一级带式运输机传动装置机械设计课程设计

1、机械设计课程设计 计算说明书 设计题目:设计带式运输机传动装置 姓名： 、 学号： 班级：成绩: 机械设计课程设计任务书 班级： 姓名：学号： 设计题目: 设计带式运输机传动装置 运动简图: g x 工作条件及原始数据: 电动机驱动，工作寿命8年（每年工作300天、两班制、每班8小时），带式输送机 工作载荷平稳，单向运转。 输送帯祐力F= 输送带速V二 1.4 kN 1. 55 m/s 滚筒直径 L 250 mm 设计工作量： 1. 减速器0#装配图1张（0#坐标草图一同交上） 2. 主要零件图23张（输入轴、输出轴、大齿轮，均为3#白图） 3. 设计说明书1份（手写、打印均可） 完成时间:

2、目录 1、传动方案拟定3 2、电动机的选择3 3、计算总传动比及分配各级的传动比5 4、运动参数及动力参数计算6 5、传动零件的设计计算7 6、轴的设计计算14 7、滚动轴承的选择及校核计算20 ki1 V1(:E:H:) 2 di= mX Zi =60mmBi = 60mm Ka = 1. 5 设计齿轮精度等级为8级， V二 一d巴60 474.07 49m/s 取 Kv=l. 02 60 1000 60 1000 d= 1 查图 4. 12,取 K = 1. 05 Ka = 1. 5 Kv二 1. 02 K 二 1.05 KaFx Ka2Ti /di 1. 5 2 48549/60 At

3、a 1140.29 bb60 表 4 5 K = 1. 1 K = 1. 1 K = KaKvk k = 1. 5 X 1. 02 X 1.05 X 1. 1=1. 77 4、计算齿面接触应力 查图 4. 14 得 Zh = 2. 5 Zh = 2. 5 查表 4一 6 得 Ze =189. 8 MPa i i = 1.88 3. 2() cos 1. 88 3. 2( )1=1.1713 乙 z2 24 96 di 3 4 1 3713-93 2KR u 1 zeZh z、2 Ze = 189. 8 MPa 二 1. 713 7 -n qq 2 1.77 48549 5 2. 5 189.

4、8 0. 93 2 563.13) m=2 5 mm =50. 83mm 模数：m=d/Zi=50. 83/24=2. 12mm di= 60mm 取标准模数：m=2. 5mm (4) 校核齿根弯曲疲劳强度 有图 4. 18 查得 YFai= 2. 58 YFai= 2. 22 有图4. 16查得 Ysai= 1 . 62 ra =1713 E斤I丿徨 Y =0. 25+0. 75/ =0. 25+0. 75/1. 713=0. 688 根据(4-11 )式 2KT 1 Y T Y F1 Fal Fa2 bdim =2 1. 77 48549 60 60 2. 5 =54. 68(T F 2.

5、 58 1. 62 0. 688 41 貓6Mpa F2 bdim YfYf 康 Y 2 1. 77 48549 60 60 2. 5 1. 62 1. 75 0. 688 Fal 2. 58 YFal 二 2. 22 Ysal =1. 62 fi=54. 68 CT f2二37. 09 V T a=150mm 10韋称149m/s 小齿轮 大齿轮 中心距a 150mm 二3. 14 x 60 x, 474. 07/60 x Bi =60mm B2=54mm V =1. 49m/s =37. 09 C吟=120X (O QI /I 1 Q /17、 1/3 mm=32 29mm 考虑有键槽，将

6、直径增大5%则 do=32. 29 x (l+5%)mm=33. 90mm 选 do=34mm 2、轴的结构设计 为满足轴上的零件的定位，紧固要求和便于轴的装拆， 常将轴做成阶梯状。小齿轮的直径小，可以直接铸造到轴上， 为了能选用合适的圆钢和减少切削加工量，阶梯轴各相邻轴段 的直径不宜相差太大，一般 非定位轴肩取12mm定位轴肩取510mm各段的两个阶梯 之间的直径之差视具体情况而定。 为了便于切削加工，一根轴上的圆角半径应尽可能相 同；各退刀槽(砂轮越程槽)应取相同的宽度及相冋的倒角尺 寸；根轴上各键槽应开在轴的冋母 线上。 为了便于加工和检测，轴的直径应取圆整值；与 标准件 配合的轴段应取

7、标准值。为了便于装配，轴端应加工出倒角。 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、圆角和长度 由外向内确定各段直径，由内向外确定各段长度 工段：di=34mm长度取Li=50mm do=34mm 有表 12-13 R= 1. 6mm h=3mm 考虑轴承端面和相体内壁，齿轮端面和相体内壁 di=34mm 应有一定距离，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽 Li=50mm 度。 d2=40mm II 段：d 2二d+2h二34+2X 3=40m

8、m d2=40mm L 2二40mm 初选用6009型申购球轴承，其内径为45mm, L2=40mm 宽度为16mm. d3=45mm 取套筒长为20mm取该段长为mm安装齿轮段长 L3=42mm 度应比轮毂宽度小2mm故III段长： Ls= (2+24+16) = 42mm直径 d3=45mm W 段直径：c 二 1 h = 1. 5 d4=48mm d4=d3+2h=45+2X 1. 5=48mm L4=52mm 长度 Li二54-2二52mm d5=56mm V段直径d5=56mm长度L5=12mm L5=12mm W段直径d6=45mm长度L6=28mm d6=45mm 由上述轴各段长

9、度可算得轴支承跨距L=224mm L6=28mm 3、按弯矩复合强度计算 L=224mm 已矢口 di=34mm 求转矩：已知T2=186149N- mm 求圆周力：Ft 根据课本Pl42得 Ft=2T2/d 尸2 X 186149/34=10949N 求径向力Fr Fr=Ft tan a =10949 X tna20 =3985.45 因为该轴两轴承对称，所以： (1)绘制轴受力简图(如图a) (2)绘制垂直面弯矩图(如图b)轴承支反力： Fay=Fby=F r/2=1992. 73N F沪Fbz二F2=5474. 5N 由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直 面弯矩 为 ML二Fa

10、L/2=1992. 73 X 50/2=49818. 25N mm (3)绘制水平面弯矩图(如图c)截面C在水平面上弯矩为： Mc2=FazL/2=5474. 5 X 50/2=136862. 5N mm (4)绘制合弯矩图(如图d) (Mc1+M22) 1/2 =(49818.3 2+136862. 52) =145647N - mm Ft=10949N F3958. 45N Fay=1992. 73N Faz =5474. 5N Mci= 49818. 3N mm Mc2=136862. 5 N mm Mc=145647 N mm b ) z Ft F A A A MCf f A (5)绘

11、制扭矩图(如图e) 转矩：T=9. 55 x ( P2/n 2) x 106=186149N - mm (6)绘制当量弯矩图(如图f) T=186149 转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化，取a 二1,截面C处的当量弯矩： N mm Mec=M?+( a T)212 = 145647 2+(l X 186149)21/2 =236356N - mm Mec (7)校核危险截面C的强度 CCCCLCAT 33 (T e=Mec/O. Id 4=236356/0. 1 X 48 =21. 31MPa c(P3/n3) 1/3=115(2. 41/474. 07) 1/3=19. 8mm 取 d

12、o=22mm 6.2.2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 (T e= 21. 31Mpa (T -ib二 60MPa. 故该轴强度足 够 do=22mm 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6006型深沟球轴承，其内径为30mm宽度为13mm考 虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离， 则取套筒长为18mm

13、则该段长 31mm do=22mm di=22mm L i=40m d 2=28mm L 2=40mm d3=30mm L 3=31mm d 4=3 6mm L 4= 10mm d5=48mm L 5=60mm d6=36mm L 6= 10mm cb 二 30mm L7=31mm L=226mm 轴的明细表 低速轴 高速轴 di=34mm Li=50mm di=22mm Li=40mm d2=40mm l_2=40mm d2=28mm L2=30mm d3=45mm La=42mm d3=30mm L3=31mm d4=48mm l_4=52mm d4=36mm L4=10mm d尸 56m

14、m L 5= 12mm d5=48mm L5=60mm de=45mm Le=28mm de=30mm Le=33mm L二224mm d7=30mm L7=31mm L=222mm 七、滚动轴承的选择及校核计算 di=22mm Li=40mm d2=28mm L2=40mm d3=30mm L3=31mm di=36mm Li= 10mm d5=48mm L尸 60mm de=36mm L6=10mm d7=30mm L7=31mm L=222mm 低速轴轴承 6009 B=16mm d = 45mm D= 75mm 低速轴轴承 6006 B=13mm d = 30mm D= 55mm 八、

15、键联接的选择及校核计算 8. 1输入轴与带轮联接采用平键联接 轴径 di=22mm, L=40mm 查手册123页得，选用A型平键，得： 键 A 6 X 32 GB/T1096-2003 L=32mm Ti =48549N - mm h=6mm 根据课本P149 (6. 15 )式得 (T p=2T 10 靳 10 =4 X3 48549/22 X 6X 32 kdl dhi =45. 97Mpa TP=110Mpa 8. 2输出轴与大齿轮联接用平键联接 轴径 d4=48mm L4=64mm T?=186149N - mm 查手册123页得，选用A型平键 键 14 X 56 GB/T1096-

16、2003 L =56mm h=9mm 据课本P149 (6. 15 )式得 2T 10 4T 10 T P kdldhl =4X 186149/48 X 9X 56=30. 8Mpa tp二llOMpa 8. 3输出轴与传送带联接用平键联接 轴径 di=34mm Li=50mm T?=186149N - mm 查手册123页得，选用A型平键 键 10 X 45 GB/T1096-2003 L =45mm h=8mm 据课本P149 (6. 15 )式得 _2T 10, 4T 10 T P= kdldhl A型平键6 X 32 GB/T1096 -2003 t p=45. 97Mpa T P A

17、型平键14X 56 GB/T1096 -2003 t p=30. 8Mpa TP A型平键10X 45 GB/T1096 -2003 =4X 186149/34 X 8X 45=60. 8Mpa彷 P =110Mpa p=60. 8Mpa 九、箱体结构的设计 减速器的箱体采用铸造（HT200制成，采用剖分式 彳方p 结构为了保证齿轮佳合质量。 1. 机体有足够的刚度 在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度 2. 考虑到机体内零件的润滑，密封散热。 因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油，同时为了避免 油搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离H 大于40mm 为保证机盖与机座连接处密封

18、，联接凸缘应有足够的 宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为6. 3 3. 机体结构有良好的工艺性. 铸件壁厚为8mm圆角半径为R=5o机体外型简单， 拔模方便. 4. 对附件设计 A视孔盖和窥视孔 在机盖顶部开有窥视孔，冃匕看到传动零件齿合区的 位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖 板，机体上开窥视孔与凸缘块，有便于机 械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用 铸铁制成，用M8紧固 /I山II、I /帀 亡k I亡&FThhbH厅r?丄七/+圧1L【丿 放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的 油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头 部的支承面，并

19、加封油圈加以密封。 C油标： 油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的 部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出.D通气孔： 由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为 便于排 气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以 便达到体内为压力平衡。 E位销： 为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联 结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度。 F吊钩： 在机盖上直接铸出吊钩和吊环，用以起吊或搬运较重的物 体。 减速器机体结构尺寸如下： 名称 符 号 计算公式 结果 箱座壁厚 0. 025a 1 8 8 箱盖壁厚 1 (0.8 0. 85)8 8 箱盖凸缘厚 bi

20、1. 5 1 12 箱座凸缘厚 b 1. 5 12 箱座底凸缘 厚度 b2 2. 5 20 地脚螺钉直 径 d f 0.036a12 M18 地脚螺钉数 目 n a 250 4 轴承旁联接 螺栓直径 di 0. 75d f M14 机盖与机座 联接螺栓直 径 d2 (0. 5 0. 6 ) d f M12 轴承端盖螺 钉直径 d3 (0.4 0.5 ) d f MIO 视孔盖螺钉 直径 d4 0. 3 0. 4 ) df M8 定位销直径 d (0. 7 0. 8 ) d2 10 df , di, d?至 外机壁距离 Ci 查表4.2 12 2 804 df, d2至凸 缘边缘离 C2 查表42 22 16 外机壁至轴 承座端面距 离 li G +c2+ (8 12) 48 大齿轮顶圆 与内机壁距 离 1 10 齿轮端面与 内机壁距离 2 11 机座肋厚 m mi m 0. 85 mi 0. 85 i m 8 mi 9 轴承端盖外