带式运输机传动装置设计

1、目录一. 课程设计书设计课题 : 带式运输机传动装置设计已知条件 :1）工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35c；2）使用折旧期： 8 年3）检修间隔期：四年大修一次，两年一次中修，半年一次小修；4）动力来源：电力，三相交流，电压380/220v；5）运输带速度允许误差：56）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。题号参数12345678910运输带工作拉力 f/n1500220023002500260028003300400045004800运输带工作速度 v（m/s）卷筒直径 d/mm2202403004002203503504004005

2、00二、设计任务量1）完成手工绘制减速器装配图1 张（a1） ；2）完成 cad绘制零件工图2 张（轴、齿轮各一张） ，同一组两人为不同级齿轮和轴；3）编写设计计算说明书1 份。三. 设计步骤1） 、传动方案拟定；2） 、电动机选择；3） 、计算总传动比并分配各级传动比；4） 、运动参数和动力参数的计算；5） 、传动零件的设计及计算6） 、轴的设计计算；7） 、滚动轴承的选择和校核计算；8） 、键联接的选择及校核计算；9） 、减速器箱体、箱盖及附件的结构设计；10） 、润滑与密封；11） 、设计小结；12） 、参考资料。1、传动方案拟定；1）. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。2）.

3、 特点：齿轮相对于轴承不对称分布， 故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。3）. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将v 带设置在高速级。图一:(传动装置总体设计图 )23541iiiiiiivpdpw2、电动机选择；1).工作机有效功率kw3.921.4002vfpw82).查各零件传动效率值v 带10.95,，轴承20.99， 齿轮(7 级精度) 30.98, 联轴器（弹性）40.99, 滚筒.9605? = ?1?23?32?4?5= 0.95 0.9930.9820.99 0.96 0.874143).电动机输出功率kw.0.83.92ppd6647414w4).工作机

4、转速14r/min76.433503.140060dv100060nw经查表按推荐的传动比合理范围，v带传动的传动比 i 24，二级圆柱斜齿轮减速器传动比i 840，则总传动比合理范围为i 16160， 电动机转速的可选范围为ni n（16160） 12228.8 r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为 y1 32s 4 的三相异步电动机，额定功率为5.5 kw额定电流 a，满载转速mn1440 r/min，同步转速 1500r/min 。电动机中心高 h = 132mm ，外伸轴段 d e = 38mm 80mm 。3、计算总传动比并分配各

5、级传动比；1)、总传动比由选定的电动机满载转速n 和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为ain /n1440/2） 、分配传动装置传动比ai0ii式中10,ii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0i， 则减速器传动比为i0/iia根据各原则，查图得高速级传动比为1i5 则2i1/ ii4、运动参数和动力参数的计算各轴转速各轴转速n0/inm1440/r/minn1/in/519 r/minnn/2i/ r/minn=n=76.44 r/min各轴输入功率pdp14.663 kwpp23398=4.30 kwpp234.30984.17 kwpp24=4

6、.17994.09 kw各轴输入转矩电动机轴输出转矩：dt=9550mdnp=95504.66/1440=3 nm所以:tdt0i1=35=6nmtt1i12= 0.99= n mtt2i23=20=nmt=t34=5=nm带式传动装置的运动和动力参数轴序号功率p/kw转速 n/（r/min ）转矩t/nm传动形式传动比效率04.6614403带传动i4.436齿轮传动ii4.3020齿轮传动iii4.175联轴器iv4.0945、传动零件的设计及计算1、带传动的设计：1.1 带传动类型的选择由于 v带传动允许的传动比较大，结构紧凑，大多数v带已标准化，且普通 v 带用于载荷不大和带轮直径较小

7、的场合，符合所要求的工作和生产的条件，所以选择普通v带为外传动零件。1.2 v带带型的选择：传动装置工作实行两班制, 计算及说明 :根据课本 8-8 （ 机械设计） ，查得工作情况系数1.1ak已知所需传递的额定功率，即电动机的额定功率dp=kw所求的计算功率 ?= ?= kw已知小带轮转速 ,即电机轴的转速mn1440 r/min. 根据课本图 8-11，选取窄 v带 spa带型1.3 确定带轮的基准直径和验算带速 v1 初选小带轮的基准直径根据课本表 8-7 课本表 8-9，初选小带轮的基准直径?1= 112?1 验算带速 vv=?1?160 1000=? 112 144060 1000

8、? ?= 8.44 ? ?符合 530m/s 带速1 计算大带轮的基准直径由于(8-15a) 式 ，计算大带轮基准直径：?2= ?0?1= 2.3 112 = 258?根据表 8-9，取标准值为 ?2= 250? .1.4 确定中心距 a,并选择 v带的基准长度?1.4.1 初定中心距?0= 800?根据式(8-22) ，计算带所需的基准长度得：?02?0+?2(?1+ ?2) +(?1- ?2)24?0= 2 800 +?2(112 + 250) +( 250-112)24 800 ?2174mm由表 8-2 选带的基准长度 ?= 2200mm1.4.2 计算相应的带长根据课本表 8-23，

9、计算实际中心距 ?0+?-?02= (800 +2200-21742) ?= 813?由式（ 8-24） ，中心距变化范围 ,767866mm1.5 验算小带轮上的包角?1180 - (?2- ?1) 57.3 ?= 180 - (250 - 112)57.3 813170 120符合要求。1.6 确定带的根数 z1）计算单根 v带的额定功率 ?由?1= 112和?= 1440 ?,查表 8-4 得?0= 1.608kw 。根据?= 1440 ?， ?0= 2.3和 a型带， 查表 8-5得?0= 0.17kw 。查表 8-6 得?= 0.98，表 8-2 得?= 1.06，于是?= (?0+

10、 ?0) ? ?= (1.608 + 0.17) 0.98 1.06kw= 1.85kw计算带的根数 zz =?ca?=6.051.853.27取 4 根。1.7 确定单根 v带的初拉力?0由表 8-3 得 a 型带的单位长度质量 q = 0.105 ? ?,所以?0= 500(2.5 - ?)2?+ ?2= 500 （2.5 - 0.98）26.050.98 4 8.44+ 0.105 8.442 ?= 146?1.8 计算压轴力 ?= 2?0?12= 2 4 146 ?1702?= 1164?1.9 带轮设计材料选用 ht200结构形式：根据，小带轮采用实心式结构主要结论选用 a 型普通

11、v 带 4 根，带基准长度 ?= 2200mm ，带轮基准直径?1= 112? ，?2= 250? ，中心距控制在 a = 767866mm,单根带初拉力 ?0= 146n,总压轴力 ?= 1164?.2、高速级齿轮传动的设计计算选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数、螺旋角（1）根据所选的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动（2）由于带式运输装置为一般的工作机器，传动功率不大，转速不高，故选用 7 级精度。（3）材料选择 : 小齿轮的材料为45cr，调质处理，硬度为280hbs ，大齿轮的材料为45 钢，调质处理，硬度为240hbs ，两齿轮硬度差控制为40hbs （4）齿数的初选考虑传动的平稳性，齿

12、数宜取多一些取?1= 24,?2= ?1 ?1= 78（5）压力角取 202.2 按齿面接触强度设计（1） 由式（ 10-11）试算小齿轮分度圆直径，即?1? 2?1? + 1? （?）23确定公式内的各计算数值1)初选 kht= 1.32)计算小齿轮传递的转矩?1= 9.55 106?1?1?= 9.55 1064.43 626.09?= 6.757 104? mm3)由表 10-7 选取齿宽系数d14) 由图 10-20 查得区域系数 ?= 2.55)由表 10-5 查得材料的弹性影响系数?=189.8 mpa6)由式（ 10-9）计算接触疲劳强度用重合度系数?1= arccos?1?/(

13、?1+ 2?)= ?24?20 /（24 + 2 1） = 29.841 ?2= arccos?2?/(?2+ 2?)= ?78?20 /（78 + 2 1） = 23.623 ?=?1(tan?1- tan?) + ?2(tan?2- tan?)2?=24 (?29.841- tan20 ) + 78 （tan23.623- tan20 ）2?= 1.712?= 4 - ?3= 4 - 1.7123= 0.8737)计算接触疲劳许用应力?由图 10-25d 查得小齿轮和大齿轮得接触疲劳极限分别为?lim1=600 mpa，?lim2= 550 mpa由式（ 10-15）计算应力循环次数：?1

14、= 60?1?= 60 626.09 1 (2 8 300 8) = 1.443 109?2=?1?1= 1.443 1093.25= 0.444 109由图 10-23 查取解除疲劳寿命系数 ?1= 0.90，?2= 0.95取失效概率为 1%、安全系数 s=1 ，由式（ 10-14）得?1=?1?lim1?=0.9 6001= 540 mpa?2=?2?lim2?=0.95 5501= 523 mpa取?1和?2中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即?=?2=523 mpa计算小齿轮分度圆直径?1?2?1? + 1? （?）23=2 1.3 6.757 10413.25 + 13.2

15、5(2.5 189.8 0.873523)23mm（2）调整小齿轮分度圆直径1）计算实际载荷系数前的数据准备 圆周速度 v=?1?160 1000=? 52.430 626.0960 1000 ? ?= 1.72 ? ? 齿宽 bb = ?1?= 1 52.430?= 52.430?2)计算实际载荷系数 ? 由表 10-2 查得使用系数 ?= 1 根据= 1.72 ? ? ，7 级精度，由图 10-8 查得动载系数 ?=1.08 齿轮的圆周力 ?1=2?1?1?= 2 6.757 10452.430?= 2.577 103?1?= 1 2.577 103/52.430=49.2n/mm 100

16、 ? ?, 查表10-3 得齿间载荷分配系数 ?= 1.1 由表 10-4 用插值法查得 ?= 1.417，结合 b/h=查图 10-13，得?= 1.29则载荷系数为?= ?= 1 1.06 1.1 1.29 = 1.503)由式（ 10-13） ，可得按实际载荷系数算得的齿轮模数m = ?3= 1.719 1.501.33 ?= 1.80?所以取 m=2mm，?1=?1?=58.8672= 29.43 取?1= 31，则?2= 101几何尺寸计算（1）计算分度圆直径?1= ?1?= 31 2mm = 62mm?2= ?2?= 101 2mm = 202mm（2）计算中心距a =?1+ ?2

17、2=62 + 2022 mm = 132mma =?1+ ?22=62 + 2022 mm = 132mm(3)计算齿轮宽度b = ?1= 1 62?= 62?为了保证设计齿宽b 和节省材料，一般将小齿轮略为加宽（5 10) mm 即?1= ? + (5 10)mm = 67 72mm取?1= 70mm ，而使大齿轮的齿宽等于设计齿宽?2= ? = 62mm圆整中心距后的强度校核(1)齿面接触疲劳强度校核由式(10-10)的各参数?= 2?1?13? + 1? ?=2 1.84 6.757 1041 6233.25 + 13.25 2.5 189.8 0.873 = 484? ?齿面接触疲劳强

18、度满足要求。（2）齿根弯曲疲劳强度校核由式（ 10-6）中的各参数?1=2?1?1?1?3?12=2 0.8844 6.757 1042.65 1.58 0.6881 23312 ?= 45? ?1?2=2?1?2?2?3?12=2 0.8844 6.757 1042.23 1.76 0.6881 23312?= 42? ?2齿根弯曲疲劳强度满足要求。3、低速级齿轮传动的设计计算选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数、螺旋角（1）根据所选的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动（2）由于带式运输装置为一般的工作机器，传动功率不大，转速不高，故选用 7 级精度。（3）材料选择 : 小齿轮的材料为45cr，调

19、质处理，硬度为280hbs ，大齿轮的材料为45 钢，调质处理，硬度为240hbs ，两齿轮硬度差控制为40hbs （4）齿数的初选考虑传动的平稳性，齿数宜取多一些取?1= 30,?2= ?2 ?1= 75.6，取?2= 76（5）压力角取 202.2 按齿面接触强度设计（1） 由式（ 10-11）试算小齿轮分度圆直径，即?1? 2?1? + 1? （?）23确定公式内的各计算数值1)初选 kht= 1.32)计算小齿轮传递的转矩?1= 9.55 106?2?2?= 9.55 1064.30 192.64?= 2.132 105? mm3)由表 10-7 选取齿宽系数d14) 由图 10-20

20、 查得区域系数 ?= 2.55)由表 10-5 查得材料的弹性影响系数?=189.8 mpa6)由式（ 10-9）计算接触疲劳强度用重合度系数?1= arccos?1?/(?1+ 2?)= ?30?20 /（30 + 2 1） = 22.241 ?2= arccos?2?/(?2+ 2?)= ?76?20 /（76 + 2 1） = 23.709 ?=?1(tan?1- tan?) + ?2(tan?2- tan?)2?=30 (?22.241- tan20 ) + 76 （tan23.709- tan20 ）2?= 1.124?=4 - ?3=4 - 1.1243= 0.9797)计算接触疲

21、劳许用应力?由图 10-25d 查得小齿轮和大齿轮得接触疲劳极限分别为?lim1=600 mpa，?lim2= 550 mpa由式（ 10-15）计算应力循环次数：?1= 60?1?= 60 192.64 1 (2 8 300 8) = 0.444 109?2=?1?1= 0.444 1092.52= 0.176 109由图 10-23 查取解除疲劳寿命系数 ?1= 0.94，?2= 0.96取失效概率为 1%、安全系数 s=1 ，由式（ 10-14）得?1=?1?lim1?=0.94 6001= 564 mpa?2=?2?lim2?=0.96 5501= 528 mpa取?1和?2中的较小者

22、作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即?=?2=528 mpa计算小齿轮分度圆直径?1?2?1? + 1? （?）23=2 1.3 2.132 10512.52 + 12.52(2.5 189.8 0.979528)23mm=mm（2）调整小齿轮分度圆直径1）计算实际载荷系数前的数据准备 圆周速度 v=?1?160 1000=? 84.312 192.6460 1000 ? ?= 0.85 ? ? 齿宽 bb = ?1?= 1 84.312?= 84.312?2)计算实际载荷系数 ? 由表 10-2 查得使用系数 ?= 1 根据= 0.85 ? ? ，7 级精度，由图 10-8 查得动载系数 ?=1.03 齿轮的圆周力 ?1=2?1?1?= 2 2.132 10584.312?= 5.057 103?1?= 1 5.057 103/=n/mm 100 ? ?, 查表10-3 得齿间载荷分配系数 ?= 1.1 由表 10-4 用插值法查得 ?= 1.427，结合 b/h=查图 1