带式运输机传动装置设计任务书

第 1 页 /共 16 页 带式运输机传动装置设计任务书 1、带式运输机工作原理 带式运输机传动示意图如下图所示。 2、已知条件 1）工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度 35； 2）使用折旧期：八年； 3）检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修； 4）动力来源：电力，三相交流，电压 380/220V； 5）运输带速度允许误差： 5%； 6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。 3、设计数据 运输带工作拉力： F=2600N ； 运输带工作速度： V=s ； 卷筒直径： D=220 注：运输带与卷筒直接按机卷筒轴承的摩擦影响已经在 F 中考虑。 4、传动方案 带 单级直齿圆柱齿轮减速器，传动方案简图如图 1示。 5、设计内容 1）按照给定的数据和传动方案设计减速器装置； 2）完成减速器装配图一张（ 3）零件工作图两张； 4）编写设计计算说明书 1 份。 第 2 页 /共 16 页 一、选择电动机 电动机是常用的原动机，是已经系列化的标准产品，具有结构简单、工作可靠、控制简便和维护容易等优点。在接卸设计课程设计中，主要根据需电动机的输出功率，工作条件及经济性要求，从产品目录中选择其类型和结构形式、容量（功率）和转速、确定具体型号。 （ 1） 选择电动机的类型： 按工作要求和条件选取 Y 系列一般用途的全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机。 （ 2） 选择电动机的容量： 工作机所需的功率： F*V/1000= 1000= 由电动机至工作机之间的总效率（包括工作机的效率）为 = 1* 2* 2* 3* 4* 5 机械传动及摩擦副的效率概略表得各部分效率为： 齿轮传动效率 1 = 动轴承传动效率（一对） 2= 闭式圆柱齿轮传动效率 3=性联轴器传动效率 4=卷筒轴的轴承及卷筒的传动效率 5= = 以： = (1 d = 据 w， 因为载荷较平稳，由查表选得 Y 系列电动机的额定功率 4 P%=（ （ （ 3） 确定电动机的转速： 运输机卷筒轴的工作转速为： 60 1000V/ D = 60 1000 220) =推荐传动比范围，取 V 带传动传动比 2 4，单级直齿圆柱齿轮传动比 3 5，则合理总传动比的范围为 : i = 6 20 故电动机的转速范围为： i* (6 20) r/符合这一范围的同步转速有 750 r/ 1000 r/1500 r/选出电机做比较选择，取 1000 r/电动机。所选电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如表 表 示。 表 待选电动机参数： 电动机型号 同步转速 （ r/ 额定功率 (满载转速 (r/堵转转矩 最大转矩 质量 (总传动比 额定转矩 额定转矩 000， 6 极 4 960 3 外形尺寸（ 机座号 极数 A B C D E F G H K C D 132M 6 216 178 8 9 4 2 + 0 1 0 3 3 132 1 2 280 270 210 315 238 515 表 安装尺寸（ 中心高 H 外形尺寸 L (+ 脚安装尺寸 A B 地脚螺栓孔 直径 K 轴伸尺寸 D E 装键部位尺寸 F G 132 515*(270/2+210)*315 216 178 12 80 10*33 第 3 页 /共 16 页 二、传动装置的总传动比及分配各级传动比 电动机确定后，根据电动机的满载转速和工作装置的转速就可以计算传动装置的总传动比。 （ 1） 计算总传动比： 由前面计算的输送机卷轴筒的转速为 r/传动比 i = nm/ 960 / 2） 分配各级传动比： 按推荐传动比范围， V 带传动传动比 2 4，单级圆柱齿轮传动比 3 5， 为使传动装置外廊尺寸尽可能紧凑， 满足 6）确定带的根数 Z 根据包角 1 带长 600及传动比为 带轮转速 60r/别查机械设计基础表 8 8 8到： 包角系数 长度系数 单根 V 带的基本额定功率 计算带的根数： 定 A 系列 初取00定00mm 265mm i 带 =合要求 500 d d=1600mm a 510mm 86mm 581 满足要求 第 5 页 /共 16 页 Z= (x = 因此取 Z=4 7）确定带的初拉力 拉力的大小是保证带传动正常工作的重要因素，保证传动正常工作单饿单根 V 带合适的初拉力为： 查 机械设计基础表 8， A 截型 V 带的单位长度质量为 q=m,则： 500 a 1） / =500 x x ( 1) / (+ x )计算带作用在轴上的力 Q 压轴力 Q=2Z 1/2） = 2)=)选定带轮结构 由带轮基准直径 00265以及电动机轴直径为 D=依据 ， 确定小带轮为实心式结构，大带轮为轮辐式结构。 带的根数 Z=4 带的初拉力 轴力 Q=带轮为实心式结构，大带轮为轮辐式结构 2、齿轮传动的设计与计算 计算及说明 结果 由之前计算得到数据有低速级齿轮的动力参数有： 1990N )选择齿轮材料和确定许用应力 齿轮材料 查机械设计课程设计手册第二章材料的参数，于表 2质碳素结构钢中，选择45 号钢材料，再参考机械设计基础表 9轮常用材料及许用应力，为使大小齿轮的寿命相近，选择： 小齿轮选用 45 钢，调质， 40； 大齿轮选用 45 钢，正火， 00； 200 合适 许用应力 根据大小齿轮的 机械设计基础表 9： 小齿轮 许用接触应力 =380+80+48 用弯曲应力 140+40+88 齿轮 许用接触应力 =380+80+20用弯曲应力 140+40+80 ）设计齿轮参数 对于 此该轴满足强度要求 B 合 = m = mm 5轴满足强度要求 第 10 页 /共 16 页 从动轴的计算和设计 计算及说明 结果 1）选择轴的材料 基于和主动轴处相同的考虑，选择 45 号钢为从动轴材料，调质处理， 20， 查机械设计基础表 13到许用弯曲应力 60由之前的计算结果有： = =300530N 2）按转矩估算轴的最小直径 查机械设计基础表 13常用材料的许用切应力 T 及 A 值，对轴上弯矩较小，的载荷较平稳，无轴向载荷，轴只做单向运转， A 取较小值，反之 A 取大值。对于 45钢有 A 103,126. 按公式 26103(2 3322 因为轴端要安装联轴器，各轴端直径查联轴器标准取标准得 ： 53）轴的结构设计 根据轴系结构分析要点，结合后述尺寸确定，考虑到圆柱齿轮传动，选用 深沟球 轴承，采用凸缘式轴承盖，依靠普通平键联接实现周向固定，利用轴肩结构实现轴与轴承的轴向固定。如上图示。轴与其它零部件相配合的具体情况见后装配。轴的结构草图设计图如图所示， 轴的结构设计主要有三项内容：各轴段径向尺寸的确定；各轴段轴向长度的确定；其它尺寸（如键槽、圆角、到角，退刀槽等）的确定。 轴段径向尺寸的确定 如草图所示，从轴段1d=35 开始，逐段选取相邻轴段的直径。 2位轴肩高度取 h=2d= 1d+2h=40 该尺寸应满足密封件的直径系列要求。 3虑安装方便，结合轴的标准直径系列并符合轴承内径系列，5d=35d=40第 11 页 /共 16 页 取3d=45 选定轴承代号为 6209。 大齿轮配合 ， 由于大齿轮为腹板式结构，考虑到齿轮装拆的方便， 将 比 并按标准直径选取， 8 用轴环定位取轴肩高 4定位面，选取最小过渡圆角半径， r=5据对称性，安装轴承的位置上 d6=5 轴向尺寸的确定 从 开始， 与联轴器配合，根据该轴的转矩和转速，初步选取型号为 性柱销 联轴器， 查标准其 Y 型的轴孔长度为 82取 0 ，该段上要安装密封部件，联轴器内侧端面至轴承盖连接螺钉头顶面的距离应满足联轴器的装拆要求， 按标准系列圆整为 53 安装轴承段，齿轮两侧对称安装一对轴承，选择 6209 宽度为 19轴承用轴套定位，根据轴承对安装尺寸的要求，轴承定位直径 62承采用脂润滑，为使轴承和箱体内润滑油隔绝，应设置担油环（兼做定位套筒），综合考虑 4段的关系，取 8 长度应小于大齿轮轮殻宽度，取 0 轴环定位作用，取 ，为了使齿轮箱对壳题对称布置，基于和轴段 3 同样的考虑，并考虑轴端的倒角大小，取 5轴承中心距 L=4+轴承厚度） 角） =132其他尺寸 联轴器与轴的周向固定采用 A 型普通平键，查机械设计课程设计手册第 53 页关于键连接，由 50 1096 键 A 10 80 1096 键 A 14)按弯曲和扭转复合强度对轴进行强度计算 齿轮的受力计算 由 =300530N 圆周力 =为选用的是直齿齿轮，因此不存在轴向力。 求水平面支反力和弯矩 支反力：由于轴承是对称安装，所以 t/2 = 矩： =2 =求竖直面支反力和弯矩 支反力： r/ 2= 2=矩： = 2= 合成弯矩： 22221合 由之前的计算得到该轴的扭矩为 =300530N 计算当量弯矩 3d=45 初选定轴承 6209 8mm 5mm 5性柱销 联轴器 02=353=484=605=86=35=132B/T 1096 键 A 10B/T 1096 键 A 14t=r=C 合 = 第 12 页 /共 16 页 由 于 扭 矩 不 变 ， 应 力 校 正 系 数 根 据 当 量 弯 矩 公 式e 23)300 530( 0. 9T)( 2222合 校检轴的强度 由当量弯矩图知道， B 轴承处的直径较小，弯矩最大，该剖面存在危险，应该进行校核验算，根据轴的材料可得 许用弯曲应力 60代入公式： 0 6 2 3 14 因为实际的 8此该轴满足强度要求 mm 8满足强度要求 六、滚动轴承的选择和计算 计算及说明 结果 1） 主动轴上的轴承 为满足对称要求，该轴上的一对轴承选用同一型号，由于轴上使用的是直齿齿轮传动，轴承载荷仅受径向力，轴承载荷较小，选用球轴承，对主动轴，根据轴径初选型号为6007 的轴承，查标准表得：基本额定动载荷 C=16200N。 对于只承受径向载荷 轴承，当量动载荷为 2/)( 2221 故 知该轴的转速为 根据该轴承的工作环境，取温度系数 ： 对于球轴承，寿命指数 =3， 代入寿命计算公式： 6667() /n=16667x(10)3 / 按照每天两班制的工作时间，每年工作 360 天，折旧期 8 年计算折旧小时数为： 初选型号为 6007的轴承 C=16200N P= 15 箱座箱盖肋厚 m、 2 15 凸台及凸缘尺寸 螺栓直径 10 14 18 22 1 14 16 18 20 22 24 26 30 34 2 14 16 18 20 22 24 26 32 沉孔直径 18 22 26 30 33 36 40 43 53 通孔直径 9 11 0 22 24 30 箱的定位尺寸 计算及说明 结果 轴心的相对高度 H大齿轮顶圆直径 /2 + 油面高度 +箱座安装凸缘厚度 2 所以 H 244 / 2 +15 +20=157 考虑到 V 带的安装空间需求，并取标准系列尺寸，取 H=160=160第 16 页 /共 16 页 箱体内壁距离 齿轮轮宽 +2x 小齿轮两侧和箱内侧的距离， 则 68+28 取 81=88 减速器附件 ：查机械设计课程设计手册 （ 1）定位销（ 2）观察孔盖板（ 3）通气器（ 4）油面指示器（ 5）放油螺塞 ： 放油螺塞和箱体结合面之间应加防漏垫圈 。 （ 6）起吊装置：图中箱盖上