哈工大机械设计课程设计说明书

1、1 课程设计任务书 12 设计要求 23 设计步骤 21 .传动装置总体设计方案22 .电动机的选择23 .确定传动装置的总传动比和分配传动比.44 .齿轮的设计55 .滚动轴承和传动轴的设计76 .键联接设计137 .箱体结构的设计148 .润滑密封设计154 设计小结165 参考资料17带式输送机传动装置设计计算说明书课程设计任务书课程设计题目：带式输送机传动装置设计 设计带式运输机传动装置（简图如下）第18页1输送带2滚筒3联轴器4减速器5V带传动电动机1 .设计条件：1）机器年产量：大批；2）机器工作环境：清洁；3）机器载荷特性：平稳；4）机器最短工作年限：5年2班2.原始数据:运送带

2、工作拉力F/KN运输带工作速度v/（m/s）卷筒直径D/mm1.7801.23002 .设计要求1 .减速器装配图一张。（三视图，A0图纸）2 .绘制轴、齿轮零件图各一张。（A3图纸）3 .设计计算说明书一份。3 .设计步骤1 .传动装置总体设计方案1）外传动机构为V带传动。2）减速器为一级展开式圆柱齿轮减速器3）方案简图如下图：1 输送带；2滚筒；3联轴器；4 减速器；5V带传动；6电动机2、电动机的选择1）选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用 Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V。2）选择电动机的容量工作机的有效功率为Pw = Fv = 2.136kw从电动机到工

3、作机传送带间的总效率为3n = E E E E工 12345由机械设计课程设计表9-1 1可知：1 : V带传动效率0.96n2 :滚动轴承效率0.99 （球轴承） :齿轮传动效率0.97（8级精度一般齿轮传动）“4 :联轴器传动效率0.99 （弹性联轴器）“5 :卷筒传动效率0.96所以电动机所需工作功率为_P 一 一 一 一 一Pdw = 2.136/0.833 = 2.487kwnZ3）确定电动机转速而工作机卷筒轴的转速为nw = 60 1000v/二d = 76.39r/min所以电动机转速的可选范围为：nd = i； nw = （6 24） 76.39 r. min = （458 .

4、34 1833 .36） r. min综合考虑电动机和传动装置的尺寸、 质量及价格等因素，为使传动装 置结构紧凑，决定选用同步转速为 1000r/min的电动机。根据电动机类型、容量和转速，由机械设计课程设计表15-1选定电动机型号为Y132S-&具主要性能如下表:电动机型号额定功率/kw满载转速/(r/min)启动转矩 额定转矩最大转矩 额定转矩Y132S-639602.02.03.计算传动装置的总传动比 月并分配传动比(1) .总传动比ig为/ 76 .39 = 12 .57(2) .分配传动比卜=i j考虑润滑条件等因素，初定i3i =4.191) . 各轴的转速电机轴 n = nm =

5、 960 r. min错误！未找到引用源。轴错误！未找到引用源。轴n = nm = 320 r. min in u n = 76.37 r/ min i卷筒轴 nw = n = 76.37r.min2) .各轴的输入功率电机轴P = Pd = 2.487 kw错误！未找到引用源。轴P广P” J 2 = 2.388kw错误！未找到引用源。轴 P广P 2 = 2.293kw卷筒轴P卷=P:-2 = 2.247kw3) .各轴的输入转矩6 Pd6 2.4874Td = 9.55 106 = 9.55 1062.474104 N mmnm960电机轴 T = Td = 2.47410 4 N mm错误

6、！未找到引用源。轴 T = T2ii= 7.125父104N mm错误！未找到引用源。轴 TII=Tf3%iII= 2.867M05N mm卷筒轴 T卷=4 2 = 2.810 105 N mm将上述计算结果汇总与下表，以备查用轴名功率P/kw转矩T/(N mm)转速n/(r/min)传动比i效率”电机轴2.487一 _ 42.4741096030.96错误！未找到引用源。轴2.388_47.125 父103204.190.96错误！未找到引用2.293_ _ _一 52.867父1076.3710.98源。轴卷筒轴2.2472.810x10576.374.齿轮的设计1）选定材料及确定许用应力

7、（1）按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。（2）材料选择。由机械设计基础表6.222选择齿轮材料为合金铸钢（调质），小齿轮硬度为 300HBs。川而1 =720MPa , *mi =270MPa , 大齿轮为合金铸钢（调质），硬度为260HBS 0Hlim2 =650MPa ,。曰而2 = 260MPa二者材料硬度差为 40HBS（3）由机械设计基础表11-52,取Sh =1, Sf =1.25,二hi =m =720/Sh =720MPa Sh二=2_HmL = 650 / Sh =390MPaSh二F1 =3m1 =270/1.25M Pa =216MPaSf二=卫空=260/1.

8、25MPa = 208MPaSf2）按齿面接触强度设计齿数取z1=26,则Z2 =3.81M乙=109取载荷系数为K=1.1,齿宽系数,=1（机械设计基础表6.5,6.6） 2小齿轮上的转矩1 =95巧 10 P= 7.127 io4n mm63KT1u 12,3 u1- 1.1 7.127 1044.19 1= 75.6321.14.19 650=46.92mm模数m =d1 =丝丝=1.8取m=2mm Z126d ck 52 218中心、隹2 a = 2 =mm = 135mm22齿宽 b=Gdd =1 黑52mm =52mm 取b =52mm,b2 =60mm,3）验算齿轮弯曲强度齿形系

9、数（由机械设计基础图11-8和图11-92可得）YF1 =2.69 ,YF2 =2.19齿形系数与需用弯曲应力的比值为：YF1 2.69YF22.19F1 = =0.0125 卫=.0105二 F1 2160 F2 208 较大,故需校核小齿轮的弯曲强度:2KTY 2 1 1 2 69 7 127 104二F1 =2Y =乙69./ I0 MPa =70.97MPa W二2bm Z160 2 26校验合格5.滚动轴承和传动轴的设计（1） .高速轴的设计I .输在轴上的功率PI、转速n和转矩T由上可知：mmP = 2.388kw, ni= 320r/min , 广 7.125煞 104N初步确定

10、轴的最小直径：材料为45Cr,正火处理。根据机械设计基础表14-2取C = 100 , 于是dmin =CP = 100M椁票mm=19.55mm ,由于键梢的影响，故 dmin =1.04dmin = 20.30mm输出轴的最小直径显然是安装带轮处的直径d1，取d1 =22mm ,根据带轮结构和尺寸，取l1=50mm齿轮轴的结构设计初步确定了轴的各段和长度。带轮处d二22mm50mm油封处d2=25mm45mm左端轴承处d3= d2+5=30mm17mm齿轮处d4= d 3+3=35mm68mm轴环处d 5= d 4+5=40mm10mm右段轴承处d6=30 mm27 mm(2).轴上零件的

11、周向定位由机械设计课程设计表11-281查得带轮与轴的周向定位采用平键连接。按d1选用普通平键8M36。（2） .低速轴的设计I .输出轴上的功率Pm、转速nii和转矩Th由上可知 P2.247kw, n广76.37r/min, Tn= 2.81 父 105N mmn.求作用在齿轮上的力因已知低速大齿轮的分度圆直径d2 = 218mm圆周力：Ft =型= 1.288KN d2径向力：Fr = Fttan： = 469.2Nm.初步确定轴的最小直径材料为40Cr,正火处理。根据机械设计基础表14-22 ,取C=100,于是 dmin由于键梢的影=O：五= 100 m 3|N?-mm = 31.0

12、7mm , n,76.37响，故 dmin =1.04dmin = 32.31mm输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径d1。为了使所选的轴直径d1与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴 器的计算转矩Tca =KaTII，查机械设计基础表14-1 2，取Ka =1.5, 则： 5Tca = K aT - 1 .52.8810 N mm = 432 N m按照计算转矩Tca应小于联轴器公称转矩的条件，查机械设计课程 设计表13-1 1 ,选用LX2型联轴器，半联轴器的孔径d厂3035mm , 故取d = 35mm ,半联轴器与轴配合的毂孔长度 L j = 60mmIV.轴的结构设

13、计初步确定了轴的各段和长度。数据统计如下表:联轴器处d二35mm60mm油封处d2=35+5=40mm45mm右端轴承处da =40+5=45mm32mm齿轮处d 4=48mm.50mm轴环处d5=56mm10mm左端轴承处d6=ch=45mm30mm（2）.轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按d4由机械设计课程设计表 11-281查得齿轮与轴的连接，选用普通平键 14父45,同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为 10M50。滚动轴承 与轴的周向定位是由过度配合来保证的。V .求轴上的载荷作轴的空间受力简图（图1）作水平面受力图及弯矩图（图2）Ld1FQ K -Fr

14、 y -Fa 万L4000 93.2-524.6 65.8-202 150135.2=2278NFQ k FR L/2 -Fa d / 2 二6723.5NMchl = Fah - = 149900 N mm2dMCHR =MchlFa d =180200 N mm2Mbh = Fq K =372800N mm作垂直面受力图及弯矩图（图3）_ _ 5T =2.388 10 N mmMCV = FAV L =46900N mm 2作合成弯矩（图4）Mcl =157100N mmMcr = 372800 N mm作转矩T图（图5）3T =214 10 N mm作当量弯矩图（图6）Me = , M

15、1（1T）2Mcl =157100N mmMcr =394300N mmMb -199595N mm可知，I处截面当量弯矩最大，故应对此进行校核M eB =394300N mm由表查得，对 45 钢0b =600MPa %=55MPa故按机械设计基础(11.3)得二 eBM eB 394300T 3 = T30.1d30.1 453= 43.3MPa因此该轴符合要求(三).滚动轴承的校核轴承的预计寿命Lh =5 365 8 2 = 29200h(1)轴承选择：已知n厂320r/min , n 口= 76.37r/min ;内径分另fj为30mm与45mm选择深球轴承 6206c与6209Go(

16、2).轴承寿命计算由于P1 ft = 13田(里):上60n P 60 1001 298002110.5)3h =469182h故满足预期寿命。6.键联接设计I .带轮与输入轴间键的选择及校核轴径d=22mm,轮毂长度L=50mm,查手册，选A型平键，其尺 寸为 b=8mm, h=7mm, L=45mm(GB/T 1095-2003)现校核其强度：l = L。b =37mm , T =7.125 104N mmp4 7.125 10422 7 45MP a = 41 .126 MP a查手册得2p =110MPa ,因为。pQp,故键符合强度要求。H .输出轴与联轴器间键的选择及校核轴径d=

17、35mm,轮毂长度L=60mm,查手册，选A型平键，其尺 寸为b=10mm, h=8mm, L=50mm(GB/T 1095-2003)现校核其强度：l = L 一 b = 40mm , T = 2.39 105 N mm4 2.81 104二- =4T dhl = MPa = 10.03MPap35 8 40查手册得仃p=110MPa ,因为仃p a p,故键符合强度要求。m.输出轴与大齿轮间键的选择及校核轴径d=48mm,轮毂长度L=50mm,查手册，选A型平键，其尺 寸为b =14mm , h=9mm, L = 45mm(GB/T 1095-2003)现校核其强度：l = L-b =36

18、mm, T = 2.867 105N mm二 p=4Tdhl=4 2.867 105/48 9 36Mpa = 73.74Mpa查手册得叵p =110MPa ,因为。pQp,故键符合强度要求。7.箱体结构的设计减速器的箱体采用铸造(HT200)制成，采用剖分式结构为了保证齿 轮佳合质量，1 .机体有足够的刚度在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度2 .考虑到机体内零件的润滑，密封散热。因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油，同时为了避免油搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离 H大于3050mm为保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面6.3应精创，其表面粗糙度为3

19、 .机体结构有良好的工艺性.铸件壁厚为8mm圆角半径为R=5机体外型简单，拔模方便.4 .对附件设计A视孔盖和窥视孔：查阅机械设计课程设计表14.71在机盖顶部开有窥视孔，能看到传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块， 有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用M10紧固B油螺塞：查阅机械设计课程设计表 14.14 1放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油孔选用六角螺塞M18堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。C油标：查阅机

20、械设计课程设计表 14.13 1选用杆式油标M12.油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出.。D通气孔：查阅机械设计课程设计表 14.81由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡。E位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销 M6以提高定位精度.F吊钩：在机盖上直接铸出吊钩和吊环，用以起吊或搬运较重的物体.8.润滑密封设计润滑：1.啮合件的润滑减速器的啮合件为斜齿圆柱齿轮，运转速度低，且运行平稳，故适于选用粘度较大的润滑油

21、。查阅机械设计手册3,选用L-CKB型工业闭式齿轮油(GB 5930-1995 )，主要性能指标如表11.1所示。表11.1 L-CKB型工业闭式齿轮油(GB 5930-1995 )性能指标粘度等级(按 GB/T3141-1994)运动粘度粘度指数不小于闪点(开口)/ C不武倾点/ C不图于40 c100 c320288352一90180-8润滑方法：油轮润滑润滑装置：油池轴承的润滑减速器所用轴承为角接触球轴承()，工作环境多尘且存在中等 冲击，故选用ZN-3型纳基润滑脂3 (GB/t 492-1989 )。其主要性能 如表11.2所不。表11.2 ZN-3型纳基润滑脂性能指标滴点工作锥入度/ C/ (1/10mm)不低于160220250润滑方法：连续无压润滑润滑装置：设备的机壳密封：1 .轴承的密封角接触球轴承润滑方式已选用脂润滑，工作环境多尘且转速较小，故密封方式选用橡胶唇形密封圈密封。根据油封处轴段的轴径，选择合适大小的密封圈1。高速轴选用d=25mm勺橡胶唇形密封圈(GB/T 1387.1-1992 )。低速轴选用d=40mm勺橡胶唇形密封圈(FZ/T 1387.1-1992 )。2 .油塞的密封油塞密封选用与其相配合使用的纸封油