带式运输机传动装置的设计

1、-精选文档 -机械设计基础课程设计说明书设计题目：带式运输机传动装置的设计姓名：专业：材料成型及控制工程学号：指导教师：可编辑-精选文档 -带式运输机传动装置的设计(A-5)-同轴式二级圆柱齿轮减速器的设计一.设计说明用于带式运输机的同轴式二级圆柱齿轮减速器。传动装置简图如右图所示。视情况可增加一级带传动或链传动。（ 1） 带式运输机数据运输机工作轴转矩 T5300(N ·m)可编辑-精选文档 -运输带工作速度v 0.9(m/s)运输带滚筒直径D 450mm（2）工作条件单班制工作，空载启动，单向、连续运转，工作中有轻微振动。运输带速度允许速度误差为± 5% 。（3）使用期

2、限工作期限为十年，检修期间隔为三年。（4）生产批量及加工条件小批量生产。2. 设计任务 （详见基本要求）1)选择电动机型号；2) 选择联轴器；3)设计减速器；3. 成果要求 （详见基本要求）1)减速器装配图一张；2)零件工作图 1 张；3)设计说明书一份。可编辑-精选文档 -二. 选择电动机型号电动机是最常用的原动机， 具有结构简单、 工作可靠、 控制简单和维护容易等优点。电动机的选择主要包括选择其类型和结构型式、容量（功率）和转速、确定具体型号。选择电动机类型可编辑-精选文档 -根据任务书要求可知：本次设计的机械属于恒功率负载特性机械，且其负载较小，故采用Y型三相异步电动机（全封闭结构）即可

3、达到所需要求。2、选择电动机容量工作机所需的功率其中带式输送机的效率电动机的输出功率其中为电动机至滚筒主动轴传动装置的总效率，包括V 带传动、一对齿轮传动、两对滚动轴承及联轴器等的效率，值计算如下：由机械设计基础课程设计表10-1查得 V带传动效率，一对齿轮传动的效率，一对滚动球轴承传动效率，联轴器效率，因此所以可编辑-精选文档 -根据选取电动机的额定功率使，并由机械设计基础课程设计表10-110 查得电动机的额定功率为确定电动机转速：滚筒转速为：取 V 带传动的传动比范围为：取单级齿轮传动的传动比范围为：则可得合理总传动比的范围为：故电动机转速可选的范围为：在这个范围内的电动机的同步转速有和

4、两种，综合考虑电动机和传动装置的情况再确定最后的转速，为降低电动机的重量和成本， 可选择同步转速为。根据同步转速查机械设计基础课程设计表10-110确定电动机型号为，其满载转速。此外，电动机的中心高、外形尺寸、轴伸尺寸等均可查表得出。三 . 选择联轴器，设计减速器总传动比的计算与分配电动机确定后面， 根据电动机的满载转速和工作装置的转速，就可以计算传可编辑-精选文档 -动装置的总传动比。 总传动比的分配是个比较重要的问题。它将影响到传动装置的外轮廓尺寸、重量、润滑等许多问题。1、计算总传动比2、分配各级传动比为使带传动的尺寸不至过大，满足，可取，则齿轮的传动比传动装置的运动和动力参数计算传动装

5、置的运动和动力参数是指各轴的转速、功率和转矩，这些参数是设计传动零件（齿轮和带轮）和轴时所必需的已知条件。计算这些参数时，可以按从高速轴往低速轴的顺序进行。1、各轴的转速2、各轴的功率可编辑-精选文档 -3、各轴的转矩最后，将计算结果填入下表：轴名参数电动机轴轴轴滚筒轴转速 n/970323.3374.3374.33（ r/min ）功率 P/KW1110.5610.199.94转矩 T/（N.M ）108.3311.91309.221277.1传动比 i34.351效率 0.960.9650.975可编辑-精选文档 -传动零件的设计计算设计时，一般先作减速器箱外传动零件的设计计算，以便确定减

6、速器内的传动比及各轴转速、转矩的精确数值，从而使所设计的减速器原始条件比较准确。第一节减速器外传动零件的设计本传动方案中，减速器外传动即电动机与减速器之间的传动，采用 V带传动。V带已经标准化、系列化，设计的主要内容是确定 V带型号和根数， 带轮的材料、直径和轮毂宽度、中心距等。1、求计算功率查机械设计基础表13-8 得，故2、选V带型号根据，由机械设计基础图13-15 查出此坐标点位于 B型号区域。3、求大、小带轮基准直径查机械设计基础表13-9 ，应不小于 125mm ，现取，由机械设计基础式（13-9）得式中。可编辑-精选文档 -由机械设计基础表13-9 ，取。4、验算带速带速在范围内，

7、合适。5、求V带基准长度和中心距初步选取中心距由机械设计基础式（13-2 ）得带长查机械设计基础表13-2 ，对 B型带选用。再由机械设计基础式（13-16 ）计算实际中心距6、验算小带轮包角由机械设计基础式（13-1 ）得可编辑-精选文档 -合适。7、求V带根数由机械设计基础式（13-15 ）得令，查机械设计基础表13-3 得由机械设计基础式（13-9 ）得传动比查机械设计基础表13-5 得由查机械设计基础表 13-7 得，查机械设计基础表 13-2 得，由此可得取5根。8、求作用在带轮轴上的压力可编辑-精选文档 -查机械设计基础表 13-1 得，故由机械设计基础式（13-17 ）得单根 V

8、带的初拉力作用在轴上的压力9、带轮结构设计带轮速度，可采用铸铁材料。小带轮直径，采用实心式；大带轮直径，采用轮辐式。传动比及运动参数的修正外传动零件设计完成后， V带的传动比随之确定。用新的传动比对减速器内轴的转速、转矩数值进行修正。1、对轴转速的修正2、对轴转矩的修正最后，将修正结果填入下表：可编辑-精选文档 -轴名参数电动机轴轴轴滚筒轴转速 n/970316.9974.3374.33（ r/min ）功率 P/KW1110.5610.199.94转矩 T/（N.M ）108.3318.141309.221277.1传动比 i3.064.351效率 0.960.9650.975减速器内传动零

9、件的设计减速器内的传动零件主要是指齿轮轴。本传动方案中的减速器采用直齿圆柱齿轮进行传动。直齿圆柱齿轮传动设计需要确定齿轮的材料、模数、齿数、分度圆、顶圆和根圆、齿宽和中心距等。1、选择材料及确定许用应力小齿轮用调质，齿面硬度，（机械设计基础表11-1 ），大齿轮用调质，齿面硬度，（机械设计基础表 11-1 ）。由机械设计基础表11-5 ，取，可编辑-精选文档 -2、按齿面接触强度设计设齿轮齿面按 7 级精度制造。取载荷系数（机械设计基础表 11-3 ），齿宽系数（机械设计基础表11-6 ）。小齿轮上的转矩取（机械设计基础表11-4 ）齿数取，则。故实际传动比。模数齿宽，取，这里取。按机械设计基

10、础表4-1 取，可编辑-精选文档 -小齿轮实际的分度圆直径，大齿轮实际的分度圆直径。齿顶高齿根高小齿轮齿顶圆直径小齿轮齿根圆直径大齿轮齿顶圆直径大齿轮齿根圆直径中心距3、验算轮齿弯曲强度齿形系数（机械设计基础图11-8 ），（机械设计基础图 11-9 ），由机械设计基础式（11-5 ）可编辑-精选文档 -4、齿轮的圆周速度对照机械设计基础表11-2 可知选用 7 级精度是合宜的。轴运动参数的修正内传动零件设计完成后， 齿轮的传动比随之确定。 用新的传动比对减速器内轴的转速、转矩数值进行修正。1、对轴、工作装置转速的修正2、对轴、工作装置转矩的修正最后，将修正结果填入下表：轴名参数电动机轴轴轴滚

11、筒轴可编辑-精选文档 -转速 n/970316.9974.0474.04（ r/min ）功率 P/KW1110.5610.199.94转矩 T/（N.M ）108.3318.141314.351282.1传动比 i3.064.281效率 0.960.9650.975轴的设计计算第一节高速轴的计算已知轴传递的功率，转速，小齿轮的齿宽,齿数，模数，压力角，载荷平稳。1、初步估算轴的直径查机械设计基础表14-1 轴的常用材料及其主要力学性能表，选取45 号钢作为轴的材料，并进行调质处理。查机械设计基础表14-2 常用材料的值和 C值，取。由机械设计基础式（14-2 ）得考虑到有键槽的存在，轴径加大

12、5% 左右即可编辑-精选文档 -取。2、轴的结构设计（1）确定轴的结构方案右轴承从轴的右端装入，靠轴肩定位。齿轮和左轴承从轴的左端装入，齿轮右侧端面靠轴肩定位，齿轮和左轴承之间用定位套筒使左轴承右端面得以定位，左右轴承均采用轴承端盖，齿轮采用普通平键得到圆周固定。（2）确定轴的各段直径轴结构示意图1 轴段安装带轮，轴径取不大于70mm 的标准值，这里取；2轴段安装轴承端盖， 取；3 轴段安装轴承，轴径为轴承内径的大小。查机械设计基础课程设计续表10-35 ：选取深沟球轴承6311 ，轴承内径，外径，轴承宽。这里取；轴两端安装轴承处轴径相等，则6 段取；4 轴段安装齿轮，齿轮内径，齿轮的轴向定位

13、轴肩，取。（3）确定轴的各段长度结合绘图后确定各轴段长度如下：1 轴段的长度取（根据带轮可编辑-精选文档 -结构及尺寸）；2轴段总长度（根据外装式轴承端盖的结构尺寸， 起厚度，还有箱体的厚度取 10mm ）；3 轴段(轴承的宽挡油环的长度和 )；4轴段（因为小齿轮的齿宽为 80mm，轴段的长度应比零件的轮毂短2-3mm ）,5 轴段长度 15mm ；6 轴段(轴承的宽挡油环的长度和 )。3、按弯扭合成强度对轴的强度进行校核已知：转矩，小齿轮分度圆直径。圆周力径向力法向力（1 ）绘制轴受力简图（如下）（2 ）绘制垂直面弯矩图（如下）可编辑-精选文档 -垂直面内的轴承支反力：水平面内的轴承支反力：

14、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（3 ）绘制水平面弯矩图（如下）截面 C在水平面上弯矩为：（4 ）绘制合弯矩图（如上）（5 ）绘制扭矩图（如上）可编辑-精选文档 -扭矩：（6 ）当量弯矩计算扭矩产生的扭转力按脉动循环变化，取=0.6 ，截面 C处的当量弯矩：（7 ）校核危险截面 C的强度判定危险截面为第四段轴的中心面，轴的材料选用 45 钢，调质处理，查机械设计基础表14-1得；查机械设计基础表14-3查得则：该轴强度足够。第二节低速轴的计算已知轴传递的功率，转速，大齿轮的齿宽,齿数，模数，压力角，载荷平稳。1、初步估算轴的直径查机械设计基础表14-1 轴的常用材料及

15、其主要力学性能表 ，选取 45 号钢作为轴的材料，并进行正火处理。查机械设计基础表14-2 常用材料的值和 C值，取。可编辑-精选文档 -由机械设计基础式（14-2 ）得根据联轴器结构及尺寸，取。2、轴的结构设计（1）确定轴的结构方案右轴承从轴的右端装入，靠轴肩定位。齿轮和左轴承从轴的左端装入，齿轮右侧端面靠轴肩定位，齿轮和左轴承之间用定位套筒使左轴承右端面得以定位，左右轴承均采用轴承端盖，齿轮采用普通平键得到圆周固定。（2）确定轴的各段直径轴结构示意图由图中个零件配合尺寸关系知；，。（3）确定轴的各段长度结合绘图后确定各轴段长度如下：1 轴段的长度取（根据联轴器结构及尺寸）；2 轴段总长度（

16、根据外装式轴承端盖的结构尺寸，可编辑-精选文档 -其厚度，还有箱体的厚度取10mm ）； 3 轴段(轴承的宽挡油环的长度和)；4 轴段（因为大齿轮的齿宽为 75mm ，轴段的长度应比零件的轮毂短2-3mm ）；5 轴段；6 轴段。3、按弯扭合成强度对轴的强度进行校核已知：转矩：，大齿轮分度圆直径。圆周力径向力法向力（1）绘制轴受力简图（如下）（2）绘制垂直面弯矩图（如下）垂直面内的轴承支反力：可编辑-精选文档 -水平面内的轴承支反力：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（3）绘制水平面弯矩图（如下）截面 C在水平面上弯矩为：（4）绘制合弯矩图（如上）（5）绘制扭矩图（如上

17、）可编辑-精选文档 -扭矩：（6）当量弯矩计算扭矩产生的扭转力按脉动循环变化，取=0.6 ，截面 C处的当量弯矩：（7）校核危险截面 C的强度判定危险截面为第四段轴的中心面，轴的材料选用 45 钢，正火处理，查机械设计基础表14-1 得；查机械设计基础表14-3 查得则：该轴强度足够。键的选择与强度验算1、高速轴上键的选择与校核（1）最小直径处：1）选择键型：该键为静联接，为了便于安装固定，选择普通A型平键。2)确定键的尺寸：该轴上最小直径为，轴长，查机械设计基础课程设可编辑-精选文档 -计表 10-33 得，用于此处连接的键的尺寸为。3)强度校核：轴所受转矩。查机械设计基础表10-10 ，取

18、，。由机械设计基础式（10-26 ）有：键连接的挤压强度。由机械设计基础式（10-27 ）有：键连接的压强。强度满足要求。该键标记为：键。(2)齿轮处1）选择键型：该键为静联接，为了便于安装固定，选择普通A型平键。2）确定键的尺寸：该轴上最小直径为，轴长，查机械设计基础课程设可编辑-精选文档 -计表 10-33 得，用于此处连接的键的尺寸为。3）强度校核：查机械设计基础表10-10 ，取，。由机械设计基础式（10-26 ）有：键连接的挤压强度。由机械设计基础式（10-27 ）有：键连接的压强。强度满足要求。该键标记为：键。2、低速轴上键的选择与校核（1）最小直径处1）选择键型：该键为静联接，为

19、了便于安装固定，选择普通A型平键。2)确定键的尺寸：该轴上最小直径为，轴长，查机械设计基础课程设可编辑-精选文档 -计表 10-33 得，用于此处连接的键的尺寸为。3)强度校核：轴所受转矩。查机械设计基础表10-10 ，取，。由机械设计基础式（10-26 ）有：键连接的挤压强度。由机械设计基础式（10-27 ）有：键连接的压强。强度满足要求。该键标记为：键（2）齿轮处：1）选择键型：该键为静联接，为了便于安装固定，选择普通A型平键。2）确定键的尺寸：该轴上最小直径为，轴长，查机械设计基础课程设可编辑-精选文档 -计表 10-33 得，用于此处连接的键的尺寸为。3）强度校核：查机械设计基础表10

20、-10 ，取，。由机械设计基础式（10-26 ）有：键连接的挤压强度。由机械设计基础式（10-27 ）有：键连接的压强。强度满足要求。该键标记为：键。滚动轴承的选择及联轴器的选择第一节滚动轴承的选择根据设计条件，轴承预计寿命：小时1、计算高速轴处的轴承对于高速轴处的轴承选择，首先考虑深沟球轴承。初选用6311 型深沟球轴可编辑-精选文档 -承，其内径为 55mm, 外径为 120mm ，宽度为 29mm ，极限转速（脂）：5300r/min；极限转速（油）：6700r/min。因轴承工作温度不高、 载荷平稳，查机械设计基础 表 16-8 及表 16-9 ，取；由于轴向力的影响可以忽略不计，即，

21、取X=1 ，Y=0.则 当 量 动 载 荷， 转 速 n=316.99r/min，小时，。由机械设计基础式（16-3 ）得：所需径向基本额定动载荷查机械设计基础课程设计表10-35 得：，故选用 6311 型深沟球轴承符合要求。2、计算低速轴处的轴承对于低速轴处的轴承选择，考虑深沟球轴承，初选6018 型深沟球轴承，其内径为 90mm ，外径为 140mm ，宽度为 24mm ，极限转速（脂）：4300r/min；极限转速（油）：5300r/min。因轴承工作温度不高、 载荷平稳，查机械设计基础 表 16-8 及表 16-9 ，取；由于轴向力的影响可以忽略不计，即，取X=1 ，Y=0.则 当

22、量 动 载 荷， 转 速 n 2=74.04r/min，可编辑-精选文档 -小时，。由机械设计基础式（16-3 ）得：所需径向基本额定动载荷查机械设计基础课程设计表10-35 得：，故选6018 型深沟球轴承符合要求。第二节联轴器的选择轴与 V带轮通过键连接来传递力和扭矩，不需用联轴器；轴与滚筒之间用联轴器联接实现力和扭矩的传递。需选用合适的联轴器。考虑此运输机的功率不大， 工作平稳，考虑结构简单、 安装方便，故选择弹性柱销联轴器。计算转矩按下式计算：式中 T名义转矩； N ·mm ；KA工作情况系数；取KA=1.5 ，则轴的转速为 n 2=74.04r/min输出轴输出段直径为 d

23、=80mm。可编辑-精选文档 -查机械设计课程上机与设计表14-5 ，可选择 YL14 或YLD14 型弹性联轴器。第七章减速器润滑与密封1、润滑齿轮圆周速度，采用油池润滑， 圆柱齿轮浸入油的深度约一个齿高，大齿轮的齿顶到油底面的距离30 60mm 。选择油面的高度为40mm 。并考虑轴承的润滑方式，计算：高速轴：低速轴：；所以选用脂润滑，润滑脂的加入量为轴承空隙体积的，采用稠度较小润滑脂。2、密封为了防止润滑油或脂漏出和箱体外杂质、水及灰尘等侵入， 减速器在轴的伸出处、箱体的结合面处和轴承盖、窥视孔及放油孔与箱体的结合面处需要密封。轴伸出处的滚动轴承密封装置采用毛毡圈密封，由机械原理课程上机

24、与设计表 15-15 可得，其中输入轴按密封圈密封处直径：，选择毛毡圈尺寸：。输出轴按密封圈密封处直径：。选择毛毡圈尺寸：。可编辑-精选文档 -第八章减速器附件选择1、轴承端盖轴承端盖全部采用外装式轴承端盖，并根据机械设计课程上机与设计表 13-4 与表 15-3 进行选择。1）、高速轴的轴承端盖轴承外径，螺栓直径，端盖上螺栓数目6；，取，取。2）、低速轴的轴承端盖：轴承外径，螺栓直径，端盖上螺栓数目6；，取，取2、通气器减速器工作时，由于箱体内部温度升高，气体膨胀，压力增大，使得箱体内外压力不等。为使箱体内受热膨胀的气体自由排出，以保持箱体内外压力平衡，不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件处向外渗漏，需要顶部或直接在窥视孔盖板上设置通气器。本设计将通气器安装在窥视孔盖板上。选用通气帽根据机械设计课程上机与设计表15-5 进行选择。可编辑-精选文档 -3、窥视孔窥视孔用于检查传动零件的啮合、 润滑及齿轮损坏情况， 并兼做注油孔，可向减速器箱体内注入润滑油，观察孔应设置在减速器箱盖上方的适当位置，以便直接进行观察并使手能伸入箱体内进行操作，平时观察孔用盖板盖住。查机械