课程设计说明书(带式输送机传动装置)

1、湖南理工学院课程设计报告书 题 目： 带式输送机传动装置 系 部： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化班 级： 机自132BF 姓 名： 李国政、方吉、谢波、谭涛、刘翔，张家豪，赖智勇学 号： 2015年 12 月 24 日目录一 传功方案的分析与拟定11.1 原始数据11.2 工作条件1二 原动机的选择12.1 选择电动机的类型和结构形式22.2确定电动机的功率22.3确定电动机的转速2三 传动比及分配3四 传动装置的运动及动力参数计算3五 各级传动零件设计计算35.1 第一对齿轮（高速齿，斜齿）35.2 第二对齿轮（低速齿，直齿）6六 轴的设计计算76.1 轴1的设计86.2

2、轴2的设计106.2 轴3的设计12七 轴承校核15八 键连接的选择与校核16九 联轴器1710.1类型的选择1810.2 型号选择18十 箱体的结构设计18十一 减速器附件的选择2011.1窥视孔及视孔盖2011.2 通气器2011.3 油标2111.4放油螺塞及放油孔2111.5起吊装置2111.6定位销2211.7启盖螺钉22十二 润滑与密封2312.1 齿轮的润滑2312.2 滚动轴承的润滑2312.3 密封的选取23十三 总结23参考文献24一 传功方案的分析与拟定1.1 原始数据带圆周力F（KN）传送带速度v（m/s)滚筒直径D(mm)2.813201.2 工作条件两班制，连续单向

3、运转，载荷较平稳；使用折旧期8年；室内，灰尘较大，环境最高温度35oC；四年一次大修，二年一次中修，半年一次小修；一般机械厂制造，小批量产。1.3设计方案传动方案分析：次传动方案采用二级展开式圆柱齿轮减速器，相比一级传速，二级传速能有更大的传动比（860），更好满足传动要求。二 原动机的选择2.1 选择电动机的类型和结构形式 电动机的类型和结构形式应该根据电源种类、工作条件、工作时间的长短及载荷的性质、大小、启动性能和过载情况等条件来选择。工业上一般采用三相交流电动机。Y系列三相交流异步电动机由于结构简单、价格低廉、维护方便等优点，故其应用最广泛。在经常启动、制动和反转、间歇或短时工

4、作的场合，要求电动机的转动惯量小和过载能力大，可以选用YZ和YZR系列三相异步电动机。2.2确定电动机的功率2.2.1稳定运作下工作机主轴上所需功率Pw：Pw=Fv/1000=2.8 Kw2.2.2 传动装置的总效率注： 联轴器效率 闭式齿轮效率 滚动轴承效率 滑动轴承效率 滚筒效率电动机所需的功率：2.3确定电动机的转速 滚筒工作转速按手册推荐的传动比合理范围，取二级减速器传动比范围为840。 电动机转速由滚筒转速以及转动比，电动机转速在477.68-2388.40 r/min 确定电动机1型号；Y132m1-6 额定功率；4 kW 转速960 r/min三 传动比及分配总传动比（即减速器传

5、动比）i=960/57.91=16.08减速器内传动比分配，按照i12=1.2i23分配2 ，则i12=4.39 i23=3.66注：i12指轴1和轴2之间 的传动比 i23指轴2与轴3之间的传动比四 传动装置的运动及动力参数计算1轴 n1=nw=960 r/min 2轴 n2=n1/i12=218.68 r/min 3轴 n2=n2/i23=59.75 r/min 五 各级传动零件设计计算5.1 第一对齿轮（高速齿，斜齿）由小齿轮采用40Cr表面淬火，硬度为5256HRC，取54HRC；大齿轮用45 钢调质处理硬度为 229286 HBS,取为 240 HBS。=500+11 HRC=(50

6、0+1154）MPa=1094 MPa=380+0.7 HBS=(380+0.7240）MPa=548 MPa=160+2.5 HRC=(160+2.554）MPa=295 MPa=140+0.2 HBS=(140+0.2240）MPa=188 MPa疲劳强度设计1 选取齿数通常 z1=1720，取z1=19 z2=i12 z1=194.39=83.41 取为z2=842 选择齿宽系数由于齿轮是非对称布置，且为软齿面，所以取 3初选载荷系数载荷系数Kt=1.31.6,由于齿轮为非对称布置，所以取 Kt=1.54齿形系数和齿根应力修正系数。由 当量齿数计算公式可得,查表19-5可得,5 初选螺旋

7、角6 螺旋角系数由 得7计算重合度系数 则8 计算模数 9 模数修正。查表【3】9-2，KA=1.0，齿轮圆周速度=1.670 m/s精度等级选8，由【3】图9-8可知 Kv=1,K=由于比预先值小不用修正，取1 节点区域系数。由3图9-11ZH=2.432 螺旋角系数0.9833 重合度系数。齿面接触强度足够。4 计算几何尺寸取107mm 修正后的螺旋角为由于变化不大，所以前述计算参数不需修正。齿宽取5.2 第二对齿轮（低速齿，直齿）由小齿轮采用40C调质处理，硬度为240285HBS，取260HBS；大齿轮用45 钢调质处理硬度为 229286 HBS,取为 240 HBS。=380+HR

8、C=(380+260）MPa=640 MPa=380+0.7 HBS=(380+0.7240）MPa=548 MPa=155+0.3 HBS=(155+0.3260）MPa=233 MPa=140+0.2 HBS=(140+0.2240）MPa=188 MPa1 选取齿数通常 z3=2040，取z3=29 z4=i23 z4=843.66=106.14 取为z4=1072 选择齿宽系数由于齿轮是非对称布置，且为软齿面，所以取 3初选载荷系数载荷系数Kt=1.31.6,由于齿轮为非对称布置，所以取 Kt=1.54 计算分度圆直径 则 6 确定载荷系数K查表【3】9-2，KA=1.0，齿轮圆周速度

9、=0.85 m/s精度等级选8，由【3】图9-8可知 Kv=1.02,K=由于比预先值小，修正后 模数 m=标准化模数 m=2.5 mm修正模数后 7 确定齿宽 取 则 1齿形系数和齿根应力修正系数。由,查表19-5可得,2 验算齿根弯曲应力 能满足要求六 轴的设计计算h=0.07d(d为与零件相配处轴的直径）6.1 轴1的设计1材料选择设计需要为普通用途，中小功率的减速器，选用45钢正火处理 查【3】表14-1得得 MPa2 最小直径的确定由【3】表14-2查取A=112，代入可得 最小直径为17.84 mm考虑轴端有两键槽（由于单键强度不足），将上述轴径增大5%，即选取最小直径应

10、为19mm。3轴的结构设计并绘制结构草图1.轴上零件的定位，固定和装配    轴1的齿轮采用固定于轴上，最左边为轴承轴承的定位依靠轴肩和挡油板，想对应的最右边的轴承和挡油板一样，轴向固定依靠凸缘式端盖，联轴器周向固定依靠键。2.确定轴各段直径和长度轴的外伸段的直径由后期验算键的强度定为22mm，,取标准值40mm，各段的长度 32mm（由于齿轮和轴是固定在一起的）(由轴承6306的厚度19 以及挡油板的宽度确定） （由联轴器的型号确定）L4初选为70mm由草图可知，两轴承之间的跨距L=163mm4 按扭转和弯曲组合变形强度条件进行校核计算 1 受力图 弯

11、矩图轴上所受的外力有：作用在齿轮上的两个分力，圆周力Ft和径向力Fr，方向如图所示；作用在齿轮和半联轴器之间轴段上的扭矩为齿轮上圆周力 齿轮上圆周力 2将作用在轴上的力向水平面和垂直面分解，然后按水平和垂直面分别计算(由材料力学）垂直面的支反力 水平面的支反力 齿轮处的弯矩垂直 水平 .mm合成弯矩 5校核轴的强度 轴在齿轮处截面处的弯矩和扭矩最大，故为轴的危险截面，轴单向转动，扭矩可认为按脉动循环变化，故取折合系数0.6.所以，轴的强度满足要求6.2 轴2的设计1材料选择设计需要为普通用途，中小功率的减速器，选用45钢正火处理 查【3】表14-1得得 MPa2 最小直径的确定由【3

12、】表14-2查取A=112，代入可得 最小直径为28.7 mm考虑轴端有两键槽（由于单键强度不足），将上述轴径增大5%，即选取最小直径应为33.5mm。3轴的结构设计并绘制结构草图1.轴上零件的定位，固定和装配    轴2上有两个齿轮，在两齿轮之间放置一个轴肩，最左边为轴承轴承的定位依靠轴肩和挡油板，想对应的最右边的轴承和挡油板一样，轴向固定依靠凸缘式端盖，联轴器以及齿轮周向固定依靠键。2.确定轴各段直径和长度（由最小直径和轴承型号共同确定）（由轴承的安装尺寸【2】表3-18确定） 取42.5mm ，各段的长度 mm（由于要比齿轮宽度小12mm）L1=L

13、5=32mm(由轴承6207的厚度16 以及挡油板的宽度确14 以及容乃齿轮伸出的2mm定）由草图可知，两轴承之间的跨距L=163 mm4 按扭转和弯曲组合变形强度条件进行校核计算 1 受力图 弯矩图轴上所受的外力有：作用在齿轮上的两个分力，圆周力Ft和径向力Fr，方向如图所示；作用在齿轮和半联轴器之间轴段上的扭矩为齿轮1上圆周力 齿轮1上圆周力 齿轮2上圆周力 齿轮2上圆周力 2将作用在轴上的力向水平面和垂直面分解，然后按水平和垂直面分别计算(由材料力学）垂直面的支反力 水平面的支反力 弯矩最大处垂直 水平 .mm合成弯矩 （5）校核轴的强度 轴在齿轮2处截面处的弯矩和扭矩最大，故为轴的危险

14、截面，轴单向转动，扭矩可认为按脉动循环变化，故取折合系数0.6.所以，轴的强度满足要求6.2 轴3的设计1材料选择设计需要为普通用途，中小功率的减速器，选用45钢正火处理 查【3】表14-1得得 MPa2 最小直径的确定由【3】表14-2查取A=110，代入可得 最小直径为42.72 mm考虑轴端有两键槽（由于单键强度不足），将上述轴径增大5%，即选取最小直径应为45mm。3轴的结构设计并绘制结构草图1.轴上零件的定位，固定和装配    轴3上有1个齿轮，在齿轮旁边放置一个轴肩定位，左边为轴承轴承的定位依靠轴肩和挡油板，想对应的最右边的轴承和挡

15、油板一样，轴向固定依靠凸缘式端盖，联轴器以及齿轮周向固定依靠键。2.确定轴各段直径和长度（有最小直径和轴承型号共同确定）（初选）（选用轴承6211） （由轴向固定的安装尺寸确定），（由轴向固定的安装尺寸确定） 圆整为71mm各段的长度 mm（由于要比齿轮宽度小12mm）L7=37mm由轴承6211的厚度21 以及挡油板的宽度确14 以及容乃齿轮伸出的2mm定）由轴承6211的厚度21）（由之后的联轴器型号所确定）（初选）（由b=1.4h）（两轴承之间的跨距L=169 mm）4 按扭转和弯曲组合变形强度条件进行校核计算 1 受力图 弯矩图轴上所受的外力有：作用在齿轮上的两个分力，圆周力Ft和径向

16、力Fr，方向如图所示；作用在齿轮和半联轴器之间轴段上的扭矩为齿轮上圆周力 齿轮上圆周力 2将作用在轴上的力向水平面和垂直面分解，然后按水平和垂直面分别计算(由材料力学）垂直面的支反力 水平面的支反力 弯矩最大处垂直 水平 .mm合成弯矩 5校核轴的强度 轴在齿轮处截面处的弯矩和扭矩最大，故为轴的危险截面，轴单向转动，扭矩可认为按脉动循环变化，故取折合系数0.6.所以，轴的强度满足要求七 轴承校核（参考【2】表3-18）轴号轴承型号Cr/KNC0r./KN163062715.22630725.512.2362113523.2由已知条件知道工作时间为8年，且每天班制工作， 则大概总的各种时间为（轴

17、承预计寿命)计算各轴承在最不利情况下的当量载荷校核轴承寿命常温下校核结果轴寿命/h18501124527433528221校核寿命均大于预期寿命 八 键连接的选择与校核 平键安装图轴零件键所在轴部直径(mm)BxH（mm)键长L(mm)1联轴器2287502齿轮150161022齿轮238128503联轴器50161080齿轮60181156平键连接的挤压条件： 由3表5-2静载荷可知，选125150pMPa,轮毂材料为钢校核结果轴零件结果/MPa1联轴器55.142齿轮1182.625齿轮21339253联轴器174.8齿轮201.54从上表可知单键挤压强度不够

18、，所以采用双键结构轴零件结果/MPa1联轴器55.142齿轮1（双键）121.75齿轮2133.9253联轴器（双键）116.53齿轮（双键）134.36键校核完成。九 联轴器10.1类型的选择 综合考虑各种因素选择弹性柱销联轴器10.2 型号选择名义扭矩计算公式;由前述计算知轴1上联轴器的扭矩T1=38.598 N.m, 轴3上联轴器的扭矩T3=559.414 N.m由1表3-12k可以查得联轴器型号，如下；轴1上联轴器HL1 Y型轴3上联轴器HL4 J型十 箱体的结构设计参考1表3-2，其中a=170mm名称符号尺寸/mm箱座壁厚8箱盖壁厚8箱座b12箱盖12箱座底凸缘厚度20地

19、脚螺钉直径119地脚螺钉数目n4轴承旁连接螺栓直径15箱盖与箱座连接螺栓直径10连接螺栓的间距l150轴承盖螺钉直径8视孔盖螺钉直径6定位销直径d7螺栓至外箱壁距离25螺栓至凸缘边缘距离23轴承旁凸台的半径23凸台高度h140箱体外壁至轴承座端面的距离55大齿轮顶圆与箱体内壁的距离 12齿轮端面与箱体内壁距离10箱盖，箱座肋厚轴承端盖外径轴1102轴2112轴3140轴承端盖凸缘厚度t8轴承旁连接螺栓距离S112十一 减速器附件的选择11.1窥视孔及视孔盖11.2 通气器由已知选M12x1.25.11.3 油标选M12型，安装图如下，11.4放油螺塞及放油孔放油孔应设在油池的最低处，

20、平时用螺塞堵住，采用圆柱螺塞时，箱座上装置处应设凸台，并加封油垫片.放油孔不能高于油池底面，以免排不干净。11.5起吊装置吊耳环的厚度吊钩的宽度：高度：吊钩向内凹的高度：半径：11.6定位销定位销的直径d=7 mm其长度应大于箱体上下凸缘的总厚度。11.7启盖螺钉 为防止润滑油从箱体剖分面处外漏，常在箱盖和箱座的剖分面上涂上水玻璃或密封胶，在拆卸时会因黏接较紧而不易分开十二润滑与密封 12.1 齿轮的润滑由于采用油池浸油润滑，圆柱齿轮浸油深度以1个齿高，而且不小于10mm。浸油润滑的油池应保持一定的深度和储油量，齿顶圆距油池底部不应过小，以免搅起油池底部的杂质。12.2 滚动轴承的润滑由于轴承的均小于16 mm(r/min)所以均采用脂式润滑。12.3 密封的选取 选择接触式密封中的毡圈密封，其密封效果是靠安装与梯形轴上的梯形槽中所产生的径向压力来实现的，可补偿磨损后所产生的径向间隙，且便于更换毡圈。其特点是：结构简单，廉价，但磨损较快、寿命短，它主要用于轴承采用脂润滑，且密封轴的表面圆周速度较小的场合。十三