带式输送机传动系统设计(单级直齿圆柱齿轮减速器设计)（含全套CAD图纸） .pdf

第 1 页 共 25 页 机 电 系 机 电 系 课程设计报告课程设计报告 机械设计基础课程设计机械设计基础课程设计 设计题目： 设计题目： 带式输送机传动系统设计 带式输送机传动系统设计 专业班级： 专业班级： 学 学 号： 号： 设 设 计 计 人： 人： 指导老师： 指导老师： 完成日期：完成日期： 第 2 页 共 25 页 课程设计任务书课程设计任务书 设计题目：带式输送机传动系统设计（一级直齿圆柱齿轮减速器及带传动） 传动简图： 1.电动机 2.v 带 3. 减速箱 4.联轴器 5 滚筒 6.输送带 原始数据原始数据： ： （已知条件）已知条件） 说明： 1.单向运转，有轻微振动； 2.每年按 300 个工作日计算，每日工作二班。 完成日期:_年_月_日 设计指导教师：_ _年_月_日 任课教师:_ _年_月_日 评分与评语:_ 第 3 页 共 25 页 （二二） 设计内容） 设计内容 1、电动机的选择及运动参数的计算 2、v 带的传动设计； 3、齿轮传动的设计； 4、轴的设计； 5、联轴器的选择； 6、润滑油及润滑方式的选择； 7、绘制零件的工作图和装配图 (1)、减速器的装配图 (2)、绘制零件的工作图 注：装配图包括：尺寸标注、技术要求及特性、零件编号、零件明细表、标 题栏。 零件的工作图包括：尺寸的标注、公差、精度、技术要求。 10、编写设计说明书 (1)、目录； (2)、设计任务书； (3)、设计计算：详细的设计步骤及演算过程； (4)、对设计后的评价； (5)、参考文献资料。 （三三） 设计工作量） 设计工作量 1.减速器总装图一张 2.零件图二张 3.设计说明一份。 第 4 页 共 25 页 目 录 设计任务书 传动方案说明 电动机的选择 传动装置的运动和动力参数 传动件的设计计算 轴的设计计算 联轴器、滚动轴承、键联接的选择 减速器附件的选择 润滑与密封 设计小结 参考资料 第 5 页 共 25 页 一 一 传动方案说明传动方案说明 第一组：用于胶带输送机转筒的传动装置 1、工作条件：室内、尘土较大、环境最高温度 35； 2、原始数据： （1）输送拉力 f=3920n； （2）输送带工作速度 v=1.5m/s（允许输送带的工作速度误差为4%） ； （3）输送机滚筒直径 d=320mm； （4）卷筒效率=0.96（包括卷筒及轴承的效率） ； （5）动力来源：三相交流电源，电压为 380/220 伏； 第 6 页 共 25 页 二 二 电动机的选择电动机的选择 1、选择电动机类型选择电动机类型 1）1）电动机类型和结构型式电动机类型和结构型式 按工作要求和工条件，选用一般用途的 y(ip44)系列三相异步电 动机。它为卧式封闭结构。 2）2）电动机容量电动机容量 （1）卷筒轴的输出功率 pw 935 . 4 1000 5 . 1 3290 1000 = = = fv p w （2）电动机输出功率 pd w d p p = 传动装置的总效率 5 4 3 2 2 1 = 式中， ? 2 1 , 为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。由表 2-4 查得：v 带传动 96 . 0 1 = 滚动轴承2=0.99; 圆柱齿轮传动3=0.97; 弹性联轴器4=0.99; 卷筒轴滑动轴承5=0.96, 则 =0.960.99 2 0.970.990.960.86 故 kw p p w d 74 . 5 86 . 0 935 . 4 = = = (3)电动机额定功率 ped 由有关表格选取电动机额定功率 ped =7.5kw。 1） 电动机的转速 m n =601000v/3.14d=89.57 为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。由表 2-1 查 得 v 带传动常用传动比范围=24，单级圆柱齿轮传动比范围=36，则电动机 转速可选范围为 min / 4 . 1791 42 . 537 2 1 r i i n n w d = = 可见同步转速为 750r/min、1000r/min 和 1500r/min 的电动机均符合。 这里初选同步转速分别为 1000r/min 和 1500r/min 的两种电动机进行比较， 如下表： kw p d 574 . 5 = min / 57 . 89 r n w = 第 7 页 共 25 页 电动机转速 (r/min) 传动装置的传动比 方 案 电动机 型 号 额定 功率 (kw) 同 步 满载 电动 机 质量 (kg) 总传动 比 v 带传 动 单级减速 器 1 y132m- 4 7.5 1500 1440 38 16.14 3 5.38 2 y160m- 6 7.5 1000 970 63 10.83 3.3 3.28.28 由表中数据可知两个方案均可行，但方案 2 的传动比较小，传动传动装 置结构尺寸较小。因此可采用方案 2，选定电动机的型号为 y160m-6。 4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 由表查出 y132s-6 型电动机的主要技术数据和外形，安装尺寸，并列表 记录备用（略） 。 3计算传动装置总传动比和分配各级传动比 1）传动装置总传动比 83 . 10 57 . 89 970 = = w m n n i 2）分配各级传动比 取 v 带传动的传动比 7 . 2 1 = i ，则单级圆柱齿轮减速器的传动比为 28 . 3 3 . 3 83 . 10 1 2 = = i i i 所得 i2 值符合一般齿轮传动和圆柱单级齿轮减速器传动比的常用范围。 4计算传动装置的运动和动力参数 1）各轴转速 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 min / 62 . 89 28 . 3 / 94 . 293 min / 94 . 293 3 . 3 / 970 min / 970 2 / 1 0 0 r i n n r i n n r n n m = = = = = = 2）各轴输入功率 按电动机额定功率 ed p 计算各轴输入功率， 即 kw p p kw p p kw p p ed 9 . 6 97 . 0 99 . 0 2 . 7 2 . 7 96 . 0 5 . 7 5 . 7 3 2 1 1 0 0 = = = = = = = = i=10.83 kw p 5 . 7 0 = 第 8 页 共 25 页 3）各轴转矩 m n n p t = = = 8 . 73 970 5 . 7 9550 9550 0 0 0 m n n p t = = = 234 94 . 293 2 . 7 9550 9550 1 1 m n n p t = = = 3 . 735 62 . 89 9 . 6 9550 9550 将计算结果汇总列表备用（略） 。 三 三 皮带轮传动的设计计算皮带轮传动的设计计算 1、确定计算功率、确定计算功率 c p a k 为工作情况系数，查课本表 8.21 可得， a k =1.2 即 c p = a k ed p =1.27.5=9kw 2、选择、选择 v 带的型号带的型号 根据计算功率 c p =9kw，主动轮转速 1 n =970r/min,由课本图 8.12 选择 b 型普通 v 带。 3、确定带轮基准直径、确定带轮基准直径 2 1 d d d d 、 由课本表 8.6 和图 8.12 得 min d =125mm 取 1 d d =140mm min d 大带轮的基准直径，因为 2 1 n n i = 带 =3.3 所以 2 n =293.94r/min 3 1 2 1 2 = = d d d n n d .3140=462mm 由课本表 8.3 选取标准值 = 2 d d 475mm，则实际传动比 i，从动轮的实 际转速分别为 m n t = 8 . 73 0 m n t r n kw p i i i = = = 234 min / 94 . 293 2 . 7 m n t r n kw p ii ii ii = = = 3 . 735 min / 62 . 89 9 . 6 c p =9kw min d =125mm mm d d 475 2 = 第 9 页 共 25 页 39 . 3 140 475 1 2 = = = d d d d i 14 . 286 39 . 3 970 1 2 = = = i n n r/min 从动轮转速误差= 94 . 293 94 . 293 14 . 286 100%=-2.7% 在4%之间。 4、4、验算带速 验算带速 v v s m n d v d / 11 . 7 1000 60 970 140 1000 60 1 1 = = = 带速在 525 的范围内。 5、5、确定带的基准长度确定带的基准长度 d l 和实际中心距 和实际中心距 a a 根据课本（8.14）式得 0.7( 1 d d + 2 d d ) 0 a 2( 1 d d + 2 d d ) 得：430.5mm 0 a 1230mm 按照结构设计要求初定中心距 0 a =1100mm.由课本式(8.15)得： 2 0 = l 0 a + 0 2 1 2 2 1 4 ) ( ) 2 a d d d d d d d d + + （ =21100+ 2 (140+475)+ 1100 4 ) 140 475 ( 2 =3191.1mm 查课本表 8.4 可得： d l =3150mm 由课本(8.16)式得实际中心距 a 为 a 0 a + 2 0 l l d =1080mm 中心距 a 的变动范围为 min a =a-0.015 d l max a =a+0.03 d l min / 94 . 293 39 . 3 2 r n i = = v=7.11m/s 第 10 页 共 25 页 =(10800.0153150)mm=1033 =(1080+0.033150)mm=1175mm 6、6、校验小带轮包角校验小带轮包角 1 a 由课本式(8.17)得： 1 a = ? ? 3 . 57 180 1 2 a d d d d = ? ? 3 . 57 1100 140 475 180 = ? ? 120 55 . 162 7、确定、确定 v 带根数带根数 z 由课本(8.18 式)得 l a c k k p p p z ) ( 0 0 + 根据 1 d d =140mm、 1 n =970r/min,查表 8.10，用内插法得 = 0 p 1.82+ ） （ 800 960 800 980 82 . 1 13 . 2 =2.11kw 取 0 p =2.10kw 由课本式（8.11）得功率增量为 0 p 为 0 p = ) 1 1 ( 1 i b k n k 由课本表 8.18 查得 3 10 6494 . 2 = b k 根据传动比i=3.21 本表 8.19 得 i k =1.1373，则 0 p = kw ） （ 1373 . 1 1 1 970 10 6494 . 2 3 =0.31kw 由课本表 8.4 查得带长度修正系数 l k =1.03,本图 8.11 查得包角系数 a k =0.86，得普 v 0 l =3191.1mm d l =3150mm min a =1033mm、 max a =1175mm ? 120 55 . 162 1 = a = 0 p 2.096kw = 0 p 2.10kw 第 11 页 共 25 页 86 . 0 09 . 1 ) 31 . 0 10 . 2 ( 9 + = z 根 =3.96 根 圆整得 z =4 根 8、求初拉力、求初拉力 0 f 及带轮轴上的压力及带轮轴上的压力 q f 由课本表 8.6 查得 b 型普通 v 带的每米长质量 q=0.17 kg/m,根据课本式 （8.19）得单根 v 带的初拉力为 2 0 ) 1 5 . 2 ( 475 qv k zv p f a c + = = + 2 ) 1 . 7 ( 17 . 0 ) 1 86 . 0 5 . 2 ( 11 . 7 4 9 475 n =280.6n 由课本式（8.20）可得作用在轴上的压力 q f 为 q f =2 2 sin 1 0 a z f =2280.64 2 55 . 162 sin n =2219 9、 9、 设计结果设计结果 选 用 4 根 b 型 v 带 ， 中 心 距 a=1080mm, 带 轮 直 径 1 d d =140mm, 2 d d =475mm，轴上压力 q f =2219n。 z=4 根 0 p =0.31kw n f 6 . 280 0 = q f =2219n 第 12 页 共 25 页 四 四 齿轮传动的设计计算齿轮传动的设计计算 1、选择齿轮材料及精度等级、选择齿轮材料及精度等级 根据课本表 10.9 可得，小齿轮选用 45 钢调质，硬度为 217255hbs 大齿轮选用 45 号钢正火，硬度为 169217hbs。因为是普通减速器、由 课本表 10.21 选 8 级精度，要求齿面粗糙度 a r 3.26.3 m 。 2、2、按齿面接触疲劳强度设计按齿面接触疲劳强度设计 因两齿轮均为钢质齿轮，可应用课本式（10.22）求出 1 d 值。确定有关 参数与系数： 1）转矩 1 t 1 t =9.55 94 . 293 5 . 7 10 55 . 9 10 6 1 6 = n p nmm=2.4 5 10 nmm 2）载荷系数 k 查课本表 10.11 取 k=1.1 3）齿数 1 z 和齿宽系数 d 小齿轮的齿数 1 z 取为 25，则大齿轮齿数 2 z =100。因单级齿轮传动为 对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，由课本表 10.20 选取 d =1。 4）许用的接触应力 h 由课本图 10.24 查得 1 lim h = 560mpa, 2 lim h =530 mpa 由课本表 10.10 查得 h s =1 1 n = h njl 60 =60293.941（730016）=4.8 8 10 2 n = 1 n /i=4.87 8 10 /3.28=1.46 8 10 查课本图 10.27 得 1 nt z =0.95， 2 nt z =1.06。 1 t =1.1 5 10 nmm k=1.1 d =1 1 lim h = 560mpa 2 lim h =530mp a 1 n =4.8 8 10 2 n =1.46 8 10 第 13 页 共 25 页 由课本式（10.13）可得 1 h = mpa mpa s z h h nt 532 1 560 95 . 0 1 lim 1 = = 2 h = mpa mpa s z h h nt 562 1 530 06 . 1 2 lim 2 = = 故 82 532 28 . 3 1 28 . 4 10 4 . 2 1 . 1 43 . 76 ) 1 ( 43 . 76 3 2 5 3 2 1 1 = = + mm u u kt d h d m= mm mm z d 28 . 3 25 82 1 1 = = 由课本表 10.3 取标准模数 m=3.3mm 3、主要尺寸计算、主要尺寸计算 mm mm mz d 5 . 82 25 3 . 3 1 1 = = = mm mm mz d 330 100 3 . 3 2 2 = = = mm mm d b d 5 . 82 5 . 82 1 1 = = = 经圆整后取 1 b =85mm 2 b = 1 b +5mm=90mm ( ) ( )mm z z m a 100 25 3 . 3 2 1 2 1 2 1 + = + = =206.25mm 4、按齿根弯曲疲劳强度校核、按齿根弯曲疲劳强度校核 由课本式（10.24）得出 f ，如 f f 则校核合格。 确定有关系数与参数： 1） 、齿形系数 f y 查课本表 10.13 得 1 f y =2.65， 2 f y =2.18 1 h =532mpa 2 h =562mpa m=2.34mm 1 d =82.5 2 d =330mm b=85mm 1 b =90mm a=206.25mm 1 f y =2.65 第 14 页 共 25 页 2） 、应力修正系数 s y 查课本表 10.14 得 = = 2 1 59 . 1 s s y y ， 1.80 3）许用弯曲应力 f 由课本图 10.25 查得 mpa mpa f f 190 , 210 2 lim 1 lim = = 。 由课本表 10.10 查得 f s =1.35。 由课本图 10.26 查得 1 2 1 = = nt nt y y 由课本式（10.24）可得 35 . 1 210 1 lim 1 1 = = f f nt f s y =155.6mpa 35 . 1 190 2 lim 2 2 = = f f nt f s y =140.7mpa 故 mpa mpa y y z bm kt f s f f 150 116 59 . 1 65 . 2 25 34 . 2 65 10 1 . 1 1 . 1 2 2 1 2 5 1 2 1 1 = = = = mpa y y y y s f s f f f 108 59 . 1 65 . 2 8 . 1 18 . 2 116 1 1 2 2 1 2 = = = mpa f 136 2 = 9 箱盖、箱座肋 厚 m m 、 1 85 . 0 85 . 0 1 1 m m 8 . 6 6 1 = = m m 轴承端盖外径 2 d d+（55.5） 3 d ，d-轴承 外径 i 轴：120 ii 轴：140 轴承旁连接螺 栓距离 s 尽量靠近， 以 m 1 d 和 m 3 d 互 不干涉为准， 一般取 s= 2