机械设计基础课程设计--带式输送机传动装置设计说明书例.doc

机 械 设 计 基 础 课程 设 计 说 明 书机械设计课程计算内容一、传动方案拟定.二、电动机的选择三、确定传动装置总传动比及分配各级的传动比.四、传动装置的运动和动力设计五、普通V带的设计六、齿轮传动的设计七、轴的设计.八、滚动轴承的选择.九、键连接的选择与校核十、轴连接器选择十一、减速器箱体和附件的选择十二、润滑与密封十三、三维动画十四、设计小结十五、参考文献设计课题：机械设计基础课程设计 设计一个带式输送机传动装置，已知带式输送机驱动卷筒的驱动功率，输送机在常温下连续单向工作，载荷平稳，环境有轻度粉尘，结构无特殊限制，工作现场有三相交流电源。 原始数据： 传送带卷筒转速nw(r/min)= 127.8r/min减速器输出功率pw(kw)=2.33kw使用年限Y（年）=10年 设计任务要求：1， 主要部件的总装配图纸一张2， A1,典型零件的总做图纸2张 3， 设计说明书一份（20页左右）。 计算过程及计算说明：一，传动方案拟定及说明。设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动。1，使用年限9年，工作为双班工作制，载荷平稳，环境有轻度粉尘。、原始数据：传送带卷筒转速nw(r/min)=128 r/min减速器输出功率pw(kw)=2.10kw使用年限Y（年）=10年方案拟定：1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。1.电动机 2.V带传动 3.圆柱齿轮减速器4.连轴器 5.滚筒 二、电动机的选择1、电动机类型和结构的选择：选择Y系列三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。2. 、电动机容量选择：电动机所需工作功率为： 式（1）：da (kw) 由电动机至运输带的传动总效率为：总=2式中：1、2、3、4分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器。 =0.96 =0.99 =0.97 =0.99 5=0.96 总=0.89所以：电机所需的工作功率： da =2.0/0.86=2.33kw3.额定功率ped=3kw . 4. 根据手册表推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围 i2 =3。带传动比i1= 2 4取带传动比=。则电动机转速可选为： Nd=87*（2-4）*（3-6）=582-2328r/min 则符合这一范围的同步转速有：1000、1500方案电动机型号额定功率电动机转速同步电动机转速满载电动机质量总传动比V带传动比单机减速器21Y132 S-6Y100L2-433100015009601420633810.9116.142.734.045.38方案2的发动机的传动比比较小，传动装置的尺寸相对小。所以选择Y132 S-6三、计算传动装置的动力和动力参数由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速n1、可得传动装置总传动比为： I总=960/97=9.90分配传动装置传动比i总=i1i2 （式中i、i分别为带传动 和减速器的传动比） 2、分配各级传动装置传动比： 根据指导书P7表1，取i1=2.7（普通V带 i1=24）所以：i2I总i13.67（符合36）将传动装置各轴由高速至低速依次定为轴，轴，.以及i0,i1，.为相邻两轴间的传动比01，12，.为相邻两轴的传动效率P，P，.为各轴的输入功率 （KW）T，T，.为各轴的输入转矩 （Nm）n,n,.为各轴的输入转矩 （r/min）可按电动机轴至工作运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数1、 运动参数及动力参数的计算（1）计算各轴的转数： 0轴：n0= nm=960（r/min）轴：n=nm/ i1=9600/2.7=356（r/min）轴：n= n/ i2 =356/3.67=97r/min（2）计算各轴的功率：0轴：P0=P ed=3（KW）轴： P=Pd01 =Pd1=3*0.85=2.33（KW）轴： P= P12= P23 =5.23*0.98*0.98=2.10（KW）（3）计算各轴的输入转矩：电动机轴输出转矩为： 0轴：T0=9550Pd/nm=29.84Nm轴： T= 9550*p1/n1=77.26Nm 轴： T= 9550*p2/n2 =9550*2.77/97=272.72 Nm项目电动机轴高速轴低速低低速轴转速（r/min）960356197功率kw32.882.77转矩n.m29.8477.26272.72传动比2.73.67效率0.960.97四、带轮的设计1.带传动 （1）选择普通V带型号查表得KA=1.1，故PC=KAP=1.12.33=2.563（ KW）（2）Pc=2.563 n1=960（r/min）查表13-15确定位于z到a之间选A型(3),求大，小带轮基准直径d1,d2, 由表得，d1=100mm， D2=n1/n2*d1=270mm由表13-9, 取d2=280mm(4), 带速验算： V=n1d1/（100060）=3.14*100*960/60*1000=5.02m/s介于525m/s范围内，故合适 (5),求V带基准长度Ld和中心距a 初步选取中心距a0=1.5（d1+d2）=1.5*(100+270)=555mm取a0=600.符合0.7（d1+d2）a02（d1+d2） 3-2得带长。 L0=2a0+（d1+d2）+（d2-d1）2/(4a0)= 2*600+3.14/2 (100+270)+(270-100)2 /4*600=1793mm 由表13-2选用Ld=1800实际中心距a=a0+(Ld-L0)/2=600+7/2=603.5mm (6), 验算小带轮上的包角11=180-(d2-d1)57.3/a =180-(280-100)57.3/603.5=16401200 合适 (7)确定带的根数z,查表13-3P0=0.95 I=2.7 表13-5P0=0.11kw 表13-7 K=0.96 13-2 KL=1.01Z=PC/（(P0+P0)KLK） =2.49故要取3根A型V带(8), 计算轴上的压力由书13-1的初拉力公式有 F0=500PC（2.5/K-1）/z c+q v2 =5002.563（2.5/0.96-1）/（35.02）+0.152 =139.335N由课本作用在轴上的压力 FQ=2zF0sin(/2)d0dHdaL =23139.335sin(164/2)=827.874N 大带轮 ：腹板式ds=（0.8-1.2）D取 d=40mm da=280mm ds=40mmd=da-2ha=280-2*3=274mm B=2e+2f=60mm L=0.8ds=72mmdh=2ds=80 dr=da-2(H+)=280-2*(12+6)=244mmd0=(dh+dr)/2=(244+80)/2=162mm H=ha+hf=3+9=12mms=0.3D=0.3*60=18mm s1=1.5s=27mm s2=0.5s=9mmL=40*1.8=72mmdsddaLBdhdrD0sS1S24027428072608024416218279五、齿轮设计：(1)、选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。小齿轮选软齿面，大齿轮选软齿面，中等冲击。小齿轮的材料为40Cr调质，齿面硬度为217286HBS, Hlim1=700Mpa, FE1=590 Mpa大齿轮的材料为45钢调质，齿面硬度为197-286 HBS, Hlim2=580Mpa,FE2=450Mpa轮精度初选8级由表11-5，取SH=1.1SF=1.3H1=Hlim2/H=700/1.1=636.36MpaH2=Hlim1/SH=590/1.1=527.27MpaF1= FE/SF=590/1.3=453.8MpaF2=FE/SF=450/1.3=346.15Mpa(2)、初选主要参数 Z1=25 ，u=3.67 Z2=Z1u=253.67=92 齿宽系数为0.8（3）按齿面接触疲劳强度设计 计算小齿轮分度圆直径 d1 载荷系数 查课本表6-6 取K=1.1 由课本表6-7 ZE=188 区域系数 ZH=2.5 d1 =75.46mm实际传动比i=92/25=3.68 齿宽b2=0.8*75.46=63.368 取b2=70mm b1=80mm(4)确定模数 m=d1/Z1=75.46/25=3.2 取标准模数值 m=3.5小轮分度圆直径d1=mZ=2.7540=90mm齿轮啮合宽度b=dd1 =1104=104.6mm d1=mZ=25*3.5=87.5mmd1 d2=mZ=3.5*92=322d2a=m （Z1+Z2）=3.5（92+25）/2=204.75 mm验算齿轮弯曲强度复合齿轮系数 YFA1=2.74 YFA2=2.23YSA1=1.58 YSA2=1.78由式得 F1=2KT1 YFA1 YSA2/bmZ1=34.3F1F2= YFA2 YSA2/ YFA1 YSA2=31.45F2（7）验算初选精度等级是否合适齿轮圆周速度 v=d1n1/（601000）=3.1487.5*960/（601000*3.67） =1.198 m/s6对照表6-5可知选择8级精度合适。小齿轮大齿轮m3.53.5a204.75204.75z2592d87.5322da94.5329df83.125317.625b8070六、减速器装配草图的确定 1试图的选择与布置图面根据两个齿轮的中心距离还有吃的直径确定箱体的大体的大小2确定齿轮位置和箱体内壁线3确定箱体轴承座的位置4初算抽的直径5轴的结构设计6轴 轴承及键连接的校核设计2=0.025a+8 取为8mm 1=0.02a+8mm 取为8mmb=1.5=12mm b1=1.51=1mm b2=2.5=20mmm=0.85=10.2 m1=0.85b=102mmdf=0.036a+12=19.397mm 取df=20mma=29.06由于键槽对轴油削弱的作用所以d加大0.05，故d=105*20.96=30.52mm 取d=35mm所以确定的尺寸是安全的 校核b-b截面Mav=F2v*(75.83-40)=11.5mmMav=F1h*(L+40)-Ft*80/2=31.64mmMa=+Maf=127.9Nmd=26.34mm 所以确定的尺寸是安全的 同理c-c面d=22.35mm 所以确定的尺寸是安全的八,滚动轴承的选择和计算1.输入轴的轴承设计计算根据与轴承配合轴的直径40mm查课本表11-5，选择6310轴承 Cr=47.5KN n=356r/min =3 课本279fp=1.1，FT=1（初步计算当量动载荷P P1=939.54=P2P=1328.71N由课本式11-3有预期寿命足够此轴承合格预期寿命足够此轴承合格九,键联接的选择及校核计算1输入轴与大带轮联接采用平键联接此段轴径d1=40mm,L1=72mm查手册得，选用A型平键，得：A键 12*8GB1096-79 L=63mmT=77.26Nm h=16mm根据课本P243（10-5）式得p=4 T/(dhL)=477.261000/（40*8*63） =15.53Mpa R (110Mpa)2、输出轴与齿轮2联接用平键联接轴径d3=70mm T=272.72Nm查手册P51 选用A型平键键2012 GB1096-79l=56 p=4T/（dhl）=23.1Mpa p (110Mpa)3.输出轴与联轴器采用平键连接此段轴径d1=50mm,L1=112mm查手册得，选用A型平键，得：A键 16*10GB1096-79 L=100mmT=272.72Nm 根据课本P243（10-5）式得p=4 T/(dhL)=21.8Mpa R (110Mpa)十,联轴器的选择 （1）类型选择 由于两轴相对位移很小，运转平稳，且结构简单，对缓冲要求不高，故选用弹性柱销联。 （2）载荷计算计算转矩TC=KAT=1.5272.72=409.08Nm，其中KA为工况系数，由课本表14-1得KA=1.5（3）型号选择根据TC，轴径d，轴的转速n， 查标准GB/T 432884，选用弹性柱销联轴器T8，其额定转矩T=710Nm, 许用转速n=3000 r/m ,故符合要求。十一,减速器箱体和的附件选择1.通过查表及计算得箱体的各个尺寸数据（1）箱体的尺寸数2=0.025a+8 取为8mm 1=0.02a+8mm 取为8mmb=1.5=12mm b1=1.51=1mm b2=2.5=20mmm=0.85=10.2 m1=0.85b=102mmdf=0.036a+12=19.397mm 取df=20mma250mm n=4 b=b1=1.51=12mm b2=2.5*8=20mm c1=26mmc2=24mm2附件选择（1）窥视孔和窥视孔盖窥视孔和窥视孔盖在减速器上部可以看到传动零件啮合处要开窥视孔，以便检查齿面接触斑点和赤侧间隙，了解啮合情况。润滑油也由此注入机体内。窥视孔上有盖板，以防止污物进入机体内和润滑油飞溅出来。（2)通气器减速器运转时，由于摩擦发热，使机体内温度升高，气压增大，导致润滑油从缝隙向外渗漏。所以多在机盖顶部或窥视孔盖上安装通气器，使机体内热涨气自由逸出，达到集体内外气压相等，提高机体有缝隙处的密封性能。 (3)油标油标用来检查油面高度，以保证有正常的油量。油标有各种结构类型，有的已定为国家标准件。（4）放油口应放置在油池的最低处，采用圆柱螺塞是，箱座上应放置突台，加封油垫圈（5）常采用圆锥定位销，对称布置，d=0.8d2,长度大于箱盖凸缘厚度(6)定位销 为了保证轴承座孔的安装精度，在机盖和机座用螺栓联结后，镗孔之前装上两个定位销，孔位置尽量远些。如机体结构是对的，销孔位置不应该对称布置。（7）启盖螺钉机盖与机座结合面上常涂有水玻璃或密封胶，联结后结合较紧，不易分开。为便于取盖，在机盖凸缘上常装有一至二个启盖螺钉，在启盖时，可先拧动此螺钉顶起机盖。在轴承端盖上也可以安装启盖螺钉，便于拆卸端盖。对于需作轴向调整的套环，如装上二个启盖螺钉，将便于调整。代号名称荐用值齿轮顶圆至箱体内壁的距离12齿轮端面至箱体内壁的距离16轴承端面至箱体内壁的距离轴承用脂润滑时轴承用油润滑时12旋转零件间的轴向距离10齿轮顶圆至轴表面的距离10大齿轮顶圆至箱底内壁的距离40箱底至箱底内壁的距离20H减速器中心高70L1箱体内壁至轴承座孔端面的距离58e轴承端盖凸缘壁厚12L2箱体内壁轴向距离102L3箱体