 12 箱座底凸缘厚度 2b b 20 地脚螺钉直径 ad f 脚螺钉数目 n 查手册 4 轴承旁联接螺栓直径 1d 盖与机座联接螺栓直径 2d 2d =（ 承端盖螺钉直径 3（ .5）孔盖螺钉直径 4d 4d =（ 6 定位销直径 d d =（ 2d 8 1d ， 2d 至外机壁距离 1C 查机械课程设计指导书表 4 26 22 16 15 2d 至凸缘边缘距离 2C 查机械课程设计指导书表 4 24 14 外机壁至轴承座端面距离 1l 1l = 1C + 2C +（ 812） 47 大齿轮顶圆与内机壁距离 1 1 10 齿轮端面与内机壁距离 2 2 12 机盖，机座肋厚 1 1m 8 m 9 轴承端盖外径 2D 2 +（ 53d 104（ 1轴） 122（ 2轴） 轴承旁联结螺栓距离 S 2 62（ 1轴） 80（ 2轴） 11. 润滑密封设计 计算说明 主要结论 对于一级圆柱齿轮减速器， 因为传动装置属于轻型的， 大齿轮的圆周速度 01 0 0 722602由于 所以采用脂润滑，箱体内选用0号润滑，装至规定高度 . 油的深度为 H+1h 由 H=32 1h =13 所以 513321 其中油的粘度大，化学合成油，润滑效果好。 密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接 表面应精创，其表面粗度应为 密封的表面 16 要经过刮研。而且，凸缘联接螺柱之间的距离不宜太大。 并匀均布置，保证部分面处的密封性。 计算与说明 主要结论 为了隔离振动和冲击，选用弹性柱销联轴器 转矩：查表 14 C 因为计算转矩小于联轴器公称转矩 ,所 以 查机械设计手册 11222 选取 弹性柱销联轴器其公称转矩为315 K 四 . 设计小结 这次的课程设计对于我来说有着深刻的意义。不仅是自己能够独立完成了设计任务，更重要的是在这段时间内使自己深刻感受到设计工作的那份 艰难。设计过程可以用“改改改”来形象说明，错了改，再错再改，一直到整张图变样为止，这就是精益求精的设计过程，设计不怕错，怕错了不改。 感觉设计对我们这些刚刚入门（或者在某种意义上来说还是门外汉）就是按照条条款款依葫芦画瓢的过程，有的时候感觉挺没有劲的。反正按照步骤一定可以完成设计任务，其实不然。设计过程中有许多内容必须靠我们自己去理解，去分析，去取舍。 通过这次的设计，感慨颇多，收获颇多。更多的是从中学到很多东西，包括书本知识以及个人素质与品格方面。感谢老师的辛勤指导，也希望老师对于我的 设计提出意见。 本次课程设计由于时间的仓促，还有许多地方有不足之处。但是艰难困苦玉汝于成，机械设计课程设计看来我是无法忘记的了。 在老师的指导以及本组各位同学的讨论下，用两周的时间设计完成了本课题 带式输送机传动装置，该装置具有以下特点及优点： （ 1）能满足所需的传动比 17 齿轮传动能实现稳定的传动比。 （ 2）选用的齿轮满足强度刚度要求 由于系统所受的载荷不大，在设计中齿轮采用了腹板式齿轮不仅能够满足强度及刚度要求，而且节省材料，降低了加工的成本。 （ 3）轴具有足够的强度及刚度 由于二级展开式齿轮 减速器的齿轮相对轴承位置不对称，当其产生弯扭变形时，载荷在齿宽分布不均匀，因此，对轴的设计要求最高，通过了对轴长时间的精心设计，设计的轴具有较大的刚度，保证传动的稳定性。 （ 4）箱体设计的得体 设计减速器的具有较大尺寸的底面积及箱体轮毂，可以增加抗弯扭的惯性，有利于提高箱体的整体刚性。 （ 5）加工