杂木输送机的设计【农业机械】【15张图纸】【优秀】
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杂木输送机的设计
40页 11000字数+说明书+15张CAD图纸【详情如下】
杂木输送机15张.dwg
杂木输送机的设计论文.doc
摘要
杂木输送机是木材输送的一种最基本的设备，在木材再利用中具有十分重要的作用。本文根据输送机的发展，简单地阐述了它的研究现状；通过输送机的类型和改进式详细地介绍了其输送杂木的发展状况；分析了输送机目前存在的问题，针对这些问题，提出了其未来的发展趋势；最后对杂木输送机设计进行了总结。
本次设计是采用带式输送机的输送原理，通过选择合适的电机、减速器等设备来保证输送机连续、平稳的将木片输送给削片机使得削片机的能够稳定的进行木片的切削，使得削片机的工作效率有较大的提高。
关键词：输送机， 运输， 研制
目录
一 绪 论
1.1杂木输送机的介绍
1.1.1输送机的类型
1.1.2杂木输送机的工作原理及过程
1.1.3带式输送机的现状
二 总体方案的设计
三 杂木输送机主要零部件的设计
3.1已知原始数据及工作条件
3.2部件名称及选用
3.2.1机体
3.2.2输送带
3.2.3传动滚筒的选择
3.2.4张紧装置
3.3传动装置的总体设计
3.3.1电动机的选择
3.3.2计算总传动比和分配传动比
3.3.3各轴转速
3.3.4各轴输入功率
3.3.5各轴输入转矩
3.4 V带的选用
3.4.1确定计算功率Pca
3.4.2选择带型
3.4.3确定带轮的基准直径dd1和dd2
3.4.4确定中心距a和带的基准长度Ld
3.4.5验算主动轮上的包角α1
3.4.6确定带的根数
3.5齿轮传动设计计算
3.5.1高速齿轮组
3.5.2低速齿轮组
3.6轴设计计算
3.6.1高速齿轮轴
3.6.2低速轴
3.7减速器箱体及润滑
3.7.1减速器箱体结构设计
3.7.2机体主要尺寸的确定
3.7.3减速器润滑
四 毕业设计的总结与展望
五 致谢
参考文献
附录
1.1杂木输送机的介绍
如今木片行业正在新兴发展中，对木材的需求越来越多。而我国是一个林业资源较少的国家，森林资源十分有限，因此如何利用减少木材资源的浪费及杂木的再利用是一项重要的技术的发展，杂木输送机的研究和设计，使得上述情况得到了大大的改善。
1.1.1输送机的类型
输送机的历史悠久，中国古代的高转筒车和提水的翻车，是现代斗式提升机和刮板输送机的雏形。输送机是在一定的线路上连续输送物料的物料搬运机械，又称连续输送机。输送机可进行水平、倾斜输送机，也可组成空间输送线路，输送线路一般是固定的。输送机输送能力大，运距长，还可在输送过程中同时完成若干工艺操作，所以应用十分广泛。 目前，输送机械按运作方式可以分为：1：皮带式输送机2：螺旋输送机3:斗式输送机4：滚筒式输送机5：计量式输送机6：板链式输送机7：网袋式输送机。
本次杂木输送机的研究主要是研究带式输送机。 应用动态分析技术和中间驱动与智能化控制等技术，成功研制了多种软启动和制动装置及以 PLC 为核心的可编程电控装置。目前，国内多所科研机构在进行带式输送机的研究，例如对托辊运行阻力随带速变化进行的实验研究，用于带式输送机设计和动态分析，分析转弯部分的导向力和阻力，得出转弯段输送带运行的阻力计算方法，采用离散模型建立系统的动力学方程，开发平面转弯带式输送机动态分析系统；以及在带式输送机纵向振动理论与横向振动理论的基础上，提出了带式输送机的动态设计方法以及该方法与计算机技术相结合的设计决策支持系统。
1.2设计内容和研究意义
我国是一个森林资源较少的国家，森林覆盖率仅达20.36%，这对于正在新兴发展的木片行业，对木材的需求是远远不够的。据统计我国每年木材浪费近2亿吨，这些木材如果竖起来，那就是浩如烟海的一个森林。因此，如何将这些许多人视为废弃物的杂木在利用就成了一项艰难的任务。以前大多使用人力搬运，工作较累。杂木输送机的研究对解决这一现状有重要意义。此次对杂木输送机的研究，就是为了在运输过程中减少人力资源的使用，提高机械的利用率，通过简单的传送结构将杂木输送给木材削片机，能使削片机连续不间断的工作，提高工作效率。故杂木输送机设计的研究具有较重要的意义。
本文通过鼓式削片机的基本参数及给定条件输送槽口尺寸（高x宽）180mm×500mm,输送长度4~5m，皮带宽度500mm，输送速度37m/min，完成杂木输送机的设计，包括机体、输送带、张紧装置、各辊子等零部件的设计。
- 内容简介：
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南京林业大学本科毕业设计题 目： 杂木输送机的设计学 院： 南方学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 学生姓名： 指导教师： 职 称： 二 O 一三 年 五 月 三十一 日杂木输送机的设计摘要杂木输送机是木材输送的一种最基本的设备，在木材再利用中具有十分重要的作用。本文根据输送机的发展，简单地阐述了它的研究现状；通过输送机的类型和改进式详细地介绍了其输送杂木的发展状况；分析了输送机目前存在的问题，针对这些问题，提出了其未来的发展趋势；最后对杂木输送机设计进行了总结。本次设计是采用带式输送机的输送原理，通过选择合适的电机、减速器等设备来保证输送机连续、平稳的将木片输送给削片机使得削片机的能够稳定的进行木片的切削，使得削片机的工作效率有较大的提高。关键词：输送机， 运输， 研制The Design of Miscellaneous ConveyorAbstractMiscellaneous wood conveyor is lumber transporting one of the most basic equipment, in wood recycling plays a very important role. In this paper, according to the development of theconveyor, simply expounds its research status; Through the conveyor type and improve thetype were introduced in detail its transportation development of miscellaneous wood; Analyses the present problems of the conveyor, to solve these problems, put forward the development trend of the future; Are summarized and the miscellaneous wood conveyor design idea, and its development with good wishes.The design is the use of conveying principle of belt conveyor, by selecting the appropriate motor, reducer and other equipment to ensure the effective, smooth conveyor chips conveying to the chipper chipper can make stable for wood cutting, so that the chipper work efficiency is greatly improved.Key word: Conveyor, Transport, Research目录一 绪 论1.1 杂木输送机的介绍1.1.1 输送机的类型1.1.2 杂木输送机的工作原理及过程1.1.3 带式输送机的现状二 总体方案的设计三 杂木输送机主要零部件的设计3.1 已知原始数据及工作条件3.2 部件名称及选用3.2.1 机体3.2.2 输送带3.2.3 传动滚筒的选择3.2.4 张紧装置3.3 传动装置的总体设计3.3.1 电动机的选择3.3.2 计算总传动比和分配传动比3.3.3 各轴转速3.3.4 各轴输入功率3.3.5 各轴输入转矩3.4 V 带的选用3.4.1 确定计算功率 Pca3.4.2 选择带型 3.4.3 确定带轮的基准直径 dd1 和 dd23.4.4 确定中心距 a 和带的基准长度 Ld 3.4.5 验算主动轮上的包角 13.4.6 确定带的根数3.5 齿轮传动设计计算3.5.1 高速齿轮组 3.5.2 低速齿轮组 3.6 轴设计计算3.6.1 高速齿轮轴3.6.2 低速轴3.7 减速器箱体及润滑3.7.1 减速器箱体结构设计3.7.2 机体主要尺寸的确定3.7.3 减速器润滑 四 毕业设计的总结与展望五 致谢参考文献附录南京林业大学毕业设计说明书第 0 页 共 41 页1 绪论1.1杂木输送机的介绍如今木片行业正在新兴发展中，对木材的需求越来越多。而我国是一个林业资源较少的国家，森林资源十分有限，因此如何利用减少木材资源的浪费及杂木的再利用是一项重要的技术的发展，杂木输送机的研究和设计，使得上述情况得到了大大的改善。1.1.1输送机的类型输送机的历史悠久，中国古代的高转筒车和提水的翻车，是现代斗式提升机和刮板输送机的雏形。输送机是在一定的线路上连续输送物料的物料搬运机械，又称连续输送机。输送机可进行水平、倾斜输送机，也可组成空间输送线路，输送线路一般是固定的。输送机输送能力大，运距长，还可在输送过程中同时完成若干工艺操作，所以应用十分广泛。 目前，输送机械按运作方式可以分为：1：皮带式输送机 2：螺旋输送机 3:斗式输送机 4：滚筒式输送机 5：计量式输送机 6：板链式输送机 7：网袋式输送机。本次杂木输送机的研究主要是研究带式输送机。图 1-1 带式输送机南京林业大学毕业设计说明书第 1 页 共 41 页图 1-2 杂木输送机1.1.2杂木输送机的工作原理及过程杂木输送机主要由两个端点滚筒及紧套其上的闭合输送带组成。带动输送带转动的滚筒称为驱动滚筒(传动滚筒)；另一个称为从动滚筒。驱动滚筒由电动机通过减速器驱动，输送带依靠驱动滚筒与输送带之间的摩擦力拖动。驱动滚筒一般都装在卸料端，以增大牵引力，有利于拖动。物料由喂料端喂入，落在转动的输送带上，依靠输送带摩擦带动运送袋卸料端卸出。杂木输送机的设计基于上述原理，杂木由喂料端放入，落在转动的输送带上，依靠输送带摩擦带动运送带将木片平稳、连续的将杂木输送给削片机，经由削片机进行切削，最后通过木片输送机输送出来使得杂木变成有用的木材。1.1.3带式输送机的现状近二十年来，我国带式输送机有了很大的发展，对带式输送机的关键技术研究和新产品开发都取得了可喜的成果。输送机产品系列不断增多，开发了大倾角、长距离新型带式输送机系列产品，并对带式输送机的关键技术及其主要部件进行了理论研究和产品南京林业大学毕业设计说明书第 2 页 共 41 页开发，应用动态分析技术和中间驱动与智能化控制等技术，成功研制了多种软启动和制动装置及以 PLC 为核心的可编程电控装置。目前，国内多所科研机构在进行带式输送机的研究，例如对托辊运行阻力随带速变化进行的实验研究，用于带式输送机设计和动态分析，分析转弯部分的导向力和阻力，得出转弯段输送带运行的阻力计算方法，采用离散模型建立系统的动力学方程，开发平面转弯带式输送机动态分析系统；以及在带式输送机纵向振动理论与横向振动理论的基础上，提出了带式输送机的动态设计方法以及该方法与计算机技术相结合的设计决策支持系统。1.2设计内容和研究意义我国是一个森林资源较少的国家，森林覆盖率仅达 20.36%，这对于正在新兴发展的木片行业，对木材的需求是远远不够的。据统计我国每年木材浪费近 2 亿吨，这些木材如果竖起来，那就是浩如烟海的一个森林。因此，如何将这些许多人视为废弃物的杂木在利用就成了一项艰难的任务。以前大多使用人力搬运，工作较累。杂木输送机的研究对解决这一现状有重要意义。此次对杂木输送机的研究，就是为了在运输过程中减少人力资源的使用，提高机械的利用率，通过简单的传送结构将杂木输送给木材削片机，能使削片机连续不间断的工作，提高工作效率。故杂木输送机设计的研究具有较重要的意义。本文通过鼓式削片机的基本参数及给定条件输送槽口尺寸（高 x 宽）180mm500mm,输送长度 45m，皮带宽度 500mm，输送速度 37m/min，完成杂木输送机的设计，包括机体、输送带、张紧装置、各辊子等零部件的设计。南京林业大学毕业设计说明书第 3 页 共 41 页2总体方案设计本设计为杂木输送机,总体设计包括部件名称及选用、传动装置的总体设计、V 带的选用、齿轮传动设计、轴设计等等。部件的选型包括机体、输送带、张紧装置。机体的设计是用于承载滚筒、槽型托辊组、平行下托辊组、导向装置、防跑偏装置、电机等装置，并且承受输送带张力的装置。在本次设计中采用了结构紧凑、刚性好、强度高的三角形机架。 由于本机器的要求是将各种不规则的木片有序、平稳的输送给削片机进行切削，固本次设计选用的是防滑输送带输送带。张紧装置类型：张紧装置分为螺旋式、车式、垂直式三种。在本次设计中选用的张紧装置为螺旋式张紧,此张紧装置一般用于结构简单，输送距离小的输送机上。本系列传动滚筒根据承载能力分轻型、中型和重型三种，传动滚筒表面有裸露光钢面、人字形和菱形花纹橡胶覆面。小功率、小带宽及环境干燥时可采用裸露光钢面滚筒。人字形花纹胶面磨擦系数大，防滑性和排水性好，但有方向性。本次设计的机器要求输送有固定方向，不能出现打滑及回转现象选用人字形花纹胶面。传动装置的总体设计包括电动机的选择、计算总传动比和分配传动比、各轴转速、各轴输入功率等主要步骤。对于电动机的选择方面要考虑电动机的额定功率应能满足负载的需要，但功率也不宜过大.否则.成本将变高，并且电动机轻载运行时损耗大、效率低,起动时冲击大。在本次设计中，根据一些已知条件选用型号为 Y112M-4 的电动机。减速器是在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，先带机械中应用极为广泛。一般减速器可分为斜齿轮减速器(包括平行轴斜齿轮减速器、蜗轮减速器、锥针轮减速器、齿轮减速器等等)、行星齿轮减速器、摆线蜗轮蜗杆减速器、行星摩擦式机械无级变速机、圆柱齿轮减速器（ 单级、二级、二级以上二级。布置形式：展开式、分流式、同轴式。 ） 、圆锥齿轮减速器 、蜗杆减速器等等。根据设计的要求本次选用单级圆柱齿轮减速器。南京林业大学毕业设计说明书第 4 页 共 41 页3 杂木输送机的主要零部件设计3.1已知原始数据及工作条件槽口尺寸（高 x 宽）180mm500mm皮带宽度 500mm输送长度 45m输送速度 37m/min表 3.1 鼓式削片机的基本参数3.2 部件名称及选用 3.2.1机体 南京林业大学毕业设计说明书第 5 页 共 41 页机架是用于承载滚筒、槽型托辊组、平行下托辊组、导向装置、防跑偏装置、电机等装置，并且承受输送带张力的装置。在本次设计中采用了结构紧凑、刚性好、强度高的三角形机架。 机架的种类：机架有四种结构，见图 2-1。可满足带宽 5001400mm，倾角 018，围包角小于或等于 190 210多种型式的典型布置。并能与漏斗配套使用。 a. 01 机架：用于 018倾角的头部传动及头部卸料滚筒。选用时应标注角度。b. 02 机架：用于 018倾角的尾部改向滚筒工中间卸料的传动滚筒。 c. 03 机架：用于 018倾角的头部探头滚筒或头部卸料传动滚筒，围包角小于或等于 180。 d. 04 机架：用于传动滚筒设在下分支的机架。可用于单滚筒传动，也可用于双滚筒传动（两组机架配套使用） 。围包角大于或等于 200。 e. 01，02 机架适于带宽 5001400mm，03，04 机架适于带宽 8001400mm。本系列机架适用于输送带强度范围：CC56 棉帆布 38 层；NN100300 尼龙带及EP100300 聚酯带 36 层；钢绳芯带 ST2000 以下。 图 3-1 机架机架支撑腿起支撑机架的作用，以防止机架因承载过重而被压弯。根据设计要求，在本次设计中机架选用热扎普通槽钢。经查国家标准，选用型号为 10 的热轧普通槽钢。尺寸：hbd=100485.3，截面面积 12.74cm2，理论重量 10.00kg/m。机架支撑腿根据设计要求，选用结构用无缝钢管根据国家标准，选用 80、40 两种钢管。3.2.2输送带南京林业大学毕业设计说明书第 6 页 共 41 页输送带又叫运输带，是用于皮带输送带中起承载和运送物料作用的橡胶与纤维、金属复合制品，或者是塑料和织物复合的制品。皮带输送机在农业、林业、工矿企业和交通运输业中广泛用于输送各种固体块状和粉料状物料或成件物品，输送带能连续化、高效率、大倾角运输，输送带操作安全，输送带使用简便，维修容易，运费低廉，并能缩短运输距离， 降低工程造价，节省人力物力。输送带系列产品有普通棉帆布输送带、尼龙（NN）输送带、聚酯（EP）带、大倾角(波状挡边)输送带、裙边隔板输送带、环形输送带等。所有的输送带必须接成环形才能使用，所以输送带接头的好坏直接影响输送带的使用寿命和输送线能否平稳顺畅地运行。 一般输送带接头常用方法有机械接头、冷粘接接头、热硫化接头等。本次设计选用的是防滑输送带输送带，选用材质：NN-100 尼龙帆布，每层厚度1.0mm，每层质量 1.02kg/m2，带宽 B=500mm，帆布层数为 3 层，上覆盖胶厚度为2mm，下覆盖胶厚度为 1.5mm。输送带接头方式采用热硫化接头法，实践证明该接法是最理想的一种接头方法，能够保证高的接头效率，同时也非常稳定，接头寿命也很长，容易掌握。胶带长度的计算 L0=2L+/2（D1+ D2）+An 式中：L0胶带总长（米） L输送机头尾滚筒中心间的展开长度（米） D1、D2头尾滚筒直径（米） n输送带接头数 A输送带接头长度 当采用机械接头时，A=0； 硫化接头时，A=（Z-1）b+Btg30 Z帆布层数，B带宽，b=0.15米胶带的表示方法 带宽布层数上胶层+下胶层 带长（米）胶带的面积计算法： 平方米数=胶带宽布层数+5.1 下胶层厚上胶层厚+长度3.2.3传动滚筒的选择传动滚筒是传递动力的主要部件。南京林业大学毕业设计说明书第 7 页 共 41 页本系列传动滚筒根据承载能力分轻型、中型和重型三种。滚筒直径有500、630、800、1000mm。同一种滚筒直径又有几种不同的轴径和中心跨距供设计者选用。轻型：轴承孔径 80100mm。轴与轮毂为单键联接的单幅板焊接筒体结构。单向出轴。中型：轴承孔径 120180mm。轴与轮毂为胀套联接。重型：轴承孔径 200220mm。轴与轮毂为胀套联接，筒体为铸焊结构。有单向出轴和双向出轴两种。传动滚筒表面有裸露光钢面、人字形和菱形花纹橡胶覆面。小功率、小带宽及环境干燥时可采用裸露光钢面滚筒。人字形花纹胶面磨擦系数大，防滑性和排水性好，但有方向性。菱形胶面用于双向运行的输送机。用于重要场合的滚筒，最好采用硫化橡胶覆面。用于阻燃，隔爆条件，应采取相应的措施最小传动滚筒直径 D 按下式选取。D=cd 式中：d芯层厚度或钢绳直径，mm; c系数，棉织物 =80，尼龙=90，聚酯=108，钢绳芯=145。根据本次设计中选用的输送带芯层厚度 d=3mm，得最小传动滚筒直径 D=903=270mm。轴的最小直径的确定 3)1(npAdP-轴转递的功率，单位为 KW；n-轴的转速，单位 r/min;-空心轴的内径 与外径 之比，通常取1d6.05式中 ，轴的材料为 , 。于是得2.095ACr12A0。mnPd 43.)5.(4.961)(330 根据本次设计的要求，查阅有关轴承选资料驱动滚筒选用的轴承型号为 53536，内径80mm，外径 120mm，厚度 33mm，轴的材料为 45 号钢，滚筒直径为 350mm,覆有 5mm的胶面，从动滚筒选用滚动轴承 53512 型号的，内径 60mm，外径 110mm，厚度28mm，轴的材料为 45 号钢，滚筒直径 250mm。南京林业大学毕业设计说明书第 8 页 共 41 页图 3-2 传动滚筒示意图3.2.4张紧装置张紧装置：拉紧装置分为螺旋式、车式、垂直式三种。 螺旋式：适用输送机较短，80 米，功率较小的输送机上，按机长 1%选取螺旋行程。行程有 500mm、800 mm 两种。 选用螺旋张紧方式不仅与机长有关，而且还与功率大小有关（功率大小与螺旋的许用张力有关） 。 车式张紧适用输送机较长，功率较大的场合，应优先采用。 垂直拉紧张紧较复杂，用在车式拉紧布置有困难的场合，缺点是改向滚筒多。螺旋型张紧装置属于手动张紧装置，它利用人力旋转螺杆，使带有螺母的滑架及安装在上面的张紧滚筒沿输送机方向纵向移动，以调节输送带张力，这种装置结构比较简单 。螺旋型张紧装置一般用于结构简单，输送距离小的输送机上 。本设计采用螺旋式张紧。螺旋式:螺旋张紧装置属固定拉紧装置。该螺旋式张紧装置选取一个 M20 长度为100mm 的六角螺栓作为张紧螺栓，张紧螺栓通过轴上的螺纹孔，并被基架上的槽钢挡住而不能继续移动，当需要张紧时，用六角螺栓专用扳手旋转螺栓，由于另一端无法继续向南京林业大学毕业设计说明书第 9 页 共 41 页前移动，所以只能带动滚筒轴向后移动，即可以起到张紧作用。图 3-3 螺旋拉紧装置3.3传动装置的总体设计1 传动装置示意图如下：图 3-4 传动装置示意图3.3.1电动机的选择（1）选择电动机的类型 南京林业大学毕业设计说明书第 10 页 共 41 页由于带式运输机不需要大范围的调速，故选用一般用途的 Y 系列三相异步电动机。（2） 选择电动机功率1）根据带式输送机功率的简易算法计算输送机总驱动功率根据L = 5m 查得K =10计算L C = KL=10 5= 50m根据L C = 50m, B = 500mm 查表2.3.1 得P 1=0.79kW根据L C= 40m、Q =10t/ h, 查表2.3.2得P2= 0.09kW则输送机总驱动功率P w= 1.2（P 1+ P2) =1.2(0.79+0.09)=1.056 kW式中：P 1-带式输送机驱动功率 , 根据带式输送机带宽和修正长度L C 在带式输送机功率的简易算法表2.3.1中查出所需功率P 1。P2-根据带式输送机输送能力和修正长度 L C,查出所需功率。表 3.3.1 鼓式削片机的基本参数表 3.3.2 鼓式削片机的基本参数南京林业大学毕业设计说明书第 11 页 共 41 页2）计算电机功率： kW173.9.056d Pw式中：电动机至工作机的传动装置的总效率 = 带 轴承 齿 联 带 带传动传动效率，查机械传动效率 表取 带 0.96 轴承 一对滚动轴承效率，查机械传动效率 表取 轴承 0.99 齿 一对圆柱齿轮传动效率，查机械传动效率 表取 齿 0.97 （初选 8 级精度） 联 弹性联轴器效率，查机械传动效率 表取 联 0.99传动装置总效率 =0.960.9920.970.99=0.9（3）确定电机转速 nd计算滚筒转速： r/min54.9x3014.7.6106nwDV确定电机同步转速 一般 V 带传动传动比 i 带 =24，单级圆柱齿轮传动比的范围 i 齿 =35，则合理总传动比 i 总 = i 带 i 齿 =620。故电动机转速可选范围为nd=i 总 nw=（620）95.54r/min=（573.251910.83）r/min查机械设计手册。选取合理方案，选用型号为 Y112M-4 的电动机，其相关数据为：额定功率 4KW，转速 1440r/min，效率 84.5%，功率因素 0.82。发动机型号 标定功率 最大功率 标定转速 主要用途Y112M-4 4KW 4KW 1440 转 工程机械3.3.2计算总传动比和分配传动比i 总 07.154.9nwd取 i 带 =3，则 i 齿 =i 总 /i 带 =15.07/3=5.023.3.3各轴转速n1=nd/i 带 =1440/3=480r/minn2=n1/i 齿 =480/5.02=95.62r/minn 滚 =n2=95.62r/min南京林业大学毕业设计说明书第 12 页 共 41 页3.3.4各轴输入功率P1=Pd 带 =1.1730.96=1.126kWP2=P123=1.1260.990.97=1.081kWP 滚 =P22=1.0810.97=1.049kW3.3.5各轴输入转矩电动机输出转矩 Td m.937140.5.9105.9dd NnPT电动机输出转矩 Td .937140.5.9105.9ddn各轴输入转矩T1=Td i 带 1=777.9330.96=2240.43N.mmT2=T1i 齿 23=2240.435.020.990.97=10800.45N.mmT 滚 =T22=10800.450.97=10476.44N.mmT1=Td i 带 1=777.9330.96=2240.43N.mmT2=T1i 齿 23=2240.435.020.990.97=10800.45N.mmT 滚 =T22=10800.450.97=10476.44N.mm3.4 V带的选用3.4.1确定计算功率 Pca由查表得 KA=1.2，则Pca=KAPd=1.21.173=1.4076kW3.4.2选择带型由计算功率 ，小带轮转速 ，查机械设计表 8-kWca4076.1min/140rn8，8-9 得选取普通 Z 型 V 带南京林业大学毕业设计说明书第 13 页 共 41 页3.4.3确定带轮的基准直径 dd1和 dd2初选小带轮的基准直径 dd1根据表 8-3 及表 8-7，选取 m125验算带的速度 sndvp /4.91064.31061从动轮的基准直径 ，圆整取mdi375122 md37523.4.4确定中心距 a和带的基准长度 Ld)()(7.021021dd得 82取 ma50 maddLd 41.62504)126()1265(4.35022根据机械设计手册表 8-2，选取 LdmLadd79.5360.4179.4821.2mxin0根据表 8-2，选取3.4.5验算主动轮上的包角 1 53.16.79.4825605.718012ad2.4.6确定带的根数 LcaKPz)(0南京林业大学毕业设计说明书第 14 页 共 41 页由 dd1=125mm 和 nd=1440r/min，查表 8-4a 得 P0=0.36kW。根据 nd=1440r/min，i=3 和 Z 型带，查表 8-4b 得P 0=0.03kW。查表 8-5 得 K =0.92，表 8-2 得 KL=1.14，于是Pr=（P 0+P 0）K KL=(0.36+0.03)0.931.14kW=0.41kW计算 V 带的根数 z 43.1.076zrCA取 z=43.5齿轮传动设计计算3.5.1高速齿轮组（1）选定齿轮类型、精度、材料及齿数1）按图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。2）带式输送机为一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度（GB10095-88） 。3）材料选择，由表 10-1 选择小齿轮材料为 40Cr（调质） ，硬度为 280HBS,大齿轮材料为45 钢（调质） ，硬度为 240HBS,两者材料硬度差为 40HBS。4）初选小齿轮齿数 ：大齿轮齿数 ，圆整取231z 3.941.2z 942z5）初选取螺旋角 4（2）按齿面接触强度设计 3211 )(2HEdtt ZuTK1）确定公式内的各计算数值2）试选载荷系数 Kt=1.33）计算小齿轮传递的转矩T1=Td i 带 1=777.9330.96=2240.45N.mm4）由机械设计表 10-7 选取齿宽系数 d=1。5）由机械设计表 10-6 查得材料的弹性影响系数 。218.9MPaZE6）由机械设计图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1=600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限 Hlim2=550MPa；7）由式 10-13 计算应力循环次数。南京林业大学毕业设计说明书第 15 页 共 41 页91 102.6)53082(14060 hjLnN992.38）由图 10-19 取接触疲劳寿命系数 KHN1=0.90; KHN2=0.95。9）计算接触疲劳许用应力。取失效概率为 1%,安全系数 S=1，由式（10-12）得MPasHN54069.01lim1 K.22li2aHH 53482110）计算小齿轮分度圆直径 mdt 68.5)5349.1.2(.465.10923 231 计算圆周速度 snvt /01.210696.87.4.3106齿宽 b 及模数 mntdt 8.5.1mztnt 35.214cos6cos1mhnt 8.35.225.08.6b计算纵向重合度 824.1tan231.tan31.0 zd计算载荷系数 K使用系数 A南京林业大学毕业设计说明书第 16 页 共 41 页根据 ，7 级精度，由机械设计图 10-8 得动载系数smv/0.2 08.1VK由机械设计表 10-4 查得31.68.51023.18.02.3bKdH由机械设计图 10-13 查得 27FK由机械设计表 10-3 查得 .H故载荷系数 70.1308.1VAK按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 mKdtt 82.56.16.5331模数 zdmn 7.24cos8.56cos1（1） 按齿根弯曲强度设计 321cosFSadn YzKTm（3）确定计算参数计算载荷系数 65.127.08.1FVAK根据纵向重合度 ，从图 10-28 查得螺旋角影响系数4. 8.0Y计算当量齿数 18.254cos331zV 90.332zV查取齿形系数：由表 10-5 查得 180.2,6.1FaFaY查取应力校核系数：由表 10-5 查得 795SS计算弯曲疲劳许用应力由图 10-18 查得弯曲疲劳寿命系数 8.0,4.21FNFNK南京林业大学毕业设计说明书第 17 页 共 41 页由图 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ；大齿轮的弯曲疲劳强度MPaFE501极限 MPaFE3802取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 PaSKFENF 304.1511 MFEF 86.2.8022计算大、小齿轮的 ，并加以比较FSaY01387.359.61.21FSaY64.82FSa大齿轮的数值大（4）设计计算 mn6.1 01634.824.13cos09.5.23 2 取模数 n0.齿数 57.214cos8.56cos1 ndz取 ，则 几何尺寸计算281 .12uz计算中心距，圆整为 147mmmmzan 38.471cos2)5(cos2)(1 按圆整后的中心距修正螺旋角 84231472)5(arcs2)(arcs1 zn计算大、小齿轮的分度圆直径南京林业大学毕业设计说明书第 18 页 共 41 页mmzdn56.784231cos1n 34.52计算齿轮齿宽 mdb56.7.1圆整后取 b,0123.5.2低速齿轮组（1）选定齿轮类型、精度、材料及齿数1）选用斜齿圆柱齿轮2）选用 7 级精度3）材料：选择大、小齿轮材料均为 40Cr，并经调质及表面淬火，齿面硬度为 48-55HRC4）初选小齿轮齿数 ：大齿轮齿数 ，圆整取231z 3.941.2z 942z5）初选取螺旋角 4（2）按齿面接触强度设计 3211 )(2HEdtt ZuTK确定公式内各计算数值1）试选 6.1tK2）由机械设计图 10-30 选取区域 h 系数 n 43.2HZ由机械设计图 10-26 查得 ，765.0189089.765.0213）小齿轮传递的传矩 mNT34）由表 10-7 选取齿款系数 .0d5）由表 10-6 查得材料弹性影响系数 218.9MPaZE6）由图 10-21e 按齿面硬度查得大、小齿轮的接触疲劳强度极限南京林业大学毕业设计说明书第 19 页 共 41 页； MPaH102lim1li7）应力循环次数： 81 1032.4)10382(79.660 hjLnN832 1.402i8）由图 10-19 查得接触疲劳寿命系数 98.0,4.21HNHNK9）接触疲劳许用应力：取失效概率为 1%，安全系数 S=1 MPaSKHNH103494.01lim1 788.2li2 PaHH 1056103421 （3）计算1）小齿轮分度圆直径 mdt2.60 )105689.43.2(.65.180937.3 212）计算圆周速度 smndvt /53.016079.2.4.31063）齿宽 b 及模数 mntdt .482.1mztnt 5.231cos60cos1mhnt 7.54.225.07.6b4）计算纵向重合度 南京林业大学毕业设计说明书第 20 页 共 41 页5） 459.1tan238.01.tan318.0 zd6）计算载荷系数 K7）使用系数 A8）根据 ，7 级精度，由图 10-8 得动载系数smv/53.0 01.VK9）由表 10-4 查得10） 2.1 10.4823.08.).061(8.02 bKdH11）由机械设计图 10-13 查得 7.1FK12）由机械设计表 10-3 查得 2H13）故载荷系数 56.129.01.HVAK14）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 mdtt .6.152.33115）模数 zmn 51.24cos9cos1（3）选定齿轮类型、精度、材料及齿数 321cosFSadn YzKTm确定计算参数1)计算载荷系数 54.127.01.FVAK2)根据纵向重合度 ，从图 10-28 查得螺旋角影响系数459. 8.0Y3)计算当量齿数 18.24cos331zV南京林业大学毕业设计说明书第 21 页 共 41 页90.124cos332zV4)查取齿形系数：由表 10-5 查得 180.2,6.1FaFaY5)查取应力校核系数：由表 10-5 查得 795SS6)计算弯曲疲劳许用应力由图 10-18 查得弯曲疲劳寿命系数 0.,84.021FNFNK由图 10-20d 查得齿轮的弯曲疲劳强度极限取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 MPaSKFENF 0.3724.168011 FEF 5.98.227)计算大、小齿轮的 ，并加以比较FSaY019.3725.61.1FSa 7.982FSaY大齿轮的数值大(2)设计计算 mn47.2 019.459.1234cos80.765.13 2 取模数 n.齿数 14.235.cos619cos1 ndz取 ，则231 9412uz（4）几何尺寸计算1)计算中心距南京林业大学毕业设计说明书第 22 页 共 41 页，圆整为 141mmmmzan 73.0514cos2.)93(cos2)(1 2)按圆整后的中心距修正螺旋角 324152.)9(arcs2)(arcs1 zn3)计算大、小齿轮的分度圆直径 mmzdn368.9241cos5.31n 2.924)计算齿轮齿宽 mdb49.7368.501圆整后取 b,123.6轴设计计算3.6.1高速齿轮轴（1）求输入轴上的功率 P1、转速 n1和转矩 T1mN240.Tin/r8n.679kWP1求作用在齿轮上的力因已知高速级小齿轮的分度圆直径为 368m.59d1则 7.4N368.59102dTF1t 2.693costan4.7costanr 8.0t1.32tFa圆周力 Ft，径向力 Fr及轴向力 Fa的方向如图所示初步确定轴的最小直径选取轴的材料为 45Cr 调质处理。根据机械设计表 15-3，取 ，于是得105A南京林业大学毕业设计说明书第 23 页 共 41 页7m.295.6810nPAd3310min 输入轴的最小直径显然是安装 V 带轮处轴的直径 d- 。为了使所选的轴直径 d- 与V 带轮的孔径相适应，故同时确定 V 带轮外形。由手册查得，选取 V 带轮的孔径为 32mm，长度为 65mm。轴的结构设计图 2-5 高速齿轮轴根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1）为了满足 V 带轮的轴向定位，-轴段右端需制出一轴肩，故取-段的直径d- =38mm。V 带轮与轴配合的毂孔长度 L1=65mm，为了保证轴端档圈只压在 V 带轮上而不压在轴的端面上，故-段的长度应比 L1略短一些，现取 l- =60mm。2）初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据 d- =38mm，由轴承产品目录中初步选取 0 基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承 30308，其尺寸为 dDT=40mm90mm25.25mm，故 d- =d- =40mm；而 l- =25mm，l - =23mm。左、右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。由手册上查得 30308 型轴承的定位轴肩高度 h=3mm，因此，取得 d- =d- =46mm。3）轴承端盖的总宽度为 36mm（由减速器及轴承端盖的结构设计而定） 。根据轴承端盖的装拆，取端盖的外端面与 V 带轮右端面间的距离 l=29mm，故取 l- =65mm。至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。按弯扭合成应力校核轴的强度根据轴的弯扭合成强度条件，取 ，轴的计算应力6.05MPa.28 MPa41.)95(729W)T( 32212ca南京林业大学毕业设计说明书第 24 页 共 41 页已选定轴的材料为 45Cr，调质处理。由表 15-1 查得 。因此 ，70MPa1-1-ca故安全。精确校核轴的疲劳强度1）判断危险截面截面过盈配合引起应力集中，此点同时受弯矩和扭矩，且又和最大应力面 A 处很近，所以是最危险截面。又因为截面右侧不受任何径向力，所以只校核截面左侧即可。2）截面左侧抗弯截面系数 333640m1.0d.W抗扭截面系数 T1282截面左侧的弯矩 m16825N3)-(7953.-79M截面上的扭矩 T1为 0N截面上的弯曲应力 2MPa.6a6482Wb截面上的扭转切应力 50.71095T轴的材料为 45Cr，调质处理。由表 15-1 查得2Pa,35MPa,735Pa11B 过盈配合处的 值，由附表 3-8 用插入法求出，并取 ，于是得k 0.8k；3.k2.63.80轴按磨削加工，由附表 3-4 的表面质量系数为 92.0故得综合系数为 42.319.03.1kK75.6.2所以轴在截面左侧的安全系数为南京林业大学毕业设计说明书第 25 页 共 41 页95.301.29.64.35KSma1 .2.752.75a1 S8.30.19.3S222ca 3.6.2低速轴求输出轴上的功率 P3、转速 n3和转矩 T3m9N.1487Tin/3r0nkW.6P3求作用在齿轮上的力因已知低速级大齿轮的分度圆直径为 632m.4d2则 N.16524.6318790dTF3t1.47923cos4tan.5costanr 5.t1.26tFa 圆周力 Ft，径向力 Fr及轴向力 Fa的方向如图所示初步确定轴的最小直径选取轴的材料为 45Cr 调质处理。根据机械设计表 15-3，取 ，于是得105A5m.693.40815nPAd30min 输入轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径 d- 。为了使所选的轴直径 d- 与联轴器的孔径相适应，故同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩 ，查表 14-1，考虑为输送机，故取 ，则：3AcaTK 5.1KAm9N.219.14875.TK3Aca 按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查手册，选用 HL6 型弹性柱销联轴器，南京林业大学毕业设计说明书第 26 页 共 41 页其公称转矩为 3150000Nmm。半联轴器的孔径 d =60mm，故取 d- =60mm；半联轴器长度 L=142mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度 L1=107mm。轴的结构设计根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1）为了满足半联轴器的轴向定位，-轴段左端需制出一轴肩，故取-段的直径 d- =68mm。半联轴器与轴配合的毂孔长度 L1=107mm，为了保证轴端档圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故-段的长度应比 L1略短一些，现取 l- =100mm。2）初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据 d- =68mm，由轴承产品目录中初步选取标准精度级的单列圆锥滚子轴承 32214，其尺寸为 dDT=70mm125mm33.25mm，故 d- =d- =70mm；而 l- =33mm，l - =31mm。左端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。由手册上查得 32214 型轴承的定位轴肩高度h=9mm，因此，取得 d- =88mm。3）取安装齿轮出的轴段-的直径 d- =80mm；齿轮的右端与右端轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为 97mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取 l- =92mm。4）轴承端盖的总宽度为 30mm（由减速器及轴承端盖的结构设计而定） 。根据轴承端盖的装拆，取端盖的外端面与联轴器左端面间的距离 l=30mm，故取 l- =60mm。5）考虑齿轮距箱体内壁之距离，及滚动轴承的宽度，取 l- =45mm。至此，已初步确定了轴的各段直径和长度按弯扭合成应力校核轴的强度根据轴的弯扭合成强度条件，取 ，轴的计算应力6.04MPa.19 MPa81.)479(43592W)T( 32212ca已选定轴的材料为 45Cr，调质处理。由表 15-1 查得 。因此 ，70a1-1-ca故安全。精确校核轴的疲劳强度1）判断危险截面南京林业大学毕业设计说明书第 27 页 共 41 页截面过盈配合引起应力集中，此点同时受弯矩和扭矩，且又和最大应力面 A 处很近，所以是最危险截面。2）截面左侧抗弯截面系数 3335120m801.d.0W抗扭截面系数 T 42截面左侧的弯矩 36085Nm61.54392M截面上的扭矩 T3为 479截面上的弯曲应力 37MPa.6a5120WMb截面上的扭转切应力 5.1448T3轴的材料为 45Cr，调质处理。由表 15-1 查得20Pa,35Pa,735Pa11B过盈配合处的 值，由附表 3-8 用插入法求出，并取 ，于是得k 0.8k；83.k06.38.0轴按磨削加工，由附表 3-4 的表面质量系数为 故得综合系数为92.092.31.083.1kK5.6.所以轴在截面左侧的安全系数为 2.140.37.692KSma1 8.652.35.214.5a1南京林业大学毕业设计说明书第 28 页 共 41 页S39.765.814.2S22ca 3）截面右侧抗弯截面系数 33340m0.d.0W抗扭截面系数 T 6872截面左侧的弯矩 325N1.54396M截面上的扭矩 T3 为 80N截面上的弯曲应力 1MPa.9a342Wb截面上的扭转切应力 6.268017T轴的材料为 45Cr，调质处理。由表 15-1 查得2Pa,35MPa,735Pa11B 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数 及 按附表 3-2 查取。因，经插值后可查得 又由附图 3-1 可4.708dD,29.70dr 10.,26.得轴的材料的敏性系数为 8.0q,故有效应力集中系数为： 21.)6.1(80.)1(qk082由附图 3-2 得尺寸系数 ；由附图 3-3 得扭转尺寸系数. 81.0轴按磨削加工，由附表 3-4 的表面质量系数为 92.故得综合系数为 1.92.06.21kK4.8.所以轴在截面左侧的安全系数为南京林业大学毕业设计说明书第 29 页 共 41 页19.40.952.13KSma1 2.5.6.2.64.a1S4.105.19.S222ca 3.7减速器箱体及润滑3.7.1减速器箱体结构设计机体结构要根据制造工艺、安装工艺和使用维修的方便与否以及经济性等条件来决定。集体的形状随传动方式的安装形式分为卧式、立式和法兰式等，本例采用立式剖分结构，高、低速级共用一个齿圈，上下机体分别与齿圈相联接。机体由灰铸铁铸造，机体应尽量避免壁厚突变，减小壁厚差，以免产生疏松和缩孔等铸造缺陷，铸造机体能有效地吸收振动和降低噪音，且有良好的耐腐蚀性。3.7.2机体主要尺寸的确定机体的强度和刚度设计很复杂，所以一般都是按经验方法确定其尺寸。机体壁厚 按下式确定
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