【毕业设计】螺旋输送传动装置

学校学院班级制作小组制作人辅导老师螺旋输送机传动装置目录摘要1设计要求2螺旋输送机传动简图2第1章电动机的选择11选择电动机312选择电动机的功率313选择电动机的转速314确定传动装置总传动比及其分配415计算传动装置的运动和动力参数第3章单极齿轮传动设计31选择齿轮类型、材料、精度及参数1132按齿面接触疲劳强度设计1133按齿根弯曲疲劳强度设计1434几何尺寸计算1735齿轮结构设计19第4章轴的设计计算第1节输入轴的设计41输入轴的设计1942输入轴的受力分析2243判断危险截面和校核25第2节输出轴的设计41输出轴的设计2542输出轴的受力分析2843判断危险截面和校核31第5章轴承的计算与选择51轴承类型的选择3152轴承代号的确定3253轴承的校核32第6章平键的计算和选择61高速轴与V带轮用键连接3562低速轴与大齿轮用键连接3663低速轴与联轴器用键连接36第7章联轴器的计算和选择71类型的选择3772载荷计算3773型号的选择37第8章减速器密封装置的选择81输入轴的密封选择3882输出轴的密封选择38第9章减速器的润滑设计91齿轮的润滑3892轴承的润滑39第10章减速箱结构尺寸的设计101箱体的结构尺寸38设计小结41参考文献42摘要螺旋输送机是一种不具有挠性牵引构件的旋转类型的物料输送机械，俗称绞龙，是矿产、饲料、粮油、建筑业中用途较广的一种输送设备，由钢材做成的，用于输送温度较高的粉末或者固体颗粒等化工、建材用产品。螺旋输送机的结构简单、横截面尺寸小、密封性好、工作可靠、制造成本低，便于中间装料和卸料，输送方向可逆向，也可同时向相反两个方向输送。如果从输送物料位移方向的角度划分，螺旋输送机分为水平式螺旋输送机和垂直式螺旋输送机两大类型，主要用于对各种粉状、颗粒状和小块状等松散物料的水平输送和垂直提升。其中，螺旋输送机的传动装置是必不可少的重要部分，本次小组设计的是水平螺旋输送机，由电机带动，V带传动，经减速器减速然后带动输送机。螺旋输送机的广泛应用对于提高劳动生产率，实现物料输送过程的机械化和自动化，都具有重要的现实意义。关键字螺旋输送机、减速器、物料输送原始数据减速器输出轴转矩135MNT减速器输出轴转速（）200NI/R螺旋输送机传动简图图1螺旋输送机传动装置简图1螺旋输送器21级直齿圆柱齿轮减速器3V带传动4电动机5联轴器计算项目计算过程计算结果第一章电动机的选择11选择电动机Y系列异步电动机运行可靠、寿命长、使用维护方便、性能优良、体积小、重量轻、转动惯量小、用料省等优点，完全符合工作要求和工作条件。故选用Y系列异步电动机。Y系列异步电动机12选择电动机的功率电动机所需的功率WMPK式中安全系数，考虑过载或功耗波动等影响，K取13；输送机主轴功率WPKWNT83295013950传动装置的总传动效率4231分别为V带传动，一对圆柱齿轮，一对滚动4321轴承，十字滑块联轴器的传动效率，查得；98097064321；2WPK1689401M96017239804089WPK164M13选择根据输送机主轴转速N及机械传动效率概率值和传电动机的转速续13选择电动机的转速动比范围取得普通V带传动比,单级圆柱齿轮减42I1速器的传动比,可计算电动机转速合理转速范围63I2为MIN/480124MIN/021RRINNMMIN/48012RN综上所述，根据ZB/TK220071988,JB/T52741991，取型号为Y160M4的电动机，其技术数据如下电动机型号固定功率/KW满载转速起动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩电动机轴伸出端直径/MM电动机伸出端安装长度/MM电动机中心高度/MM电动机外形尺寸长宽高/MMY132S125529007022132559280315电动机的安装及有关尺寸底脚安装尺寸AB地脚螺栓孔尺寸K轴承尺寸DE装键部位尺寸FH2802051214确定传动装置总传动比及其分配传动装置的总传动比514209NI满取V带传动比,则单级圆柱齿轮减速器传动比I1为85214I2514I28I15计算传动装置的运动和动力参数151计算各轴输入功率电动机轴WPK164M轴（减速器高速轴）KWPI936014M轴（减速器低速轴）IIK953152计算各轴转速电动机轴MIN/R290满N轴IIN/16052I/RI1RI满轴IIMIN/0RNI153计算各轴转矩电动机轴MNRKWPTM713IN/290645N90满轴IRKNPTII123IN/160950轴IIMNRWTII7918IN2095K3950PK164MKI93PI5MIN/R290满N16IMIN/20RNIMNT713I2TI7918第二章普通V带的设计计算21确定计算功率CAP确定工作系数由于载荷变动小，空、轻载起动，每天工作两班制，选取，故21AKKWPCA7948KPCA7922选取普通V带的型号根据和，确定选用A型V带。KWPCA79MIN/1460RNA型23确定带轮基准直径和1D2取主动轮的基准直径，D251从动轮基准直径为MI356192012为滑移率，一般取（12），此处取001。按普通V带轮的基准直径系列，取，这样使从D2动轮增加。2N从动轮转速2MIN/9450816320112RD转速的相对误差为50948在允许误差范围内。D12535224验算带速V带速SMV/56910642106ND因为在允许范围内，所以带速合适。SM/25SV/56925确定V带基准长度和中心DL距0A带的传动中心距为0A2721021D3535得960A初定中心距为500MM。计算相应带长02121042ADALD5335M1869选取带的基准长度。LD40传动的实际中心距AMAD53218695200考虑安装调整和保持张紧力的需要，中心距的变动调整范围为MLAD759314053061MXINMA50LD1940A53A7593406XIN26验算小带轮上的小齿轮包角AD1812包角5037123180645包角合理。120645327确定V带的根数ZV带的根数ZLARCAKPP0根据型带，取单根V带的额AMDSN125,/145定功率KWP920根据型带，取单根V带的额BS,/011定功率增量7根据包角，取包角修正系数64531930K根据型带，取普通V带的带长修正系数A90DL02LK代入数据021937092148Z34选取根。5Z5Z28确定带的初拉力0F带的初拉力0F252QVZKPCA根据型带,V带的单位长度的质量BMKG/170代入数据205691705693025FN718NF071829计算带传动的轴压力带传动的轴压力2SIN10ZFP6453I785N163NFP1683210V带轮的结构设计带轮材料；选用灰铸铁HT150。根据槽型为查得有关齿槽截面尺寸的数据，单位MMA，01DB752MINAH78MINFH3015E，9INF主动带轮的结构尺寸确定尺寸如下因为，所以结构型式采用实心MDD30125式，设计参数如下D与相对应的32343638181单位M125D续V带轮的结构设计,式中MDA1325HA13AH与电机输出轴配合，取定，D4，取118M84281,取25DLL7EZFB09521且外根据直径，取1MC从动带轮的结构尺寸因为结构型式采用轮辐式，DD3052设计参数如下,式中MDA61HA21AH与减速器输入轴配合，取定，D452908122,取5DLL76172MEZFB05取根据直径，取2CNZPHA3469508190331式中为传递的功率，P；KW为带轮的转速，；MIN/R为轮辐数。AZH8236048012F19MB113AD4281L01B5C352D612A45D901276LB512C0346H8236HMB73148012219F48B732第三章单极齿轮传动设计31选择齿轮类型、材料、精度及参数根据工作条件、要求和上文的传递效率的设计（1）选择斜齿轮传动（2）选取齿轮精度7级精度（3）取小齿轮材料为40CR（调质）、硬度为280HBS；大齿轮材料为45钢、调质硬度为240HBS（4）初选，取小齿轮齿数，大齿轮20241Z13948512ZI斜齿轮7级精度40CR241Z3932按齿面接触疲劳强度设计小齿轮分度圆直径设计公式311180675D2UKTHT321确定计算参数1齿轮按标准中心距安装，啮合角节圆压力角；202试选接触疲劳强度计算的载荷系数；61THK3计算小齿轮传递的转矩M102853241NNTI4选取齿宽系数为D2061THKMNT85321D续32按齿面接触疲劳强度设计5接触疲劳许用应力HMPAH5326U58322试算小齿轮分度圆直径324185150867DT455MM取D48MM323调整小齿轮分度圆直径3231计算实际载荷系数前的数据准备1、圆周速度VSNDVT/M92106480612、齿宽BDT4813232、计算实际载荷系数系数HK1、查得使用系数1A2、根据7级精度查得动载系数）、SMV/9202V3、齿轮的圆周力NDTFT34110883M/752/480331MNBKTA查表得齿间载荷分配系数41HKD48MMSM92VB48MM续32按齿面接触疲劳强度设计由文献，得7级精度、小齿轮相对支承对称布置时，得齿间载荷分布系数，于是得到实际载荷系数421HK0140VAH4、按实际载荷系数算得相应的齿轮模数M8124COSCS1ZDMM81续32按齿面接触疲劳强度设计33按齿根弯曲疲劳强度设计续33按齿根弯曲疲根据下式计算模数31N241FDSZYKTM331、确定公式中的各参数值1、试选064FSY2、计算纵向重合度系数Y7820TAN24138TAN381DZ3、计算FSY（1）据文献，查得齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为MPAF276（4）据文献，查得弯曲疲劳寿命系数、8501FNK802FNK（5）取弯曲疲劳安全系数,得4SMPASKFNF1873051LIM12642LI2782YMPAF43215劳强度设计续33按齿根弯曲疲021918765321FSAY482FSA因为小齿轮的大于大齿轮，所以取FSAYFSA02192SAY4、试算模数31N418FDSZYKTM3812764052332、调整齿轮模数1、计算实际载荷系数前的数据准备（1）圆周速度VSMND/9210648106（2）齿宽BM48（3）宽高比HM234812502CHTA34B2、计算实际载荷系数FKFSAY002192M381N341HB劳强度设计续33按齿根弯曲疲1、根据，8级精度，查得动载系数SMV/9202VK2、计算齿间载荷分配系数FAKNDTFT3411069810253MMNBKTA/2/5248631由文献查得齿间载荷分配系数1FK3、由文献查得351H4、结合，查文献，得42HB32F则载荷系数为541061FVAFK3、按实际载荷系数算得的齿轮模数MMTFT8317343T对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数M大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数M的大小主要取决于弯曲强度提供的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的的承载能力，仅于齿轮直径（即模数与齿轮的乘积）有关，可取弯曲强度的模数1835MM并就近圆整为标准值M2MM，按接触疲劳强度算的分度圆直径D6957MM,算出小061VK1FK321F54K831劳强度设计齿轮齿数785342691MDZ取，则大齿轮齿数3511753I12Z这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。351Z7234几何尺寸计算续34几何尺寸计算1、计算分度圆直径MZD70235122、计算中心距DA210357213、计算齿轮宽度MBD1考虑不可避免的安装误差，为了保证设计齿宽和节省材料。一般将小齿轮略微加宽，取，而大齿轮的齿B751宽等于设计齿宽，即02MD01352MA10B7M02斜齿轮传动参数表表中，为齿顶高系数（1）；为顶隙系数（025）。AHC名称符号计算公式高速齿轮数值低速齿轮数值35齿轮结构设计小齿轮齿顶圆直径160MM，采用实心式结构，决定把输1AD入轴设计为齿轮轴；大齿轮齿顶圆直径500MM，采用腹板式结构；结构如下2A表；实心式腹板式大齿轮腹板式结构参数代号计算公式大齿轮MM螺旋角1995法面模数NM2端面模数TCOSNT213法面压力角N20端面压力角TCOSTANT2117法面顶高系数ANH1法面顶系数NC025分度圆直径DCOSNZM51296基圆直径BTBD4756276齿顶高AHANAH22齿跟高F（）FMNC2525齿顶圆直径ADAA2D54300齿根圆直径FFHF46291标准中心距A369COS22111ZMZNT2AD22AAHZM2860DD14002764由轴的强度及结构要求计算确定5034368012301D1782D3025588B1D51CB012第四章轴的设计计算第1节输入轴的设计41输入轴的设计续41输入轴的设计411选取轴的材料和热处理方法选取轴的材料为45CR钢，经过调质处理，硬度。HBSHB260412初步估算轴的直径30MINPAD根据选用材料为45CR钢，选取值为115，高速轴功率，KWP93IN/160RN代入数据MD361709153MIN考虑到轴的外伸端上开有键槽，将计算轴颈增大37后，45CR调质钢MD3617IND20MM续41输入轴的设计取标准直径为20MM。413输入轴的结构设计输入轴系的主要零部件包括一对角接触球轴承，考虑到轴的最小直径为20MM，而差速器的输入齿轮分度圆为48MM，设计输入轴为齿轮轴，且外为了便于轴上零件的装卸，采用阶梯轴结构。（1）外伸段输入轴的外伸段与带轮的从动轮键连接，开有键槽，根据键槽的长度和带轮的轴孔的直径，选取直径为D1，M25长为L1。M80（2）密封段密封段与油封毡圈40配合，选取密封段8640/ZQJB长度为L2，直径为。60M2（3）齿轮段此段加工出轴上齿轮，根据主动轮，选取此段MB48的长度为L3，齿轮两端的轴颈为，轴颈直径M80512为D3。4（4）左右两端轴颈段左右两端轴颈跟角接触球轴承7207ACD30MM,D62MM，B17MM配合，根据轴承端轴颈直径为，长度左端为和右端为,17MBM30M20。25齿轮轴（5）退刀槽为保证加工到位，和保证装配时相邻零件的端面靠紧，在齿轮段两端轴颈处加工退刀槽，选取槽宽为，槽深为M5。M2（7）倒角根据推介值（MM），10。3018D，。561取C输入轴的基本尺寸如下表名称外伸段密封段左端轴颈左退刀槽齿轮段右退刀槽右端轴颈长度（MM）801L62L203L54L80L56L27L直径（MM）51D23D6445D6307D42输入421画出受力简图轴的受力分析续42输入轴的受力分析422计算支座反力（1）作用于齿轮上的圆周力NDTFIT31804232（2）作用于齿轮上的径向力FTR451820COSTAN318COSAN（3）计算在水平面上的反力NRNV59221（4）计算在垂直面上的反力FTNH26931821423计算弯矩NFT318R45NV291FNH62121VMMN4续42输入轴的受力分析（1）计算水平面上的弯矩MNLFMNV1452911221V（2）计算垂直面上的弯矩MNLFMNH4365691112221H（3）计算合成弯矩MNMHV7638422121112222（4）计算转矩MNNPTI85321609590（5）计算截面当量弯矩2222853738TMMN4取应力校正系数。60（6）绘制输入轴的载荷分析图21HMMN43621MMN7638MNT8532M48343判断危险截面和校核431判断危险截面如上计算所得危险截面位于安装齿轮的位置。432按弯扭合成强度校核根据轴是单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力为60WTMCA2PA79640138563822式中轴所受的弯矩，；MN轴所受的扭矩，；T抗弯截面系数，根据截面形状，取W2；310D对称循环变应力时轴的许用弯曲应力，前已选定轴的材料为45CR钢，调质处理，据此查表得。因此，故安全。MPA7011CA796CAMP1CA安全第二节输出轴的设计41输出轴的设计411选取轴的材料和热处理方法选取轴的材料为45CR钢，经过调质处理，硬度。HBS260412计初步估算轴的直径45CR钢调质处理续41输出轴的设计30MINPAD根据选用材料为45钢，的范围为，选取值1260A为115，低速轴功率，KWP953IN/0R代入数据MD13209513MIN考虑到轴的外伸端上开有键槽，将计算轴颈加大37后，取标准直径为333MM。413输出轴的结构设计输出轴系的主要零部件包括一对角接触球轴承，斜齿圆柱齿轮和联轴器等，为了便于轴上零件的装卸，采用阶梯轴结构。（1）外伸段设计外伸段与LT9型弹性柱销连轴器配合，以过盈配合作径向定位，且外联轴器的一侧采用轴肩作轴向定位，选取外伸段长为，直径为。M70M35（2）密封段设计密封段与油封毡圈40配合，选取密8640/ZQJB封段直径长度为，直径为。M40M（3）轴肩段轴肩与轴承和从动齿轮作轴向定位，选取轴肩段长为MD3IN续41输出轴的设计，直径为。M30M57（4）左右两端轴颈段左右两端轴颈与7209AC角接触球轴承配合，轴承内圈与轴承采用过度配合K6，实现径向定位，根据轴承端轴颈直径为，长度左端为和右段为,19MBM45M20。30（5）齿轮配合段此段开有键槽，采用圆头普通平键与减速器的从动配合，根据设计的直齿齿轮的齿宽为，为使装配紧实，设计M48配合段长度为，直径为。M4550（6）退刀槽为保证加工到位，和保证装配时相邻零件的端面靠紧，在轴肩和右端轴颈处加工退刀槽，选取槽宽为，槽深为M3。M2（8）倒角根据推介值（MM），。503D61或取C，。82取此处选取，C取16，C取2。0输出轴的基本尺寸如下表名称左端轴颈齿轮配合段轴肩段退刀槽右端轴颈密封段外伸段长度（MM301L452L30L4L205L46L70L）直径（MM）451D02573D415D406357D输出轴的结构图42输出轴的受力分析421画出受力简图续42输出轴的受力分析422计算支座反力（1）作用于齿轮上的圆周力NDTFIT32150207982（2）作用于齿轮上的径向力TR958420COSTAN31520COSAN（3）计算在水平面上的反力NLFRNV371698421R982052（4）计算在垂直面上的反力NLFTNH45960132521T87012423计算弯矩（1）计算水平面上的弯矩MNLFMNV95137321168221V（2）计算垂直面上的弯矩MNLFMNH03657496011NFT32150R984NFV372198NFH45601879221VMMN95321HMN036MNLFMNH023658749221HM（3）计算合成弯矩MNHV83602395211M22221（4）转矩MNT798（6）计算截面当量弯矩MNM68196032222取应力校正系数。（7）绘制输出轴的载荷分析图21MMN836T7918M643判断危险截面和校核431判断危险截面如上计算所得危险截面位于安装齿轮的位置。432按弯扭合成强度校核根据轴是单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力为60WTMCA2PA123401879695322式中轴所受的弯矩，；MN轴所受的扭矩，；T抗弯截面系数，根据截面形状，近似W2计算可忽略键槽，取；310D对称循环变应力时轴的许用弯曲应力，1。MPA前已选定轴的材料为45CR钢，调质处理，据此查表得。因此，故安全。7011CAMPAC1231CA安全第五章轴承的计算与选择51轴承类型的选择因为减速器采用斜齿圆柱齿轮传动，分析轴承会将受到径向力和轴向力的影响，所以选取角接触球轴承，结构代号为70000AC，其性能和特点如下角接触球轴承极限转速较高，可以同时承受径向载荷和轴向角接触球轴承续51轴承类型的选择载荷，也可以承受纯轴向载荷52轴承代号的确定521输入轴的轴承代号的确定确定宽度系列代号为0；确定直径系列代号为2；确定内径系列代号为06；初选输入轴的轴承代号为7206AC，其基本尺寸为,，MD30D62MB16RS1IN基本额定动载荷为，基本额定静载荷为。KNCR7KNCR210522输出轴的轴承代号的确定确定宽度系列代号为0；确定直径系列代号为2；确定内径系列代号为09；初选输入轴的轴承代号为7209AC，其基本尺寸为，MD45D85MB19RS12IN基本额定动载荷为，基本额定静载荷为KNCR430。KNCR62307206AC7209AC53轴承的531输入轴轴承的校核校核续53轴承的校核（1）求轴承所受的径向载荷；21RF和NNV5921H62121VRFN67695（2）求两轴承的计算轴向力21AF和因为选用直齿轮，不会产生派生轴向力，且外自身没有受到轴向力。所以NFA487210390C（3）求轴承的当量动载荷21P和X1Y0因轴承运转中所受载荷基本平稳，取210DF。21DF则121ARDYFXFPN6701（4）验算轴承寿命因为，所以选取轴承1的受力大小验算21P602PCNLH21RF67NFA4872121PN67续53轴承的校核H9145671063式中，因为所用轴承为球轴承，。轴承工作条件为每天二班制，使用期限10年（每年工作日300天），HHLL540318故所选轴承满足寿命要求。532输出轴轴承的校核（1）求轴承所受的径向载荷；21RF和，NFV3721NV98，NH45960H7542VR8639372211NFNHR745082222（2）求两轴承的计算轴向力1A和因为选用斜齿轮，所以NFA48721010C（3）求轴承的当量动载荷2P和因,查得径向载荷系数为,轴向载荷系数0211RAFX；Y因轴承运转中所受载荷基本平稳，取。210DF1DFHL合适FR8631R792NFA48721续53轴承的校核则11ARDYFXFPN863022ARDF98301（5）验算轴承寿命因为，所以选取轴承1的受力大小验算21P602PCNLHH238541793式中，因为所用轴承为球轴承，。轴承工作条件为每天二班制，使用期限10年（每年工作日300天），HHLL540318故所选轴承满足寿命要求。）1PN8632N983HL合适第6章平键的计算和选择61高速轴与V带轮用键连接1、选用圆头普通平键（A型）按轴的直径D25MM,及带轮宽，据文献得键的M82B键宽B键高H为，长度的键。7845LA型78M45L2、强度校核键材料选择45钢，V带轮材料为铸铁，查表得键联接的许用应力，键的工作长度MPAP807MHKMLL535041285B，挤压应力安全）91725430PIPAKLDT安全）P62低速轴与大齿轮用键连接1、选用圆头普通平键（A型）按轴的直径D50MM,据文献得键的键宽B键高H为，长度的键。94M36L2、强度校核键材料选择45钢，大齿轮的材料也为45钢，查表得键联接的许用应力，键的工作长度MPAP1502MHKMLL49921436B，挤压应力安全）564954780PIPAKLDTA型914M36L安全）P63低速轴与联轴器用键连接续63低速轴与联轴1、选用圆头普通平键（A型）按轴的直径D35MM，据文献查得键的的键宽B键高H为，长度的键。80M45L2、强度校核键材料选择45钢，联轴器的材料为钢，查表得键联接的许用应力，键的工作长度MPAP1502A型810L45MM器用键连接MHKMLL485040215B，挤压应力安全）267354098PIPMAKLDT安全）P第7章联轴器的计算和选择71类型的选择联轴器设置在减速器输出轴和螺旋输送机主轴之间。为了隔离振动和冲击，选择弹性套柱联轴器。弹性套柱联轴器72载荷计算公称转矩MNNPT79182053950根据工况转矩变化和冲击载荷中等，取工况系数，91AK则计算转矩为MNTKACA735891MNT7918CA3573型号的选择选用弹性柱销连轴器，其传递转矩能力大，结构更为简单，安装、制造方便，耐久性好，弹性柱销有一定的缓冲和吸振能力，允许被连接的两轴有一定的轴向位移以及少量的径向位移和角位移，适用于轴向窜动较大的工况。从GB432384中查得TL9型弹性柱销连轴器，公称转矩为，许用转速为，轴孔直径在MN10MIN/2850R，故合用。735TL9型弹性套柱销连轴器第八章减速器密封装置的选择81输入轴的密封选根据输入轴的密封直径为，选取油封毡圈M3040，8640/ZQJB择具体参数如下毡圈沟槽轴颈DD1DB0DDB304529744316密封长度为12MM。8640/ZQJB82输出轴的密封选择输出轴的密封直径为，选取油封毡圈M4040，8640/ZQJB具体参数如下毡圈沟槽轴颈DD1DB0DDB405339752416密封长度为12MM。8640/ZQJB第九章减速器的润滑设计91齿轮的润滑续91齿轮的润滑齿轮传动的圆周速度为SNDVT/M13065106式中分度圆直径，MM；T1齿轮轴的转速，R/MIN。N因齿轮的圆周速度12M/S，所以才用浸油润滑的润滑方式。根据用途齿轮用于减速器起差速作用，选用全损耗系统用油LAN22（GB/T4431989）。高速齿轮浸入油里约07个齿高，但不小于10MM；低速SV/M13V12M/S浸油润滑级齿轮浸入油高度约为1个齿高（不小于10MM），1/6齿轮。92轴承的润滑输入轴转速为，所以其线速