课程设计带式输送机传动装置设计000002

1、哈尔滨理工大学荣成学院机械设计课程设计题 目： 带式输送机传动装置设计 专业年级： 焊接技术及自动化11-1班 学生姓名： 左 云 飞 学 号： 1130340132 指导教师： 刘 新 娜 材料工程系完成时间： 2012 年 8 月 31 日机械设计课程设计任务书学生姓名：左 云 飞 学号：1130340132 专业：焊接技术及自动化任务起止时间： 2012年 8 月 20 日至 2012年8 月31日设计题目：带式输送机传动装置机械原理课程设计工作内容：一传动方案如下图1所示：1电动机；2V带传动； 3单级圆柱齿轮减速器4联轴器；5带式输送机；6鼓轮；7滚动轴承图1 带式输送机传动装置方案

2、图二、工作条件单向连续平稳转动，常温下两班制工作，空载启动，装置寿命为7年。三、原始数据鼓轮直径d/mm450传送带运行速度V/m/s1.8运输带上牵引力F/N2000四、设计任务：1.低速零部件组装图一张（A2图纸）2.设计说明书一份在一周内完成并通过答辩。资料：机械原理工程力学机械制图指导教师签字： 2012年 月 日目录（可以自动生成）（一）电机的选择3（二）传动装置的运动和动力参数计算4（三）V带传动设计5（四） 减速器（齿轮）参数的确定7（五） 轴的结构设计及验算8（六）联轴器的选择10（七）键连接的选择和计算11（一）电机的选择1.选择电机的类型和结构形式：依工作条件的要求，选择三

3、相异步电机封闭式结构u=380vY型2.电机容量的选择工作机的功率P工作机=F牵*V运输带/1000= 3.6kwV带效率： 0.96 滚动轴承效率： 0.98 齿轮传动效率（闭式）:0.97 x 1 (对)联轴器效率： 0.99 传输总效率= 0.84 则，电机功率= 4.1 kw3.电机转速确定工作机主动轴转速n工作机= 76.43 r/minV带传动比范围：24 一级圆柱齿轮减速器传动比范围：36 总传动比范围：420电动机转速的可选范围为： 305.7 1528.7 r/min 在此范围的电机的同步转速有: 750r/min 1000r/min 1500r/min 依课程设计指导书67

4、页Y系列三相异步电机技术数据（JB30 74-82）选择电机的型号为； Y112M-4 性能如下表：电机型号功率KW满载时额定转 矩质量转速nr/min电压V电流A功率因数Y112M-4 4 1440380 2.0 470N 4电机主要外形和安装尺寸： 基本安装尺寸，B3的安装形式，中心高在80280之间 BB （二）传动装置的运动和动力参数计算 L 所选电机满载时转速nm=1440 r/min总传动比：i总= 18.84 1.分配传动比及计算各轴转速i总=iD×i带传动的传动比iD= 4 一级圆柱齿轮减速器传动比i= 4.72 则高速轴I轴转速n1= 360r/min 则低速轴II

5、轴的转速n2= 76.43r/min 2.各轴输入功率，输出功率P输出=P输入，效率如前述。则高速轴I轴的输入功率PI= 3.6 KW 输出功率PI= 3.456 KW则低速轴II轴的输入功率PII= 3.456 KW，输出功率PII= 3.187 KW3.各轴输入转矩: 小带轮输入转矩Td= 23.875N·mI 轴输入转矩TI= 91.68N·m II轴输入转矩TII= 398.22N·m （三）V带传动设计1. 确定计算功率Pc已知电机输出功率，依教材机械设计基础表 11-5 ，取KA=1.2,故Pc= 4.32Kw 2. 选择普通V带型号已知Pc，nm，结

6、合教材机械设计基础，由图 11-8 确定所使用的V带为 A 型。 3. 确定大小带轮基准直径d1，d2。由机械设计基础表 11-6 取d1= 100 ，带传动比iD已知，则d2=iD·d1= 4004.验算带速v 7.536m/s 5.求V带基准长度和中心距（L0，a） 初定中心距=1.5（d1+d2)= 750 ,选a0= 750 带长 = 2315 由表 11-2 ，对 A 型带进行选用，Ld= 2500 则实际中心距： 842.5 6.验算小带轮包角 159.6º >120°合格。7.求V带根数Z已知n1，d1 ，查表 11-3 得P0= 1.32 已

7、知传动比iD，查表 11-3 得P0= 0.17 已知1，查表 11-4 得K= 0.95 ，查表 11-2 得KL= 1.09 则V带根数Z= 3 。 8.求作用在带轮上的压力FQ 由机械设计基础表 11-1 ，可知 A 型带每米质量q=0.10Kg/m 单根V带的拉力F0=2= 161.56N 作用在轴上的压力FQ=2ZF0 sin= 954.65 N.（四） 减速器（齿轮）参数的确定1. 选择材料及确定许用应力 由机械设计基础表 13-9 得：小齿轮用：40Cr，热处理方式：表面淬火 ，齿面硬度为241286HRC 大齿轮用： 45 ，热处理方式： 正火 ，齿面硬度为 162210HRC

8、 由表 13-3 ，取安全系数SH= 1 ，SF= 1。则许用应力为：【H1】=Hlim1/SH= 550MPa . 【H2】= Hlim2/SH= 525MPa 【F1】=FE1/SF= 267MPa . 【F2】= FE2/SF= 233MPa 2. 按齿面接触强度设计设齿轮按 8 级精度制造，按齿面接触强度设计。由表 13-10 得载荷系数K= 1 ，由表 13-15 得齿宽系数d= 1 。小齿轮输入功率P= 3.456Kw，转矩T1=9.55××= 91680N·m ，由表 13-11 可得弹性系数ZE= 189.8 则小齿轮直径d1=69.13齿数取Z1

9、= 30 ，Z2=iZ1= 141 模数m=d1/z1= 3.33 按表 13-1 ，标准模数m= 3 ，实际传动比i=Z2/Z1= 4.7 实际标准中心距离a= 256.5 齿宽 90 （圆整）为补偿安装误差，取小齿轮齿宽b1=b+5= 95 3.验算轮齿弯曲强度由图 13-12 ，取齿形系数YFa1= 2.53 , YFa2= 2.15 .由图 13-14 ，取外齿轮齿根修正系数YSa1= 0.90 ，YSa2= 1.0 判断： 27.3 【F1】判断： 22.6 【F2】满足条件 合适 4.齿轮的圆周速度 1.32m/s 对照表 13-7 可知，选着 8 级精度是合适的。（五） 轴的结构

10、设计及验算1.高速轴及低速轴的材料选择根据表 16-1 得，高速轴材料为： 45 ，热处理方式：调质 低速轴材料为： 35 ，热处理方式： 调质 高速轴极限强度【B1】= 650MPa ，低速轴极限强度【B2】 560MPa 根据表 16-8 得，两根轴的许用弯曲应力【-1b】= 55MPa 2轴颈初估初选小轮轴颈，根据扭转强度计算初估轴颈。由表 16-7 得常数C 110 = 23.69 ，结合大带轮轮毂内径，圆整后暂取d1= 25 大轮轴颈= 39.20 ，结合联轴器内径，圆整后暂取d2= 40 3轴的径向尺寸设计 根据轴及轴上零部件的固定，定位，安装要求，初步确定轴的径向尺寸。高速轴：（

11、带尺寸的草图） 35mm 30mm 30mm28mm25mm 各尺寸确定的依据：= 23.2 ，结合大带轮轮毂内径，圆整后暂取d1= 25 。 d2 轴肩高h=(23)C,C为倒角，取1.0，同时还要结合密封圈的尺寸,一般d2=d1+h。d3 要便于轴承安装，因为这与轴承是过盈配合，要满足所选轴承的内径系列。d4设计为齿轮轴，应便于齿轮安装，根据齿轮轴的齿数和模数计算，需圆整。d5 与d3相同。 低速轴：（带尺寸的草图）48mm50mm43mm45mm47mm50mm45mm40mm 各尺寸确定的依据：大轮轴颈= 38.56 ，结合联轴器内径来确定，圆整后暂取d1= 40 d2 用轴肩对联轴器

12、作轴向固定，轴肩高h=(23 )C,C为倒角，取1.0，同时还要结合密封圈的尺寸 。 d3 要便于轴承安装，因为这与轴承是过盈配合，要满足所选轴承的内径系列。 一般d3=d2+(34) d4 要便于齿轮安装，d4=d3+（34），需圆整。 d5 对齿轮起定位作用，一般取d5=d4+2h。 d6 用轴肩对轴承作轴向固定。查轴承手册。根据轴承拆卸尺寸来确定。d7 与d3相同。 5.轴的轴向尺寸设计根据轴及轴上零部件的固定，定位，安装要求，初步确定轴的轴向尺寸。高速轴：（带尺寸的草图） 48mm 15.2mm 34mm 37.6mm 54mm 各尺寸确定的依据： L1 根据设计的带的根数，然后再乘以

13、e，便得出，但为了更足够，还要再加1020。L2=K+e+(C-B),e=7.2,K=16,B=13,C=C1+C2+(5 10)+ Ò.其中Ò为机体的壁厚，C1，C2为轴承旁连接螺栓直径确定的扳手空间。 L3=B+（23）+H，通常H取1015 L4=b-(23)，当然还要和你的图的距离相配合。 L5=H+-L5+轴承宽度 4.2mm低速轴：（带尺寸的草图）41mm16mm15.2mm48mm 37mm 88mm 各尺寸确定的依据： 首先根据轴径选取相应的联轴器，再根据联轴器的长度确定，一般要小于联轴器的长度一点。 。L2=K+e+(C-B),e=9.6,K=20,B=1

14、4,C=C1+C2+(5 10)+ Ò.其中Ò为机体的壁厚，C1，C2为轴承旁连接螺栓直径确定的扳手空间。 L3=B+（23）+H，通常H取1015 L4=b-(23)，当然还要和你的图的距离相配合。 L5=1.5h L6=H+-L5+轴承宽度 L7=B B-轴承宽度 （六）高速轴上的轴承寿命校核 根据 课程设计指导书选出轴承牌号高速轴承的主要参数轴承代号轴承内经mm轴承外径mm轴承宽度mm径向基本额定动载荷Cr7006C 30551315.2KN低速轴承的主要参数轴承代号轴承内经mm轴承外径mm轴承宽度mm径向基本额定动载荷Cr7009C45751625.8KN根据轴的受

15、力情况可知，高速轴上靠近带轮一侧的轴承所受的径向力最大，故为最危险轴承。1. 径向力计算：已知轴的各部分尺寸，带轮的压轴力，齿轮的受力。2.寿命计算由表 16-8 得，温度系数ft = 1 ,由表 16-9 得，载荷系数fp= 1.0 9.03*10 7 小时设计要求寿命为 5年 ，满足要求。（七） 高速轴轴强度计算已知轴的各部分尺寸，带轮的压轴力，齿轮的受力。 1.求垂直面的支撑反力 因为是支持圆柱齿轮，所以压力角=20°，径向力Fr=Ft*tan20°,圆周力Ft=2T/d,T=9549P/n=157580N·m 轴向力Fa=0 则F1v=(Fr*L/2-0)

16、/L=683N F2v=Fr-F1v=683N 2.求水平面的支撑反力F1H=Ft/2=1876N=F2H 2.垂直平面的弯矩图 F1v Mav1=Mav2 Mav1=F2v*L*10-3/2=45N·m Mav2=F1v*L*10-3/2=45N·m 4.水平面的弯矩图 F1H MaH F2H MaH=F1H*L*10-3/2=124N·m5.由图可知，合成弯矩按最不利的情况，即带轮压轴力与齿轮受力共面，则，= 299N·mMaF=FQ*K*L/(2*L)=167N FQ为前面所计算的作用在轴上的压力，等于3441N。6. 求轴传递的转矩：T =150

17、N·m7.求危险截面当量弯矩=312N·m(认为轴的扭切应力是脉动循环不变应力，所以=0.6)8. 计算危险截面处的直径=30因为设计的是齿轮轴，不用键，轴上也就没有键槽，轴就不会被削弱，所以d不用加大。（八）联轴器的选择根据轴孔直径d2= 40 输出转矩T= 482.37N·m 依据课程设计指导书，选定联轴器型号： TL7联轴器选择表公称转矩许用转数DD1D2转动惯量质量 500N·m 2800r/m1900.06·15.6kg（九）键连接的选择和计算本设计减速器共需键：3 个1.高速轴上键安装轴段直径为：= 25 mm查表选择普通圆头平键为

18、：h= 8，b= 12 ，根据对应轴段长度，确定键长L= 40 2.齿轮轴上所需键安装轴段直径为：= 48 mm，查表选择普通圆头平键为：h= 8 ，b= 12 ，根据对应轴段长度，确定键长L= 60 3.大轴上联轴器所需键,其安装段直径为：= 40 mm，查表选择普通圆头平键为：h= 10 ，b= 16 ，根据对应轴段长度，确定键长L= 70参考文献：1 机械设计基础课程设计指导书，2009年哈尔滨理工大学机械基础工程系编制；2 机械设计基础 第五版， 杨可桢主编 总 成 绩： 指导教师签字： 2012 年 月 日参考文献：1 机械设计基础课程设计指导书，2009年哈尔滨理工大学机械基础工程系编制；2 机械设计基础 第2版， 胡家秀主编 附 表 1 机 体 各 部 分 尺 寸 （mm）名称符号尺寸机座壁厚7.4机盖壁厚115机座凸缘厚度b12机盖凸缘厚度b110机座底凸缘厚度b238地脚螺钉直径df20地脚螺钉数目n4轴承旁联接螺栓直径d115盖与座联接螺栓直径d212连接螺栓d2的间距l170轴承端盖螺钉直径d310窥视孔盖螺钉直径d48定位销直径d11df,d1,d2至外机壁距离c122df,d2至土