带式输送机传动系统方案设计书

1、广州科技贸易职业学院机电系课程设计报告机械设计基础课程设计设计题目：- 带式输送机传动系统设计专业班级：学 号：设计人：指导老师：完成日期：课程设计任务书设计题目：带式输送机传动系统设计（一级直齿圆柱齿轮减速器及带传动） 传动简图：1电动机 2.V带 3.减速箱 4联轴器 5滚筒 6.输送带原始数据：（已知条件）说明：1. 单向运转，有轻微振动；2. 每年按300个工作日计算，每日工作二班。完成日期：年月日设计指导教师：年月日任课教师：年月日评分与评语：（二）设计内容1、电动机的选择及运动参数的计算2、V带的传动设计；3、齿轮传动的设计；4、轴的设计；5、联轴器的选择；6润滑油及润滑方式的选择

2、；7、绘制零件的工作图和装配图(1) 、减速器的装配图(2) 、绘制零件的工作图注：装配图包括：尺寸标注、技术要求及特性、零件编号、零件明细表、标 题栏。零件的工作图包括：尺寸的标注、公差、精度、技术要求。10、编写设计说明书(1) 、目录；(2) 、设计任务书；(3) 、设计计算：详细的设计步骤及演算过程；(4) 、对设计后的评价；(5) 、参考文献资料。(三)设计工作量1. 减速器总装图一张2. 零件图二张3. 设计说明一份。设计任务书 传动方案说明 电动机的选择 传动装置的运动和动力参数 传动件的设计计算 轴的设计计算 联轴器、滚动轴承、键联接的选择 减速器附件的选择 润滑与密封 设计小

3、结 参考资料第5页共29页第6页共29页第7页共29页第8页共29页一传动方案说明第一组：用于胶带输送机转筒的传动装置1、工作条件：室内、尘土较大、环境最高温度 35C；2、原始数据：(1) 输送拉力F=5500N;(2) 输送带工作速度V=1.4m/s (允许输送带的工作速度误差为土 4%);(3) 输送机滚筒直径 D=450mm；(4) 卷筒效率n =0.96 (包括卷筒及轴承的效率);(5) 工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳(6) 使用折旧期：8年(7) 工作环境：室内，灰尘较大，环境最高温度38°(8) 动力来源：电力，三相交流电源，电压为 380/220伏；(9)

4、 检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修(10) 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产电动机的选择1、选择电动机类型1 ）电动机类型和结构型式按工作要求和工条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动 机。它为卧式封闭结构。2）电动机容量 （1 ）卷筒轴的输出功率PwI Fv 55001.4Pw7.71000 1000（2）电动机输出功率PdPwPd = 7.7kw传动装置的总效率Pdn式中，1, 2为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。由表2-4查得：V带传动1=0.96;滚动轴承n2=0.99;圆柱齿轮传动n 3=0.97;弹 性联轴器n4=0.99

5、;卷筒轴滑动轴承n 5=0.96,则n=0.96 X).992Pd 二辛二丄7 =8.95kW0.86nw 二 59.44r/ min（3）电动机额定功率Ped由有关表格选取电动机额定功率 Ped =11kW1）电动机的转速滚筒轴的转速是 nm=60 1000v/3.14d=59.44r/min为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。由表2-1查得V带传动常用传动比范围=24，单级圆柱齿轮传动比范围=36，则电动 机转速可选范围为nd = nw，i2 =356.64 1426.56r / min可见同步转速为750r/min、1000r/min的电动机均符合。这里初选同步 转速分别

6、为750r/min和1000r/min的两种电动机进行比较，如下表：或速i=12.3P0 = 11KW方案电动机型号额定功率(KW)电动机转速(r/mi n)电动机 质量(kg)传动装置的传动比同步、卄 +、， 满载总传动比V带传动单级减器1Y180L-8117507303812.3342Y160L-61110009706316.3235.44由表中数据可知两个方案均可行，但方案1的传动比较小，传动传动装置结构尺寸较小。因此可米用方案 1,选定电动机的型号为丫180L-8。4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸由表查出丫180L-8型电动机的主要技术数据和外形，安装尺寸，并列表 记录备用(略)。

7、3 计算传动装置总传动比和分配各级传动比1)传动装置总传动比nm 730i 一一层 12.3nw59.442 )分配各级传动比取V带传动的传动比h=3，则单级圆柱齿轮减速器的传动比为i 12.3i2 _俺 4i13所得i2值符合一般齿轮传动和圆柱单级齿轮减速器传动比的常用范围。4 计算传动装置的运动和动力参数1 )各轴转速电动机轴为0轴，减速器咼速轴为I轴，低速轴为U轴，各轴转速为 n0 = nm = 730r / minn0叶=亠=730/3 茫 243.33r/minii = n02 = 243.33/4 叱60.8r/min2）各轴输入功率按电动机额定功率 巳计算各轴输入功率，即R =P

8、ed =11kWP = P0S = 1仆 0.96 = 10.56kW 电=RH2n3 =10.56 汉 0.99 汉 0.97=10.14kW3 ）各轴转矩P011T0 =9550-° =9550 乂=144N *mn0730P10.56Tt = 9550=9550=414.45N M1n1243.33P口10 14丁口= 9550LI = 9550 = 1592.7N *m 丄丄n60.8将计算结果汇总列表备用（略）。二皮带轮传动的设计计算1确定计算功率P：Ka为工作情况系数，查课本表8.21可得，Ka=1.2即FC= KA Ped =1.2X 11=13.2kw2、选择V带的型

9、号T0 = 144N mPi =10.56kw山=243.33r / miT| = 414.45N mPi =10.14kwn ii = 60.8r / minTii =1592.7N 仃P：=13.2kwdmin =125mmdd2 = 450 mm根据计算功率FC=13.2kw，主动轮转速m=730r/min,由课本图8.12选择B型普通V带。3、确定带轮基准直径dd1、dd2由课本表8.6和图8.12得dmin =125mm取 dd1 =150mm>dmin大带轮的基准直径，因为i带- 1 =3 所以n2 =243.33r/minn?nidd2 = dd1 =3 X 150=450

10、mm由课本表8.3选取标准值dd2 =450mm则实际传动比i ,从动轮的实 际转速分别为dd2450 cn1 730,.i =3n2 = = 243.33 r/mindd1150i34、验算带速V、，叱dE兀父150疋730,V 一 5.73m/ s601000 60 0000带速在525的范围内。5、确定带的基准长度Ld和实际中心距a根据课本(8.14 )式得 0.7( dd1 + dd2) < a0 <2(dd1+dd2)得：420mn< a0 < 1200mm按照结构设计要求初定中心距a0=1000mm由课本式(8.15)得：i =3n2 =243.33r /m

11、irV=7.11m/s2(dd2 -ddi)L0 = 2 ao + -、( dd1 d d2)24ao2=2 X 1000+' (150+450)+(450150)24 幻100=2964.5mm查课本表8.4可得：Ld=3150mmL “ - Ln由课本(8.16)式得实际中心距a为a a°+ d 0 =1092.75mm 2中心距a的变动范围为amin =a-0.015 Ldamax=a+0.03 Ld=(1092.75-0.015 X 3150)mm=1045.5=(1092.75+0.03 XL0=2964.5mmLd =3150mm3150)mm=1187.25mm

12、&校验小带轮包角a1由课本式(8.17)得:“ dd2 - dd1內=180 -d1 57.3aamin =1045.5mn 、amax =1187.25m m180450-150-1092.7557.3=164.3120a 164.37、确定V带根数Z由课本(8.18式)得:-C(P。：P°)KaKl根据 dd1=150mm、n1 =730r/min,查表8.10，用内插法得P。=1.82+(730 -800)980 - 800=2.16kw取 P0=2.16kwP0 =2.16kwP° 二 216kw由课本式（8.11）得功率增量为二Po为1Po=Kbn1 (1

13、-)Ki由课本表8.18查得Kb =2.6494 10”Z=6根根据传动比i=3.21本表8.19得Ki=1.1373，则- 3 1 1."：P0= 2.6494 10730(1 ) kwIL1.1373=0.23kw：P0 =0.23kw由课本表8.4查得带长度修正系数Kl=1.03,本图8.11查得包角系数Ka=0.86,得普 V13.2(2.160.23) 1.09 0.86=5.89 根圆整得z =6根F0 =280.6N8、求初拉力F。及带轮轴上的压力Fq由课本表8.6查得B型普通V带的每米长质量q=0.17 kg/m,根据课本式（8.19）得单根V带的初拉力为Fq=441

14、7N"述(护一1)+打ZV Ka500"3.2(_25 _1) +0.17(5.73)2NIL 6 5.73 0.86=371.6N由课本式（8.20）可得作用在轴上的压力Fq为Fq =2F°zsin 2164 3 =2X 371.6 x 6sin N2=44179、设计结果选用6根B型V带,中心距a=1092.75mm,带 轮直径ddi=150mmdd2=450mm 轴上压力 fq=4417N。四齿轮传动的设计计算1选择齿轮材料及精度等级根据课本表10.9可得，齿轮选用20CrMnMo钢，渗碳淬火，齿面硬度为5862HRC,心部硬度32HRC。因为是普通减速器、

15、由课本表10.215T1 =4.14 X 10 选8级精度，要求齿面粗糙度 Ra兰3.26.3 Am。N mm2、按齿面接触疲劳强度设计因两齿轮均为钢质齿轮，可应用课本式（10.22 ）求出d1值。确定有关 k=1.1 参数与系数：屮d=11）转矩T6 p6 10 565_ H lim1一560MPaH lim 2=530Mp=9.55 X 10 =9.55汉10 : N mm=4.1X 10 N mmn1243.332）载荷系数K查课本表10.11取K=1.13）齿数zi和齿宽系数d小齿轮的齿数zi取为25,则大齿轮齿数Z2=100。因单级齿轮传动为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，由课本表1

16、0.20选取匸d=1 o4）许用的接触应力 匕h 1由课本图10.24查得匚Himi=匚Hiim2=1500 Mpa由课本表10.10查得SH=18Nj=60njLh=60X 243.33 X 1X（ 7 X 300 X 16） =4.9 X 10N2 = N1/i=4.9 X 108/4=1.225 X 108查课本图10.27得ZNT1 =0.95 ,Z NT2 =1.06 o由课本式(10.13)可得11Z NT 1"-' H lim 10.95 1500lcH 1=JH 12=nt 1 Hlim1MPa =1425 MPaSh1Ze-材料弹性系数（顶耳），按表查取Ze

17、=189.8Zh-节点区域系数，考虑节点处轮廓曲率对接触应力的影响, 由图查取。对于标准直齿轮，a=25° ，Zh=2.5Ze-重合度系数，考虑重合度对单位齿宽载荷的影响，其值可由图查取，Ze=0.76，故I2KT1 (u 1)( ZEZHZe)2mm = 29.8：1.1 乂 4.14乂105 江5 x (189.8 乂 2.5 汇 0.76)28N1 =4.9 X 10N2=1.23 X 108t H =532MPa bH 12 =562MPam=2.3mmd1=62.5d2=250mmb=62.5mmb| =65mma=156.25mm1汇5汇14252d129.8m= =mm

18、 = 1.2mmZ125由课本表10.3取标准模数 m=2.5mm3、主要尺寸计算dr =皿乙 =2.5 x 25mm = 62.5mmd 2 = mz2 =2.5"00 mm = 250 mmb =屮 ddr =1x62.5mm= 62.5mm经圆整后取b仁62.5mmb2 = bl +2.5mm=65mm1 1 a 二三 m（zr 十 z2 ）=三汉 2.5汇（25 + 100 mm =156.25mm4、按齿根弯曲疲劳强度校核由课本式（10.24）得出F，如bF兰bF 则校核合格。确疋有关系数与参数：1）、齿形系数Yf查课本表 10.13得YF1=2.65, YF2=2.182

19、）、应力修正系数Ys查课本表 10.14 得YS1=1.59, YS2=1.803）许用弯曲应力显】由课本图10.25查得°F Iim1F lim 2 = 450 MPa。由课本表10.10查得Sf=1.13。由课本图10.26查得Ynt1=Ynt2=1由课本式（10.24）可得切 1 =屛 “ Ynt®F lim1 =迴=400MPa12SF1.13故Yf1 =2.65YF2=2.18F 22 KT1bm z1YfYs2 1.1 4.14 10565 2.52 252.65 1.59 =393MPa ： 一 1 =400MPa齿根弯曲强度校核合格5、齿轮的圆周速度v八d1

20、n- 625 243.33 m /m/ s60 1000 60 1000由课本表10.22可知，选8级精度是合适的6、几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图。（见零件图1）五轴的设计计算I轴：d1=30mmn轴：d1=48mm1、选择轴的材料，确定许用应力由已知条件知减速器传递的功率属小功率，对材料无特殊要求，故选用45钢并经调质处理。由课本表14.7查得强度极限二B=650MPa ,再 由课本表14.2得许用弯曲应力J Jb l=60MPa。2、按扭转强度估算轴径根据课本表14.1得C=10711 &又由课本式(14.2)得P, 10.56I 轴：d _C3(107 118)3mm 二 3

21、7.6 41.5mmV nV 243.33n轴:d -Cmm 二 58.9 65mm考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，故将估算直径加大3%5%，取为38.743.6mm。由设计手册取标准直径d1 =40mm。 n轴取为60.768.3mm,由设计手册取标准直径d1 =65mm八联轴器的选择联轴器通常用来连接两轴并在其间传递运动和转矩，联轴器所连接的两轴，由于制造及安装误差、受载变形和温度变化等影响，往往存在着某种程 度的相对位移。因此，设计联轴器时要从结构上采取各种不同的措施，使联 轴器具有补偿上述偏移量的性能，否则就会在轴、联轴器、轴承中引起附加 载荷，导致工作情况恶化。综上所

22、述，故选择挠性联轴器，这种联轴器具有 一定的补偿两轴偏移的能力，再根据联轴器补偿位移方法，选弹性柱销联轴 器，它仅用弹性柱销（通常用尼龙制成）将两半联轴器连接起来，它传递转 矩的能力大、结构更简单、耐用性好，故选择弹性柱销联轴器。Tc1=316.8N m d1=35mmTc2=1039N m d1=48mm为了隔离震动、缓和冲击和安装方便，拟I轴选用选弹性柱销联轴器，U轴选用无弹性元件扰性联轴器2）计算转矩由设计手册查的K=1.310.56=538.8N m243.33PTc1=K X 9550=1.3 X 9550XniP1014Tc2=K X 9550一 =1.3 X 9550X=2070

23、.5 N mn260.83）选择型号及尺寸由 Tc1=538.8N - m d! =40mm,Tc2=2070.5N m d! =65mm ,差GB432384, I轴选用选弹性柱销联轴器,型号为TL8 ,其中Tn=710 N 口n= 3000r/min;U轴选用无弹性元件扰性联轴器，型号为HL5,其中Tn=2000 N m, n= 3550r/min九 润滑、密封装置的选择根据课本1118页，再根据齿轮的圆周速度，轴承可以用脂润滑和油润 滑润滑，由于齿轮的转速是小于2m/s,故轴承润滑采用脂润滑，为防止箱体 内的轴承与润滑脂的配合，防止润滑脂流失，应在箱体内侧装挡油环，润滑 脂的装填量不应超

24、过轴承空隙体积的，在减速器中，齿轮的润滑方式根据齿 轮的圆周速度而定，由于 V<12m/s所以采用油池润滑，齿轮浸入油池1-2个齿高深度，大齿轮的齿顶到油底面的距离为40mm箱体内采用SH0357-92中的50号润滑，装至规定高度。轴承盖中采用毡圈油封密封。十减速器的设计名称符号减速器型式、尺寸关系/mm结果齿轮减速器箱座壁厚d0.025a+1 > 88箱盖壁厚0.025a+1 > 88箱盖凸缘厚度d1.5啓12箱座凸缘厚度b1.5 d12箱座底凸缘厚度b22.5 620地脚螺钉直径df0.036a+1222地脚螺钉数目nA> 250 时，n=66轴承旁连接螺栓直径di

25、0.75 df16盖与座连接螺栓直径d2(0.5 0.6 ) d f12连接螺栓d2的间隔l150200150轴承端盖螺钉直径d3(0.4 0.5 ) df10检查孔盖螺钉直径d4(0.3 0.4 ) df8定位销直径d(0.70.8) d29d f、d1、d2 至外箱壁距离Ci见课本表4.2d f : C1 =30 d1: C1=22 d2 : C1=18d f、d2至凸缘边缘距离C2见课本表4.2d f : C2 =26 d2 : c2=16轴承旁凸台半径RiC216凸台高度h根据低速级轴承座外径确 定，以便于扳手操作为准20外箱壁至轴承liC1 + C2 + (5+10)36座端面的距离

26、齿轮顶圆与内箱壁间的距离也1>1.2610齿轮端面与内箱间的距离也2>69箱盖、箱座肋厚mi、mmt： 0-81;& 0.856imj = 6; m = 6.8轴承端盖外径D2D+ （55.5 ） d3, D-轴承外径I 轴：120II 轴：140轴承旁连接螺栓距离S尽量靠近，以Mdi和Md3互不干涉为准，一般取s=d2I 轴：120II 轴：140设计小结这次关于带式运输机上的一级圆柱直齿轮减速器的课程设计是我们真 正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们 机械设计的综合素质起到了很大的帮助； 使我对机械设计有了更多的了解和 认识为我们以后的工作打下了坚实的基础1机械设计是机械工业的基础，是一门综合性相当强的技术课程，它融机械设计基础、工程力学、互换性与测量技术、Auto CAD、机械设计 手册等于一体。2、这次的课程设计，对于培养我们理论联系实际的设计思想；训练综合运用 机械设计和