带式输送机传动装置说明书一篇.doc

设 计 计 算 及 说 明结 果一、设计任务书1.1传动方案示意图 图一、传动方案简图 1.2原始数据传送带拉力f(kn)传送带速度v(m/s)滚筒直径d（mm）2.41.6480 1.3工作条件 两班制，使用年限为10年（每年300个工作日），连续单向于运转，工作时有轻微振动，小批量生产，输送机工作轴转速允许误差为。1.4设计内容 1、传动系统方案的分析； 2、电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算； 3、传动零件的设计计算； 4、轴的设计计算； 5、轴承及其组合部件选择和轴承寿命校核； 6、键联接和联轴器的选择及校核； 7、减速器箱体，润滑及附件的设计； 8、装配图和零件图的设计； 9、设计小结； 10、参考文献；二、传动系统方案的分析传动方案见图一，其拟定的依据是结构紧凑且宽度尺寸较小，传动效率高，适用在恶劣环境下长期工作，虽然所用的锥齿轮比较贵，但此方案是最合理的。其减速器的传动比为8-15，用于输入轴于输出轴相交而传动比较大的传动。2.电动机的选择和传动装置的运动和动力参数2.1 电动机的选择2.1.1电动机类型和结构型式根据直流电动机需直流电源，结构复杂，成本高且一般车间都接有三相交流电，所以选用三相交流电动机。又由于y系列笼型三相异步交流电动机其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、起动性能较好、价格低等优点均能满足工作条件和使用条件。根据需要运送型砂，为防止型砂等杂物掉入电动机，故选用封闭式电动机。根据本装置的安装需要和防护要求，采用卧式封闭型电动机。y(ip44)笼型封闭自扇冷式电动机,具有防止灰尘或其他杂物侵入之特点。故优先选用卧式封闭型y系列三相交流异步电动机。2.1.2 选择电动机容量(1)工作机所需功率pw工作机所需功率及所需的转速 kw r/minr/min kw(2) 由电动机至工作机的总效率 h 带传动v带的效率=0.96一对滚动轴承的效率=0.99圆柱齿轮传动的效率=0.98一对锥齿轮传动的效率=0.97联轴器的效率=0.99 (3) 电动机所需的输出功率 kw(4) 确定电动机的额定功率ped 又ped pd 取 p ed= 5.5 kw2.1.3 电动机额定转速的选择 式中: -电动机转速; iv -v带的传动比; -高速齿轮的传动比 -低速齿轮的传动比; -工作机的转速展开式双级圆柱齿轮减速器传动比 =936推荐v带传动比 =24 = 1146.429171.36 r/min2.1.4 确定电动机的型号一般同步转速取1000r/min或1500 r/min的电动机。 初选方案： 表2.1电动机型号额定功率kw同步转速r/min最大转矩额定转矩满载转速r/min质量kgy132s-45.51500 2.31440 68 2.1.5 电动机的主要参数（1） 电动机的主要技术数据 电动机型号额定功率kw同步转速r/min最大转矩额定转矩满载转速r/min质量kgy132s-45.51500 2.31440 68 表2.2 （2）电动机的外形示意图 图2.1 y型三相异步电动机 （3） 电动机的安装尺寸表 （单位：mm）表2-3型号尺 寸habcdefgdgadachdl13221614089388010833210135315475电机型号y132s 2.2 总传动比的确定及各级传动比的分配2.2.1 理论总传动比 nm : 电动机满载转速2.2.2 各级传动比的分配(1)v带传动的理论传动比初取3(2)两级齿轮传动的传动比 (3)齿轮传动中，高低速级理论传动比的分配取，可使两极大齿轮直径相近，浸油深度接近，有利于浸油润滑。同时还可以使传动装置外廓尺寸紧凑，减小减速器的轮廓尺寸。但过大，有可能会使高速极大齿轮与低速级轴发生干涉碰撞。所以必须合理分配传动比，一般可在中取，要求d2 l - d2h2030 mm。 （由2 p9图2-2）取 ，又 3.5，2.3 各轴转速，转矩与输入功率2.31 各轴理论转速设定：电动机轴为0轴 高速轴为轴 中间轴为轴 低速轴为轴 (1)电动机 r/min(2)轴 r/mim(3)轴 r/min(4)轴 r/min2.3.2 各轴的输入功率(1)电动机 kw(2)轴 kw(3)轴 kw(4)轴 kw2.3.3 各轴的理论转矩(1)电动机 (2)轴 nmm(3)轴nmm(4)轴 = nmm2.3.4各轴运动和动力参数汇总表轴号理论转速（r/min）输入功率（kw）输入转矩(nmm)传动比电动轴14405.53.6481043高速轴4805.2251.041053.5中间轴1605.0182.9951052.5低速轴644.8187.189105表2.43、传动设计3.1 v带传动设计3.1.1 原始数据电动机功率 kw电动机转速 r/minv带理论传动比3单班制、工作机为带式运输机3.1.2 设计计算（1） 确定计算功率pcapca =kapd根据单班制工作，即每天工作8小时，工作机为带式运输机，查得工作系数ka=1.25pca =kapd=1.255.5= 6.875 kw（2）选取普通v带带型根据pca，nd确定选用普通v带a型。 （3）确定带轮基准直径 dd1和dd2a. 初选 小带轮基准直径=140mmb验算带速 5m/s v 20m/s m/s 5m/sv25m/s带的速度合适。 c. 计算dd2dd2 mm 取450 mm（4）确定普v带的基准长度和传动中心距根据0.7（dd1+dd2） a 0 2（dd1+dd2）413mm a 01180mm初步确定中心距 a 0 = 500mmld = =1974.35mm 取ld = 2000 mm计算实际中心距a （5）验算主轮上的包角= 主动轮上的包角合适（6）计算v带的根数zp0 基本额定功率 得p0=2.28 p0额定功率的增量 p0=0.17包角修正系数 得=0.91长度系数 得=1.03= =2.99 取z=3根 （7）计算预紧力 f0qv带单位长度质量 q=0.10 kg/m=200 n 应使带的实际出拉力 （8）计算作用在轴上的压轴力fp=1145 n3.1.4带传动主要参数汇总表表3.1带型ldmmzdd1mmdd2mmammf0nfpna2000314045051220011453.1.3 带轮材料及结构（1）带轮的材料带轮的材料主要采用铸铁，常用材料的牌号为ht150或ht200( 2 ) 带轮的结构 带轮的结构形式为孔板式，轮槽槽型b型3.2 高速级齿轮传动设计3.2.1原始数据输入转矩= nmm小齿轮转速=480r/min齿数比=由电动机单班制工作、工作寿命为5年、工作机为带式运输机、轻微振动。（设每年工作日为300天）3.2.2设计计算一 选齿轮类、精度等级、材料及齿数1 为提高传动平稳性及强度，选用斜齿圆柱齿轮；2 因为运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度；3 为简化齿轮加工工艺，选用闭式软齿面传动小齿轮材料：45号钢调质 hbs1=280接触疲劳强度极限mpa 弯曲疲劳强度极限 mpa 大齿轮材料：45号钢正火 hbs2=240接触疲劳强度极限 mpa 弯曲疲劳强度极限 mpa 4初选小齿轮齿数大齿轮齿数z2 = z1= 243.5=845初选螺旋角二 按齿面接触强度设计 计算公式： mm 1 确定公式内的各计算参数数值初选载荷系数小齿轮传递的转矩 nmm齿宽系数 材料的弹性影响系数 mpa1/2 区域系数 ， 应力循环次数接触疲劳寿命系数 接触疲劳许用应力取安全系数 取 mpa2 计算（1）试算小齿轮分度圆直径=62.55mm（2）计算圆周速度 1.57m/s（3）计算齿宽b及模数mnt mmb/h=11（4）计算纵向重合度（5） 计算载荷系数 1）使用系数 根据电动机驱动得2）动载系数 根据v=1.57m/s、 7级精度3）按齿面接触强度计算时的齿向载荷分布系数 根据小齿轮相对支承为非对称布置、7级精度、=1、 mm，得 =1.4224）按齿根弯曲强度计算时的齿向载荷分布系数 根据b/h=11、 5）齿向载荷分配系数、 假设，根据7级精度，软齿面传动，得 =1.251.061.41.422=2.64（6） 按实际的载荷系数修正所算得的分度圆直径 三 按齿根弯曲强度设计 1 确定计算参数（1）计算载荷系数k （2）螺旋角影响系数 根据纵向重合系数，得0.88（3）弯曲疲劳系数kfn 得 （4）计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数s=1.4 得（5）计算当量齿数zv，（6）查取齿型系数yf 应力校正系数ys 得 （7）计算大小齿轮的 并加以比较比较73.91mm263.17mm4 计算齿轮宽度b =74.82mm 圆整后 75mm 80mm六 验算 100n /mm 与初设相符 设计符合要求3.3 低速级齿轮传动设计3.3.1原始数据输入转矩= nmm小齿轮转速=160 r/min齿数比=由电动机单班制工作、工作寿命为5年、工作机为带式运输机、经常满载、空载启动。（设每年工作日为300天）3.3.2设计计算一 选齿轮类、精度等级、材料及齿数1 为提高传动平稳性及强度，选用斜齿圆柱齿轮；2 因为运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度；3 为简化齿轮加工工艺，选用闭式软齿面传动小齿轮材料：45号钢调质 hbs3=280接触疲劳强度极限mpa 弯曲疲劳强度极限 mpa 大齿轮材料：45号钢正火 hbs4=240接触疲劳强度极限 mpa 弯曲疲劳强度极限 mpa 4初选小齿轮齿数大齿轮齿数z4= z3= 282.5= 705初选螺旋角二 按齿面接触强度设计 计算公式： mm 1. 确定公式内的各计算参数数值初选载荷系数小齿轮传递的转矩 nmm齿宽系数 材料的弹性影响系数 mpa1/2 区域系数 ， 应力循环次数接触疲劳寿命系数 接触疲劳许用应力取安全系数 取 mpa2. 计算（1）试算小齿轮分度圆直径=92mm（2）计算圆周速度 0.77 m/s（3）计算齿宽b及模数mnt mmb/h=92/7.173=12.8（4）计算纵向重合度 （5） 计算载荷系数 1)使用系数 根据电动机驱动得2) 动载系数 根据v=0.77m/s 7级精度3) 按齿面接触强度计算时的齿向载荷分布系数 根据小齿轮相对支承为非对称布置、7级精度、=1 mm，得 =1.4294) 按齿根弯曲强度计算时的齿向载荷分布系数 根据b/h=12.8 5) 齿向载荷分配系数、 假设，根据7级精度，软齿面传动，得 =1.250.81.41.429=2 6） 按实际的载荷系数修正所算得的分度圆直径 99mm三 按齿根弯曲强度设计 1 确定计算参数（1）计算载荷系数k （2）螺旋角影响系数 根据纵向重合系数，得0.88（3）弯曲疲劳系数kfn 得 （4）计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数s=1.4 得（5）计算当量齿数zv， ，（6）查取齿型系数yf 应力校正系数ys 得 （7）计算大小齿轮的 并加以比较比较所以大齿轮的数值大，故取0.01810。2 计算=2.34m四 分析对比计算结果对比计算结果，取=2.5已可满足齿根弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的d3=99mm来计算应有的 取39 取98需满足、互质五 几何尺寸计算1 计算中心距阿a将a圆整为177mm2 按圆整后的中心距修正螺旋角3 计算大小齿轮的分度圆直径d3、d4 100.77mm253.22mm4 计算齿轮宽度b =100.77mm 圆整后 101mm 106mm六 验算 100n/mm 与初设相符 设计符合要求3.4 齿轮参数汇总表表3.2高速级齿轮齿数分度圆直径d(mm)da(mm)df(mm)精度等级z12974.8278.8269.827z2102263.17267.17258.17传动传动比i中心距a模数mn螺旋角计算齿宽b2(mm)3.51692.514.3175低速级齿轮齿数分度圆直径d(mm)da(mm)df(mm)精度等级z339100.77104.7795.777z498253.22257.22248.22传动传动比i中心距a模数mn螺旋角计算齿宽b4(mm)2.51772.514.641013.5 齿轮结构参照2/p66表9-2，齿轮1采用齿轮轴，齿轮3采用实体齿轮，齿轮2、4采用腹板式。4 轴的设计计算4.1 低速轴的结构设计4.1.1低速轴上的功率p、转速n、转矩tp=4.818kwn=64r/mint= nmm4.1.2估算轴的最小直径低速轴选用材料：45号钢，调质处理。 取a 0 =110由于需要考虑轴上的键槽放大,d0 =50mm段轴需与联轴器连接，为使该段直径与连轴器的孔径相适应，所以需同时选用连轴器，又由于本减速器属于中小型减速器，其输出轴与工作机轴的轴线偏移不大。其次为了能够使传送平稳，所以必须使传送装置具有缓冲，吸振的特性。因此选用弹性柱销联轴器。 得： 得： 工作情况系数 1.5 得： 选用lx3型弹性柱销联轴器lx3型弹性柱销联轴器主要参数为：公称转矩tn1250 nmm轴孔长度l=112 mm孔径d1 =48 mm联轴器外形及安装尺寸表4.1型号公称扭矩nm许用转速r/min轴孔直径mm轴孔长度mmdmm转动惯量kgm2lx312504800481121600.0264.1.3轴的结构设计(直径,长度来历)一 低速轴的结构图 图4.1二 根据轴向定位要求，确定轴的各段直径和长度(1)段与联轴器配合取di-ii=48，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上取li-ii=112。(2)为了满足半联轴器的轴向定位，段右侧设计定位轴肩，毡圈油封的轴径取dii-iii=50mm由轴从轴承座孔端面伸出15-20mm,由结构定取lii-iii=49。(3)轴肩为非定位轴肩，轴承取diii-iv=55考虑轴承定位稳定，liii-iv略小于轴承宽度加挡油环长度取liii-iv=32。 (4)根据轴上零件（轴承）的定位要求及箱体之间关系尺寸取div-v =65m，liv-v =79.5取dv-vi=67mm，lv-vi=8mm (6)段安装齿轮 取dvi-vii=65取lvi-vii =101m。 (7)取dvii-viii =55m根据箱体结构 取lvii-viii=37轴上齿轮、半联轴器零件的周向定位均采用键联接。 取轴端倒角245，各轴肩处圆角半径r=1.6mm二、中速轴尺寸图4.2（1）确定各轴段直径d1=40mm d2=50mm d3=70mm d4=50mm d5=40mm（2） 确定各轴段长度l1=30mm l2=101mm l3=8mm l4=75mm l5=30mm图4.3三、高速轴尺寸（1）确定各轴段直径d1=25mm d2 =32mm d3 =35mm d4=40 mm d5=44mm d6=50 mm d7=30mm(2)确定各轴段长度l1=56mm l2=58mm l3=45mml4=122mm l5=75mm l6=8mm l7=28.5mm4.2 低速轴强度校核4.2.1作用在齿轮上的力4.2.2 计算轴上的载荷载荷分析图图4.4 (1)垂直面 载荷分析图水平垂直面由装配图俯视受力视角决定(2)水平面 (3) 总弯矩从轴的结构以及扭矩图中可以看出截面c是轴的危险截面，现将计算出的截面c处的mh、m v、m v及m的值例于下表：载荷水平面h垂直面v支反力ffnh1=171.5nfnh2=2309nfnv1=1783.9nfnv2=3899.09n弯矩mm h1 =2.62104nmmm h2 =1.61105nmmmv =2.7105 nmm总弯矩m 1=2.71105 nmmm 2=3.14105nmm扭矩tt=nmm4.2.3 按弯扭合成校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面c）的强度。由1p362 表（15-1），得：由1p374 式（15-5），取，轴的计算应力为：4.3键联接强度校核 4.3.1低速轴齿轮的键联接1选择类型及尺寸根据d=65mm，l=101mm，选用a型，bh=149，l=90mm2 键的强度校核(1) 键的工作长度l及键与轮毂键槽的接触高度kl=l-b=90-14=76mmk=0.5h=4.5mm(2) 强度校核此处，键、轴和轮毂的材料都是钢，取p=110mpat =n.mmp= p 键安全合格4.3.2 低速轴联轴器的键联接1 选择类型及尺寸根据d =48mm，l=112mm，选用c型，bh=149 l=110mm2 键的强度校核(1) 键的工作长度l及键与轮毂键槽的接触高度kl=lb/2=103mmk =0.5h=4.5mm(2) 强度校核此处，键、轴和轮毂的材料都是钢，取p=110mpat = n.mmp = p 键安全合格5. 轴承选择计算5.1 减速器各轴所用轴承代号普通齿轮减速器，其轴的支承跨距较小，较常采用两端固定支承。轴承内圈在轴上可用轴肩或套筒作轴向定位，轴承外圈用轴承盖作轴向固定。设计两端固定支承时，应留适当的轴向间隙，以补偿工作时受热伸长量。表5.1项目轴承型号外形尺寸（mm）安装尺寸（mm）ddbd1 mind2maxramax高速轴600630551336491中间轴600840681546621低速轴6011559018628315.2低速轴轴承寿命计算5.2.1 预期寿命从减速器的使用寿命期限考虑，轴承使用期限为5年(年工作日为300天)。预期寿命=53008=12000 h5.2.2 寿命验算 载荷分析图（俯视）(左旋)图5.11 ) 轴承所受的径向载荷fr和轴向载荷fa 2) 当量动载荷p1和p2低速轴轴承选用6011，由1p321表（13-6）得到已知，（常温）由2p145表（15-3）得到fa1/cor=0.010,由插值法并由2p144表（15-3），得到e=0.15fa1/fr1=270.5/1783.9e,由1p321表（13-5）得到x=0.56,y=2.5p1=fp(xfr1+yfa1)=1.2(0.56x1783.9+2.5x171.5)=1712nfa2/c0r=0.048由插值法并由2p144表（15-3），得到e=0.248fa2/fr2=2309.9/3899.09e,由1p321表（13-5）得到x=0.56,y=1.794p2=fp(xfr2+yfa2)=1.2(0.56x3899.09+1.794x2309.9)=7590.14n取pmax=p2=7590.14n3）验算轴承寿命因为，所以按轴承2的受力大小验算hl ，所以所选轴承可满足寿命要求。6. 减速器的润滑与密封6.1 齿轮传动的润滑各级齿轮的圆周速度均小于12m/s，所以采用浸油润滑。另外，传动件浸入油中的深度要求适当，既要避免搅油损失太大，又要充分的润滑。油池应保持一定的深度和储油量。两级大齿轮直径应尽量相近，以便浸油深度相近。6.2 润滑油牌号及油量计算6.2.1 润滑油牌号选择由2p153表（16-2），得：闭式齿轮传动润滑油运动粘度为220mm2/s由2p153表（16-1），得：选用n220工业齿轮油6.2.2 油量计算1）油量计算以每传递1kw功率所需油量为350-700，各级减速器需油量按级数成比例。该设计为双级减速器，每传递1kw功率所需油量为700-1400 实际储油量：由高速级大齿轮浸油深度约0.7个齿高，但不小于10mm；低速大齿轮浸油深度在齿轮半径；大齿轮齿顶距箱底距离大于3050mm的要求得：（设计值为50）最低油深：最高油深： 箱体内壁总长：l=641mm箱体内壁总宽：b=252mm 可见箱体有足够的储油量.6.3 轴承的润滑与密封由于高速级齿轮的圆周速度小于2m/s，所以轴承采用脂润滑。由于减速器工作场合的需要，选用抗水性较好，耐热性较差的钙基润滑脂（gb491-87）。轴承内密封：由于轴承用油润滑，为了防止齿轮捏合时挤出的热油大量冲向轴承内部，增加轴承的阻力，需在轴承内侧设置挡油盘。轴承外密封：在减速器的输入轴和输出轴的外伸段，为防止灰尘水份从外伸段与端盖间隙进入箱体，所有选用毡圈密封。6.4 减速器的密封减速器外伸轴采用 2p158表（16-9）的密封件，具体由各轴的直径取值定，轴承旁还设置封油盘。7. 减速器箱体及其附件7.1 箱体结构形式及材料本减速器采用剖分式箱体，分别由箱座和箱盖两部分组成。用螺栓联接起来，组成一个完整箱体。剖分面与减速器内传动件轴心线平面重合。此方案有利于轴系部件的安装和拆卸。剖分接合面必须有一定的宽度，并且要求仔细加工。为了保证箱体刚度。在轴承座处设有加强肋。箱体底座要有一定宽度和厚度，以保证安装稳定性和刚度。减速器箱体用ht150制造。铸铁具有良好的铸造性能和切削加工性能，成本低。铸造箱体多用于批量生产。7.2箱体主要结构尺寸表（单位：mm）表7.1名称数值(mm)箱座壁厚=8箱盖壁厚1=8箱体凸缘厚度b=12b1=12b2=20加强肋厚m=6.8m1=6.8地脚螺钉直径20地脚螺钉数目n=4轴承旁联接螺栓直径m16箱盖、箱座联接螺栓直径m12轴承盖螺钉直径和数目高速轴选用m8n=4中间轴选用m8n=4低速轴选用m8n=6轴承盖（轴承座端面）外径高速轴95中间轴108低速轴130观察孔盖螺钉直径m8df、d2、d3至箱外壁距离dfc1=26d122d218df、d2、d3至凸缘边缘的距离dfc2=24d120d216轴承旁凸台高度和半径h由结构确定，r= c1外壁至轴承端面的距离l1=+c2+c1+(510)=557.3 主要附件作用及形式1 通气器齿轮箱高速运转时内部气体受热膨胀，为保证箱体内外所受压力平衡，减小箱体所受负荷，设通气器及时将箱内高压气体排出。由选用通气器尺寸m271.52 窥视孔和视孔盖 为便于观察齿轮啮合情况及注入润滑油，在箱体顶部设有窥视孔。为了防止润滑油飞出及密封作用，在窥视孔上加设视孔盖。由 取a=100mm 图7.13 油标尺油塞 为方便的检查油面高度，保证传动件的润滑，将油面指示器设在低速级齿轮处油面较稳定的部位。 由 选用油标尺尺寸m16图7.24油塞为了排出油污，在减速器箱座最低部设置放油孔，并用油塞和封油垫将其住。由 选用油塞尺寸 m161.55定位销 保证拆装箱盖时，箱