带式运输机的减速传动装置设计书

1 带式运输机的减速传动装置设计书 计算过程及计算说明 1 传动方案拟定 计单级圆柱齿轮减速器 已知条件：滚筒圆周力 F=3000N；带速 V=s； 滚筒直径 D=380 工作条件：使用年限 8年，工作为两班工作制，载荷较平稳。 设想传动简图，如下： 2 电动机选择 电动机类型的选择： Y 系列三相异步电动机 电动机功率选择： 传动装置的总效率： 总 = 带 2 轴承 齿轮 联 轴器 滚筒 滑动轴承 =2400N V=s D=420 总 = 卷筒 =2 卷 筒 工 作 功 率 ： P 卷筒 =000 =3000 000= 电机所需的工作功率： P 电机 = P 卷筒 / 总 = 确定电动机转速： 计算滚筒工作转速： n 筒 =60 1000V/ D=60 1000 380=程设计书表 2荐的传动比合理范围，取 V 带传动比 =2 4，取圆柱齿 轮传动一级减速器传动比范围 3 6。则总传动比理时范围为 =6 24。故电动机转速的可选范围为 = n 筒 =（ 6 24） 合这一范围的同步转速有 750、 1000、和 1500、3000r/ 根据容量和转速，由有关手册查出有四种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案：如课程设计书 12 页。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第 2 方案比较适合，则选 n=1000r/ 定电动机型号 根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为 其主要性能：额定功率： 载转速 970r/定转矩 量 119 3 计算总传动比和分配各级的传动比 传动比： i 总 =n 电动 /n 筒 =970/配各级传动比 据课程设计书表 2 i 带 =单级圆柱齿轮减速器的传动比为： P 电机 =n 筒=动机型号 3 i 齿轮 = i 总 / i 带 = 计算传动装置的运动和动力参数 轴 转速 电动机轴为 0轴，减速器高速轴为轴，低速轴为轴，各轴转速为： n0=n 电机 =970r/n1=n0/i 带 =970/88(r/n2=n1/i 齿轮 =417/r/计算各轴的功率 按电动机额定功率 电机 =1= 带 =2= 轴承 齿轮 =轴扭矩 106P0/106 70=m 106PI/106 88=m 106106 m 以上计算结果整理后列于下表： 项目 电机 轴 轴 转速(r/970 388 功率（ 矩（ N m） 93. 5 传动比 i 总 =i 齿轮 =i 带 =2.5 70r/38/0=I=2=0=m m m 4 5 传动零件的设计计算 （此部分计算所查表、图全为机械设计基础课本） 皮带轮传动的设计计算 计算功率 表 13 选 V 带型号（普通 据 88 r/图 13、 用 B 型计算。 大、小带轮基准直径 表 13 9， 不小于 125，现取 140式（ 13 9）得 (1=(970/388) 140（ 343表 13 9取 55使 其误差小于 5，故允许） 算带速 V V=100060 00 100060 970140 m/s =s 在 5 m/s 范围内，合适。 基准长度 a = 140 355） 800合 d0+ 2(由式（ 13带长 020000 4)()(22 =表 13 B 型带选用 =2500由式（ 13算实际中心距 a 0) /2 =800+（ 由式（ 13 1 a = 120 ，合适 确定 z 由式（ 13 15）得 z( 00 今 970r/40，查表 130 式（ 13 9）得传动比 已知： 70 r/88r/0=作 16小时 KW 40mm 55=s 000=际中心距 a= =5 )1(0 d 40 355 查表 13 5得 1 表 13 7 得 表 13 2得 此可得 z( 9 取 5根 作用再带轮轴上的压力3 1 得 q m,故由式（ 13 17）得单根 00 +500 5 ( =用在轴承的压力 1/2） =2 5 ）N=齿轮传动的设计计算 已知 :单向传动，轻微冲击 P=i=88r/ 选择齿轮材料及确定需用应力 设计成结构紧凑 故采用软齿面的组合： 小齿轮用 40质，齿面硬度为 241 28630 600齿轮用 40质，齿面硬度为 241 269 00 600 11 1） 取 H= 11 5） 取 E=188（表 11 4） F 1= 600/480 F 2= 600/480 Z=5 64 480 36 4806 730/664 700/ 636 按齿轮弯曲强度设计计算 齿轮按 8 级精度制造。取载荷系数 K= 11 3），齿宽系数 d= 11 6） 小齿轮上的转矩 93000N 设螺旋角为 150 齿数 取 8， i=28 4 实际传动比为 i=94/28=齿形系数 8/4/表 11 表 11 因 80= 480=应对小齿轮进行弯曲强度计算 齿轮分度圆直径 2k d (u 1)/u (H 2 1/3 2 193000 ()/188 (1/2） /63621/3=法向模数 mn=8= 按表 4模数为 4 中心距 a= /2 3（ 28+94） /2 = 取 a=190 确定螺旋角 ： = 1 ） /2a = 112)/(2 190) =轮分度圆直径 8 4 实际传动比为i=3 确定中心距a=1907 =3 28/87.2 宽 b= 取 50 验算齿面弯曲强度 将各参数代入公式得 F 1= 2b1 1 =2 193000 5 32 28 = F 1 =480 安全 F 2 F 2=360 齿轮的圆周速度 V= d1 60 1000 = 388/(60 1000)=s 对照表 11 级精度制造要求。 据以上所求，可得出大小齿轮的各参数，汇总列表如下，方便以后计算查阅。单位： 目 d da 齿轮 齿轮 箱体尺寸的选择 箱体为铸铁减速器箱体，结构尺寸按课程设计书 3 3 课程设计书 4 4定选择。单位： 体壁厚 =10 箱盖壁厚 1=8 箱体凸缘厚度 b=10， 2， 加强肋厚 m=20， 0 确定螺旋角 ： =宽 50=s 8 地脚螺钉直径 20 地脚螺钉数目 n=4 轴承旁联接螺栓直径 6 箱盖、箱座联接螺栓直径 0 轴承盖螺钉直径和数目 ， n=6 轴承盖（轴承座端面）外径 25 40 观察孔盖螺钉直径 0， 6 箱缘尺寸 8, 4 轴承端 盖螺钉分布直径 104,120 箱体外壁至轴承座端面距离 2+10=46 齿轮顶圆至箱体内壁的距离 1=10 齿轮端面至箱体内壁的距离 2=10 减速器中心高 H=206 底脚凸缘尺寸 7， 5 圆锥定位销直径与数目 14， 2 箱体外壁至轴承座端面的距离 46 轴承座孔长度 60 7 轴的设计计算 输入轴的设计计算 扭矩初算轴径 选用 45号钢 调质处理 ，根据 d c(P/n)1/3，并查表 14 c=110,则 d 110 (88)1/30虑有键槽，将直径增大 5%，则 d=30 (1+5%)选 d=32外伸出端的最小直径 9 轴的结构设计 定轴各段直径和长度 段： d=32度取 L=400 因为大带轮要靠轴肩定位，且还要配合密封圈，所以查接机械设计基础课程设计补充教材 41页，取长度取 0段：初选用 30209 型其内径为 45度为 19虑 齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑带轮和箱体外壁应有一定矩离而定，为此，取该段长为 44段 与段与齿轮固定配合 ， 且安装挡油盘与轴衬， 计算得 轴长均 为 72 径 为 53于 ，此段 亦安装轴承， 直径为 45合考虑取长度 0弯矩复合强度计算 根据课本 14 193000/438N； n/ =4438 677N； 4438 291N 作用在轴左轴带轮上外力 F=向未定）；分度圆直径为 =140K=90 (如图 a) 垂直面的支承反力 L/2） /L =（ 1677 140/2） /140=453N 677224N 水平面的支承反力 2H=4438/2 N =2219N ； 32=40mm 00mm 52=44mm 33=72mm 34=10mm 55=10t=4438N； 677N 239N 10 K/L=2209 40N =1420N ； +2209+1420)N =3629N ； 垂直面的弯矩图（图 b） 2v L/2=1224 =86 N m M 1v L/2=453 =32 N m 水平面的弯矩图（图 C） 1H L/2=2219 2 N m =155 N m 力产生的弯矩图（图 d） K=2219 m =200N m 面（两轴承的中心所在的垂直面） F 产生的弯矩为： 1F L/2=1420 N m =99N m 合成弯矩图（图 e）； 考虑到最不利的情况，把 1/2直接相加。 1/2+ （ 86 2+1/2+99N m =276N m M a =（ M 2+ (M 21/2+ （ 322+1552） 1/2+99 N m =257 N m 求轴传递的转矩（图 f） T=4438 N m =m 危险截面的当量弯矩 由上可知 当量弯矩为 T） 21/2 取 =代入上式可得 2762+(2)1/2 N m =299N m ； 计算危险截面处轴的直径 轴的材料选用 40 号钢 调质处理，由课本 14=650课本 14得许用弯曲应力 60 d 1/3=299 1000/(60) 1/3=1v=453N 224N 2H=2219N 420N 629N 6 N m =32 N m 55 N m 00N m 9N m 76N m =257N m T=m 11 故 d=以 。 4 Y=e 所以 Y=0 算当量载荷 量动载荷为 (1 2= (2 承预计寿命38400h 1=1=2=1 15 算所需的径向基本额定动载荷 轴的结构要求两端选择同样尺寸的轴承，今 以轴承 1 的径向当量动载荷 受轻微冲击载荷，查表 16作温度正常，查表 16 8得 。 /(60000000） 3/10=(60 38400 388/1000000） 3/10=为 选 3209 合适。 计算输出轴承 同理可计算出输出轴 两轴承径向反力 : L/2+70) /L=2025N 比输入轴的轴承所受的径向力可知，输出轴的的轴承也一定合格。 9 键联接的选择及校核计算 输入轴与带轮联接采用平键联接 轴径 d=32查课程设计课本表 12，选用 A 型平键，公称直径b h=10 8， L=50,则工作长度 L 45 93500N h=8据课本（ 10得 p =4T1/ 193500/（ 30 8 45） 表 10 10可知 p p，故合适。 出轴与大齿轮联接采用平键联接 轴径 d=48轴长 84L=56 T=622920N m 查课程设计课本表 14，选用 称直径 b h 14 9， L=56，则工作长度 l 42 p=4T/ 622920/56 9 42 p（课本表 10 10），故合适。 出轴与连轴器联接用平键联接 轴 径 d=48 T=622920N m 2= 型平键 14 9 l=45 16 查课程设计课本表 14，选用 公称直径 b h=14 9， L=70,则工作长度 l 63 p=4T/ 622920/45 9 63= p(课本表 10 10)，故合适。 10 联轴器的选择 查机械设计、机械设计基础课程设计表 14弹性柱销联轴器。其公称扭矩 1250N m，轴孔直径为 45 11 润滑与密封 滑方式 由齿轮的传动设计计算结果可知齿轮圆周速度 V s2m/s,故齿轮选用 脂 润滑。 齿轮 420，且全齿高 h=510浸油高度定为 15 润滑油选择 工业齿轮油 ( 因轴承旁小齿轮的齿顶圆小于轴承的外径，为防止齿轮啮合时所挤出的热油大量冲向轴承内部，增加轴承的阻力，所以 加 挡油盘，同时，可定期向轴承加入润滑脂。 封方式 采用凸缘式轴承盖，易于调整轴承，采用毡圈密封，密封毡圈 型号按所装配轴的直径确定为 3892010 91、48920102 减速器附件的选择 窥视孔及视孔盖： 采用 100格 通气器：选通气螺塞，采用 面指示器：选用油标尺 吊装置：采用箱座吊耳 油塞：选用外六角油塞及封油垫 1 键 50 型平键 b h=16 10 L=37 16 45 型平键 b h=14 9 l=63 14 70 17 13 其它技术说明 1、装配前，滚动轴承用汽油清洗，其它零件用煤油清洗， 箱体内不允许有任何杂物存在，箱体内壁涂油油漆； 2、齿轮副的侧隙用铅丝检验，侧隙值应不小于 3、滚动轴承的轴向调整间隙均为 4、齿轮装配后，用涂色法检验齿面接触斑点，没齿高不小于 45%，沿齿长不小于 60%； 5、减速器剖分面 涂密封胶或水玻璃，不允许使用任何填料； 6、减速器内装 油量应达到规定高度； 7、减速器外表面涂灰色油漆； 8、装配过程用圆锥销进位上下箱位的定位。 9、拆卸时先拆附件，再拆除螺钉等紧固件，再分开箱体，安装时先合箱，再上紧固件，最后加附件。 10、定时检查维修，定时向轴承加入润滑油，注意箱内油面，以免油量过少。 14 设计总结及心得体会 计总结 设计优点： 该传动装置为 V 带 单级圆柱齿轮减速器装置。采用为肋式，凸缘端盖结构，轴承用 脂 润滑，箱体结构设计紧凑，过渡面平缓易于加工，装拆。齿轮传动比为 有效降低转速，功率在传递的过程中损失较少。按照相关的公式及查阅相关的资料，箱体各零部件的使用年限，强度均达到要求。 该减速结构简单，尺寸较小，适