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运输机
传动
装置
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课程设计题目：带式运输机的传动装置
如图为带式输送机传动简图，已知滚筒直径为200mm，输送带速1.1m/s,传动速度误差±5%，运输带工作压力为2600N。工作8小时，连续单向运转，载荷平稳，有粉尘，使用年限10年，3年大修，生产10台，中等规模企业，加工7，8级精度齿轮。
- 内容简介：
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1 目录 1. 选择电动机 4 2. 分配传动比 5 3. 传动装置 的运动和动力参数 的 计算 6 4. 蜗杆传动的设计 7 5. 轴的设计计算 10 6. 键的选择与强度校核 20 7. 轴承的选择与校核 21 8. 联轴器的选择 26 9. 减速箱的润滑与密封 27 10. 减速箱的结构尺寸 27 11. 设计总结 29 12. 参考文献 29 2 课程设计题目：带式运输机的传动装置 如图为带式输送机传动简图，已知滚筒直径为 200送带速 s,传动速度误差 5%，运输带工作压力为 2600N。工作 8小时，连续单向运转，载荷平稳，有粉尘，使用年限 10 年， 3 年大修，生产 10 台，中等规模企业，加工 7， 8 级精度齿轮 。 1 电动机 2、 5 联轴器 3 蜗 轮 4 蜗杆 6 减速箱 7 卷筒 3 蜗杆减速器传动装置的总体设计 一 . 选择电动机 设计步骤 设计结果 说明 1. 选择电动机的类型 2. 电动机的容量 按照工作要求选择全封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机，电压380，系列。 电动机所需工作功 率：wd 式中 工作机所需要功率为： w 0 0 0 01 00 0 式中 F 是工作机所受在牵引力， V 是皮带运动速度 传动装置的总效率为： 21 3243 按表 2轴器效率（两个） 1 滚动轴承效率（ 3对） 2 杆传动效率（ 4头）3 动滚筒效率 4 是 2 求得电动机所需工作功率： 因载荷平稳，电动机额定功率 Y 系列电动机技术数据，并 根据以上所算： 选 工作于有粉尘污染的环境，作动力用 4 3 确定电动机转速 滚筒轴转速： D vr/常 ，蜗杆头数为 4时的 传动比 i =715 于是电动机的转速可选范围为： 715) 576.5 r/合这一范围的同步转速有： 750,1000， 1500， 3000 综合考虑各方面的因素查表后选择的电动机为 选用同 步转速 1500r/载 转速 1 4 4 0 / m i 主要参数 : 额定功率P（ 同步转速（ r/ 满载转速（ r/ 额定转矩堵转转矩额定转矩最大转矩4 1500 1440 动机的相关尺寸： 中心高 H 外形尺寸 )21( 底角安 装尺寸 A B 地脚螺 栓孔直 径 K 轴 伸 尺 寸 D E 键公称 尺 寸 F h 112 400 265 190 140 12 28 60 8 7 二 分配 传动比 1. 由选定的电动机满载的转速工作机的转速 分配传动装置各级传动比 减速器的传动比 i 为 i =为这是个单级传动，只有蜗杆传动，所以不用再分配。 5 三 、 传动装置的运动和动力参数的计算 设计步骤 设计结果 说明 电 动机轴 输入轴（ 蜗杆轴 ） 输出 轴（蜗轮轴） 滚筒轴 k w d mi n/14400 m 4 5 09 5 5 0000 mi n/1 44 001 4 5 09 5 5 0111 m 4 012 5 5 09 5 5 0222 mi n/523 5 09 5 5 0233将上述 运动和动力参数计算结果整理如下： 轴 名 参数 电 动 机轴 输入轴（蜗杆轴） 输 出 轴（蜗 轮 轴） 滚 筒 轴 转速n(r/1440 1440 率 P（ 6 转矩T(蜗杆传动的设计 设计步骤 设计结果 说明 1 选择蜗杆传动类型 2 选择材料 3 按齿面接触疲劳强度 求中心距 根据 100851988 推荐，采用渐开线蜗杆（ 动 根据库存材料的情况，同时考虑到蜗杆传动传递的功 率不大，速度中等，故蜗杆用 45 钢，希望效率高些，耐磨 性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为 45 55 蜗轮选铸锡磷青铜 110 模铸造，为了节约贵重有 色金属，仅齿圈用青铜制造 ，而 轮芯可用灰铸铁 造。 根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度设计求中心距： 322 1) 已知 作用在蜗轮上转距 ) 确定载荷系数 K 因为工作载荷平稳，故取载荷分布不均匀系数 1K , 选取使用系数 K ,由于转速不高，冲击不大，取动载系数 K,则： 3) 确定弹性影响系数 因选用的是铸锡磷青铜蜗轮与钢蜗杆相配，故2/1160 4) 确定接触系数Z 7 4 蜗杆蜗轮的主要参数与几何尺寸 先假设蜗杆分度圆 传动中心距 a 的比值 d1/a而查得Z ) 确定许用接触应力 H 根据蜗轮材料为铸锡磷青铜，砂 模铸造；蜗杆为螺旋 齿面硬度 45是可从表 11 7 查得蜗轮得基本 需许用应力 50 应力循环系数 ： N=60 72 7787 H H50 =) 确定中心距 取中心距 ;200 ,因 1 2 中取模数 ;3.6 ,蜗杆分度圆 ;631 这时 ; 从图 11 18 中可查得接触系数 Z，因为, 所以以上计算结果可用 1） 蜗杆： 轴向齿距 ;直径系数 10q ；齿顶圆直径;a 齿根圆直径 f ；分度圆导程角 ；蜗杆轴向齿厚 ） 蜗轮 蜗杆齿数 41z ； 蜗轮齿数 552 z ；x ； 验算传动比 3 ， 是允许的。 8 5 校核齿根圆弯曲疲劳强度 6 精度等级公差 和表面粗蜗轮分度圆直径 ; 蜗轮喉圆直径 ;a 蜗轮齿根圆直径 ;f 蜗轮喉母圆半径 ;2 221 当量齿数： X , ,1 19 中可查得齿数系数 01 Y 许用弯应力 从 表 11 8 中查得由铸锡磷青铜制造得蜗轮得基本许用 弯曲应力 ， 寿命系数 5 M P ， 663 可见弯曲强度是满足的。 考虑到所设计的蜗杆是动力传动属于通用机械减速器，从 1008 圆柱 3 蜗杆，蜗轮精度中选择 8 级精度，侧隙种 类为 f 标注为 8f ，查表得蜗杆，蜗轮齿面精度均为 9 糙度的确定 7 热平衡核算 蜗杆顶圆为 轮顶圆为 由于摩擦损耗，则产生的热流量为 1 0 011 0 0 01 以 自冷却方式，从箱体外壁散发到空气中的热流量为 2 按 热平衡条件 21 ，可求得在既定工作条件下，保持正常工 作温度所需要的散热面积 S 为 1 411 0 0 0 五 1 高速轴 (输入 轴 )的设计计算 设计 步 骤 计 算 过程 说明 1. 轴的材料的选择 2. 该轴的转速n、 功率P 和转矩 T 3. 蜗杆的受力分析 4. 初步确定轴的该轴就是蜗杆轴，其所选材料是 45号钢，调质处理。 4401 各力的大小为： t 111 , a 221 74 0 a 5 0t a 根据 3110， 1100 A， 前面已求 10 最小值径 5. 轴的结构设计 于 是得 ，输出轴的最小直径显然是安装联轴器，为 了使选的轴直径 d 与联轴器的孔径相适应，故需同时 选取 联轴 器的型号，联轴器的计算转矩 ： 按照计算转矩标 5843用凸缘联轴器 公称转矩 T=40 ，选用半联轴器的孔 径 , d =20 d =20联轴器的长度 L=53联轴器 与轴的配合的毂 孔 长度 81) 拟定轴上零件的装配方案 2) 根据轴向定位的要求确定轴各段直径和长度 . 为满足联轴器的轴向定位要求， 段的左端制出轴肩，故 取 d =24 端用轴端挡圈定位，取档圈直径 D 28联 轴器与轴配合毂长度 L=38为保证轴端挡圈只压在半联轴器 h=（ 现取h=,取 h=5 d - =78 （ 3） 轴上零件地周向定位 蜗轮，半联轴器与轴的周向定位均采用平键联接，按 段直径由手册查得平键为 01220 ，同时保证蜗 轮与轴配合有良好对中性故两者的配合为 6，半联轴器与 轴联接， 选用平键 3914 ，两者的配合为 6， 滚动轴承与轴的轴的周向定位是借过渡配合来报证的，此处 选轴的直径尺寸公差为 （ 4） 确定 轴 上圆角和倒角尺寸 参考表 15 2取轴端倒角为 2 45， 由水平面受力平衡 ， 21 D 截面弯矩 h 17 5122 D 截面弯矩 3 0 5 9 负号表示力的方向与图示相反 合成弯矩 ,1 2 18 7. 按弯矩合成应力校核轴的强度 进行校核时通常只校核承受最大弯矩和扭拒的截面 （从图上看即 为 D 截面）的强度，一般的轴可视为脉动循环性质 ，取 ， 根据式（ 15 5） 计算应力 (323232212 由于轴的材料为 45钢，调质处理，由表 15 1查得 19 于是 1 安全 六 键的选择与 强度 校核 设计步骤 计算内容 结果计算 1. 高速轴联轴器的键联接校核 键的选择要依据轴的结构，直径和轴的转矩由于键的 主要失效形式是工作面的压溃，所以用挤压应力来校核 强度条件为： pp 3102 其中： k 键与键槽的接触高度， k=h/2， d 轴的直径 ,mm;l 键的工作长度， 为转矩， 对于蜗杆轴， 因为所选用的键，轴和联轴器都是用钢铸 造的 ， 所以 其在静载荷情况下的许用应力为： p 100 120而取 p =110个键用于连接输入轴和第一个联轴器，由于第 一轴的轴径为 20选 平键 A 1096寸为： 566 由于输入轴转矩 所以： M P ak 2 8 8 0210231 ）（因为 p,所以该键符合要求 k=h/2=6/2=3 k=h/2=12/2=6 20 2 低 速轴 蜗轮键和 联轴器的键联接校核 A. 蜗轮键的校核联接 这个键用于联接蜗轮与轴，由于轴的直径为 68现 选 平键 A 1096寸为： 01220 由于输入轴转矩 所以： M P ak 070(6862 8 5 9 7 02102 32 因为 蜗轮的轮心是铸铁轮心 ，则 其 5，而 ， 所以该键符合要求 B. 联轴器键的校核 这个键用于联接低速轴和联轴器 ，由于轴的直径为 45现选 平键 1096寸为： 0914 由 于输出 轴转矩 所以： M P ak 470( 5 9 7 02102 32 因为 p=110所以该键符合要求 21 七 . 轴承的选择 与校核 1. 高速轴承的选用 1、高速轴轴承的选择与校核 1 轴承的选择 有轴向和径向载荷，选用一对单列圆锥滚子轴承，轴承代 号是 32912 其尺寸： 75530 基本 额定动载荷 2 校核圆锥滚 子轴承 1) 圆锥滚子轴承 的工作状况 根据对轴的校核可知 ,轴所受到的径向载 荷 为 : 212121 222222 轴向载荷 为： r 52 11 r 2 又知 2S 1S ,因此 1S （ 2） 轴的当量载荷 21 22 )( 22222 查表可知径向载荷系数和轴向载荷系数分别为 X ， Y ， 2.1所以： r (22（ 3） 计算寿命 滚子 轴承的寿命指数 =310,按表 13 6 取载荷系数度系数 式（ 13 5）计算寿命： 9 06010 310366 由该减速器的三年大修计算轴承的预期寿命 720083003 时 L 所选轴承满足寿命要求 23 的选用 1、低 速轴轴承的选择与 校核 1 轴承的选择 有轴向和径向载荷，选用一对单列圆锥滚子轴承，轴承代号 是 32912 其尺寸： 78560 基本额定动载荷 2 校核圆锥滚子轴承 1) 圆锥滚子轴承 的工作状况 根据对轴的校核可知 ,轴所受到的径向载 荷 为 : 212121 222222 轴向载荷 为： r 6 02 11 r 12 22 又知 12 a , 因此 1S 122 （ 2） 轴的当量载荷 21 )( 22222 24 查表可知径向载荷系数和轴向载荷系数分别为 X ， Y ， 2.1所以： 1P 1 22 （ 3） 计算寿命 滚子 轴承的寿命指数 =310,按表 13 6取载荷系数 温度系数 式（ 13 5）计算寿命： 6310366 而由该减速器的三年大修计算轴承的预期寿命 720083003 时 L 所选轴承满足寿命要求 25 八 设计步骤 计算内容 结果 1. 联轴 器的选择 2. 联轴 器的校核 本设计用到两个联轴器，其中联轴器 1用来连接 输入轴和电动机，联轴器 2用来连接输出轴和滚筒。 联轴器的选择主要考滤它的孔径和它受的转矩 而且载荷 平稳无冲击，同时构造简单，轴的刚性大，对中性也较好 根据所选的电动机的传动轴轴径和输入轴的轴径，选择凸 缘联轴器（ 5843 联轴器 1和 2的型号分别为 对所选的联轴器 1， 其公称转矩 T =100 100000 联轴器的计算转矩，查表的 K 7 3 8 2 75 6 7 9 可见 T,联轴器 1的强度是合要求的 对所选的联轴器 2， 其公称转矩 T =1600 1600000 1 1 1 6 7 9 18 5 9 0 7 可见 T,联轴器 2的强度是合要求的 26 九 减速器的润滑 与密封的选择 1润滑方式的选择 蜗轮圆周速度： 2 蜗杆圆周速度 0 0 11 由于 V 较小 ， 采用 浸油润滑， 蜗杆浸油深度约为一个齿高，但不应超过滚动轴承最下面滚动体的中心线，否则容易漏油 ，为防止运转时过多的润滑油流入轴承，在轴承内侧加挡油板。对于轴承的润承， 由于 蜗轮 Vs，不宜采用飞溅润滑，宜采用润滑脂润滑， 为了防止在运转时润滑脂被飞溅起来的油稀释应在轴承内侧设挡油环。 2 润滑油 和润滑脂 的选择： 因为该减速器为蜗轮蜗杆减速器，查机械手册可选蜗轮蜗杆润滑油代号 320，轴承选用 2 润滑脂 。 3密封方式的选择： 计算可得，各轴与轴承接触处的线速度 0 ， 且根据润滑要求， 所以采用毡圈密封 十 名称 计算数据 说明 1 底座壁厚 a a=200 蜗杆下置 2 箱盖壁厚 3 箱座凸缘厚度 4 底座上部和箱盖凸缘厚度 B=( ,取 15 底 座下部凸缘厚度 P=( ,取 25 加强肋厚度 M=( ,取 8 地底螺栓直径 (2) ， 取 16 地底螺钉数目 4 9 轴承旁联接螺栓直径 1227 10 箱盖与箱座联接螺栓直径 11 联接螺栓的间距 50 12 窥视孔盖螺钉直径 5 13 轴承盖螺钉的直径 3 数目为 4 14 惚孔直径 惚平为止 15 轴承外径 5 16 轴
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