带式运输机的传动装置[一级减速器][F=5800N V=1ms D=240mm]【优秀机械课程毕业设计论文】
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运输机
传动
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减速器
ms
mm
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机械
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论文
- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份,22页,5000字左右.
图纸共3张:
A1-装配图.dwg
A4-齿轮.dwg
A4-轴.dwg
- 内容简介：
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设计说明书 题 目：带式输送机中的传动装置设计 学 院 姓 名 学 号 指导教师 职 称 目 录 一、设计任务 1 1、 原始数据 1 2、 工作条件 1 3、 传动方案 1 二、总体设计 2 1、 传动方案 2 2、 选择电机的类型 2 3、 确定电动机转速 2 4、 确定传动 装置的总传动比和分配传动比 3 5、 减速器各轴转速、功率、转距的计算 3 6、 V 带的设计 4 7、 齿轮传动的设计 5 8、 齿轮的结构设计 8 9、 箱体及附件设计 8 10、 轴的结构设计 9 11、 平键联接的选用和计算 12 12、 轴的校核 13 13、 安全系数法校核轴的疲劳强度 17 14、 滚动轴承寿命计算 18 15、 润滑设计 20 设计 心得与体会 21 参考文献 22 1 页 一、 设计任务 设计一带式运输机构传动装置 运输带拉力 F（ 输带工作速度 V（ m/s） 1 卷筒直径 D（ 240 2 工作条件 两班倒，连续工作，载荷平稳，使用期限 10 年，生产批量 1000 台 动力来源：电力，三相交流（ 220 运输带允许误差： 5% 3 传动方案 附图 2 页 计算及说明 备 注 二、 总体设计 1、传动方案：已经给出，如第 1 页附图 2、选择电机的类型： Y 系列三相异步电动机 选择电动机的容量 P 0 0 0 3 543321 1、 2、 3、 4、 5 分别为带传动、轴承、齿轮传动联轴器和卷筒的传动效率。 取 1= 2=子轴承） 3=轮精度为 8 级，不包括轴承效率） 4=轮联轴器） 5=543321 a= 3、 确定电动机 转速 卷筒工作速度为 m 100060100060 n 按高等教育出版社出版的机械设计课程设计指导书第 7 页表 1，常见机械传动的主要性能推荐的传动比合理范围，取 V 带传动比合理范围为i 0=2 4，一级斜齿轮减速器传动比 i =3 5，则总传动比合理范围i a=6 20，故电动机转速的可选范围为： nd=i an=(6 20)1592r/合这一范围的同步转速有 1000和 1500转。 根据容量和转速，由机械设计出版社出版的机械设计手册一卷（ 2）（查出 足要求）综合考虑电机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动减速器的传动比选择电机型号为 其主要参数如下（第 3页）：表 1 a=d=n=3 页 计算及说明 备 注 表 1 4、确定传动装置的总传动比和分配传动比： 总传动比： 配传动装置传动比： i a= i 0 i i 0, i 分别 为带传动和减速器的传动比 为使 V 带传动外廓尺寸不致过大，初步取 i 0=4(实际传动比要在设计V 带轮传动时，由所选大、小带轮的标准直径之比计算 )，则减速器的传动比为： 34120 速器各轴转速、功率、转距的计算 （ 1）各轴转速 高速轴： m 249 7 001 m 1n =速轴： m 2n =80.8 r/ 2）各轴输入功率： 高速轴： d 01=速轴： 12=1 2 3 4 =筒轴： 2 4=W （ 3）各轴转矩计算 高速轴转矩： 550103P1/ 速轴转矩： 550103P2/ 筒轴输入转矩： 2 4= 4）各轴的运动参数如下表：表 2 轴名称 功率 (转速 (r/转矩 (N 高速轴 速轴 筒轴 2 电动机额定 功率 P 动机满载转速 n 970r/动机轴伸出端直径 48动机伸出端安装长度 80160相异步电动机P=11KW 70r/i a=12 i 0=5 i =3 1n =n =1=2=W W 2=3= m 4 页 计算及说明 备 注 6、 V 带的设计 6 3 z 取 4 根 单根 V 带的预拉力：20 )00 d 由书 1中表 6得： m=m 00 20 计算对轴的压力 1 5 页 计算及说明 备 注 7、齿轮传动的设计 （ 1）选择材料 小齿轮 选择 40质 41 286 大齿轮选择 45 钢调质 17 255 此时两轮最小硬度差为 241 217=24 比希望值小些，可初步计算 （ 2）计算当量齿数，查齿形系数 现为软齿轮面齿轮，齿数以比根切齿数较多为宜。 初选 4 z2=24=98 圆整：取 8 则齿数比（即实际传动比）为 原要求仅差 % 0 故可以满足要求。 （ 3）选择齿宽系数 由于减速器为闭式齿轮传动，故齿宽系数不宜过大。 参考书 1中表 8取齿宽系数 d= 4）选择载荷系数 原动机为平稳工作的电动机，而工作机为冲击不大的转筒，参考书1中表 8： K 为 取 K= 5）计算小齿轮轴上的扭矩 1=138177 N 6） 按齿面接触疲劳强度设计 按说明， 对于直齿圆柱齿轮，应以大齿轮材料所决定的许用接触应力为准对 45 钢，取 30，由书 1中表 8较低极限应力值 M P aH 3 921 ，又由表 8安全系数 算 接触疲劳的寿命系数6 0N 6 页 计算及说明 备 注 N=60032043008=108 0 (07 因为 N所以 许用接触应力 M P 3 9 根据书 1中 8 区域系数 性影响系数 小 齿轮分度圆直径： 2 5 1 1232321111 计算法面模数 n 2295811 （ 7） 按齿根弯曲疲劳强度设计 由书 1中表 8得齿型系数 由于表中没有 z=120 的齿形，故用线性插值法得弯曲疲劳强度极限应力分别为： 20230(00260(1203532182782182l i i m . 由书 1表 8得安全系数 S F =算弯曲疲劳寿命系数 9 6104 N 因为 N=08 4106 取 1 许用应力 M P i 7 页 计算及说明 备 注 M P i 比较 0 1 4 1 9 4 6 4 1 9 因为参数 22大，代入公式 按公式计算齿轮所需的法面模数 23 2221 1 （ 8）决定模数值 对比两次求出的结果， 按接触强度所需的模数较大，这说明当两齿轮均为软面材料时，齿轮易于发生点蚀破坏，即以 m 2 为准，根据标准模数表，选 取 （ 9）计算齿轮的几何尺寸 d1=9 2=58 mm d2=7 2=174 mm m =58+22=62 mm m =174+22=178 mm 1 48=48 mm 5 10)=55 10）计算节圆速度 V= 00 0 00 0 11 （ 11）计算齿面上的载荷 0 0 01 1 2 5 1 122011（ 12）校核 因为齿轮为轮齿面闭式齿轮传动，所以按抗弯曲强度校核 查表得 2 为 l=1/3 8 页 计算及说明 备 注 M P (1861所以，齿轮满足强度要求 8、齿轮的结构设计 小齿轮由于直径小，采用齿轮轴结构 大齿轮的结构尺寸，按上面计算和后续设计出的轴子 l 直径计算得出 9、箱体及附件设计 （ 1）箱体材料的选择 选用 2）减速器机体结构尺寸设计 参考机械零件课程设计图册 11 页，得下表 名 称 符号 尺寸关系 结果（） 机座壁厚 0 1 8 10 机盖壁厚 8 8 机座凸缘的厚度 b 12 机盖凸缘的厚度 12 机座底凸缘厚度 20 地脚螺钉的直径 2 18 轴承旁联接螺钉直径 4 9 页 计算及说明 备 注 续上页： 名 称 符号 尺寸关系 结果（） 上下机体结合处 联接螺栓直径 0.6)0 轴承端盖的螺钉直径 0.5) 窥视孔盖的螺钉直径 0.4) 螺钉 凸缘边缘直径 表决定 22 螺钉 凸缘边缘直径 表决定 14 螺钉 凸缘边缘直径 表决定 18 螺钉 外机壁距离 表决定 24 螺钉 外机壁距离 表决定 16 螺钉 外机壁距离 表决定 20 轴承旁凸台半径 2 18 凸台高度 h 由结构确定 外机壁至轴承壁 端面距离 1l 5 10） 43 大齿轮顶圆与内机壁间距 1 12 齿轮端面与内机壁的间距 2 11 上下机体筋厚度 m1;m 1 7 ; 9 轴承端盖外径直径 承孔直径 （ 520 轴承旁联接螺栓距离 S 尽量靠近， WM M 不干涉为准 10、轴的结构设计 （ 1）高速轴设计 确定轴的最小直径 选取轴的材料为 40质处理，按书 1表 12 05，则得： 3 110m i n 综合轴的强度，以价格要求，取 0轴的结构设计（见下图） 10 页 计算及说明 备 注 A、 设计 由于该段装有皮带轮，且皮带轮结构为 4 根 A 型 V 带，孔径 d=30得 L=60 B、 设计 有皮带轮的右端靠轴肩轴向定位，按要求 h h=书馆 6 C、 设计 的结构尺寸相同， 右侧不需轴向定位， h=(13)取 h=2 0口装有轴承，由于该轴，既受到径向力又有轴向力，综合价格和安装尺寸的误差考虑。选用圆锥滚子轴承，型号为， 31208 其尺寸为； DPT=408018，轴段 l3=8、 前已计算出， d5=5、 ，与 的结构尺寸相同，由箱体设计时已确定，轮段面距机箱内端距离为 11 h h=4d4=8、 长度设计 由箱体设计时的箱体壁距凸台外测的距离 L=43圈厚度 1=2盖厚度 2=8进长度为 12体壁厚为 3=8了便于端盖的拆装以及皮带轮不与箱体接触，故需轴留出 25 30度，取 L=29 所以 3+10+8+29 18=72了使端轴承 端盖的伸进端顶住轴承，以免发生轴向移动，故需装上一个轴 L=13、轴的总长度 L= 5+72+18+11+65+11+18=260 2）低速轴设计 确定轴径最小尺寸 选取轴的材料为 45 钢调质，按书 1表 12 取 15，则得： 11 页 计算及说明 备 注 3 110m i n 由于轴上开了键槽，结合强度考虑取 d=45结构设计 同理，把此轴分 6 段进行设计 A、 d1 段设计 由于该段装有联轴器，联轴器的孔径应与轴径相适应，联轴器的计算转矩 查书 1表 11 则 +105=8 105N 据工作要求，选用弹性柱销联轴器，型号为 联轴器长度 L=112J 型孔）与轴的配合段长度 8了保证轴端档圈固压半轴器，故轴长稍短一些，取 L1=60、 d2段设计 由于联轴器右端需轴向定位，故 h，取 h= d2=52 C、 设计 由 d2 段零件安装不需靠轴肩轴向定位故取 h=3据轴径d3=55综合轴承的价格考虑，选用圆柱滚子轴承，型号为32211，其尺寸为； DPd=5510021，轴段 l =24轮安装需轴向左端定位，左端需留出一定长度，取 L=24及箱 体的内宽 7轴套长度为 11 d3 总长度 L3=21+1+14=36 、 d4段设计 由轴套不需轴肩来轴向定位，取 h=3d4=58已算得齿轮宽 0取 L4=60 4=56械出版社机械零件设计第3932211 12 页 计算及说明 备 注 E、 d5段设计 齿轮右端需轴肩轴向定位，取 d= d5=65向长度取L5=12、 d6 段设计 d6 段与 d3段类同， d6=55L6=21、 轴向长度设计 同高速轴的 2=69、低速 轴的总长度 L= L1+ L2+ L3+ L4+ L5+ L6+ 2+69+21+11+60+12+21=2801、平键联接的选用和计算 （ 1）告诉轴键联接选用及计算 皮带轮安装处，轴径为 d=30手册选择键 8760 键的接触长度： L=L b=60 8=52接触高度； K=h/2=7/2=查得键联接的挤压许用应力 p=200用剪应力 T=125T1/061005209= 2） 低速轴键联接选用及计算 =2T1/125a、 齿轮安装处。轮径为 d=58选择键 16 10 50 键的截面长度为： 504触高度为： K=h/2=5T2/68 105 108 34 5 102= b、 安装联轴器处，轴径为 d=45择键 ： 14972 查机械设计手册机械出版社 截面尺寸为 8 7冶金工业出版社 755 L=(1890)上查询，查得截面尺寸： 16 10 L=（ 45180） 择出处同上 L=（ 36160） 上 L=（ 36160） m 13 页 计算及说明 备 注 键的接触长度： L=728触高度： K=h/2=9/2=T2/05108510T= 故告诉轴与低速轴的强度满足要求 12、轴的校核 （ 1）高速轴的校核 受力分析 0 0 01 1 2 5 1 12211 r 在垂直南 V 面 322121 在水平面 H 面 2210210 32 C )(外向内 计算弯矩 8321031 合成弯矩 2处处 转矩 m 查表取 = 22 )( 14 页 计 算及说明 备 注 B 点m C 点m 弯矩图 15 页 计算及说明 备 注 确定危险截面， 由弯矩图得 危险截面 可出现在 A、 B、 C 截面外， 综合轴径 、 键槽 以及力矩 考虑 得 A、 对 A 截面 校核 力矩 M=抗弯系数，查机械设计机械出版社 M P 30(32992323所以符合要求 B、 对 B 截面 校核 弯矩 M=所以符合要求 C、 对 C 截面 校核 弯矩 M=5所以符合要求 （ 2）低速轴校核 受力分析 弯矩图 （如下图） 16 页 计算及说明 备 注 确定，综合轴径与键槽考虑， A、 C 截面为危险截面 a、 对于 A 截面 弯矩 M=105KNM P 45(32992323b、 对于 C 截面 弯矩 M=105KNM P 058(1032992323符合要求 17 页 计算及说明 备 注 13、安全系数法校核轴的疲劳强度 (1)、对 C 剖面进行校核。 (2)、轴材的机械性能 材料为 45 钢，调质处理，由教程表可知： B =600b=350 = =300 1 = =155=510 0= =248)、剖面 C 的安全系数 查表得 抗弯断面系数： W=扭断面系数：曲应力幅： M P 5 键槽所引起的有效应力集中系数，查表得： 面状态系数： 尺寸系数 6 r弯曲平均应力： 0m扭转切应力幅： 35 ca 平均切应力： M 由齿轮计算的循环次数可知：寿命系数 综合安全参数：SS c （面 C 具有足够的强度。 18 页 计算及说明 备 注 14、 滚动轴承寿命计算 分别对两对不同的轴承进行受力分析（ 1）、轴承 A、求两轴承受到的径向载荷 轴承部件受到的力系分解为铅垂面（ a）和水平面（ b） 两个平面力系：（扭矩未标出） 由力分析可知： NR v h W W 22 B、求当量动载荷， 2 由于轴承未受到轴向力 2 001111从书 1表 10得当量动载荷系数 19 页 计算及说明 备 注 因轴承在运转中受到的冲击载荷不大 故 表 p p 验算轴承寿命 因 1 所按轴承 4 的受力大小验算 160106代入公式： 06 310h 故 6211 轴承能满足预期计算寿命要求 （ 2）轴承 A、分别求出圆锥滚子轴承 2理分解到 H 和 V 平面上，如图 由受力可知： 12121212121 20 页 计算及说 明 备 注 B、当量动载荷 1P 和 2P 由于未受到轴向力 2=0 02211故取 X=1 Y=0 由轴承在运转中产生的冲击载荷不大，故 p 1 C、验算轴承寿命 由圆锥滚子轴承（ 32211）查得： 08 入公式 h 9000l n060106 636 故能满足预期寿命要求。 15、润滑设 计 A、齿轮的润滑 由大齿轮的圆周速度， V=330/60 =s 12 m/s 故采用浸油润滑，浸油深度为一个齿高
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