带式运输机传动装置的设计说明书

1、目录一、传动方案拟定2二、电动机的选择2三、计算总传动比及分派各级的传动比4四、运动参数及动力参数计算5五、传动零件的设计计算5六、轴的设计计算9七、键联接的选择及计算17八、减速器箱箱盖及附件的设计计算18九、润滑与密封20十、设计小结20十一、参考资料目录21一、传动方案拟定第二组第三个数据：设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减 速器（1）工作条件：利用年限10年，每一年按300天计算，两班制工作, 载荷平稳。（2）原始数据：滚筒圆周力F=；带速V=s；滚筒直径D=300mmo一、电动机 二、v带传动3、斜齿圆柱齿轮减速器4、联轴器 五、带式运输机二、电动机的选择1、电动机类型和结构型

2、式的选择：按已知的工作要求和条件，选用Y系列三相异步电动机。2、确信电动机的功率：(1)传动装置的总效率：n慈二n带x n轴承x n齿轮x n联轴器x n滚筒=x x x x电机所需的工作功率：pd=FV/iooo n 总=1350X1000X3、确信电动机转速：滚筒轴的工作转速：N.=60X1000V/nD=60 X 1000 X n X300二 min依照2表中推荐的合理传动比范围，取V带传动比1产2、4,单级圆 柱齿轮传动比范围L=38,则合理总传动比i的范围为i=6飞2,故 电动机转速的可选范围为nFiXn.=(632) X=5542955r/min符合这一范围的同步转速有960 r/

3、min和1420r/mino由2表查出有三种适用的电动机型号、如下表方案电动机型号额定功率电动机转速(r/min)传动装置的传动比KW同转满转总传动比4M-齿轮1Y132s-63100096032Y10012-43150014203综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价钱和带传动、减速器 的传动比，比较两种方案可知：方案1因电动机转速低，传动装置 尺寸较大，价钱较高。方案2适中。故选择电动机型号Y100I2-4。 4、确信电动机型号依照以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选 定电动机型号为Y10012-4o其要紧性能:额定功率：3KW,满载转速1420r/min,额定转矩。三、计算

4、总传动比及分派各级的传动比一、总传动比：i总二n电动/n箱二1420/二二、分派各级传动比(1)取i惜=3(2)i总二i齿Xi带1ti 齿= i 总/ i 带二3=四、运动参数及动力参数计算一、计算各轴转速(r/min)m=n11tzi 带=1420/3= (r/min) nn=ni/i 旨=(r/min)滚筒 riw=nn= (r/min)2、计算各轴的功率(KW)Pi=PaX n 帝=X =Ph二Pi X n 轴承 X H 尚轮= X X =3、计算各轴转矩TdF.=9550X1420二 mT广口= mTn n： m五、传动零件的设计计算1、皮带轮传动的设计计算(1)选择一般V带截型由1表

5、 10-8 得：Ka= P= = kap=x=据 R =和 ii| -min由讲义得：选用A型V带(2)确信带轮基准直径，并验算带速由1表 10-9, mddl=90mm>dnun =75dd£ idai (1- £ ) =3 X 90 X =264. 6 nun由表10-9,取dd262带速 V： V二冗 1山、/60X1000=n X 90X1420/60X1000=6. 68m/s在525m/s范围内，带速适合。(3)确信带长和中心距初定中心距ao=5OOmmLd=2ao+ 冗(ddi+dQ /2+ (da：-dai)"/4ao=2 X 500+ (9

6、0+265) + (265-90)74 X 500=1572. 6mm依照1 106选取相近的Ld=1600mm确信中心距 aao+(Ld-Ldo)/2=5OO+/2536. 2mm 符合(ddi+dQ <a<2 (4+&：),故可用 °(4)验算小带轮包角a k X (dj2dji) /a=X (265-90)/二>120° (适用)(5)确信带的根数单根V带传递的额定功率.据和n”查得PkiWl时单根V带的额定功率增量.据带型及i查1表10-2得 二Pc= KW P=查表10-3,得K0=；查表10-4得Kl=Z= Pc/(P+AP)KaKj=

7、+ X X（取3根）(6)计算轴上压力由1表10-5查得q=m,由式(10-20)单根V带的初拉力:Fo=5OOPc/ZV (K,-l+qV2=+ =那么作用在轴承的压力FqFQ=2ZFosin(a x/2)=2X3X2)二、齿轮传动的设计计算(1)选择齿轮材料与热处置及确信需用应力：所设计齿轮传动 属于闭式传动，通常齿轮采纳软齿面。选择8级精度制造。查阅表1 表6-8,选用价钱廉价便于制造的材料，小齿轮材料为42SiIn调质, 齿面硬度 250-280HBS； 0 Hx =720Mpa,。bbx=530MPa；大齿轮材料 也为 45 钢，正火处置，硬度为 215HBS； 0 HlM=460M

8、Pa, 0 bbi*=360MPa, 取 Smin=l，Sbbmin二;取 Z/二，ZH =.。bbl -。bbhxd /Sbbmin 二。bb1=。bW / Sbbmin 二° hi - 。Hii=i / 5/min=720IPa。/二。皿/Smm=460MPa精度品级：运输机是一样机械，速度不高，故选8级精度。(2)按齿面接触强度计算取载荷系数K=,齿宽系数6 d二，小齿轮上的转矩 T广义lO'XP/nk43060N mm有分度圆直径（"了小了.取较小的。/=0 Hx/Smm=460MPa 代入得：d.=,那么选择齿轮参数：取齿数4=20,那么Z，取103.验算

9、传动比误差大于2%小于5%,故 可用。初选螺旋角8二15。确信模数%由mn=4cosB/z尸。查表得二计算中心距a= （ d2 +dj ） /2=,圆整后去系列值a=155mme确信分度圆直径：4=m Zi =50mmd2 =m Z：=257. 5mm计算螺旋角 B,由 arccosB=mn（Z,+Z2） /2a=。在 8° 20° 的范 围，故可取。（3）计算传动的要紧尺寸：实际分度圆d=m Zi /cos P =51. 8mm“ =m Z： / cos B =齿宽bEddfmm那么取b=60mmb,=55mm（4） 校验弯曲强度。& J6K蜂w。/ bmz求解参

10、量：Zvi =20/ COS3 0 =3Zv：= 103/cos- ° 二当齿轮径向变位系数为0时，取力/，力2二那么能够取得:° bbi_ 1.6 x L2 x 43060 x 4.28 x cos 15.2955x2.52x20=< 。bbi 0 bb21.6x1.2x213850 x3.95x cos 15.2955x2.52x103=<obb2 故弯曲强度足够。（5） 计算齿轮的圆周速度：V二就T3.84m/s故，选择8级精度是合宜的六、轴的设计计算一、从动轴设计（1）选择轴的材料确信许用应力选轴的材料为45号钢，调质处置。查2表 13-1 可知：。b=

11、650Mpa,。s=360Mpa查2表 136 可*知:。b+i bb_215Mpa 。obblO2Mpa, 。-i bB60Mpa（2）按扭转强度估算轴的最小直径单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联轴器相接，从结构考虑, 输入端的轴径应最小，最小直径为：查2表 11-2 可得，45 钢取 C=126103那么 d = CX1 "mm=35. 51mm考虑键槽的阻碍和联轴器孔径系列标准，取d=35mm（3）齿轮上作使劲的计算齿轮所受的转矩：T= X 106P/n= X 10sX =213852 N齿轮作使劲：圆周力：Ft=2T/d=2X213850/=1594N径向力：F=Ftt

12、an20°=1594 X tan20°=580N（4）轴的结构设计并绘制草图1、轴的结构分析要确信轴的结构形状，必需先确信轴上零件的 装拆顺序和固定方式，因为不同的装拆顺序和固定方式对应着不同轴 的形状，故考虑齿轮从轴的右端装入，齿轮的左端用轴肩定位和固定, 右端用套筒固定，因为是单级传动，一样将齿轮安装在箱体中间，轴 承安装在箱体的轴承孔中。联轴器靠轴肩平键和过盈配合别离实现轴 向定位和周向定位最后确信轴的形状如图（缺一轴承草图）2、确信轴各段的直径依照轴各段的直径确信原那么，轴段1处为轴的最小直径，为Dl=35mm,轴段2要考虑联轴器的定位和安 装密封圈的需要，故D2=

13、42. 5mm,（取定位轴肩高h= （） D1）；轴三 安装轴承，为便于装拆应选D3>D2,故D3=45mm,（轴承型号为6209） 轴段4用于安装齿轮，故直径选用推荐的标准系列值，取D4=48mm, 轴段5为轴环，取D5=56mm,轴段6应与段3 一样的直径为D6=45mm。3、确信个轴段的长度为保证齿轮固定靠得住，轴段4的长度应短于齿轮轮毂的长度，应选择L4=54mm,为保证齿轮端而与箱体 内壁不想碰，应留必然间隙，取二者间距为15mm,为保证轴承含在 箱体轴承孔内，并考虑轴承的润滑，取轴承端面距箱体5mm,故轴段 5L5=（15+5）=20mm,依照轴承内圈宽度B=19mm,轴段L

14、6=21mm；因两轴承相对齿轮对称，故取轴段L3=(1+20+19) =40mm；为保证联轴器不与轴承箱体和轴承端盖的尺寸去定轴段2的长度，查取L2=45mm, 依照联轴器轴孔选长度Ll=82mm,本方案选择HL-3 Y型联轴器，轴孔长度82mm。因此，全轴长 L= (82+45+40+54+20+21)=262mm4、两轴承之间的跨距L因为深沟球轴承的支反力作用点在轴承宽度的中点，故两轴承之间的跨距L= (40+29+54) =123mm。5、按扭矩和弯曲组合进行强度校核绘制轴的结构简图，两头轴承视为一端活动较链，一端固定较链。计算轴上的作使劲从动轮上的转矩T=X106P/n=213850N

15、mm齿轮分度圆直径d二齿轮的圆周力F =1597Nmm 'd齿轮的径向力£ = Etan20二计算之反力及弯矩求垂直平面内的支反力及弯矩：支反力：对称布置，只受一个力故以广时,二4/2=290mm垂直平面内的弯矩：1-1 截面：MIV = X 290=17835Nmm2-2 截面：加八,二 X 290=8265Nmm求水平平面内的支反力及弯矩： 支反力：对称布置，只受一个力故时,二%尸4/2二水平平面内的弯矩：1T截面：叫二X二2-2 截面：= X =求各剖面的合成弯矩：1T 截面：M = 二2-2截面：=+孤二确信危险截面和校核其强度： 有图看出，截面一、2所受的转 矩相同

16、，但弯矩故危险截而可能为截面1,但由于轴径D1>D2, 故也应付截面2进行校核。按弯矩组合计算时，转矩按脉动循环转变 考虑，取a三1-1截面的应力：a厅,c O.ld：2-2截面的应力：a 一回；+（。2c O.ld：查表ll-L得【Q_J=55MPa,较一、2截面都较大，故轴强度知足要 求，并有相当裕量。轴的工作图的绘制（见工作图）二、主动轴的设计（1）、选择轴的材料 确信许用应力选轴的材料为45号钢，调质处置。查2表13T可知：。b=650Mpa,。360Mpa,查表 13-6 可知：。b,1bb=215Mpa。obb=lO2Mpa, 。-ibb-60Mpa(2)、按扭转强度估算轴的

17、最小直径单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联轴器相接，从结构要求考虑，输出端轴径应最小，最小直径为：dMC炳屋 查2表13-5可得，45钢取C=118那么 dll8X13mm=19. 29mm考虑键槽的阻碍以系列标准，取d=22mm(3)、齿轮上作使劲的计算齿轮所受的转矩：>X106P/n=X 106X=43060N 确信轴上零件的位置与固定方式：单级减速器中，能够将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置。齿 轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固 定，两头轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定，轴 通过两头轴承盖实现轴向定位。应选择齿轮从轴的左端装入，齿轮的

18、 右端用轴肩定位和固定，右端用套筒固定。(4)、确信轴各段得直径 轴段1的直径为轴的最小直径，应选 定Dl=22mm；轴段2要考虑到密封圈的安装需要，选择D2=30mm；轴 段3为安装轴承，为便于安装应取D3>D2,且与轴承内径标准系列相 符，取D3=35nim (轴承型号为6207)轴段4安装齿轮，此直径选用标 准系列值，取D4=37mm,轴段5为轴环，考虑右面轴承的装卸和右面 齿轮的定位，故取D5=45mm,轴段6应与段3 一样的直径，应选D6=35mni(5)、确信个轴段的长度 为保证齿轮的固定的靠得住性，取轴段4的长度应该略微短于齿轮的宽度，故L4=53mm；保证轴承含在箱体轴承

19、孔中，取二者的间隙为15mm,为保证轴承含在箱体轴承孔中, 并考虑轴承的润滑，取轴承端面距箱体内壁距离为5mm,故轴段5L5=20mm,据轴承内圈宽度B=17mm,取L6=19mm,因为两轴承相对齿轮对称，取轴段L3=39mm,取L2=36mni,依照v带传动中长轮的宽度B=(z-l)e+2f z一轮槽数为 3,得 B=2X15+18=48mm,取得 Ll=50mm故全轴长为 L=50+36+39+53+20+19=217mm(6)、两轴承之间的跨距L=55+40+29=124mm(7)、按扭矩和弯曲组合进行强度校核T 二义 106P/n=43060Nmmd 二F =1662Nmm1 d4 =

20、 Etan20二从动轮上的转矩 齿轮分度圆直径 齿轮的圆周力 齿轮的径向力 计算之反力及弯矩求垂直平面内的支反力及弯矩支反力：对称布置，只受一个力故以小弓广4/2二垂直平面内的弯矩：1-1 截面：/丫 =62 X =18758Nmm2-2 截面：Mn.=21X =求水平平面内的支反力及弯矩 支反力：对称布置，只受一个力故£w = %/ = 4/2=831Nmm水平平面内的弯矩：1T 截面：必 =831X62=51522Nmm2-2 截面：A/, =831X21=17451Nmm求各剖面的合成弯矩1T 截面：+M； =54830Nmm2-2 截面：=1857INmm确信危险截面和校核其

21、强度有图看出，截面一、2所受的转矩相 同，但弯矩故危险截面可能为截面1,但由于轴径D1>D2,故 也应付截面2进行校核。按弯矩组合计算时，转矩按脉动循环转变考 虑，取a三1-1截面的应力:a 7M；+(a 方一lc O.ld；MPa2-2截面的应力：a -M+sDi.2c O.ld：查表ILL得【乙】二55MPa,较一、2截面都较大，故轴强度知足要 求，并有相当裕量。3、从动轴轴承的校核：（1）依照条件，轴承的估量寿命为4=10X300X12=36000 h（2）由初选轴承的型号为6209查1表14-19可知:d=55mm,外径D=85mm,宽度B=19mm,大体额定动载荷C=,大体静载

22、荷Co=,查2表可知极限转速9000r/min己明白n2=min,两个轴承的径向反力乙二七二891N得轴承内部轴向力与二外，即,=%=5 =义891=因为匕+ %=%，故%=。故任意取一端为压紧端，现取1端为压紧端:招尸品二；七二久2 =；求系数X,YFA1/FR1=891N =FJFb891N =查表得：e=FAi/FRi<exi=lyi=OFaz/FrzGx：=1y2=0计算当量动载荷依照表(14-12)取f P=依照1表(14-7)式得Pi=f?(x1FR1+y1FA1) = X (1X891+0) =PF(xE1+yFA2)二义(1X891+0) =轴承寿命计算因为巳=B二;又深

23、沟球轴承的£=3,由1 14-5公式得包=l()6(fq/p)E/60n取得L,t =2358744h>36000h。故预期寿命合格。七、键链接的选择及校核计算1、依照轴径的尺寸,由口中表12的高速轴（主动轴）与V带轮联接的键为：键8X36 GB1096-79大齿轮与轴连接的键为：键14X45 GB1096-79轴与联轴器的键为：键10X63 GB1096-792、键的强度校核大齿轮与轴上的键：键14X45 GB1096-79bXh=14X9, >45,那么 Ls=L-b=31mm圆周力：Fr=2T"d=2X 213850/56二挤压强度：bp=a_=G2515

24、0MPa=op h,L,因此挤压强度足够剪切强度：r = 2£L=<120MPa=r b - Lx因此剪切强度足够键8X36 GB1096-79和键10X40 GB1096-79依照上面的步骤校核, 而且符合要求。八、减速器箱体、箱盖及附件的设计计算1、减速器附件的选择通气器：由于在室内利用，选通气器(一次过滤)，采纳M18X油面指示器：选用游标尺M12起吊装置：采纳箱盖吊耳、箱座吊耳.放油螺塞：选用外六角油塞及垫片M18X依照机械设计基础课程设计表选择适当型号：起盖螺钉型号：GB/T5780M18X30,材料Q235高速轴轴承盖上的螺钉：GB578386 M8X12,材料Q235低速轴轴承盖上的螺钉：GB578386义20,材料Q235螺栓：GB5782-86 M14X100,材料 Q235箱体的要紧尺寸：(1) 箱座壁厚0.025a+l=X155+1=取8(2) 箱盖壁厚0=0.02a+l=X155+1=取。二8箱盖凸缘厚度瓦=义8二12(4)箱座凸缘厚度b=X8=12箱座底凸缘厚度b2=X8=20(6 )增强肋厚箱座：m=；箱盖ml二二(7)地脚螺钉直径 df =0. 036a+12=X 1