设计带式运输机传动装置.docx

机械课程设计 学校： 黎明职业大学 系别： 机电工程系 专业： 模具设计与制造 学号： 0906070112 姓名： 林志财 指导教师： 谢萍萍 2011年01月01日目录一、机械设计课程设计任务书3二、电动机的选择与运动参数计算5三、带轮的设计9四、齿轮的设计13五、轴的设计16六、滚动轴承的选择25七、键连接的计算与选择26八、联轴器的选择27 一、机械设计课程设计任务书题目：设计带式运输机传动装置（1） 总体布置简图电机带传动减速器FVD联轴器卷筒运输带（2） 工作情况：载荷平稳、单向运转、环境清洁、输送带速度允许误差为5%（3） 原始数据输送带工作拉力F=2300N输送带工作速度v=1.2m/s滚筒直径D=350mm每日工作时数T=24h传动工作年限=5a（4） 设计内容1、 电动机的选择与运动参数计算； 2、传动零件的设计3、轴的设计 4、滚动轴承的选择5、键联接的选择及计算 6、零件图的绘制7、设计计算说明书的编写（5） 设计任务 1、齿轮、带轮、轴零件图各一张 2、设计说明书一份二、电动机的选择与运动参数计算计算项目过程与说明计算结果1、电动机类型及结构的选择载荷平稳、无需变速、连续、单项运转、环境清洁选用Y系列三相异步电动机，封闭型卧式结构。2、工作功率PWPW=FV =23001.210-3=2.67kwPW=2.67kw3、总功率总总=带滚子轴承齿轮联轴器滚柱轴承卷筒=0.960.980.990.980.96=0.850总=0.8504、所需电动机输出功率PdPd=Pw总=2.670.850=3.247kw为了防止电动机工作发热导致效率降低，往往适当提高电动机额定功率。P额=（1.11.3）Pd=3.574.22kwP额=3.574.22kw5、确定电动机转速n卷筒=601000VD=6010001.2350=65.48r/minn卷筒=65.48r/min6、电动机型号按推荐的合理传动比范围，取V带轮传动比i1=24，单级齿轮传动比i2=35，则合理的传动比范围为：i=620故电动机转速可选范围为：nd=in筒 =62065.48=392.881309.60rmin符合这一范围的同步转速有：750r/min、1000r/min和1500r/min。由机械设计课程设计手册 (第三版)查出两种适用的电动机型号, 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,选用同步转速为1000r/min选定电动机型号为：Y132M1-6选定电动机型号为：Y132M1-6其主要性能：额定功率:P额=4kw满载转速：n满载=960r/min重量：M=737、确定传动装置的总传动比和分配级传动比确定传动装置总传动比为：I总=n满载n筒=96065.48=14.66分配各级传动装置传动比：总传动比等于各传动比的乘积,取齿轮传动比为：i减速哭=4，则带轮传动比:i带=14.664=3.66I总=14.66i减速哭=4i带=3.668、各轴转速nV带高速轴：nI=n满=960r/min减速器高速轴：nII=nI/i带=960/3.66=262.3r/min减速器低速轴：nIII=nII/ i减速器=452.8/4=65.6r/min卷筒轴：nIV= nIII =65.6r/minnI=960r/minnII=262.3r/minnIII=65.6r/minnIV=65.6r/min9、各轴功率V带高速轴：PI=P额=4KW减速器高速轴：PII=PI带滚子轴承=40.960.99=3.80kw减速器低速轴：PIII=PII滚子轴承齿轮= 3.65kw卷筒轴：PIV = PIII滚子轴承联轴器=3.54kwPI=4KWPII=3.80kwPIII= 3.65kwPIV=3.54kw10、各轴输入转矩电动机输出轴:TI= 9550PInI=95504960=39.8Nm减速器高速轴:TII=9550PIInII=95503.80262.3=138Nm减速器低速轴:TIII=9550PIIInIII=95503.6565.6=531Nm卷筒轴:TIV=9550PIVIV=95503.5465.6=515NmTI=39.8NmTII=138NmTIII=531NmTIV=515Nm-11、 数据列表：轴功率P（kw）转速n（r/min）扭矩T(Nm)电动机输出轴496039.8减速器高速轴3.80262.3138减速器低速轴3.6565.6531卷筒轴4.0765.6515三、带轮的设计计算项目过程与说明计算结果1、确定计算功率Pc和选取V带类型查表得工作情况系数KA=1.3,则Pc=KAP=1.34=5.2kw。查课本机械设计基础表8-12选A型普通V带Pc=5.2KWA型普通V带2、确定带轮基准直径dd1和dd2查课本机械设计基础表8-9得主动带轮允许的最小基准直径dd1min=75mm，从带轮的基准直径系列中，取dd1=125mm。计算从动带轮基准直径：dd2=idd1=nIniidd1=960262.3125=457mm查课本机械设计基础表8-10，可选取dd2=450mm，符合带轮的基准直径系列要求。dd1min=75mm，dd1=125mmdd2=450mm3、验算带的速度vv=d1n1601000=125960601000=6.28m/s带的速度v=6.28m/s，在525m/s符合带轮的基准直径系列要求。4、确定普通V带的基准长度Ld和传动中心距aa0=（0.72）（dd1+dd2）=（0.72）（125+450）=(402.51150)mm取a0=960mm计算带的初先长度：L02a0+2(dd1+dd2)+(dd2-dd1)24a0 =2960+2(125+450)+ (450-125)24960=2851mm,取选带的基准长度Ld=2800mm计算带的实际中心距：a=a0+Ld-L02=960+2800-28512=934.5mma0=960mmL0=2851mLd=2800mma=934.5mm5、验算主动轮上的包角=（1- dd2-dd1a）=161=161120主动轮上的包角合适。6、计算V带的根数Z根据A型V带、n1=960r/min和dd1=125mm，查课本机械设计基础表8-5得P0=1.38kw；根据A型V带轮、n1=960r/min和i = 3.77，查课本机械设计基础表8-7得P0=0.11kw；根据=161，查课本机械设计基础表表8-6得Ka=0.95；根据Ld=2800mm，查表得KL=1.11。则：Z=Pc(P0+P0)KKL=3.3；取带的根数Z=4根。Z=4根。7、计算初接力F0根据A型V带轮，查课本机械设计基础表8-11得V带每米长度质量q=0.10Kg/m，则：F0=500PCvZ(2.5K-1)+qv =5005.26.284(2.50.95-1)+0.16.282 =172.8NF0=172.8N8、计算作用在带轮轴上的压力FQFQ=2ZF0sin2=24172.8sin1612=1363.4NFQ=1363.4N9、带轮结构设计与技术要求，带轮工作图：由于带轮的圆周速度为6.28m/s,故用铸铁制造。小带轮采用实心式，大带轮采用轮辐式带轮,取B=L=60mm四、齿轮的设计按输入的转速nII=262.3r/min，传动比i减速器=4，传动功率PII=3.80kw，连续单向运转，载荷平稳来计算。计算项目过程与说明计算结果1、选择齿轮材料，并确定许用应力考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为241286HBS，Hlim1=730MPa，Flim1=600MPa。大齿轮选用ZG340640调质，齿面硬度241269HBS；Hlim2=620Mpa，FHlim2=510MPa。H1=0.9Hlim1=657MPaH2=09Hlim2=558MPaF1=1.4Flim1=840MPaF2=1.4Flim2=714MPa小齿轮选用40Cr调质大齿轮选用ZG340640调质H1=657MPaH2=558MPaF1=840MPaF2=714MPa2、选择齿轮传动的精度等级和设计参数参考课本机械设计基础表10-12，选择9级精度，要求齿面精度Ra6.3um,取小齿面齿数Z1=30，则Z2=iZ1=420=120，取大齿轮齿数：Z2=68实际传动比u=i=4查表选齿宽系数d=0.9初选螺旋角=10，查表10-11选取计算系数Am=12.4和Ad=756Z1=30Z2=120u=4=10Am=12.4Ad=7563、小齿轮分度圆直径d1Ad3KTII(u+1IduH2=75631.5138(4+1)0.945582=73.617mmd1=73.617mm4、协调设计参数a=d1(1+u)2cos=73.617(1+4)2cos10=186.9mm经过试算取a=190,保证模数是标准值，螺旋角在合适范围内。mn=2acosz1+z2=2190cos1030+120=2.49取标准值mn=2.5=arccosmn(zz+z2)2a=9.305a=186.9mmmn=2.5=9.3055、计算分度圆直径和齿宽齿轮分度圆直径为：d1=mnz1cos=76mmd2=mnz2cos=304mm齿宽为：b=dd1=67.4mm圆整后取b2=70mm，b1=76mmd1=76mmd2=304mmb=67.4mmb2=70mmb1=76mm6、计算轮齿弯曲强度当量齿数zv1=z1cos3=31.2zv2=z2cos3=124.9从课本机械设计基础表10-10查出得合齿形系数YFS1=4.02, YFS2=3.88,经计算YFS1F1=1119N所以两轴承的轴向载荷为：=2922N=2350N=2922N=2350N5、计算轴承的当量动载荷由于： =0.87e=0.4 =0.33e=0.4查表得： 所以：=14.04kN =16.2kN=14.04kN=16.2kN6、计算所需的径向载荷基本额定动载荷由于两支轴承相同，所以按当量动载荷较大的轴承2计算。查表可得：滚子轴承的寿命指数=，取冲击载荷系数=1.2，温度系数=1.0计算轴承工作所需的径向基本额定动载荷：=fpPft(60nLh106)1=90.3kN由于=152kN，所以选用30213轴承能保证预期额定寿命。=90.3k