机械设计方案课程设计方案带式输送机传动装置说明书

1、带式输送机传动装置设计说明书班级：机械1004班设计者：冯维坤学号：100800426指导教师：岳晓丽日期：2018.1.92018.2.281 / 321.V带参数设计计算 .2.高速机齿轮参数设计计算3.低速级齿轮参数设计计算六、轴的设计与校核 .七、轴承寿命校核 .八、键的选择及校核.九、减速器箱体结构尺寸 .十、联轴器和轴承的选择1 联轴器的选：19.7 .:1O.:14:24.: .26.26 . .:.:27目录一、工作条件及设计任务.3-二、电动机选择.4三、传动比分配.5四、传动装置的运动和动力参数计算 .3 35五、传动零件的设计计算 .7-择 .282轴承的选.28 -一、

2、润滑与密封选.-29十二、设计心得 - . - . - 2.9十三、参考文献 - . -.3-0一、工作条件 原始数据）及设计任务 1 1设计用于带式运输机的传动装置，工作条件为： 1）每天一班制工作，每年工作 300天，使用年限 10 年，大修期 3 年；2）连续单向回转，工作时有轻微振动，运输带允许速度误差 5%；3）齿轮精度等级为 7-8 级； 4）动力源为三相交流电； 、传动装置的动力参数计算如图，1轴为电机轴，2轴为高速轴，3轴为中间轴，4轴为低速 轴，5轴为滚筒轴，则1轴（电机轴 参数为：=4kw; I =960r/min ,= J|39.79N m 2轴 高速轴）参数为:P2 2

3、= P1 1 =4X 0.96=3.84kw ; 一 二冃| =480r/min。3轴 中间轴）参数为:4轴 低速轴）参数为:5轴 滚筒输入轴）参数为:各轴运动和动力参数轴号功率kw转速r/min转矩N m效率传动比1轴 电机 轴）496039.790.960.96n opt23.5262轴 高速 轴）3.8448076.43轴 中间3.688136.13258.730.960.982.6 11312验算带速v:按式轴）4轴 低速 轴）3.54252.097649.295轴 滚筒 轴）3.47252.097636.46二、V带参数设计计算1.确定计算功率：I由VV机械设计156页表8-7查得工

4、作情况系数二I2、选择V带型号根据二,查图8-11（机械设计课本 157页选A型V带。3.确定带轮直径1初选小带轮的基准直径| :由课本表8-6和表8-8,取小带轮的基准直径产=125mm且 .一 =J,即电机中心高符合要求;在（5-30m/s范围内，故带速合适.3计算大带轮的基准直径.根据表8-8,即为标准数据4.确定中心距和带长1初选中心距初定 I I.469.3mm379.3mm于是2求带的计算基准长度2181.41mm由表8-2取带的基准长度=2000mm3计算实际中心距a:从而确定中心距调整范围5.验算小带轮包角6.确定V带根数Z1计算单根V带的额定功率由 F =125mm, ni=

5、960r/mi n ,查表 8-4a 得 =1.3816kw。由ni=960r/min,传动比为 2,A 型带,查表 8-4b # F0 0=0.1116Kw查表 8-5 得 =0.955,表 8-2 得 | =1.031.47KW2计算V带根数409.3mm其中由表8-3查得1041.81NEHJ 2.72 取 Z=3根7.计算单根V带初拉力最小值q=0.1kg/m应使实际初拉力值大于或等于8.计算对轴的压力最小值9.考虑弹性滑动后，带的实际传动比为.X II其中=1%-2%考虑到此处为小功率的带传动，弹性滑动不会太明显，取 =1%所以 _|=2.02四、齿轮参数设计计算 一）.高速级齿轮参

6、数设计1.选定齿轮类型、精度等级、材料和齿数1）选用斜齿圆柱齿轮传动，精度等级为 8级。2）小齿轮材料为45冈农调质，硬度为240HBS3）大齿轮材料为45刚，正火，硬度为200HBS4）初选 小齿轮 =24 ,贝S丄24 X 3.526=84.62,取472.5Mpa370.5Mpavl =85。5）初选L2.按齿面接触强度设计1）确定公式内的各计算值1）试选丨=1.62）由图10-30机设课本）选取区域系数=2.4253）由图10-26查得凶=0.765，因=0.765，贝卩 一 4）因为为非对称布置，由表10-7取齿宽系数5）由表10-6查得材料的弹性影响系数 -16）齿数比|卞|： =

7、3.526(2 )计算将上述有关值代入.x II得结果 _I高速级小齿轮的圆周速度_ x |齿宽b_:模数2.53mm_I 5.69mm 二 10.99纵向重合度 _II(3修正由使用系数I ,根据v=1.57m/s，8级精度，由图10-8查得动载荷系数L ，由表10-4查得 1,由图10-13查得 .=，由表10-3查得 _I所以载荷系数1按实际的载荷系数矫正所得的分度圆直径：3.按齿根弯曲强度设计，即V1）确定计算参数1）计算载荷系数2）根据纵向重合度，从图10-28查得螺旋角影响3）计算当量齿数由表10-5查取对应的齿型系数和应力校正系数上I K 14）确定许用弯曲应力由图10-20查得

8、小齿轮的弯曲疲劳极限 _，大齿轮的弯曲疲劳极限 _I ;由图10-28取弯曲疲劳寿命系数 L ,.L.，取弯曲疲劳安全系数S=1.3,则许用弯曲应力可由下式计算为：丨5计算大.小齿轮的田| ,并加以比较经计算6转矩代入较大值参与运算将上述相关数据代入按圆整后的中心距修正螺旋角(2计算结果为 上(3修正对比按两种方法设计的模数，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于 弯曲强度所决定的承载能力，所以可取由弯曲强度算得的模数2.23并就近圆整为标准值1.结合按接触强度算得的小齿轮分度圆直径 _.,算出小齿轮的齿数大齿轮齿数I ，取囹=91重心距|1

9、50.73将中心距圆整为150mm由于 值改变不多，故不用重新计算大齿轮分度圆直径小齿轮分度圆直径二66.67mm计算齿轮宽度 _I66.67mm圆整后取 _I ,_I（二）.低速级齿轮参数设计1.选定齿轮类型、精度等级、材料和齿数1）选用斜齿圆柱齿轮传动，精度等级为 8级；2）小齿轮材料为45冈腹调质，硬度为240HBS3）大齿轮材料为45刚，正火，硬度为200HBS4）初选小齿轮齿数为=38 ,贝S二 38 X 2.613=99.294,取= 100;5）初选 I。2.按齿面接触强度设计（1确定公式内的各计算数值1试选口 =1.6。2因为为非对称布置，由表10-7取齿宽系数 一13由表10

10、-6查得材料的弹性影响系数 -14齿数比 a=2.613。5）由课本图10-30，选取区域系数三.6由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 525Mpa大齿轮的接触疲劳强度极限 390Mpa7计算应力循环次数，求出接触疲劳许用应力I60136.13 110 300 8= HI X 。由图10-19取接触疲劳寿命系数L ,f ,取失效概率为1%安全系数S=1，则许用接触应力为8转矩_计算将上述有关值代入_ |得结果I 。低速级小齿轮的圆周速度L_齿宽b_；模数 5.535mm 17.383.按齿根弯曲强度设计即修正由使用系数 丨，根据v=0.685m/s , 8级精度，由图10-

11、8查得动 载荷系数 I匕二，由表10-4查得，由图10-13查得I ，由表10-3查得 L _所以载荷系数 一：:：.1.1按实际的载荷系数矫正所得的分度圆直径Ll由表10-5查取对应的齿型系数和应力校正系数ri4)确定许用弯曲应力由图10-20查得小齿轮的弯曲疲劳极限 _弯曲疲劳极限；大齿轮的由图10-28取弯曲疲劳寿命系数，取弯曲疲劳安全系数S=1.3,则许用弯曲应力可由下式计算为经计算6转矩5计算大.小齿轮的日| ,并加以比较代入较大值参与运算(2计算重心距179.07。将中心距圆整为180mm按圆整后的中心距修正螺旋角由于 值改变不多，故不用重新计算小齿轮分度圆直径大齿轮分度圆直径计算

12、齿轮宽度圆整后取将上述相关数据代入结果为 上(3修正对比按两种方法设计的模数，由齿面接触疲劳强度计算的模数大 于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于 弯曲强度所决定的承载能力，所以可取由弯曲强度算得的模数1.81并圆整为标准值.二1,结合按接触强度算得的小齿轮分度圆直径 I,算出小齿轮的齿数大齿轮齿数二二199.29，取 =101五、轴的设计与校核初估轴的最小直径按扭矩初估轴的直径，查表（机设15-3,得C=103至126,取C=110则：开键槽处1+5%）_I2）初选轴承因为高速轴上装有斜齿轮，则在齿轮啮合过程中会产生轴向力 为了能承受轴向力的作用，并且适应较高的转速，

13、所以选用角接触球 轴承,型号为7206C根据轴承确定轴上安装轴承的直径为：d=30mm且因为没有大齿 轮的圆周速度超过2m/s,所以选择脂润滑，则每个轴承旁边都要安装 挡油环。3）结构设计 初估轴的最小直径开键槽处勺“1+5%）. U2）初选轴承因为中间轴上装有斜齿轮，则在齿轮啮合过程中会产生轴向力，为了 能承受轴向力的作用，并且适应相对较高的转速，所以选用角接触球 轴承，型号为7208C,根据轴承确定轴上安装轴承的直径为：d=40mm3）结构设计 参见结构简图）其中轴段1和4装有轴承、挡油环及垫圈，其直径为 20mm轴 段1长度为60mm轴段4长度为65mm轴段2和轴段3装有斜齿 轮，轴段2

14、直径为52mm长度为75mm轴段3直径为55mm，长度 为100mm轴肩尺寸根据适应箱体的情况而定。4低速轴的参数设计（1初估轴的最小直径开键槽处1+5%）_I2）初选轴承因为低速轴上装有斜齿轮，则在齿轮啮合过程中会产生轴向力，为了能承受轴向力的作用，并且适应相对较高的转速，所以选用角接 触球轴承,型号为7210C根据轴承确定轴上安装轴承的直径为：d=50mm3）结构设计 参见结构简图），一r_1 .z-KJ1其中轴段1和4装有轴承、挡油环及垫圈，其直径为 50mm轴 段1长度为64mm轴段4长度为100mm轴段2装有斜齿轮，其直 径为60mm长度为92mm轴段3为适应箱体而自然形成，其直径为

15、 70mm长度为84mm轴段5连接联轴器，其直径为40mm长度为 120mm二）、低速轴的校核1.画轴的受力简图如下图，轴的受力简图为：轴向力-II齿轮轴向力引起的弯矩为 Ma仁 /2=175.68N 在 Ft 方向上有at+Fct二Ft=4964.37N-Fat 90=Fct 170解得 Fat=3245.93N , Fct=11718.44N ;在Fr方向上有Fa叶Fcr=1871.85N已知 =649.29N m,=261.58mm则圆周力二径向力三=Far 90+170) =Fr 170解得 Far=1223.9N, Fbr=647.95N.则低速轴的受弯矩图为：Ft方向上,二Fat

16、90=292.134N mFr方向上， _I =Far 90=110.151N - m3.判断危险截面转矩 =649.29Nm则合成后的弯扭图如下:649.649. 29M29M m m扭矩图:由以上可知截面B为危险截面。292.134N292.134N m m=Fcr T70+Ma1=285.83N m其中:，d=60mm b=20mm t=6mm，带入得4.校核轴的当量弯矩为 _II ,其中，因为齿轮啮合扭转切应力应为脉动循环变应力，所以 0.6 ; 取较大值，即=408.71N m;由 得轴弯扭合成强度条件为：KI因为轴的材料为45钢、调质处理查 表15-1取轴的许用应力为：三=60Mp

17、a，则有_I ,故满足强度要求.六、低速轴轴承寿命校核1.径向载荷的大小及齿轮轴向力的大小两轴承的径向载荷分别为Far=1223.9N，Fcr=647.95N ；齿轮轴向力Fa=1343.21N,2.派生轴向力的大小初选e=0.4_I 489.56N（向右二 259.18N（向左 因为齿轮轴向力也向左，且 11,所以A轴承压紧,C轴承放松，则轴向力为：Fa1 = 1343.21+259.18=1602.31N,Fa2 =259.18N ；已知轴承代号为7210C,查机械设计课程设计 表14-2可得该轴承基本额定静载荷Cor=32000N因 Fa1/Cor=0.0500,查机械设计 表 13-5

18、 可得 =0.427。因 Fa2/Cor=0.0081,查机械设计 表 13-5 可得 =0.372。按修正后的e重新计算实际派生轴向力：_I 522.61NoJI 240.39N；则实际轴向力为： U1583.6N。240.39N3.当量动载荷的求解因为 Fa1/Far=1.293,则经查 机械设计 表13-5可得X1=0.44, Y1 = 1.35因为Fa2/Fcr=0.371 ,则经查 机械设计 表13-5可得26 / 32年3年由式子 _ 一 J ,其中 因为受轻微振动，取为1。则2676.38N,647.95N,故只需对A轴承进行校核。4.检验A轴承的寿命查机械设计课程设计 表14-

19、2可得轴承7210C的基本额定动载荷为C=42.8KN所以所选轴承满足使用年限的要求。七、键的选择与校核1.各轴上键的选取根据轴的直径大小及齿轮的定位精度要求，键的选取如下:低速轴：带轮端108 L=22GB1096-79齿轮端12X 8L=28GB1096-79中间轴：大齿轮端16 X 10 L=45GB1096-79小齿轮端16 X 10 L=45GB1096-79低速轴：齿轮端20X 12 L=40GB1096-792.低速轴键的校核键 20 X 12 L=40 GB1096-79则k=0.5h=0.5 X 12=6,强度条件为:查表得许用挤压应力 _ ,所以键的强度满足八、箱体的结构尺

20、寸参数计算公式名称符号结果LlLl箱座壁厚阿8mmI I 一 |箱盖壁厚38mm1 X 1箱盖凸缘厚度Q12mm1 K 箱座凸缘厚度12mm1 1 X X 1 1箱座底凸缘厚度a20mm1 = 1 1地脚螺钉直径a20mma 250 n=4地脚螺钉数目|s|4轴承旁联接螺栓直径a16mm_J =0.50.6）因机盖机座联接螺栓直径310mm彳二0.40.5）因轴承端盖螺钉直径310mm n=4=1.2 回大齿轮顶圆与内机壁距离310mm列 齿轮端面与内机壁距离二10mmT T1 1机盖，机座肋厚LrLrJ J6.8mma107mm凶125mm耳 +5勺轴承端盖外径0135mm九、联轴器和轴承的

21、选取1.联轴器的选择 减速器外伸轴与运输机滚筒轴之间对中较困难，联轴器的类型宜选用齿式联轴器。因为低速轴转矩 _I,与之相连的轴颈直径d=40mm由课程设计指导书表17-4选择联轴器类型为GICL2。2.轴承的选择高速轴7206Cd=30mmD=62mmB=16mm中间轴7208Cd=40mmD=80mmB=18mm低速轴7210Cd=50mmD=90mmB=20mm十、减速器的润滑和密封（一.齿轮的润滑根据 机械设计P233,对于闭式齿轮传动，当齿轮的圆周速度 12 m/s，用油润滑的润滑方式。高速齿轮浸入油里约0.7个齿高，但不小于10mm低速级大齿轮 浸入油高度约为1个齿高 不小于10m

22、m，不超过其1/3齿轮的分 度圆。为避免传动零件转动时将沉积在油池底部的污物搅起，造成齿面的磨损，应使低速级大齿轮距油池地面的距离不小于30-50mm.由于两级齿轮传动的平均圆周速度为 1.194m/s，并且根据齿轮的 材料为45钢，根据机械设计表10-12及表10-11，选用中负荷 工业齿轮油VGB5903-1995，牌号为150。为保证润滑及散热的需要，减速器内应有足够的油量，由机 械设计课程设计P43知，单级减速器每传递1Kw需油量为0.35- 0.7L，两级减速器则按级数成比例增加。该减速器需传递约4Kw的 功率，则需要至少 5.6L 的油量 , 实际设计中装油量应保证大于该数 值合适

23、 .（二滚动轴承的润滑因润滑油中的传动零件 齿轮）的圆周速度 V2m/s 所以采用脂 润滑，则每个滚动轴承旁边都需要放置挡油环。（ 三 减速器的密封由于本减速器滚动轴承采用脂润滑的方式 ,并且速度较小 , 所以 采用毡圈密封 . 则只需在轴承端盖上根据相应的按标准的毛毡大小开 出梯形槽 , 将毛毡制成环形放置在梯形槽中与轴密合接触. 根据机械设计课程设计 表 12-11, 本减速器根据轴的结构 , 在高速轴上采 用毡圈35JB/ZQ4606-86,低速轴上采用毡圈 55 JB/ZQ4606-86,材料 为半粗毛羊毛毡。十一、设计心得 在的平时的学习生活中，我们学习了很多相关的课程，像理论 力学、材料力学、机械原理、机械设计等等。但是却很少有机会把 所学的知识实际运用出来。通过这次机械设计课程设计，使我充分 了解了设计机械的过程，还有相关的注意事项，弥补了平时上课对 实践学习的一个空白。 在这段时间之中我们依次进行了电机的选择，传动部件的设计计 算、绘制装配草图、强度校核、设计箱体及其附属部件、绘制装配 图零件图。虽然我们设计的减速箱不是什么顶尖的产品，但是通过 这次的学习，使我更