【JS040】皮带运输机传动装置单级减速器设计【课设】[F1150V1.41D222]【含4张CAD图+设计说明书】【机械类课程设计】
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皮带
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f1150v1
41
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- 内容简介：
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1 目录 目录 . 1 设计任务书 . 2 第一章 绪论 . 3 设计目的 . 3 动方案拟定 . 3 第二章 减速器结构选择及相关参数计算 . 4 动机类型及结构的选择 . 4 动机选择 . 4 定电动机转速 . 4 定传动装置的总传动比和分配级传 动比 . 5 力运动参数计算 . 5 第三章 普通 . 7 第四章 齿轮传动设计计算 . 8 第五章 轴的设计计算 . 12 速器输入轴 . 12 速器输出轴 . 15 第六章 键的选择与校核 . 19 第七章 箱体设计 . 20 第八章 滚动轴承的选择与计算 . 22 第九章 润滑与密封 . 24 第十章 设计总结 . 25 参 考 文 献 . 26 2 设计任务书 设计一带式输送机用单级圆柱齿轮减速器。已知运输带输送拉力F=速 V=s，传动滚筒直径 D=222电动机驱动，预定使用寿命 8年（每年工作 300 天），工作为二班工作制，载荷轻，带式输送机工作平稳。工作环境：室内灰尘较大，环境最高温度 35。动力来源：电力，三相交流 380/220 伏。 设计任务要求： 1. 减速器装配图纸一张（号图纸） 一张 2. 大小 齿轮零件图纸各一张（号图纸） 两张 3. 设计说明书一分 一份 3 第一章 绪论 设计目的 （ 1）培养我们理论联系实际的设计思想，训练综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际 进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。 （ 2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。 （ 3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理 等 设计方面的能力。 1、传动系统的作用及传动方案的特点： 机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式 以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。 本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。 带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。 齿轮传动的传动效率高， 适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。 减速器的箱体采用水平剖分式结构，用 铸铁铸造而成。 2、传动方案的分析与拟定 1、工作条件：使用年限 8 年，工作为 二 班工作制，载荷平稳，室内工作。 2、原始数据：滚筒圆周力 F= 带速 V=s； 滚筒直径 D=222 3、 方案拟定： 采用 带传动与齿轮传动的组 合，即可满足传动比要求，同时由于 带传动具有良好的缓冲，吸振性能， 适应大起动转矩工况要求，结构简单， 成本低 ，使用维护方便。 4 第 二 章 减速器结构选择及相关参数计算 动机类型及结构的选择 本减速器设计为水平剖分， 选用 Y 系列三相异步电动机，封闭卧式结构。 动机选择 （一）工作机的功率 Pw V/1000=1150000=二）总效率总总=带 齿轮 联轴器 2轴承=三）所需电动机功率= 1 . 6 2 / 0 . 9 1 = 1 . 7 8 k 总 查机械 设计 课程设计 得 定电动机转速 卷筒工作转速为： n 卷筒 =601000V/（ D） =据机械设计课程设计 350 表 20荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比 i 齿 =36 范围。取 带传动比 i 带 =24。则总传动比理论范围为： i 总 =624。 故电动机转速的可选范为 dn=i 总 符合这一范围的同步转速有： 750、 1000 和 1500r/由标准查出 两 种适用的电动机型号： 方案 电 动 机型 号 额 定 功 率 电动机转速 (r/同 步 满 载 1 500 1440 2 000 960 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、结构和带传动、减速器传动比 ， 可见第 1 方案比较适合。 电动机额定功率 定电动机型号 为5 因 此选定电动机型号为 440 r/ 1、 确定传动装置的总传动比 由选定的电动机满载转速 i 总 =n=1440/2、 分配各级传动装置传动比： 总传动比等于各传动比的乘积 i 总 =i 带 i 齿 取带i=3（普通 V 带 i=2 4） 因为： i 总 =i 带 i 齿 所以： i 齿 i 总 i 带 力运动参数计算 （一 ）转速 n 0n =1440 0n /i 带 = 满n /i 带 =1440/3=480（ r/ i 齿 =480/r/ r/ （二）功率 P 0 1 I 轴：10 1 . 7 8 0 . 9 6 = 1 . 7 1P P k w 带 ：21 1 . 7 1 0 . 9 9 5 0 . 9 8 = 1 . 6 7P P k w 齿 轴 承卷筒轴 ：32 1 . 6 7 0 . 9 9 5 0 . 9 8 = 1 . 6 3P P k w 齿 轴 承（三） 转矩 T 0009 5 5 0 / 9 5 5 0 1 . 7 8 / 1 4 4 0 = 1 1 . 8T P N m i 带 =3 i 齿 =n =480（ r/ r/ r/ 1=2=3=6 I 轴 10 1 1 . 8 0 . 9 6 3 = 3 4T T i N m 带 带21= = 3 4 0 . 9 9 5 0 . 9 8 3 . 9 5 = 1 3 1T T i N m 齿 轴 承 齿 轮卷筒轴32= = 1 3 1 0 . 9 9 0 . 9 8 = 1 2 7T T N m 联 轴 器 轴 承将上述数据列表如下： 轴号 功率 P/ N /( T / (N m) i 0 440 1 80 34 2 31 27 1 N m) 4 (N m) 31 (N m) 27 (N m) 7 第三章 普通 V 形带传动 设计 设计普通 V 形带传动须确定的内容是：带的型号、长度、根数，带轮的直径、宽度和轴孔直径中心距、初拉力及作用在轴上之力的大小和方向 1、选择带的型号： 查表 6 4 得 则计算功率为 AP=据 1n 、 表和 1图 7取 B 型带。 2、确定带轮基准直径、验算带速 查资料 1表 77取 25速带速验算： V=n1d 1/（ 100060） =251440/100060=s 介于 525m/s 范围内，故合适 大带轮基准直径 d2=n1/n2d 1=3125=375 3、 确定带长和中心距 a： d1+（ d1+ 125+375） （ 125+375） 350mm000定中心距 00 ，则带长为 （ d1+（ 2/(4=2600+（ 125+375） /2+（ 3752/(4600) =2011 7 2 表，按标准选带的基准长度 000实际 中心距 a=2=600+(20002=594.5 、 验算小带轮上的包角 1 1=180-(57.3/a=20 小轮包角合适 5、 确定带的根数 由式 11c P K K 确定 V 带根数， 查 7 6 表得1P 7 8 表 得1P 7 2 表 得查 7 9 表 K Z= ( = 故要取 3 根 B 型 V 带 选 B 型带 25mm 75中心距 a =轮包角合适 选 3 根 V 带 8 1 选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级 第 四 章 齿轮 传动 设计计算 选择小齿轮材料为 40质），硬度为 280齿轮材料为 45 钢（调质），硬度为 240者材料硬度差为40轮精度初选 8 级 2 初选主要参数 5 ， u=u=25 取 99 5 99 3 按齿面接触疲劳强度计算 1、计算小齿轮分度圆直径 21 12 确定公式内的各计算数值： 1)试选载荷系数2)计算小齿轮传递的转矩 1 34T N m3）由 2机械设计中表 10取齿 宽系数d=1 4）由 2中表 10的材料的弹性影响系数 1 5）区域系数 6）由 2中图 10齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 001 ；大齿轮的接触疲劳强度极限502 。 7）由 2中式 10 13 计算应力循环次数 60n1 60 320 1（ 2 8 300 8） 08 108 1 34T N m 108 108 9 8）由 2中图 10接触疲劳寿命系数 ）计算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1，安全系数 S 1，由 2中式（ 10 12）得 H1错误 !未找到引用源。 S*K 1 00558 H 2 S*K 2 550H1=558 H = 计算 1、计算各主要数据： 1）试算小齿轮分度圆直径 入 H 中较小值 23112 1t = 3 232 1 . 3 3 4 1 0 4 . 9 5 2 . 5 1 8 9 . 81 3 . 9 5 5 3 3 . 5 =44.4 ）计算圆周速度 v= 1160 1000= 4 4 8 06 0 1 0 0 0 =s 3）计算齿宽 b 及模数 d* 4.4 mm 1 h=b/h=) 计算载荷系数 k 已知工作有轻振，所以取 据 v=s， 8级精度 v=s b=44.4 mm h=b/h=10 由 2中图 10 8 查得动载系数 由 2中表 10 4 用插值法查得 8 级精度，小齿轮相对轴承对称布置时， KH= 2中图 10 13 查得 KF=齿轮 KH=KF=1。故载荷系数 K= V* KH* KH=1 ）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由 2中式（ 10 10a）得 错误 ! 未找到引用源。= 31 / 34 4 / 1 ）计算模数 m m 11 K=错误 !未找到引用源。 =m = 按齿根弯曲强度设计 由式 (10 5)得弯曲强度的设计公式为 m 3 21 2 F 1、确定计算参数 1）由 2中图 10得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 620齿轮的弯曲疲劳强度极限520 2）由 2中图 10弯曲疲劳寿命系数）计算弯曲疲劳许应力 取弯曲疲劳安全系数 S= 由 2中式（ 10F= 得F1 = F2 =）计算载荷系数 K= KF *KF=1 ）查取齿型系数 1F = F =11 由 2中表 10 5 查得 ）查取应力校正系数 由 2中表 10 5 查得 ）计算大、小齿轮的 1 11F 28 = 2 22F =齿轮的数值大。 2、设计计算 m 3322 1 . 7 5 3 4 1 0 0 . 0 1 1 81 2 5 =比计算结果，可取由弯曲强度算得的模数 就近圆整为标准值 m=接触疲劳强度算得的分度圆直径出小齿轮齿数 m= 30 大齿轮齿数 30= 取 119 1 11F 2 22F m m=1 =30 119 6 几何尺寸计算 1）计算分度圆直径 m 30=45 mm d2=m 119=）计算中心距 a=m（ /2= 30+119） /2= ）计算齿轮宽度 b= d =45 45 50mm 68 mm a=2 =451 =5012 第 五 章 轴 的设计计算 设计内容 计算及说明 结 果 1 初步确定轴的最小直径 选用 45#调质，硬度 217轴的输入功率转矩 480 r/据 2中 15，并查表 150A=115 30 =115 3 误 !未找到引用源。 = 2 求作用在齿轮上的受力 因已知道小齿轮的分度圆直径为 1d =45而 1tF=2 =错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 =1511N 1 1511*20 =550 N 1 1511 550 轴的结构设计 1、拟定轴上零件的装配方案 1， 5 滚动轴承 2 轴 3 齿轮轴的轮齿段 6 密封盖 13 7 轴承端盖 8 轴端挡圈 9 半联轴器 2、确定轴的各段直径和长度 1）从联轴器开始右起第一段，由于联轴器和轴通过键连接，则轴应该增加 5%，取 20据计算转矩 错误 !未找到引用源。 误 !未找到引用源。A*错误 !未找到引用源。1=4= 标准 5483 1986，选用 凸缘联轴器，半联轴器长度为 1l =52段长 1L =50）右起第二段，考虑联轴器的轴向定位要求，该段的直径取 35 据轴承端盖装拆与便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器左端面的距离为 15 取该段长为 2L =50 3）右起第三段，该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，则轴承有径向力，而轴向力为零，选用 6208 型轴承，其尺寸* =40*80*18，那么该段的直径为 40度为3L=18 4）右起第四段，为滚动轴承的定位轴肩，其直径应小于滚动轴承的内圈外径，取直径为 48度取 4L = 13 5）右起第五段，该段为齿轮轴段，由于齿轮的齿顶圆直径为 70度圆直径为 68 轮的宽度为 74，此段的直径为 70度取5L=74 6）右起第六段，为滚动轴承的定位轴肩，其直径应小于滚动轴承的内圈外径，取 48度为6L=13 7）右起第七段，该段为滚动轴承的安装出处，取轴径为 40 度为 7L =18 0d 01 2 35d 50L 40d 18L 48d 13L 70d 74L 48d 13L 40d 18L 求 1 根据轴承支反点的作用点及轴承和齿轮在轴上的安装位置， 14 轴上载荷 建立力学模型。 水平的支反点： 2=1744N 垂直的支反 点：由 于选用 深沟球轴 承则, 那么2 =635N 垂直面的弯矩： L/2=635*145/2=46 N m * L/2=635*145/2=46 N m 水平面的弯矩： L/2=1744*145/2= m 求合成弯矩： 22 M （）（ 错误 !未找到引用源。 = m 22 M ）（）（ m 轴传递的转矩： T= m 2、做轴上各段受力情况及弯矩图 1744 N 635 N 46 m4 6 m 1 2 6 m 1 3 4 15 3、判断危险截面并验算强度 由图可见， 面最危险，其当量 弯矩： 22 （）（ 认为轴的扭切应力是脉动循环变力，取折合系数 a=入 22 （）（ = 221 3 4 . 5 0 . 6 1 1 8 . 6（ ） （ ） = m 轴的材料选用 45 号钢，调质处理，查表得： B 错误 !未找到引用源。 = 650 =60： d33 1 5 2 . 2 1 0 0 0 2 9 . 40 . 1 - 1 b 0 . 1 6 0Me 除了右起第一段外，其他设计轴的最小直径 35所以安全。 现在校核第一段： m 轴的材料选用 45 号钢 ，调质处理，查表得： 错误 !未找到引用源。 = 650 =60 16 有： d33 4 1 . 1 6 1 0 0 0 1 6 . 80 . 1 - 1 b 0 . 1 6 0Me 第一段直径为 20以安全。 设计内容 计算及说明 结 果 1 初步确定轴的最小直径 选用 45#调质，硬度 217轴的输入功率 矩21.4 r/据 2中 15，并查表 150A=115 30 =115 3 = 2 求作用在齿轮上的力 因已知道大齿轮的分度圆直径为 2d =178.5 而 1tF=3385 N 1 3385* 201232N 1 3385 1232 3 轴的结构设计 1、 拟定轴上零件的装配方案 1， 5 滚动轴承 2 轴 3 齿轮 4 套筒 6 密封盖 7 键 8 轴承端盖 9 轴端挡圈 10 半联轴器 17 2、 确定轴的各段直径和长度 1)从联轴器开始右起第一段，由于联轴器和轴通过键连接， 则 轴 应 该增 加 5% ，取 30 根 据计 算转 矩=31=表知，选用 弹性柱销联轴器，半联轴器长度为1l=52 段长为1L= 50 2）右起第二段，考虑联轴器的轴向定位要求，该段的直 径取 50 据轴承端盖装拆与便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器左端面的距离为 15 去该段长为 2L =50 3）右起第三段，该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，则轴承有径向力，而轴向力为零，选用 6211 型轴承，其尺寸* =55*100*21，那么该段的直径为 55度为3L= 4）右起第四段，该段装有齿轮，并且齿轮与轴用键连接，直径要增加 5%， 大齿轮的分度圆直径为 330则该段的直径取 60轮宽为 b=68了保证定位的可靠性，取轴段长度为 6）右起第五段，考虑齿轮的轴向定位，定位轴肩，取轴肩直径5D= 66度取5L=10 6）右起第六段，为滚动轴承的定位轴肩，其直径应小于滚动轴承的内圈外径，取6D= 60 度为6L= 7）右起第七段，该段为滚动轴承的安装出处，取轴径为7D= 55 度为7L=21 1 30d 01 2 50 2 50L 3 55d 60d 4 66L 5 665 10L mm 6 557 21L 求轴上的载荷 1、根据轴承支反点的作用点及轴承和齿轮在轴上的安装位置，建立力学模型。 水平的支反点：2= 1 6 9 2 N616 N 18 垂直的支反 点 ； 由 于选用 深沟球轴 承则, 那么2=616N 垂直面的弯矩： 2L =616* m *错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。=616*m 水平面弯矩： 错误 !未找到引用源。 =m 求合成弯矩： 22 M （）（ m 轴传递的转矩： T=m 2、作出轴上各段受力情况及弯矩图 2)判断危险截面并验算强度； 由图可见， 面最危险，其当量弯矩： 22 （）（ 认为轴的扭切应力是脉动循环变力，取折合系数 a=入： 1 2 2 m 1 3 0 246 m 19 22 （）（ =246 N m 轴的材料选用 45 号钢，调质处理，查表得： B = 650 =60： d 33 2 4 6 1 0 0 00 . 1 - 1 b 0 . 1 6 0 =的最小直径为 30以安全。 设计内容 第 六 章 键的选择与校核 结 果 1 输入轴上的键连接 1、输入轴与联轴器 1 联接采用平键联接 轴径 d=20L=50T=34 N m 查看相关手册，选择 C 型平键 由 2中表 6， B 键的b=6h=6 L =00 h=6p= 32 10 32 3 4 1 00 4 0 2 0 =8400 h 轴承预期寿命足够，合格。 1651 C=13551N 0h 24 2 输出轴轴承设计计算 1、该轴承在工作条件下只受到径向力作 用 , Pr=601 N 2、 轴承应有的径向基本额定载荷值； C= 61060 2中相关表格易得， , =3，则 C= 61060 61 . 3 1 2 3 2 6 0 6 6 3 8 4 0 01 1 0 =、 选择轴承； 选择 6211 型， N )(6010 66 31 0 1 3 5 5 0 0()6 0 6 6 1 . 3 1 2 3 2=h 24000 h 所选轴承寿命足够，合格。 1601 C=hL h 25 设计内容 第 九 章 润滑与密封 结 果 1 润滑 1、齿轮的润滑 : 采用浸油润滑，由于低速级周向速度为零，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为 40 （九） 滚动轴承的润滑 : 由于轴承轴向速度为零，所以已开设油沟飞溅润滑。 （十） 润滑油的选择 : 齿轮与轴承用同种润 滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备
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