设计用于带式运输机的传动装置

1、目 录一、设计任务2二、传动方案的拟定及说明2三、原动机选择3四、齿轮的设计7五、轴的选择设计17六、键连接的选择及校核计算23七、联轴器的选择23八、减速器附件的选择24九、润滑与密封25十、设计小结25十一、参考资料目录25一、设计任务设计题目：设计用于带式运输机的传动装置设计要求：带式运输机连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，运输带速允许误差为50%。使用期限为10年，大修期三年，小批量生产，两班制工作。E方案：展开式圆柱齿轮减速器数据组编号1234567运输带工作拉力F/N1500180020002200240026002800运输带工作速度v (m/s)1.51.51.61.61.7

2、1.71.8卷筒直径D (mm)250260270280300320320任务设计第五组数据：运输带工作拉力(F/N) 2000 运输带工作速度v (m/s) 1.6 卷筒直径D (mm) 270原始技术数据 外传动机构为V带传动 减速器为两级展开式圆柱斜齿轮减速器二、传动方案的拟定及说明1) 外传动为v带传动2) 减速器为两级展开式圆柱斜齿轮减速器该方案的优缺点：该工作机有轻微振动，由于v带有缓冲吸振能力，采用v带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用v带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大大降低了成本。减速器为两级展开式圆柱斜齿轮减速，应用比较广

3、泛。总体来说，该传动方案满足工作的性能要求，适应工作条件，工作可靠。三、原动机选择Y系列三相交流异步电动机工作机所需功率： 传动总效率： = 电动机输出功率： 所以选择电动机为：型号额定功率（kw）满载转矩（r/min）额定扭矩（N·m）最大扭矩（N·m）Y112-2428902.02.3 2、计算传动装置的运动参数和动力参数1）、各轴转速： 2）、各轴功率： 3、各轴转矩： 轴名功率(P/kw)转矩(T/N·m)转速r/min效率电动机轴3.8812.82890轴3.7236.9963.30.96轴3.57122.1279.20.96轴3.43289.91130

4、.96轴3.432841130.983、传动装置总体传动比的确定及各级传动比的分配1、总传动比： 齿轮按开式布置：取 （二）、V带设计： 1、确定计算功率 1）、外传动带可选取普通V带传动 2）、 由表13-9可查得工作情况系数 传动额定功率 3)、查图选择A型V带 参考图及表可得小带轮直径 2、验算带速 在525m/s范围内，合适。 3、从动带轮直径 查表取224mm 4、传动比i 5、从动轮转速 6、确定中心距a和带长1）、 取450mm 2）、带的计算基准长度 查机械手册取带的基准长度为1400mm。 3）、计算中心距a 4）、验算小带包角 5）、确定V带根数Z 查手册得1.00kw 查

5、表得 由 查表得 查表(13-7)得=0.95 查表(13-2)得=0.96 由此可得取4根 6）、计算单根V带初拉力 查表得q=0.1kg/m 7) 作用在带轮轴上的压力 四、齿轮的设计、高速级1、选择齿轮材料、热处理、齿面硬度、精度等级及齿数 （1）因传递功率不大，转速高，故大小齿轮均选用硬齿面 小齿面：40Cr （调质和表面淬火） 硬度为 55HRC 大齿面：45钢 （调质和表面淬火） 硬度为48HRC (2) 因采用表面淬火，轮齿变形小，不需磨削，故选用8级精度 （3）选择齿数 =30 u=3.45 =u=3.4530=104 (4) 因选用闭式硬面传动，故采用弯曲疲劳强度设计，接触疲

6、劳强度校核的设计方法。 2、齿根弯曲疲劳强度设计 （1） 确定公式内的各计算数值1） 试选载荷系数 =1.32） 计算小齿轮名义转矩=9.55=9.553) 由表选齿宽系数 =1.04) 初选螺旋角 =5) 计算重合度= 6) 确定重合度及螺旋角系数 =(>1时按=1计算)7）计算当量齿数8）由表查取齿形系数和应力修正系数 （内插法求得）9）由图查得 10）计算应力循环次数 11）由图表查取弯曲强度寿命系数 12）计算许用应力，弯曲强度最小安全系数 （2） 设计计算1） 计算大、小齿轮的 并加以比较 2） 试算齿轮的法面模数 3） 圆周速度 4） 确定小齿轮直径和齿宽计算值 5） 确定载

7、荷系数由表查取 根据和精度等级由表12-11查得由图表查得 由式确定其中、由表12-10查取，=34.79,=0.0087故载荷系数6） 修正法向模数值 取标准值为=1.25mm3、确定主要几何参数和尺寸 （1）确定中心距 取中心距86mm（2）按完整后的中心距修正螺旋角(3)计算分度圆直径 （4） 确定齿宽 取 4、校核齿面接触疲劳强度 （1） 确定计算参数1） 由计算得节点区域系数=2.52） 由表查取弹性系数=188Mpa3） 确定重合度及螺旋角系数 （）1时按=1算） 4） 由查取接触强度寿命系数 5） 选取接触强度最小安全系数=16） 计算许用应力 （2） 校核计算 、低速级1、选择

8、齿轮材料、热处理、齿面硬度、精度等级及齿数 （1）因传递功率不大，转速高，故大小齿轮均选用硬齿面 小齿面：40Cr （调质和表面淬火） 硬度为 55HRC 大齿面：45钢 （调质和表面淬火） 硬度为48HRC (2) 因采用表面淬火，轮齿变形小，不需磨削，故选用8级精度 （3）选择齿数 =30 u=2.47 =u2.4730=74 (4) 因选用闭式硬面传动，故采用弯曲疲劳强度设计，接触疲劳强度校核的设计方法。 2、齿根弯曲疲劳强度设计 （3） 确定公式内的各计算数值3） 试选载荷系数 =1.34） 计算小齿轮名义转矩=9.55=9.557) 由表选齿宽系数 =1.08) 初选螺旋角 =9)

9、计算重合度= 10) 确定重合度及螺旋角系数 =(>1时按=1计算)7）计算当量齿数8）由表查取齿形系数和应力修正系数 （内插法求得）9）由图12-20和图12-21查得 10）计算应力循环次数 11）由图查取弯曲强度寿命系数 12）计算许用应力，弯曲强度最小安全系数 （4） 设计计算7） 计算大、小齿轮的 并加以比较 8） 试算齿轮的法面模数 9） 圆周速度 10） 确定小齿轮直径和齿宽计算值 11） 确定载荷系数由表查取 根据和精度等级由表12-11查得由图和图查得 由式确定其中、由表12-10查取，=34.79,=0.0087故载荷系12） 修正法向模数值 取标准值为=2mm3、确

10、定主要几何参数和尺寸 （1）确定中心距 取中心距107mm（2）按完整后的中心距修正螺旋角(3)计算分度圆直径 （5） 确定齿宽 取 4、校核齿面接触疲劳强度 （3） 确定计算参数7） 由计算得节点区域系数=2.58） 由表查取弹性系数=188Mpa9） 确定重合度及螺旋角系数 （）1时按=1算） 10） 由图查取接触强度寿命系数 11） 选取接触强度最小安全系数=112） 计算许用应力 （4） 校核计算 、齿轮的几何尺寸 高速级 低速级 结构设计 两小齿轮采用实心结构，两大齿轮采用复板式结构。五、轴的选择设计1、 结构方案配置1轴1）、结构配置取轴径为25mm。2）、根据轴向定位的要求确定轴

11、的各段直径（从左到右）i. 1段轴用于安装轴承30205，故取直径为25mmii. 2段为小齿轮，取直径为27mmiii. 3段轴肩用于固轴承，查手册得到直径为30mmiv. 4不安装，取直径为28mmv. 5段轴用于安装轴承30205，故取直径为25mmvi. 6段比5段略小，取直径为23mmvii. 7段安装带轮，取直径为21mm。3）、根据轴向定位的要求确定轴的各段长度（从左到右）1. 1段为轴承，所以长度轴承宽加套筒长，取30mm2. 2段为小齿轮，齿宽为38.5mm,故取长为43mm.3. 3段轴肩固定，取长为15mm.4. 4段考虑到齿轮和箱体，所以长82mm5. 5段为轴承，所以

12、长度为轴承宽，取15mm6. 6段考虑轴承与箱体内壁距离，取40mm7. 7段安装带轮，取长为50mm2轴1） 结构配置取轴径为30mm。 2）、根据轴向定位的要求确定轴的各段直径（从左到右）viii. 1段轴用于安装轴承30206，故取直径为30mmix. 2段为大齿轮，取直径为35mmx. 3段轴肩用于固定两端齿轮，查手册得到直径为42mmxi. 4段安装大齿轮，取直径为35mmxii. 5段轴用于安装轴承30205，故取直径为30mm3）、根据轴向定位的要求确定轴的各段长度（从左到右）1. 1段为轴承30206，所以长度轴承宽加套筒长，取31mm2. 2段为大齿轮，故取长为38mm.3.

13、 3段轴肩固定两端齿轮，取长为15.5mm.4. 4段考虑到齿轮和箱体，所以长82mm5. 5段为轴承，所以长度为轴承宽加套筒长，取36.5mm3轴1）、结构配置取轴径为25mm。2）、根据轴向定位的要求确定轴的各段直径（从左到右）xiii. 1段轴用于安装轴承30207，故取直径为35mmxiv. 2段为大齿轮，取直径为45mmxv. 3段轴肩用于固定齿轮，查手册得到直径530mmxvi. 4不安装，取直径为42mmxvii. 5段轴用于安装轴承30207，故取直径为35mmxviii. 6段比5段略小，取直径为32mmxix. 7段与联轴器连接，取直径为30mm。3）、根据轴向定位的要求确

14、定轴的各段长度（从左到右）1. 1段为轴承30207，所以长度轴承宽加套筒长，取39.5mm2. 2段为大齿轮，故取长为58mm.3. 3段轴肩固定，取长为13.5mm.4. 4段考虑到齿轮和箱体，所以长28mm5. 5段为轴承30207，所以长度为轴承宽加套筒长，取48mm6. 6段考虑轴承与箱体内壁距离，取40mm7. 7段与联轴器连接，取长为50mm2、 轴（低速轴）的校核(1) 由已知得： =4.2Kw =365(2) 计算轮齿受力： 圆周力 = =径向力=209=1426N 轴向力 =3843=783N1. 由下面轴的受力分析图a，可得水平面支反力 垂直面支反力 做水平弯矩图，如下图

15、b所示：由图可得 垂直面弯矩图，如上图c所示在C点左边 在C点右边 合成弯矩图如上图d所示C点左边 C点右边做扭矩T图，如上图e所示做合成弯矩图，如上图f所示，该轴单向旋转工作，转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑所以取为0.59所以，C点左边 按弯扭合成强度理论验算轴的强度，校核C剖面 由于轴同时受轴向力和径向力，故选用圆锥磙子轴承轴承。1轴选30205，2轴选30206，3轴30207.3、 轴承的校核 由于1轴的转速最高，受力最大，而3根轴上的轴承都选用统一系列的轴承，故选1轴轴承30205来分析即可： 轴承预寿命与整机寿命相同，为10 365 1658400h 查机械设计手册得其静载荷

16、量，动载荷量为故所受圆周力 轴向力 径向力故查表得e=37 Y=1.6所以 寿命足够长六、键连接的选择及校核计算代号b×h×L直径D（mm）工作长度（mm）公称尺寸b距高速轴8×7×36 272886×6×5021446中间轴10×8×3235221010×8×56354610低速轴14×9×5032361010×8×52454214由于键采用静联接，冲击轻微，所以许用挤压应力为，上述键皆 所以安全。七、联轴器的选择由于弹性联轴器的诸多优点，所以考虑选用它

17、.联轴器的设计计算由于装置用于运输机，原动机为电动机，所以工作情况系数为，计算转矩为所以选用弹性柱销联轴器KL6（GB4323-84）其主要参数如下：材料HT200公称转矩轴孔直径 减速器铸铁箱体各部分结构尺寸名称符号尺寸关系结果箱座壁厚0.025a+3箱盖壁厚0.02a+3箱座凸缘厚b1.5平凸缘底座厚2.5斜凸缘底座厚1.5轴承旁凸台半径凸台高度h大齿轮顶圆与内壁箱的距离箱盖肋厚箱盖肋厚箱体深度箱体内壁圆角半径箱体宽度箱体高度H箱体宽度D箱体长度 L八、减速器附件的选择通气器由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用M18×1.5油面指示器选用游标尺M16起吊装置采用箱盖吊耳、箱

18、座吊耳放油螺塞选用外六角油塞及垫片M16×1.5九、润滑与密封一、 齿轮的润滑采用浸油润滑，由于低速级周向速度为，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为35mm。二、 滚动轴承的润滑由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。三、 润滑油的选择齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用L-AN15润滑油。四、 密封方法的选取选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为（F）B25-42-7-ACM，（F）B70-90-10-ACM。轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。十、设计小结十一、参考资料目录1机械设计课程设计，高等教育出版社，王昆，何小柏，汪信远主编，1995年12月第一版；2机械