文永备带传动课程设计说明书.doc

机械设计课程设计计算说明书 设计题目：设计带式运输机的传动装置装 控专业 09-1 班设计者： 文永备 学 号：09024100135指导老师： 周 瑞 强 2011年 12 月 30 日广东石油化工学院机械设计课程设计任务书 目录一、设计题目3二、传动装置总体设计3三、选择电机4四、确定传动装置的总传动比和分配传动比6五、计算传动装置的运动和动力参数7六、齿轮的设计8七、减速器机体结构尺寸如下13八、轴的设计16九、联轴器的选择32十、润滑方式的确定33十一、其他有关数据33十二、参考资料33一、 设计题目：带式输送机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器1 工作条件：单向运转，有轻微振动，经常满载，空载起动，单班制工作，使用期限为8年，输送带速度容许误差为5%。2 己知条件：输送带拉力：F= 2300 N，滚筒直径为D= 310 mm，输送带速度为：V= 2.1 m/s。二、 传动装置总体设计1. 组成：传动装置由电机、减速器、联轴器、输送带、滚筒组成。2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。 其传动方案如下：三、电动机选择1电动机类型和结构的选择因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y（IP44）系列的电动机。2电动机容量的选择1）工作机所需功率Pw PwFv/1000=23002.1/(10000.96)=5.03 KW2）电动机的输出功率PdPw/ kW其中：带传动效率：0.96每对滚子轴承的传动效率：0.988级精度圆柱齿轮的传动效率：0.98弹性联轴器的传动效率：0.99卷筒的传动效率：0.96则总的效率：=0.96PdPw/=5.03/0.87=5.53kW从表19-1中可选出额定功率为7.5kw的电动机。3电动机转速的选择卷筒轴转速为 n=601000v/(D)=6010002.1/(3.14310)=129.44r/min按表2-2推荐的传动比合理范围，二级圆柱齿轮减速器传动比i=840,则从电动机到卷筒子轴的总传动比合理范围为i=840。故电动机转速的可选范围为：n= in=(8-40) 129.44=1035.565177.6 r/min可见，电动机同步转速可选1500r/min和3000r/min两种。根据相同容量的三种转速，从表19-1中查出两个电动机型号，其中总传动比为：。式中-电动机满载转速,r/min；-工作机转速，r/min.一般推荐展开式二级圆柱齿轮减速器高速传动比i1与低速级传动比i2之间满足i1=(1.31.5)i2.表中取i1=1.4i2;i=i2i21.4.两种不同的传动比方案：方案电动机型号额定功率Pkw电动机转速r/min传动装置的传动比同步转速满载转速总传动比高速i低速i1Y 132S2-27.53000144011.123.802.932Y 132M-47.51500292022.553.975.564电动机型号的确定由表191查出电动机型号为Y 132M-4,其额定功率为7.5kW，满载转速1440r/min。基本符合题目所需的要求。四、计算总传动比及配各级的传动比1 计算总传动比由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为：i总nm/nw=1440/129.44=11.122 传动比分配分配原则：各级传动尺寸协调,承载能力接近,两个大齿轮直径接近以便润滑.(浸油深度)i总=i减=i高*i低=nm/nw i减减速器传动比i高减速器内高速级传动比 i低减速器内低速级传动比nm电动机满载转速 nw工作机转速i高=1.4* i低， i低i高= i总 由上表可得： i高=i1=3.80 ； i低=i2=2.93 。速度偏差为0.2%1.210齿轮端面与内箱壁距离15箱盖，箱座肋厚10轴承端盖外径+（55.5）120（1轴）130（2轴）150（3轴）八、 轴的设计：1、高速轴设计：1）、材料：选用45号钢调质处理。查课本第127页表6-1取=35Mpa, C=115。各轴段直径的确定：根据课本第245页式14-2mm 式中：P轴所传递的功率，KW n轴的转速，r/min C由轴的许用切应力所确定的系数得：=17.94mm查课程设计课本第194页得到电动机轴径d=38，所以取=38mm；查课程设计课本第146页联接器型号结合考虑得第一段轴长为82mm，L1=82mm。取39mm，查课程设计课本第282页结合计算得= m+e+2=50mm。取40mm，查课程设计课第130页表15-3,选用6009轴承,得轴承宽度为b=15mm, 所以取=40mm，=27mm。取46mm,因为要与中间轴中小齿轮相对齐，所在取，=90mm。为小齿轮直径，所以=49mm，为小齿轮宽度，即=50mm为轴肩直径，其值要比装轴承的直径段大，所以取=46，取8mm 为装轴承和轴套段，结合取=40mm，=15+15-3=27mm其中，为齿轮轴。2）、校核该轴和轴承：L1=82mm，=50mm，=27mm，=90mm，=50mm，=8mm，=27mm，L1= 104mm L2=129mm L3=47mm作用在齿轮上的圆周力为：=236.281000/54=1343.7N径向力为=1343.70.364=489.1N 求垂直面的支反力：=(129489.1)/(104+129)=270N=489.1-270=219N求垂直弯矩，并绘制垂直弯矩图：=219129/1000=28.3N.m=270104/1000=28 N.m求水平面的支承力：由得=1291343.7/(129+104)=744N=1343.7-744=600N求并绘制水平面弯矩图：=744104/1000=77N.m=600129/1000=77 N.m求F在支点产生的反力：=472300/(104+129)=464N=464+2300=2764N求并绘制F力产生的弯矩图：=230047/1000=108N.m=464104/1000=48N.mF在a处产生的弯矩：=464104/1000=48N.m求合成弯矩图：考虑最不利的情况，把与直接相加。=48+ =82N.m=62+=82求危险截面当量弯矩：最危险截面其当量弯矩为：（取折合系数）=84.8N.m计算危险截面处轴的直径：因为材料选择调质，查课本第127页表6-1得，许用弯曲应力，则：mm因为=40mmd，所以该轴是安全的。3）、轴承寿命校核：轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查课本166页表7-7,9，10取取按最不利考虑，则有：=+464= 1255N=+2764=3024.7N则=8.63年8年因此所该轴承符合要求。4）、弯矩及轴的受力分析图如下：5）、键的设计与校核: 由课程设计表122页14-24可查的,由于公称直径d=38mm,在3844范围内，故轴段上采用键：128, 采用A型普通键:键校核.为L1=80mm,综合考虑取=63得=436.281000/3863(50-10)=2.59Mpad，所以该轴是安全的。3）、轴承寿命校核：轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查课本279页表16-8,9，10取取按最不利考虑，则有：=+472.9=4012N=+3076.1= 6547N 则=8.2年。8轴承使用寿命在年范围内，所以该轴承符合要求。4）、弯矩及轴的受力分析图如下：5）、键的设计与校核：由课程设计表122页14-24可查的,由于公称直径d=57mm,在5058范围内，故、轴段上采用键：1610, 采用A型普通键:键校核:根据挤压强度条件，因为=43mm,综合考虑取=36mm得=4133.821000/5743(50-10)=2.94Mpad，所以该轴是安全的。（5）轴承寿命校核。轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查课本279页表16-8,9，10取取按最不利考虑，则有： 则年该轴承寿命为16.98年,所以轴上的轴承是适合要求的。（6）弯矩及轴的受力分析图如下：（7）键的设计与校核：因为d1=50mm轴段装联轴器，由课程设计表122页14-24可查的,由于公称直径d=50mm,在5058范围内，故轴段上采用键：1610, 采用A型普通键:键校核:根据挤压强度条件，因为=100mm,综合考虑取=80mm得所以所选键为: bhl:161080 因为=53mm，这一轴段装夹齿轮，参考课程设计课本第161页表16-28,由于公称直径d=53mm,在5058范围内，故轴段上采用键：1610, 采用A型普通键:键校核:根据挤压强度条件，因为=62mm,综合考虑取=56mm得所以所选键为: 九.联轴器的选择：计算联轴器所需的转矩： 查机械设计课本第291页中表17-1得：取 轴1：查课程设计课本第145页表17-1，选用型号为TL5的弹性套柱销联轴器。轴3：查课程设计课本第210页表19-5，选用型号为TL9的弹性套柱销联轴器。十、润滑方式的确定：因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小于，查课程设计课本第197页，根据各种润滑油的主要性质和用途，箱体内选用全损耗系统用油（GB443-89）中的L-AN100润滑油，装至规定高度。十一、其他有关数据减速器附件的选择1、通气器：选通气器（二次过滤），采用M27.51.52、油面指示器 3、选用游标尺M164、起吊装置：选用箱盖吊耳5、箱座吊耳R 7.56、选用外六角油塞及垫片M161.5十二、 参考资料1 机械设计吕宏 王慧 北京大学出版社, 2009 2 机械设计课程设计 陆玉 冯立艳 机械工业出版社， 20103 机械课程设计说明书 殷玉枫 北京：机械工业出版社，20064 程材料与成形技术基础 鞠鲁粤 北京：高等教育出版社 20045 几何量公差与检测 甘永立 上海：科学技术出版社，20050=0.87=2.93=480Mpa281.25Mpa50.89mm54mm103206mm=45mmb2=50mm3.81=2.93=1.56105.28Mpa3.01m/s=600Mpa, =450Mpa=480Mpa281.25 Mpad80.22mm=4590mm135270=75mmb4=80mm3125.47Mpa0.61m/s=38mmL1=82mm=39mm= 50mm=40mm=27mm=46mm=90mm=49mm=50mm=46mm=8mm=40mm=27mm1343.7N489.1N270N219N28.3N.m28 N.m744N600N77N.m77 N.m464N2764N108N.m48N.m48N.m82N.m82N.m84.8N.mmm1255N3024N8.63年bhl:1286326.52mm=45mmL1=27mm=57mmL2=8mm=85mm=50mm=57mmL4=6mm=51 =43mm=45=401299.2N8450.9N472.9N3076.1N-621N1981.8N29.2N.m37N.m3484.4N6265.7N163.8N.m-1074.5 N.m166.4N.m1075N.m172.9N.m1076