机械设计课程设计-带式运输机的传动装置设计（含全套cad图纸）

机械设计课程设计计算说明书一、传动方案拟定2二、电动机的选择2三、计算总传动比及分配各级的传动比4四、运动参数及动力参数计算5五、传动零件的设计计算6六、轴的设计计算12七、滚动轴承的选择及校核计算19八、键联接的选择及计算22全套设计，联系153893706设计题目带式运输机的传动装置设计06机械班设计者学号指导教师2008年12月2009年1月计算过程及计算说明一、传动方案拟定（1）工作条件连续单向运转，载荷平稳，空载起动，两班制，使用期限为10年，运输带速度允许误差为5，室内工作。（2）原始数据运输带有效拉力F1800N运输带工作速度V175M/S卷筒直径D280MM。二、电动机选择1、电动机类型的选择选用Y型三相笼式异步电动机，封闭式结构，电压380V。2、电动机功率选择（1）传动装置的总功率总带3轴承齿轮联轴器滚筒096099309709909608592电机所需的工作功率P工作FV/1000总1800175/100008593671KW3、确定电动机转速计算滚筒工作转速N筒601000V/D601000175/280R/MIN11942R/MIN按1表1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IA36。取V带传动比I124，则总传动比理时F1800NV175M/SD280MMN滚筒119409R/MIN总0858P工作3671KW电动机型号Y112M4范围为IA624。故电动机转速的可选范围为NDIAN筒（624）11942R/MIN7172867R/MIN符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500R/MIN。根据容量和转速，由2可知有三种适用方案，如下表所示电机转速传动装置的传动比方案电机型号额定功率同步满载总传动V带传动减速器1Y112M441500144012566341892Y132M6410009608377327923Y160M184750720628332094综合考虑，电动机和传动装置的尺寸和带传动、减速器的传动比选择第一个方案，因此选定电动机型号Y112M4，其主要性能如下表满载时型号额定功率（KW）转速功率功率因数Y112M441440845082I总12058I齿轮3859I带3125NI4608R/MINNIINIII119409R/MINPI3524KWPII3384KWPIII3317KWTI24346868NMMTII270700NMMTIII265300NMM4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y112M4。三、计算总传动比及分配各级的伟动比1、总传动比I总N电动/N筒1140/11942120582、分配各级传动比为使V带传动外廓尺寸不致于过大，所以取带传动比为312，而减速器为一级传动，故圆柱齿轮传动比I3859。四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速（R/MIN）NINM/I带1440/31254608（R/MIN）NIINI/I齿轮4608/3859119409R/MINNIIINII计算各轴的功率（KW）PIPD带36710963524KWPIIPI轴承齿轮35240970993384KWP卷筒PII轴承联轴器333840990993317KW2、计算各轴扭矩（NMM）电机输出转距TD955103PD/NM9551033671/144024346868NMMTITDI带带243468683125096NMMDD180MMDD2250MMV6029M/SLD1532550MMA533725MM73040604NMMTIITII齿轮轴承齿轮270700NMMTIIITII齿轮联轴器265300NMM五、传动零件的设计计算1、皮带轮传动的设计计算（1）选择普通V带截型由3查表87可知工作情况系数KA11PCAKAP1136714038KW根据计算功率PCA和小带轮的转速N1，由3图811选取普通V带A型带。再根据V带带型，由3表86和表88确定小带轮的基准直径DD180MM。带速V（DD1N1）/（601000）6029M/S因为5M/S900（适用）（5）确定带的根数根据3表（84A）P0068KW根据3表（84B）P0017KW根据3表（85）K095根据3表（82）KL099ZPCA/P0P0KKL4038/（068017）0950995054Z取5。（6）计算带的初拉力由3表83查得Q01KG/M，单根V带的最小初拉力F0MIN500PCA（25K）/ZVKQV2112912KN（7）计算带传动的压轴力FPFP2ZF0SIN1/22511291209871114829NZ123Z289HLIMZ1600MPAHLIMZ2550MPAN11327109N23429108KHN10921KHN2098H15526MPAH25395MPA齿轮传动的设计计算1选择齿轮类型、齿数、材料及精度等级1）按任务书的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动；2）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280HBS。大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度240HBS，二者材料硬度差为40HBS；3）运输机为一般工作机器，速度不高，故选8级精度。2齿面接触疲劳强度设计，即21312THETDKTZU确定公式内的各计算数值；1）由任务书选取区域系数2425；HZ2）试选载荷系数16；TK3）由2图1026查得078，092，则12078092170124）取小齿轮齿数Z123。传动比I齿3859则大齿轮齿数Z2IZ138592388757取Z289；理论传动比I089/2338705）选取螺旋角，初选为156）由2表107选取齿宽系数1；D7）由2表106查得材料的弹性影响系数1898MPA；EZ8）由2图1021D按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限600MPA，大齿轮的接触疲劳强度极限LIM1H550MPA；LI29）由2式1013计算应力循环次数604608（2830010）132710160HNNJL95458MPAH1200M/SVB49739MM2089NTMH4700MMB/H10583196108VK1349H139F14HKK2040539361D2265NM342910；2N9137085810）由2图1019取接触疲劳寿命系数0921，1HNK098；2HNK11）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1，安全系数1，由2式1012得5526MPA1LIMHNKS09265395MPA2LI2H85112）许用接触应力12H56395458MPA3计算1）试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得1TD4231267058702451893TD2）计算圆周速度1200M/S160TNV496013）计算齿宽B及模数NTM1DTCOS4973COS152089TNTMZH22522520894700MMNTB/H49739/4700105834）计算纵向重合度19600875；Y255211VZ9875522611FAY219215931SAY17852500MPA1FE380MPA20861FNK09123071431F0318123TAN151960318TANDZ5）计算载荷系数K已知使用系数1根据1200M/S，8级精度，由1图AV108查得动载系数108，由表104查得的值与直齿轮的VHK相同。故1349HK由2图1013查得139FK由2表103查得的载荷系数14HK2040AV6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式1010A得497395393631TTKD3204167）计算模数NM1COS59COS253NDZ4按齿根弯曲强度设计由2式1017213COSFASNDKTYMZ（1）确定计算参数1）计算载荷系数KAVF2）根据纵向重合度1960，从2图1028查得螺旋角影响系数0875；Y3）计算当量齿数133251COSVZ233897V2472FM2261Z1012131MMA1495536381D208362260MM1B55MM24）查取齿形系数有2表105查得261，2191FAY2FA5）查取应力校正系数由2表105查得1593，17851SA2SA6）由2图1020C查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限500MPA，380MPA；1FE2FE7）由2图1018取弯曲疲劳寿命系数086，091；1FNK2FN8）计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数S14，由2式1012得1086530714FNEKS22929）计算大小齿轮的并加以比较FASY12659301774FASY282FAS大齿轮数值大；（2）设计计算16434322047351087COS15M对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于NM由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取2即可满足弯曲强度。N但为了同时满足接触疲劳强度算得的分度圆直径53936来计算1D应有的齿数，于是由1COS5396COS126049NDZM取26，则。121870U5几何尺寸计算1）计算中心距1261023480COSCOS5NZMA将中心距圆整为131MM。2）按圆整后的中心距修正螺旋角12261ARCSARCS4953NZ因值改变不多，故参数、等不必修正；KHZ3）计算大小齿轮的分度圆直径126538COS49NZMD20621N4）计算齿轮宽度15368DB55MM，60MM2B1六、轴的设计计算输出轴的设计计算1、按扭矩初算轴径选用45调质，硬度217255HBS根据【3】查表153，取A0110DA0（PI/NI）1/31103524/46081/3MM21672MM考虑有键槽，将直径增大5，则D2167215MM22156选D22MM2、轴的结构设计（1）轴上零件的定位，固定和装配单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过渡配合固定（2）确定轴各段直径和长度根据设计内容，选择深沟球轴承，轴D122MM22MM，初选轴输出轴结构D122MMD226MMD330MMD434MMD540MMD630MML136MML263MML335MML455MML56MML627MM输入轴结构D135MMD242MMD345MMD448MMD556MM承代号6205，内径为25MM，宽度为15MM，查轴承基本尺寸得，工段D122MM长度取L136MMH2CC15MMII段D2D12H222226MM通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定，为此，取长为30MM，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2MM,故II段长L263MMIII段直径D330MM考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取挡油板为19MM，L3191635MM段直径D434MM，长度比齿轮宽略短，取L455由于轴肩高度H大于007D，所以取D540MM,L56MM第六段长度由轴承和挡油板确定，即D630MM，L627MM输入轴的设计计算1、按扭矩初算轴径选用45调质钢，硬度（217255HBS）根据【3】查表153，取A0110DCP3/N31/31103384/1194091/333537MM取D34MM2、轴的结构设计（1）轴的零件定位，固定和装配单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承和皮带轮依次从右面装入。（2）确定轴的各段直径和长度初选6206型角接球轴承，其内径为35MM，宽度为19MM。查轴承基本尺寸得，工段D135MM长度取L158MMII段D242MM通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定，为此，取长为30MM，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小4MM,故II段长L265MMIII段直径D345MMD645MML158MML265MML344MML450MML510MML630MMCA163AMP310592WM84T0713MN考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离4MM。取挡油板为21MM，L32119444MM段直径D448MM，长度比齿轮宽略短，取L450MM由于轴肩高度H大于007D，所以取D556MM,L510MM第六段长度由轴承和挡油板确定，即D645,L6191130MM七输出轴和轴承的校核轴的校核1按弯扭合成应力校核轴的强度。（危险截面C）取则06225233794061701638CAAMTMPW45钢调质处理，由表151得，故安全。1AP1C1精确校核该轴的疲劳强度通过分析，该轴只需校核截面IV两侧即可。（1）截面IV左侧抗弯截面系数333014810592WDM抗扭截面系数24T截面IV左侧的弯矩为5779406140713MN扭矩为32TM截面上的弯曲应力为4015192BAMMPW扭转切应力为527038TAT45钢调质处理，由表151得，64BAP1275P，轴肩应力集中系数及按附表32查取，取15AMP，因，得，6R10364RD810745DD94134015BMP239TA14317K264730K162805由附图31可得走的材料的敏性系数为082,5Q故有效应力集中系数按式为110829417KQ5326由附图32查得尺寸系数，由33查得扭转尺寸系数，轴按磨削加工，由附图34得表面质量系数为0829轴未经表面强化处理，即，按式312及312A得综合系数为1Q172730069KK241688又由31及32得碳钢的特征系数为，取010，取55于是，计算安全系数值，按式156158得122227089301514076801498355AMCASKSS故可知其安全（2）截面IV右侧抗弯截面系数333014810592WDM抗扭截面系数2T截面IV左侧的弯矩为5779406140713MN扭矩为532701TNM截面上的弯曲应力为40713592BAMMPW扭转应切应力为528TAT过盈配合处的，由附表38求出，并取，K08K28K则08284轴按磨削加工，由附图34得表面质量系数为，故092综合系数为11282870943KK所以轴在截面IV右侧的安全系数为122227527584011063939751065AMCASKSS故该轴截面IV右侧强度也足够。轴承寿命校核根据根据条件，轴承预计寿命16365848720小时2轴的滚动轴承校核根据前面选择的轴承6209进行校核（1