带式输送机传动装置设计方案四

1、机械设计课程设计计算说明书设计题目：带式输送机传动装置设计班级:班设计者：学号：设计者：学号。设计者：学号。指导老师：2018年4月目录一、总体方案设计2二 、设计要求2三 、设计步骤1. 传动装置总体设计方案22. 电动机的选择33. 计算传动装置的传动比及各轴参数的确定 44. 齿轮的设计65. 滚动轴承和传动轴的设计8附：两根轴的装配草图166. 键联接设计187. 箱体结构的设计198. 润滑密封设计20四、 设计小结20五、 参考资料21一、总体方案设计课程设计题目：带式运输机传动装置设计 简图如下|II H11H11.r1 1I31 V带传动；2电动机；3圆柱齿轮减速器；4联轴器；

2、5输送带；6滚筒一传动方案拟定：采用V带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比需求，同时由 于带传动具有良好的缓冲，吸振性能。适应大起动转矩工况要求， 结构简单，成本低，使用维护方便。2、电动机的选择1）选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用 丫系列三相笼型异步电动机，全封闭 自扇冷式结构，电压380V。2）选择电动机的容量工作机的有效功率为从电动机到工作机传送带间的总效率为由机械设计基础课程设计指导书表 2-3可知：叩:带传动0.96球轴承）n：齿轮传动的轴承0.99 8级精度一般齿轮传动）n：齿轮传动0.97，单级齿轮传动比i 2 =（3-5, 级圆柱齿轮减速器传动比范围为i=.各轴的输入

3、功率电动机车由Cw轴II滚筒轴=-II3) .各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩巴为:I轴II轴滚筒轴将上述计算结果汇总如下表所示:轴名功 率P/kw转矩T/(N m转n/(r/mi n速传动比效率21I轴3.552106.0132030.97II轴3.240076.4卷筒轴3.01376.2576.44.1180.90电动机3.736.89604. 齿轮的设计1）选择齿轮材料及精度等级小齿轮选用45钢调质，硬度为220-250HBS大齿轮选用45钢正 火，硬度为170-210HBS因为是普通减速器，由表10.21选9级精 度，要求齿面粗糙度 R 3.26.3 .2）按齿面接触疲劳强度设计因两齿

4、轮均为钢质齿轮，可应用式10.22 ）求出di值。确定有关参数与系数：1）、转矩T12 ）、载荷系数K查表 10.11 取 K=1.13 ）、齿数Z1齿宽系数小齿轮的齿数Z1取为25,则大齿轮齿数Z2=100.因单级齿轮传动 为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，由表10.20选取。4 ）、许用接触应力由图10.24查得由表10.10查得Sh=1查图10.27得由式10.13）可得故 由表10.3取标准模数m=2.5 mm3 ）计算主要尺寸r 111经圆整后取b2=65 m4）按齿根弯曲疲劳强度校核由式10.24 ）得出 ，如二】则校核合格确定有关系数与参数：1）齿形系数YF查表 10.13 得

5、Y刊=2.65 , *2=2.182）应力修正系数YS查表 10.14 得 Ys1=1.59 , Ys2=1.80。3）许用弯曲应力由图10.25查得由表10.10查得 亠1由图10.26查得f由式10.14）可得齿轮弯曲强度校核合格。5）验算齿轮的圆周速度v由表10.22可知，选9级精度是合适的大齿轮（mm分度圆直径d62. , 5250齿顶咼目2.52.5齿根高03.753.75齿全高h6.256.25齿顶圆直径目64.5252齿根圆直径划55242.5基圆直径058.73234.92中心距a156.25传动比i45 V带的设计1 ）确定计算功率PC由表8.21查得Ka=1.3，由式8.1

6、2 ）得2 ）选取普通V带型号根据R=7.15kW、ni=960r/min , 由图8.12选用B型普通V带。ddmin=125mim大带轮基准直径为按表8.3选取标准值dd2=500mm则实际传动比i、从动轮的实际转速分别为从动轮的转速误差率为在亠以内为允许值4）验算带速v带速在525m/s范围内。5）确定带的基准长度Ld和实际中心距a按结构设计要求初定中心距 ao=1500mm由式8.15 ）得由表8.4选取基准长度Ld=4000mm由式8.16 ）的实际中心距a为中心距a的变化范围为6）校验小带轮包角由式 8.17） 得7）确定V带根数z由式8.18）得根据ck=140mm ni=960

7、r/min，查表8.10，根据内插法可得取 R=2.82kW。由式8.11 ）得功率增量为由表8.18查得Kb=根据传动比i=3.35，查表8.19得K=960r/min则由表8.4查得带长度修正系数 K=1.13，由图8.11查得包角系数Ka=0.95，得普通V带根数圆整得z=48）求初拉力Fo级带轮轴上的压力Fq由表8.6查得B型普通V带的每M长质量q=0.17kg/m，根据式8.19 ）得单根V带的初拉力为由式8.20 ）可得作用在轴上的压力Fq为9）带轮的结构设计按本章8.2.2进行设计 设计过程及带轮零件图略）。按扭转强度估算轴的直径选用45并经调质处理，硬度217255HBS轴的输

8、入功率为P = 4.03 KW转速为 n I =286.57 r/min根据机械设计基础P265表14.1得C=107118.又由式确定轴各段直径和长度错误!从大带轮开始右起第一段，由于带轮与轴通过键联接，则轴应该增加3%5% 取D仁30mm又带轮的宽度B=Z-1）e+2 二 求齿轮上作用力的大小、方向：错误!小齿轮分度圆直径： d1=62.5mm错误!作用在齿轮上的转矩为：T= 9.55 X106 p/n=134300Nmm错误 !求圆周力： FtFt=2T2/d 2=2X134300/250=1074.40N错误 !求径向力 FrFr=Ft tan a=1074.40 xtan20=391

9、.05NFt， Fr 的方向如下图所示5 ）轴上支反力 根据轴承支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位置，建 立力学模型。水平面的支反力： FA=FB=Ft/2 =537.2N垂直面的支反力：由于选用深沟球轴承贝 Fa=0那么 FA =FB 二Fr/2=195.525 N6）画弯矩图右起第四段剖面C处的弯矩：水平面的弯矩：MC二PA24=53.352 N m垂直面的弯矩：MC1 = MC2 =RA X24=19.2 N m合成弯矩：7 ）画转矩图：T1 =138.952N m8 ）画当量弯矩图因为是单向回转，转矩为脉动循环，a=0.6可得右起第四段剖面C处的当量弯矩：3=100825/（0

10、.1 X48=9.11 Mpa =83.371/(0.1 X40=13 Nm1 所以确定的尺寸是安全的。受力图如下:麺受力國垂直而当量驟Men-WILJ1i1 iiKt 1 J 1 M Jji：LLcdiininnilllllnirg-丿2.输出轴的设计计算确定轴上零件的定位和固定方式 如图）(2按扭转强度估算轴的直径(1)由前面计算得，传动功率 P2=4.207kw, n2=76.19r/min 工作单向，采用深沟球轴承支撑。由已知条件知减速器传递的功率属于中小功率故选用45刚并经调质处理，硬度 217255HBS根据课本14.2 )式，并查表14.1，得dfl(3确定轴各段直径和长度错误!

11、从联轴器开始右起第一段，由于联轴器与轴通过键联接，则轴应该增加 5%,取41.9747.18 )，根据计算转矩T= 9.55 X106 P/n=527.324 N mTc=RAXT=1.3 X527324=685.49N m 查标准 GB/T 5014 2003，选用HL4型弹性柱销联轴器，半联轴器长度为l1=112mm轴段长L仁84mm 错误!右起第二段，考虑联轴器的轴向定位要求，该段的直径取52mm根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖 的外端面与半联轴器左端面的距离为30mm故取该段长为L2=74mm错误!右起第三段，该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，则轴承有 径向力，而

12、轴向力为零，选用 6011型轴承，其尺寸为d XDXB=55X 90X18,那么该段的直径为 55mm长度为L3=32错误!右起第四段，该段装有齿轮，并且齿轮与轴用键联接，直径要增加5%则第四段的直径取60mm齿轮宽为b=65mn,为了保证定位的可靠性，取轴段长度为 L4=62mm 错误!右起第五段，考虑齿轮的轴向定位 , 定位轴肩，取轴肩的直径 为 D5=O66mm 长度取 L5=11.5mm错误!右起第六段，该段为滚动轴承安装出处，取轴径为D6=O55mn，长度 L6=18mm(4 按弯扭合成强度校核轴径按设计结果画出轴的结构草图 图 a)1) 画出轴的受力图 图 b)2) 作水平面内的弯

13、矩图 图 c 支点反力为)I I 截面处的弯矩为 MHi=2003.3 X97/2=97160N mmII n 截面处的弯矩为 MHii =2003.3 X23=46076Nmm3) 作垂直面内的弯矩图 图d)支点反力为FVB=FVA=Fr2/2=1458.29/2=729.145II截面处的弯矩为M 左二FaL/2=729.145 X97/2=35363.5N mmII截面处的弯矩为Mi =Fvb 23=729.145 X23=16770.3N mm4合成弯矩图 图 e)MI=35363.52+971602) 1/2=103396 N mmMII =16770.32+460762) 1/2=

14、49033 N mm1) 求转矩图 确定危险截面及校核强度由图可以看出，截面I I可能是危险截面。但轴径 d3 d2，故也 应对截面n n进行校核。I I截面：制二Me/W=322200/(0.1 X60=14.9Mpa3n n截面：oeII=MeH/W=320181/(0.1 X55 =19.2Mpa查表得1b =60Mpa满足oea-1b 的条件，故设计的轴有足够强度，并有一定余量。其受力图如下FHAFt2i水平耐MHBk l1 1T竝面知肉艮力FvA rVBJ，11驟图M11n ii ii ii I bJ 1.JT1 11 11OSr1i7.滚动轴承设计根据条件，轴承预计寿命Lh5 X3

15、65 X24=43800 小时1.输入轴的轴承设计计算1）初步计算当量动载荷P因该轴承在此工作条件下只受到Fr径向力作用，所以P=Fr=391.05NP=fp Fr=1.1 X391.05=430.155N2）求轴承应有的径向基本额定载荷值43800二预期寿命足够二此轴承合格其草图如下：2.输出轴的轴承设计计算1）初步计算当量动载荷P因该轴承在此工作条件下只受到Fr径向力作用，所以P=Fr=391.05N2）求轴承应有的径向基本额定载荷值=4 X525.87 X1000/45 X9X47) =110.47MPab、写出键的型号：选键为 C14X70GB/T1096-19792) 齿轮键的选择a

16、、选择键的型号：A型键 轴径ck=60mm为了使加工方便应尽量选取相同的键高和键宽。但强度不够。查表14.8得键宽b=18mm h=11mm L=50200mm取 L=56mml 2=L-18=56-18=38mmOjy2 =4T/(dhl 2=4X525.87 X1000/V45 X11 X38)=111.79MPab、写出键的型号：取键 A18X80GB/T1096-19793) 输入端与带轮键选轴径d4=30mm查表14.8取键10X8。即卩b=10， h=8， L=50l 2=L-10=60-10=50mm血2 =4T/(dhl 2=4X138.95X1000/C=40.23 44.3

17、7mm又因为 d=C1+0.05)=40.2344.37 ) 1+0.05)=42.24 46.59mmn2=76. 4 r/min vn=4000r/min由附表9.4可确定联轴器的型号为弹性柱销联轴器2)确定联轴器的型号HL4GB50142 0 0 3。由其结构取 L=11.5 d=55D=6410. 箱体结构的设计减速器的箱体采用铸造HT200制成，采用剖分式结构为了保证齿 轮佳合质量，大端盖分机体采用.配合。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

18、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，联接凸缘应有足够的宽度，联接表回面应精创，其表面粗糙度为。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，能看到 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 与凸缘一块，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。B油螺塞：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一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由

19、机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。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。11润滑密封设计对于单级圆柱齿轮减速器，因为传动装置属于轻型的，且传速 较低，所以其速度远远小于，所以采用脂润滑，箱体内选用SH0357-92中的50号

20、润滑，装至规定高度。油的深 度为 H+ ，H=30=34。所以 H+ =30+34=64从密封性来讲为了保证机盖与机座连接处密封，凸缘应有足够 的宽度，连接表面应精刨，密封的表面要经过刮研。而且，凸缘连 接螺柱之间的距离不宜太大，并均匀布置，保证部分面处的密封 性。轴承端盖采用嵌入式端盖，易于加工和安装。四、设计小结通过这次对于带式输送机传动装置的设计，我收获了很多知识，同时也提高了自己实践和创造的能力。这次课程设计是我们第 一次真正的去理论联系实际，在设计中我初步的了解到了课程设计 的内涵和做设计时应具备的能力。设计过程的实践考验，对于提高我们机械设计的综合素质有很大用处。通过接近一个星期的课程设 计实践，使我对机械设计有了更多的了解和认识 . 为我们以后的学习 和工作打下了坚实的基础。1 机械设计所涉及的内容是多方面的 , 要搞好机械设计，首先要 对相关学科有所认识