机械课程带式运输机的传动装置设计任务书

1 机械课程 带式运输机的传动装置设计任务书 一 . 课程设计书 设计课题 : 带式运输机的传动装置 原始数据：运输带的拉力 F=2500N； 速度 V=s； 卷筒直径 D=300 工作条件：三班制生产，连续运转 ,载荷平稳，室内有粉尘，使用期限十年（ 300 天 /年）。 二 . 设计要求 轮零件图各一张 ( 三 . 设计步骤 1. 传动装置总体设计方案 2. 电动机的选择 3. 确定 传动装置的总传动比和分配传动比 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5. 齿轮的设计 6. 设计 7. 减速器轴的设计 8. 键联接设计 9. 联轴器设计 10. 轴承设计 11. 箱体结构设计 12. 润滑密封设计 置总体设计 方案 : 1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。 2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀， 要求轴有较大的刚度。 3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将 其传动方案如下： 2 2 3 5 4 1(传动装置总体设计图 ) 初步确定传动系统总体方案如 :传动装置总体设计图所示。 选择 V 带传动和二级圆柱直齿轮减速器（展开式）。 传动装置的总效率a5423321 a 1 为 V 带的效率 , 2 为轴承的效 率， 3为每对齿轮啮合传动的效率（齿轮为 7 级精度，油脂润滑）。 4 为联轴器的效率。 5为卷筒的效率。 电动机所需工作功率为： P P / 2500 000 执行机构的曲柄转速为 nD60 = 经查表按推荐的传动比合理范围， V 带传动的传动比 i 2 4，二级圆柱直齿轮减速器传动比 i 8 40， 则总传动比合理范围为 i 16 160，电动机转速的可选范围为 n i n（ 16 160） 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比， 选定型号为 4 的三相异步电动机，额定功率为 定电流 载转速 r/步转速 1500r/ 3 （ 1） 总传动比 由选定的电动机满载转速 n 和工作机 主动轴转速 n，可得传动装置总传动比为n /n1440/ 2） 分配 传动装置传动比 i i 式中10, 为使 V 带传动外廓尺寸不致过大，初步取0i 3，则减速器传动比为 i 0/据 1i = i)，取高速级传动比为 1i = 2i 1/ （ 1） 各轴转速 1n 0/1440/3 480r/n11 / 480/n 2n/ 2i =r/n=3n= r/ 2） 各轴输入功率 1P 1 P 1P 23 P2P 23 P3P 2 4= 3） 各轴输入转矩 电动机轴的输出转矩0T=9550550 440=所以 : 1T 9550119550 80=m 2T 955022550 m 3T 955033550 m 4T =955044550 m 运动和动力参数结果如下表 轴名 功率 P 矩 T 速 r/动机轴 440 4 1轴 80 2轴 轴 轴 （一）高速级齿轮传动的设计计算 齿轮材料，热处理及精度 考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线直齿轮 （ 1） 齿轮材料及热处理 材料：高速级小齿轮选用 40面硬度为 280小齿齿数 1Z =26 高速级大齿轮选用 45 钢调质，齿面硬度为 240i 26= 77. 齿轮精度 按 10095 1998，选择 7 级，齿根喷丸强化。 初步设计齿轮传动的主要尺寸 按齿面接触强度设计 2131 )( 确定各参数的值 : 试选计算小齿轮传递的转矩 104 N 由课本表 10查课 本 表 10=由课本图 10600 大齿轮的接触疲劳强度极限550由课本 公式 10算应力值环数 0n1 0 480 1（ 3 8 300 10） =109 h N1/i=108 h 查课本 图 10 得： = =齿轮的疲劳强度极限 取失效概率为 1%,安全系数 S=1,应用2020 H 1 =600=540 H 2 =550= 5 小齿轮的分度圆直径 人 H中的最小值。 2131 )( =89(43 计算圆周速度 100060 11nd t 计算齿宽 b b=td =计算齿宽与高之比 模数 t 齿高 h= =计算载荷系数 K 由表 10K =1 直齿轮 KH= 根据 ,7级精度 , 查课本由表 10V=查课本由表 10 级精度、小齿轮相对支撑非对称布置时 KH=课本由 KH=0 KF=载荷系数 : K K K K=1 1 按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 =3 =计算模数 4. 齿根弯曲疲劳强度设计 由弯曲强度的设计公式 )(22113 确定公式内各计算数值 查课本由表 10到弯曲疲劳强度极限 小齿轮大齿轮 6 查课本由表 10弯曲疲劳寿命系数 : 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S= F 1 = F 2 = 计算 载荷系数 K K K K K K =1 1 查取 齿形系数 Y 由课本 10的 Y Y 查取应力校正系数 Y 由课本 10的 Y 计算大小齿轮的 并加以比较 01 59 111 Y 016 222 Y 大齿轮的数值大 设计计算 计算模数 43 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 1357整为标准模数 ,取 m=2为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径 计算应有的齿数 z1=取 33 那么 33=2z=98 4. 几何尺寸计算 计算大 度圆直径 11d 2 33=6622d 2 98=196 计算中心距 12 6 6 1 9 6 13122m m 计算齿轮宽度 B= 66611 7 圆整的 702 B 751 B （二） 低速级齿轮传动的设计计算 1. 齿轮材 料，热处理及精度 材料：高速级小齿轮选用 40面硬度为 280小齿齿数3Z=30 高速级大齿轮选用 45 钢调质，齿面硬度为 240i3Z=30= 64. 齿轮精度 按 10095 1998，选择 7 级 ，齿根喷丸强化 初步设计齿轮传动的主要尺寸 按齿面接触强度设计 2131 )( 确定各参数的值 : 试选计算小齿轮传递的转矩 104 N 由课本表 10查课 本 表 10=由课本图 10600大齿轮的接触疲劳强度极限550 由课本 公式 10算应力值环数 0n2 0 1（ 3 8 300 10） =108 h N3/i=108 h 查课本 图 10 得： =齿轮的疲劳强度极限 取失效概率为 1%,安全系数 S=1,应用2020 H 3=600=558 H 4 =550=528 小齿轮的分度圆直径 人 H中的最小值。 2231 )( =43 计算圆周速度 100060 21nd t 060 8 计算齿宽 b b=td =94计算齿宽与高之比 模数 t 齿高 h= =计算载荷系数 K 由表 10K =1 直齿轮 KH= 根据 ,7级精度 , 查课本由表 10V=查课本由表 10 级精度、小齿轮相对支撑非对称布置时 KH=课本由 KH=0 KF=载荷系数 : K K K K=1 1 按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 =3 =计算模数4. 齿根弯曲疲劳强度设计 由弯曲强度的设计公式 )(22323 确定公式内各计算数值 查课本由表 10到弯曲疲劳强度极限 小齿轮大齿轮 查课本由表 10弯曲疲劳寿命系数 : 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S= F 3= F 4 = 8 计算 载荷系数 K K K K K K =1 1 9 查取 齿形系数 Y 由课本 10的34 查取应力校正系数 Y 由课本 10的3 计算大小齿轮的 并加以比较 0 1 2 7 1 6 2 333 Y 444 Y大齿轮的数值大 设计计算 计算模数 5 7 43 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 1357整为标准模数 ,取 m=为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径 计算应有的齿数 3Z=取3Z=37 那么 4Z =37= 4Z =79 5. 几何尺寸计算 计算大 度圆直径 33d 37=44d 79= 计算中心距 34 9 2 . 5 1 9 7 . 5 14522m m 计算齿轮宽度 B= 213 圆整 的 53 004 齿轮各设计参数附表 1 . 1 4 4 . 4c a P 带的带型 根据型带。 v 初选小带轮的基准直径1表 8小带轮的基准直径10 10 验算带速 v。按式 811 9 0 1 4 4 06 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 s 因为 5m/ 15 齿轮端面与内机壁距离 2 2 10 机盖，机座肋厚 1 1m 9 m 承端盖外径 2D 2 +（ 53d 110（ 1轴） 115（ 2轴） 140（ 3轴） 轴承旁联结螺栓距离 S 2 110（ 1轴） 115（ 2轴） 140（ 3轴） 12. 润滑密封设计 润滑 对于二级圆柱齿轮减速器， 因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小于5( 1 . 5 2 ) 1 0 . / m i nm m r ，所以采用脂润滑，箱体内选用 的 50 号润滑，装至规定高