机械设计课程设计说明书---设计带式运输机的传动装置

机械设计课程设计说明书学院自动化科学与电气工程学院专业自动控制与信息技术姓名学号指导教师陈心颐目录一、机械设计课程设计任务书二、传动方案的拟定三、电动机的选择、传动系统的运动和动力参数1电动机的选择2传动比分配3各级传动的动力参数计算4将运动和动力参数计算结果整理并列表四、传动零件的设计、计算1带传动的设计2带的参数尺寸列表3减速器齿轮设计五、轴的设计与校核1轴的初步设计2I轴的强度校核3II轴的强度校核六、键联接的选择与校核1I轴外伸端处键联接2II轴外伸端处键联接3II轴与大齿轮配合处键联接七、滚动轴承的选择与校核1滚动轴承的选择2I轴滚动轴承的校核3II轴滚动轴承的校核八、联轴器的选择与校核九、润滑和密封形式的选择，润滑油及润滑脂牌号的选择十、其他技术说明1箱体结构相关尺寸2减速器附件列表十一、参考资料一、机械设计课程设计任务书一、题目A设计带式运输机的传动装置传动装置简图如右图所示（电动机的位置自己确定）。1运输机的数据运输带的工作拉力F1500N运输带的工作速度V155M/S运输带的滚筒直径D320MM滚筒轮中心高度H300MM附运输带绕过滚筒的损失用效率计，取效率097）。2工作条件锅炉房运煤三班制，每班工作四小时空载启动、连续、单向运转、载荷平稳。3使用期限及检修期间隔工作期限为十年，每年工作300天；检修期间隔为三年。4生产批量及生产条件只生产几台，无铸钢设备。二、设计任务1选出电动机型号；2确定带传动的主要参数及尺寸；3设计该减速器；4选出联接减速器输出轴与运输机轴的联轴器。三、具体作业1减速器装配图一张；2零件工作图两张（大齿轮、输出轴）；3说明书一份。二、传动方案的拟定根据任务书确定传动方案为闭式齿轮，一级斜齿轮传动三、电动机的选择、传动系统的运动和动力参数1电动机的选择计算项目计算内容计算结果工作机所需功率WP150P235WFVKWP235WK传动效率AA齿联承承承滚V带9790068870A实际需要功率DP235720WAK26DPK工作机转速WN1695/MIN342VDR950/MINWNR电动机转速由于带传动的传动比，减速器，所以4带I53减I电动机的转速范围5550531850176R/MIN。常用的电动机转速为1000R/MIN和1500R/MIN，而选用1500R/MIN较为合适。综上，电动机型号可选为Y100L24型，其额定功率为3KW，满载转速1420R/MIN。Y100L24型额定功率3KW满载转速1420R/MIN2传动比分配计算项目计算内容计算结果总传动比总I带传动比带I减速器传动比减1420539满总WNI由减带总I取3I带则1507减1530总II带517减3各级传动的动力参数计算计算项目计算内容计算结果各轴转速（分别为小IN,齿轮轴转速和大齿轮轴转速）142073/MIN满带INRI95/I减II473/MININR9250I各轴输入功率NM256带IDPKW43承减I承筒联IK256IPKW43I筒K各轴输入转矩950179满DDPTNMN6带带IDI2540减减I9承筒联ITNM1628DTNM5I40I29筒TNM4将运动和动力参数计算结果进行整理并列表功率P/KW转矩T/KNMM轴名输入输出输入输出转速N/RMIN1传动比效率电机轴267179714203096I轴25625351655113473335117096II轴24624425420251669250卷筒轴242240249942474492501098四、传动零件的设计、计算1V带传动的设计计算项目计算内容计算结果工作系数KA查表得KA11电动机计算功率PC130额CAPKW30CPKWV带型号由，选用A型普通V带K42/MINNR满A型普通V带大小带轮基准直径D2，D1取D180MM，则2I3801352取D2236MMD190MMD2236MM验证V带带速带速，159/60DNVMSV在525M/S之内，合适。V595M/SV带基准长度LD和中心距A初步选取中心距A015D1D24740MM取A0480MM得带长012023436828469M取LD1600MM，得实际中心距，002164985AM01469LM54A小带轮包角的1验算单根普通V带的基本额定功率0P传动比I合适211736120DA由N满1420R/MIN及D180MM，13308KW2136012DI16308PKWI301额定功率增量007K017K包角修正系数K由，查表135得，163095K95K带长修正系数L由LD1600MM，查表132得LLV带根数Z0335881790CLPZ取4根根数358Z取4根单根V带的初拉力F02025310599167CPQVZVKN0167FN作用在带轮上的压力FQ102SIN6347927QZFN9237QFN带轮结构大带轮采用腹板式，小带轮采用整体式。2带的参数尺寸列表计算项目计算内容计算结果小带轮直径D1/MM大带轮直径D2/MM中心距/MM带长LD/MM8023654551600带根数Z初拉力F0/N轴上载荷FQ/NA型带4116792373减速器齿轮（闭式、斜齿）设计计算项目计算内容计算结果材料选择为使结构紧凑，故大小齿轮选用硬齿面。小齿轮齿面选用45号钢淬火，硬度HRC4050大齿轮齿面选用45号钢淬火，硬度HRC4050小齿面选用45号钢淬火大齿面选用45号钢淬火（1）按轮齿弯曲强度设计计算（8级精度）计算项目计算内容计算结果弯曲疲劳极限EF取小齿轮弯曲疲劳1690EFMPA大齿轮弯曲疲劳极限21690EFMPA2安全系数SFSF125SF125许用弯曲应力121076903845EFPAS123864PA载荷系数K取K11113K11齿宽系数中型减速器，取08A08A大小齿轮齿数Z2，Z1取小齿轮齿数Z119，则大齿轮齿2197ZIZ119Z297实际传动比I当量齿数ZV1，ZV221975ZI308COSV2306COSVZ5I108V2763Z齿形系数YFA应力集中系数YSAYFA1288，YFA2221YSA1157，YSA2180YFA1288YFA2221YSA1157YSA2180模数NM2132COS163FASNDKTMZ取2MMN2MMNM确定中心距A12971209COSCOS5Z取整数值MA0A120确定螺旋角12RCS406“NZ456“分度圆直径D1，D2117391O5“NDM21206AD1390DM26齿宽B1，B221839148DB取B235MM150M140B235M（2）校验齿面接触强度计算项目计算内容计算结果接触疲劳极限LIMH取小齿轮接触疲劳极限LIM13HMPA大齿轮接触疲劳极限LI20LIM130HMPALI2安全系数SH取SH1SH1许用接触应力LIM1130MPALI22HS130MPAH验算齿面接触疲劳强度1217330HEHKTUZBDMPAPA安全1H（3）齿轮其他传动的参数计算项目计算内容计算结果端面压力角T20T20T齿顶高HA齿根高HF全齿高H顶隙CHAMN2MMHF125MN25MMHHAHF45MMCHFHA05MMHA2MMHF25MMH45MMC05MM齿顶圆直径DADA1D12HA43310MMDA2D22HA204690MMDA143310MMDA2204690MM齿根圆直径DFDF1D12HF34310MMDF2D22HF195690MMDF134310MMDF2195690MM齿轮结构小齿轮为齿轮轴大齿轮为腹板式（4）齿轮传动参数列表中心距A/MM模数MN/MM螺旋角端面压力角T120214506”20齿数齿宽/MM分度圆径/MMZ1Z2B1B2D1D21997403539310200690齿高/MM齿顶圆/MM齿根圆/MMHAHFDA1DA2DF1DF22254331020469034310195690五、轴的设计与校核1轴的初步设计计算项目计算内容计算结果材料选取选用45号钢，调质处理45号钢调质初估最小直径I轴3102569147IPDNM193IDMII轴310246895IPDNM取DI23MM取DII33MM328IDMDI23MMDII33MM初选轴承I轴选用6306，D30MM，B19MMII轴选用6208，D40MM，B18MMI轴选用6306II轴选用62082I轴的强度校核计算项目计算内容计算结果小齿轮受力切向力1268ITTFND径向力AN9COSTR轴向力T6A268TFN9RA简化为简支梁垂直面支撑反力垂直面弯矩图水平面支撑反力水平面弯矩图合成弯矩计算传递扭矩图计算项目计算内容计算结果垂直面支撑反力131232290684598571ARQVDFLLN2106VFN12309RAQVDFLN109VFN垂直面弯矩计算17CVQMM3652BAV72CMM65B水平面支撑反18HFN138HBBFTFRFACCFQTIFQMAFRFAF2VF2VMBVMAVMAVFTF1HF2HMAHMBMATIL2535L178L3485力2150HFN2150HFN水平面弯矩计算368BMLMCH683BMMCH危险截面当量弯矩15TN取06229436B合成BVHNM1合成EMT2702合成CVHC1845合成ENM9321EBMNM7845EC危险截面的校核45钢的，则MPAB601，实际取值为3312548EBBDBD39310MM合适，实际取值为30MM33109ECBMC合适I轴结构合理3II轴的强度校核计算项目计算内容计算结果大齿轮受力切向力253TTFND径向力TAN94COSR轴向力T671AFN253TFN94R671A简化为简支梁垂直面支撑反力垂直面弯矩图水平面支撑反力水平面弯矩图合成弯矩计算传递扭矩图垂直面支撑反力21183RAVDFLN2138VRV183VFN2垂直面弯矩计算21569AMFLM04VVN569AVMNM104AAFTFAFRTIIMAFRF1VF2VMAVMAVFTF2HF1HMAHMATIIL150FAL257水平面支撑反力11284THFLN21239T184HFN239水平面弯矩计算6748AHMFLNM6748AHMNMF力产生的弯矩021AF0合成弯矩计算28274AVAHN8274AN危险截面当量弯矩取0622163EAMTM163EMM危险截面的校核45钢的，则PB60133185EABD实际取值为41MM，合适CII轴结构合理六、键联接的选择与校核计算项目计算内容计算结果材料选择许用挤压应力选用Q275，取MPAP10Q275MPAP101I轴外伸端处键联接计算项目计算内容计算结果键的选择选用圆头普通平键（GB109579）根据DI23MM及外伸端长度，选择键832，其中B8MM，H7MM，L32MM，T40MM，T133MM键832键的校PPTHLMPA键选取合适2II轴外伸端处键联接计算项目计算内容计算结果键的选择选用圆头普通平键（双键）（GB109579）根据DII33MM及外伸端长度，选择键1036，其中B10MM，H8MM，L36MM，T50MM，T133MM键1036键的校核1342509876IPPTHLMPA（双键）键选取合适3II轴与大齿轮配合处键联接计算项目计算内容计算结果键的选择选用圆头普通平键（GB109579）根据轴径D41MM及台阶长度，选择键1245，其中B12MM，H8MM，L45MM，T50MM，T133MM键1245键的校核34501948IPPTDLMPA键选取合适七、滚动轴承的选择与校核1I轴轴承的选择与校核轴承受力图计算项目计算内容计算结果径向载荷FR211758RVHFNM2261R1758RFNM26R轴承受的轴向载荷69AN9A当量动载荷P取校准值和1RFA由于，取E025，又，046ARFC10396ARF115824RAPN24PN温度系数FT载荷系数FP取FT1取FP11FT1FP11要求轴承寿命LH每天工作12小时，每年工作300天，检修间隔三年，则要求轴承寿命达到10800HL10800H基本额定寿命LH合适6462TPFCNI轴轴承选用6306GB/T2761994合适2II轴轴承的选择与校核轴承受力图计算项目计算内容计算结果径向载荷FR21198RVHFNM22765R198RFNM2765R轴承受的轴向载荷671A1AF当量动载荷P由于，取E023，又，03ARFC1038ARF11569026RAFN263PN温度系数FT载荷系数FP取FT1取FP11FT1FP11要求轴承寿命L每天工作12小时，每年工作300天，检修间隔三年，则要求轴承寿命达到10800HL10800H基本额定寿命LH合适61029876TPFCHNPII轴轴承选用6208GB/T2761994合适八、联轴器的选择与校核II轴外伸端需使用联轴器选用弹性柱销联轴器HL3型GB501485弹性柱销联轴器HL3型联轴器的选择HL3联轴器参数公称转矩TN（NM）许用转矩NR/MIN轴孔直径D（MM）630500035轴孔长度LL1外径DMM轴孔类型键槽类型8260160JA联轴器的计算取工作情况系数KA15，则计算转矩合适NIACTMNT53402951联轴器选取合理九、润滑和密封形式的选择，润滑油及润滑脂牌号的选择润滑方式齿轮线速度1097/2/6IDVNS故齿轮选用油池润滑，需油量2L左右，最高最低油面相距30MM轴承采用脂润滑齿轮选用油池润滑轴承采用脂润滑润滑油牌号选用中负荷工业齿轮油代号220GB590386220润滑脂牌号选用钠基润滑脂牌号ZN3GB49289ZN3密封形式机座与机盖凸缘结合面的密封选用在接合面涂密封胶或水玻璃的方式观察孔和放油孔等处的密封选用石棉橡胶纸垫片密封轴承端盖处的密封采用毡圈油封轴承处用挡油环防止润滑油甩入轴承内部十、其他技术说明1箱体结构相关尺寸长宽高3055MM160MM293MM机座壁厚机盖壁厚1机座凸缘厚B机盖凸缘厚B1机座底凸缘厚B28MM18MMB1512MMB115112MMB22520MM8MM18MMB12MMB112MMB220MM地脚螺栓直径DF大齿轮顶圆与内机壁距离1小齿轮端面与内机壁距离2DF16MM112，取110MM2，取213MMD