带式运输机传动装置设计书.doc

带式运输机传动装置设计书一. 课程设计书 设计课题:设计一带式运输机传动装置.运输机连续单向运转, 工作是有轻微的振动,减速器小批量生产,使用期限10年 ,单班制工作,运输容许速度误差为5% 。 表一数据编号运输机的工作转矩（Nm）运输带工作速度（m/s）卷筒直径（mm）36900.8320二. 设计要求1.减速器装配图一张(A0)。2.绘制轴、齿轮零件图各一张(A3),绘制箱体零件图（A1)。3.设计说明书一份。三. 设计步骤 1.传动装置总体设计方案:1）. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。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。 2电动机的选择 (1) 电动机类型和结构形式的选择 Y系列三相交流异步电动机 (2) 确定电动机容量： 工作机阻力 带式运输机效率 工作机所需功率 V带传动的效率 轴承效率 （球轴承 西游润滑） 齿轮传动的效率 （齿轮为8级精度，稀油润滑） 弹性联轴器效率 传动装置的总效率 （3）电动机的选择 选择Y 系列三相异步交流电动机 型号为 Y132S-4 其参数如下表电动机型号额定功率kw满载转速额定转矩同步转速Y132S-45.514402.21500 3 传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配总传动比 传动比分配 初取 则 4 传动装置运动和运动参数计算 （1） 各轴转速 ； ； （2） 各轴输入功率 ； ； ； 。 (3)各轴输入转矩： ； ； ； 。将以上结果列入下表，供以后计算使用轴号输入功率P/kw输入转矩T/()转速n/(r/min)传动比i效率电动机轴4.01526.6314401轴3.81458.176626.092.30.992轴3.663230.58151.714.130.993轴3.517702.93847.783.1750.99工作机轴3.4575691.7747.7810.9935 V带的设计计算。 计算与说明主要结论一. 课程设计书 设计课题:设计一带式运输机传动装置.运输机连续单向运转, 工作是有轻微的振动,减速器小批量生产,使用期限10年 ,单班制工作,运输容许速度误差为5% 。 表一数据编号运输机的工作转矩（Nm）运输带工作速度（m/s）卷筒直径（mm）36900.8320二. 设计要求1.减速器装配图一张(A0)。2.绘制轴、齿轮零件图各一张(A3),绘制箱体零件图（A1)。3.设计说明书一份。三. 设计步骤 1.传动装置总体设计方案:1）. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。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。 2电动机的选择 (1) 电动机类型和结构形式的选择 Y系列三相交流异步电动机 (2) 确定电动机容量： 工作机阻力 带式运输机效率 工作机所需功率 V带传动的效率 轴承效率 （球轴承 西游润滑） 齿轮传动的效率 （齿轮为8级精度，稀油润滑） 弹性联轴器效率 传动装置的总效率 （3）电动机的选择 选择Y 系列三相异步交流电动机 型号为 Y132S-4 其参数如下表电动机型号额定功率kw满载转速额定转矩同步转速Y132S-45.514402.21500 3 传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配总传动比 传动比分配 初取 则 4 传动装置运动和运动参数计算 （1） 各轴转速 ； ； （2） 各轴输入功率 ； ； ； 。 (3)各轴输入转矩： ； ； ； 。将以上结果列入下表，供以后计算使用轴号输入功率P/kw输入转矩T/()转速n/(r/min)传动比i效率电动机轴4.01526.6314401轴3.81458.176626.092.30.992轴3.663230.58151.714.130.993轴3.517702.93847.783.1750.99工作机轴3.4575691.7747.7810.9935 V带的设计计算1 确定V带截型 工作情况系数 带式运输机工作载荷变化较小 由表7-7 取 计算功率 V带截型 由图7-12 选取 A型 V带2 确定V带轮基准直径 小带轮基准直径 由图7-12及表7-4 取 大带轮基准直径 mm 由表7-5知 ，取 验算带速 3 确定中心距及V带基准长度 初定中心距 由 得 初选 计算V带基准长度 V带基准长度 由表7-2 选取实际中心距 取a=532 验算小带轮包角 4 确定V带根数单根V带基本额定功率 由表7-6 单根V带额定功率增量 由表7-8 小带轮包角修正系数 由表7-9线性插值求得 带长修正系数 由表7-2 V带根数 所以取 5计算初拉力 V带单位长度质量 由表7-1 单根V带的初拉力 取 6 作用在轴上的载荷 A型 V带V=7.536m/s在允许范围内 a=532mm五 V带轮的设计 六 高速齿轮传动的设计 计算与说明主要结果 1 选择齿轮材料及确定初步参数 （1） 选择齿轮材料及热处理 由表8-1选取 小齿轮 40Cr 调制处理 ，齿面硬度 260NBW 大齿轮 45钢 调制处理 ，齿面硬度 230NBW（2） 初选齿数 取小齿轮 则大齿轮 取Z2=99（3）选选择齿宽系数选择齿宽系数 和传动精度等级： 初估小齿轮直径 螺旋角 照表8-8去齿宽系数=1 则 齿轮圆周速度 参照8-9 ，齿轮精度选为 8级（4） 计算需用接触应力 1）循环应力次数 小齿轮 大齿轮 2） 寿命系数 由图8-24 3) 接触疲劳极限 由图8-20a 可得 1=720Mpa 2=580Mpa 4） 安全系数 参照表8-11 =1 5） 许用接触应力 2按齿面接触疲劳强度设计齿轮的主要参数 （1） 确定各相关的参数值 1) 小齿轮转矩T1 2） 确定载荷系数 K 使用系数 由表8-4 取=1 动载系数 查图8-11 取 =1.11 齿间载荷分配系数 100N mm 所以由表8-5 取=1.4 由图8-14 取 所以 3) 弹性系数 由表8-6得 4） 节点区域系数 由图8-16得 5) 重合度系数 端面重合度 纵向重合度 因为 所以 (2) 求所需小齿轮直径 与初估d1基本相符 （3） 确定中心距a 模数 m等 1）模数 取标准模数 m=2 2）中心距 3） 螺旋角 4）分度圆直径 5）确定齿宽 大齿轮齿宽 取整 小齿轮齿宽 3 按齿根弯曲疲劳强度校核 1)计算许用弯曲应力 1）寿命系数 查机械设计 图8-29取 2）.极限应力 机械设计 图8-25a取， 3）.尺寸系数 查图8-30取 4）.安全系数 查表8-11取 E.许用弯曲应力 2)计算齿根弯曲应力 1）.齿形系数 当量齿数 查图8-18取 ， 2）.应力修正系数， 。 查图8-19取， 3）重合度系数 端面压力角 基圆螺旋角 当量齿轮端面重合度 4）.螺旋角系数 查图8-31取 5）齿根弯曲应力 结论：齿根弯曲疲劳强度足够。 小齿轮 40Cr 调制大齿轮 45钢 调制初选=1齿轮精度选为 8级K=1.69m=2a=117mm七 低速级齿轮传动 计算与说明 主要结论1 选择齿轮材料及确定初步参数 （1） 选择齿轮材料及热处理 由表8-1选取 小齿轮 40Cr 调制处理 ，齿面硬度 260NBW 大齿轮 45钢 调制处理 ，齿面硬度 230NBW（2） 初选齿数 取小齿轮 则大齿轮 取Z=95（3）选选择齿宽系数选择齿宽系数 和传动精度等级： 初估小齿轮直径 螺旋角 照表8-8去齿宽系数=1.2 则 齿轮圆周速度 参照8-9 ，齿轮精度选为 8级（5） 计算需用接触应力 1）循环应力次数 小齿轮 大齿轮 2） 寿命系数 由图8-24 3) 接触疲劳极限 由图8-20a 可得 1=720Mpa 2=580Mpa 4） 安全系数 参照表8-11 =1 5） 许用接触应力 2按齿面接触疲劳强度设计齿轮的主要参数 （1） 确定各相关的参数值 1) 小齿轮转矩T1 2） 确定载荷系数 K 使用系数 由表8-4 取=1 动载系数 查图8-11 取 =1.02 齿间载荷分配系数 100N mm 所以由表8-5 取=1.2 由图8-14 取 所以 3) 弹性系数 由表8-6得 4） 节点区域系数 由图8-16得 5) 重合度系数 端面重合度 纵向重合度 因为 所以 (2) 求所需小齿轮直径 与初估d1基本相符 （3） 确定中心距a 模数 m等 1）模数 取标准模数 m=2 2）中心距 3） 螺旋角 4）分度圆直径 5）确定齿宽 取整b=62 大齿轮齿宽 小齿轮齿宽 3 按齿根弯曲疲劳强度校核 1)计算许用弯曲应力 1）寿命系数 查机械设计图8-29取 2）.极限应力 机械设计 图8-25a取， 3）.尺寸系数 查图8-30取 4）.安全系数 查表8-11取 E.许用弯曲应力 2)计算齿根弯曲应力 A.齿形系数 当量齿数 查图8-18取 ， B.应力修正系数， 。 查图8-19取， C.重合度系数 端面压力角 基圆螺旋角 当量齿轮端面重合度 D.螺旋角系数 查图8-31取 E.齿根弯曲应力 结论：齿根弯曲疲劳强度足够。4、轴的设计4.1高速轴设计：（1）材料：选用40Cr调质处理，查表15-3取=35Mpa，A=102（2）各轴段直径的确定由，P=3.814kw,则因为有键连接，所以 mm 所以取d1=20mm，L1=63 mm； L2装轴承套也起轴向定位作用，所以取d2=24mm，L2=44mm；L3装轴承，所以取d3=25mm，L3=30mm； d7也是装轴承，取d7=25，L7=27mm；d6段为齿轮轴过渡段，取d6=30mm，L6=8mm；d5段我齿轮轴段，L5=b1=54mm；d4段为过渡段取d4=29mm，L4=84mm初选轴承7205AC，其内径为25mm，所以取；右起第二段装齿轮，为了便于安装，取 ，左端用轴端挡圈定位；右端轴肩高（0.070.1），去4mm，则；第四段装轴承，所以；初取，；综上所述：该轴的长度L=315mm4.2中间轴设计：（1）材料：选用40Cr调质处理，查表15-3取=35Mpa，A=102（2）各轴段直径的确定： 由, p=3.663,n=151.71则mm,段要装配轴承，选用7306AC轴承，=30mm，=28mmd2段为齿轮轴过渡段，取d2=36，L2=8d3装配低速级小齿轮，采用齿轮轴，L3=70mm，d3段主要是定位高速级大齿轮，取d4=45mm，L4=10mm，d4装配高速级大齿轮，取d4=38mm，L4=44mmd5段要装配轴承，取d5=30mm，L5=35mm取齿轮距箱体内壁距离为：10mm；由于箱体铸造误差，在确定轴承位置时，应距箱体内壁一段距离：8mm。故该轴总长为：L=202mm4.3低速轴设计：（1）材料：选用40Cr调质处理，查表15-3取=35Mpa，A=102（2）各轴段直径的确定：由, 则,考虑到该轴段上开有键槽，因此取=45mm，=82mm。d2为过渡段，取d2=52。L2=68mmd3装轴承，选用7211AC轴承,取d3=55，L3=33d4段为过渡段，取d4=60mm,L4=66mmd5做定位轴肩，取d5=70mm L5=6mmd6装配低速级大齿轮, ,取,d6=62mm，L6=60mmd7装配轴承,选用6011AC取d7=55mm, =47mm 所以该轴的总长为：L=340mm（3）校核该轴 L1=54mm,L2=124mm 作用在齿轮上的切向力为：径向力为轴向力 求水平面的支承反力：M= 得求垂直面的支承反力： 得 得绘制垂直面弯矩图绘制水平面弯矩图求合成弯矩图：考虑最不利的情况，把直接相加求危险截面当量弯矩：从图可见，m-m处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数）计算危险截面处轴的直径因为材料选择调质，查得，查课本231页表14-3得许用弯曲应力，则：因为=65d，所以该轴是安全的。(4)弯矩及轴的受力分析图如下： 小齿轮 40Cr 调制 大齿轮 45钢 调制Z2=95齿轮精度选为 8级m=24.3低速轴设计：（1）材料：选用40Cr调质处理，查表15-3取=35Mpa，A=102（2）各轴段直径的确定：由, 则,考虑到该轴段上开有键槽，因此取=45mm，=82mm。装配轴承，选用7212AC轴承,取=52。L2=68mm靠轴定位,取=55mm,=33mm取=60mm,=66mmd5装配低速级大齿轮, ,取,d5=65mm，L5=91mm装配轴承,选用6012取=60mm, =35mm取齿轮距箱体内壁距离为：16mm；由于箱体铸造误差，在确定轴承位置时，应距箱体内壁一段距离：8mm。所以该轴的总长为：L=340mm（3）校核该轴 =155.5mm,=71.5mm 作用在齿轮上的圆周力为：径向力为求垂直面的支承反力：求水平面的支承反力：由得N绘制垂直面弯矩图绘制水平面弯矩图求合成弯矩图：考虑最不利的情况，把直接相加绘制当量弯矩Me图： 轴的转矩可按脉动循环考虑，已知轴的材料的为40Cr 调制，由表11-1查的 所以从图可见，m-m和n-n处截面较危险，其当量弯矩为：（取折合系数）计算危险截面处轴的直径：计入键槽的影响 计入键槽的影响所以该轴是安全的。(4) 弯矩及轴的受力分析图如下5.3低速轴上键的设计与校核 与联轴器联接的键 选用C型普通平键 已知=45mm，=703参考教材，取bh=149 L=80mm 强度校核查表5-2得 =100MP键的工作长度 加压应力 满足要求 所以所选键为:bhl=149906.3计算低速轴的轴承 轴承寿命校核 1)求轴承所受径向载荷, 对3号轴系进行受力分析： 总支反力 2)求轴承轴向载荷， 由表12-11知，7211AC轴承的内部轴向力 ,故 轴承1，2所受的轴向载荷 所以轴有向右运动的趋势，轴承2被压紧，轴承1被放松。 所以 3)计算轴承的当量动载荷, 轴承1 轴承2 由于 4)轴承的寿命计算 两端轴承选择相同的型号，且，故按计算。 球轴承；查机械设计P276页表12-7，温度系数; 查机械设计P276页表12-8，载荷性质系数 则所选轴承使用寿命大于所需寿命。 所以可以选用。9.箱体结构的设计减速器的箱体采用铸造（HT200）制成，采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量，大端盖分机体采用配合.1. 机体有足够的刚度在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度2. 考虑到机体内零件的润滑，密封散热。因其传动件速度小于12m/s，故采用侵油润油，同时为了避免油搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离H为40mm为保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为3. 机体结构有良好的工艺性.铸件壁厚为8，圆角半径为R=3。机体外型简单，拔模方便.4. 对附件设计 A 视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有窥视孔，能看到 传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用M5紧固B 油螺塞：放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。C 油标：油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出.D 通气孔：由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡.E 盖螺钉：启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。钉杆端部要做成圆柱形，以免破坏螺纹.F 位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸