带式运输机传动装置-课程报告资料

1、带式运输机传动装置的设计目录 TOC o 1-5 h z 一、传动方案拟定 4二、电动机的选择 4三、计算总传动比及分配各级的传动比 6四、运动参数及动力参数计算 6传动零件的设计计算.V带传动的设计7.高速级齿轮传动的设计及校核 10.低速级齿轮传动的设计及校核 14五、轴的设计计算 16七、滚动轴承的校核计算 25八.键联结的选择及计算 26带式运输机传动装置设计（第三组）F=2300 NV=1.6F=2300 NV=1.6mKND=300mm已知条件：输送带工作拉力 F=2300 N输送带速度V=1.1m/s卷筒直径D=300mm（2）已知条件1）工作条件：两班制工作（每班按 8h计算）

2、，连续 单向运转，载荷平稳，室内工作，有粉尘，环境 最高温度35C；滚筒效率”=。96。2）使用折旧期：8年。3）检修间隔期：4年一次大修，两年一次中修，半年 一次小修。4）动力来源：电力，三相电流，电压 380/220V。5）输送带速度容许误差：士 5%6）制造条件及批量：一般机械厂制造，小批量生产。nw nw =52.521r/min一.传动方案的拟定根据已知条件计算出工作机滚筒的转速为 上三0若选用同步转速为1500r/min或1000r/min的电动机,则可估算出传动装置的总传动比i约为30或20二.电动机的选择PW =7.15KWPW =7.15KW条件，选用Y系列三相异步电动机2）

3、电动机功率的选择：工作机所需要的有效功率为PW =Fv10006500 1.11000= 7.15KW设I,%,4,5分别为弹性联轴器，闭式齿轮传动（设齿 轮精度为8级），滚动轴承,V形带传动。滚筒的效率， 由表 2-2 差得刀 1=0.99 刀 2=0.97 刀 3=0.99 刀 4=0.95 刀5=0.96 则传动装置的总效率为 n =gj5 =0.992 M0.972 M0.994 M0.95x0.96 = 0.8079P 7.15Pd =8.850KW电机所需功率为“0.8079由第十六章表16-1选取电动机的额定功率为11KW3）电动机转速的选择：选择常用的同步转速为1500r/mi

4、n和1000r/min两种。4）电动机型号的确定：根据电动机所需功率和同步转速，查第十六章表16-1可知，电动机型号为 Y160M-4和Y160L-6。相据电动机 的满载转速nm和滚筒转速nw可算出总传动比。现将此 两种电动机的数据和总传动比列于下表中：方 案 号电动机 型号额定 功率 /kw同步 转速 r/min满载转 速 r/min总传动 比轴外 伸轴 径/mm轴外 伸长 度/mm1Y160M-411I 1500146027.80421102Y160L-611100097018.4742110=0.8079Pd =8.850KW电动机型号由上表可知，方案1中虽然电动机转速高，价格低，但 总

5、传动比大。为了能合理分配传动比，使传动比装置结 构紧凑决定选用方案2,即电动机型号为Y160L-6。查第 十六章表16-2知，该电动机中心高H=160m的外伸轴径 为42mm轴外伸长度为110mm为 Y160L-6三.传动比的分配根据表2-3,取带传动比为i3=3,则减速机的总传动比18.47 ,i =为 3= 6.16双级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为i1 = J.3i = ,1.3 6.16 =2.830i2 = i 2.177低速级的传动比为i1四.传动装置的运动和动力参数计算(1)各轴的转速计算：n1 = nm =970r / minn1970n2342.76r/ min2.830n2

6、 342.76n3 = 157.45r / min2.177n4 = n3 =157.45r /min(2)各轴的输入功率计算减速器的总 传动比为 i =6.16= 2.830=2.177n1 = 970r/ minn2 =342.76r/mirn3 = 157.45r / minn4 = 157.45r / minP =8.762KWP2 =8.414KWF3 =8.080KWP4 = 7.919KWP =Pd1 =8.850 X0.99KW =8.762KWP2 = P3 =8.762 x0.97 x0.99KW =8.414KWP3 =P223 =8.414 m0.97x0.99KW =

7、8.080KWF4 MPs% =8.080 m0.99m0.99KW =7.919KW(2)各轴的输入转矩计算T1 =95509=9550 x8762 =86.265N m n1970P28.414T2 =9550=9550M=234.431N mn2342.76P38.080T3 =9550=9550黑=490.086N mn3157.45P47.919T4 =9550=9550M=480.320N mn4157.45各轴的运动及动力参数T1 =86.265N mT2 =234.431N mT3 =490.086N mT4 =480.320N -mPCa =13.2KW轴号转速n /(r /

8、 min)功率P/ KW转矩T/(N m)传动比i19708.76286.2652342.768.414234.4313157.458.080490.0864157.457.917480.320五.传动零件的设计计算.选V带L确定计算功率Pca由表8-7查得工作情况系数Ka =1.2 ,故Pca =KaP =1.2 黑11KW =13.2KW.选择V带的带型根据Pca?n1由图8-11选用B型.确定带轮的基准直径dd并验算带速v1 ）初选小带轮的基准值径dd1由表8-6和表8-8 ,取小带轮的基准直径dd1 =140mm2）验算带速v：dd1nl二 140 970v 17.11m/s60 10

9、0060 1000因为5 m/s v 25 m/s,故带速合适。3）计算大带轮的基准直径dd2dd2 =idd1 =6.16 140mm = 862 mm根据表8-8,为dd2=900验算i误差:= 6.43.900 i= 6.431406.43-6.166.16父6.43-6.166.16父100% =4.4% 小于 5%Ld0 : 4730mm.确定V带的中心距口和基准长度Ld)初定中心距0.7(dd1 +dd2)Ea E2(dd1 +dd2)728mm 三 a0 三 2080mma0 =1500mm)计算带所需的基准长度2I _ E2=380Mpab.由图10-18取弯曲疲劳寿命系数Kf

10、ni=0.88 Kfn2=0.9c.计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4,则1.596kF 1 = KFNFE1 = 0.88x500 =314.286 S1.41.596!2=KFN2:FE2 =0.9 380 =244.2862 S1.4e.计算负载系数KK=KAKVKFa KF3=1X 1.14X1X1.4=1.596f.查取齿形系数由表 10-5 查得 YFa1=2.65 Y Fa2=2.248g.查取应力校正系数由表 10-5 查得 YSa1=1.58 Y Sa2=1.746h.计算大小齿轮的YFaYSa并加以比较YSa1YFa1 =2.65 1.58=0.01332LF

11、 1314.286=0.01607%YFa2 =2.248 1.746tF 2244.286=0.01607由此可见，大齿轮数值大2）设计计算m 32KT；YFaYSa=3,2 1.596 8.6265 105 0.01607 =1.97 dZ12 匕 11 242圆整后得m=2按接触强度算得分度圆直径d1=74.721所以，Z1=d1=69.278：、35m 2M=2mmZ 2=2.829 X 35-99.05 取乙=100M=2mm(4)几何尺寸计算a.计算分度圆直径d 1=Zm=35 2=70mm d2=Z2m=10CK 2=200mmb.计算中心距a=d1 da=d1 d2270 20

12、02二 135mmZZi =35Z2 =100C.计算齿轮宽度b= 电d1 = 1 x 70=70mm 取 R=70mm, B=75mm3、低速级齿轮传动设计(原理同高速级齿轮传动设计方案，求得以下数据)1.材料：小齿轮 40C 280HBs 大齿轮45钢（调质）240HBs2.选 Z:=24 Z=24X 2.176=52.224 2.选 Z:=24 Z=24X 2.176=52.224 取 Z2=53 Kt = 1.31d =1 Ze=189.8MPs23.T3=95.5x105P3 =490086N.mm “.查得仃Him1=600Mpa 仃Him2 =550Mpa. N； =60n3jL

13、n =60X 15745X 1 X(2 X 8X300X 8)=3.628X 108d1 = 70mm d2 = 200mmA=135mmN2N183.628 102.176= 1.667 108b = 70mmB = 75mmEB2 = 70mm由图取 Khni =0.92 Khn2 =0.95&H 1 =Khn13m1 =552MPa hH ! =Khn2 jim2 =552.5MPa SSd 3t = 115.285mm v = 0.95m/s b = 115.285mmbmt =4.804h=10.808 b =10.667hFFFFKv1 -1.05Kh： =. =1 KA =1 K

14、h-： =1.435K 一 二1.35所以，K =1.507d 3=121.105mm m=5.046mm FFFK =1.4175查得 仃FE1 =500MPa 仃FE2 =380MPaKK =1.4175Kfni =0.9所以，11 =314.286MPa】2 =244.286MPaK = Ka Kv Kf . KfB =1.4175查得YFa1=2.65YFa2=2.248YSa1 =1.58YSa2 =1.746 TOC o 1-5 h z saisa 2F FFFYFa1 Ysa1 = 0.01332YFa2 Ysa2 = 0.01607-F 1- F I所以，大齿轮的数值大mf 2

15、.720 圆整 m=3Fda TOC o 1-5 h z Z1 = 3 : 31 Z2 =24 2.176 53 m FFFFd1 =Z1m =31 3= 93mmd2 = Z2 m = 68 3 = 204mmFFddoa148.5mm b = dd1 = 93mm2所以，B=95mm B=100mm六.轴的设计计算1）输入轴的设计a.初算轴径m = 3mm选用45钢（调质） 硬度217255HBsm = 3mm（10-2）得 C=115八汨“18.7615 cc”d - C3 1 =1153= 23.95mm:n1970考虑有一键梢，直径增大5%d=23.95(1+5%)=25.15mm

16、所以，初选 d=27mmb.轴结构设计1.轴上零件的定位固定和装配齿轮相对轴承非对称分布，右面由轴肩固定，左面由Z2d1套筒固定，连接以平键作过渡配合固定两轴承分别以轴肩和筒定位，则采用过渡配合固定2.确定各段直径和长度I段:di=27mm 长度取 Li=50mm因为，h=2c c=1.5mmd2II段:d2=d+2h=27+2X 3=33mm二3168=93mm=204mma = 148.5mmb = 93mmB = 100mmB2 = 95mmd1 = 27mmLi = 50mm2二20（套筒）+55 （联轴箱与外壁距）=75mmd2L2 d3L3 d4L4 d5L5二33mm=75mm二

17、40mm=18mm二44mm=217.5mm二40mm二18mmHI段:d3=38mm初选用7208c型角接触球轴承，内径为40mm,宽度为 18mm, D=80mm, L3=18mm所以，取 d40mmL3 =18mmIV段：d4 = d3 2h = 38 6 = 44mm 43L4217.5mmd =4o 取 ck=40mm Ls=18mm贝U轴承跨距L=235.5mmFt -246.4714NFt -246.4714NFr = 897.083N已知 di=70mm Ti=86265N.mmLA = 64mmLB = 214mmLc = 134mm圆周力：Ft=LA = 64mmLB =

18、214mmLc = 134mm径向力：Fr=Fttan % =2464.714Xtan20 =897.083N由上可知：LA=64mm L B=214mm Lc=134mm1）绘制轴受力简图1）绘制轴受力简图（a）2）绘制垂直弯矩图（b）轴承受反力 F Ay=690.388NFBy=206.695NF az=1897.289N F bz=567.416N截面C在垂直面弯矩Mc1 = FAyLA =690.388 X 64=44.18 N m3）绘制水平面弯矩图（c）截面C在水平面弯矩为M c =129.22N mT =86.265N mMc2=FAyLM c =129.22N mT =86.2

19、65N m4）绘制合弯矩图（d）Mc= Mc12 Mc22 = 121.432 44.182 =129.22 N m5）绘制扭矩图（e）T=9.55X（ P n/n H） X 106 = T 1=86.265 N m6）绘制当量弯矩（f）取=1则11Mec = m02+（ ：t） 2 2 =129.22 2 +244.03 2 =276.13N m7）校核危险截面,Mo2,Mo2 （二 T）2W29.222 86.26520.1 443= 18.24 :二,该轴强度足够（2）输出轴的设计计算a .按扭矩初算轴径先用45钢（调质）硬度217s255 HBS,由P235表 10-2 取 C=115

20、d 之CJpII /nIII =115,8.08/157.572 =42.72mm考虑到有键梢增大5% =735.129N m cad =42.72 (1 % =735.129N m cab .联轴器型号的选取查表 14-1 ,取 Ka =1.5Tca =KaT3 =1.5 490.086 =735.129 N m按计算转矩Tca小于联轴器的公称转矩的条件，查 表8-2选用YL11型凸缘联轴器其公称转矩为1000N m ,半联轴器孔径为50mm, 故选 d1 = 50mmC .轴的结构设计.轴的零件定位，固定和装配齿轮相对轴承菲对称布置，左面用套筒定位， 右端用轴肩定位，周向定位采用键和过度配

21、合， 两轴承分别从轴肩和套筒定位，周向永过度或过 盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面，齿轮套筒右 轴承和皮带轮从右装入，低速级小齿轮与输出轴 设计成齿轮轴.确定轴的各段直径和长度VIII段:d1二 50mm 长度取 L1 =84 mmII段:)d2=d1 2h =50 2 2 1.5= 56mmL2=20 55 = 75mmd1d2L2d3L3d4L4d5HI段:d3=d2 2h = 62mmL5初选用7213c型角接触球轴承，内径为 65mm,宽度23mm, D = 120mm L=23mmL3 = 23mmIV段：d4=68mmL4= 90mmV段：d5二 72mmL5二10mmVI段：fd6

22、二68mmFL6二95mmrd7二65mmL7二43mm3.按弯扭复合强度计算所以，d3=65mm已知d1 =93mm=T2 = 234431N mmd6L6d7L7Ft圆周力2Tl2 234431Ft =15041.5Ntd193径向力Fr = Ft tan 20, =1835.00由圆可知La = 159mmLb = 79mmlc = 11.5mm求支反力二50mm二84mm56mm=75mm=65mm=23mm二68mm二90mm72mm=10mm=68mm二95mm二65mm二43mm二 5041.50NFr = 1835.00 NFAy =608.76NFBy =1225.24NFA

23、z = 1673.44 NFBz =336806N截面C在垂直面弯矩截面C在垂直面弯矩M e = FAyLA =96.739N mMe =283.135N mT =234.431N m截面C在垂直水平面弯矩M e2 =Faz La =266.076N mMe Me2? =283.135N m扭矩;e =11.68MPa 史二 J,9550 P2 T :2 =T2 -234.431N m(5)校核危险截面强度加业3=11.69MPa 江 故，该轴强度足够 该轴弯矩图及扭矩图如下图didiLid2L2d3L3 d4L4=40 mm=38mm=46mm二70mm=50mm=125mm二40mm二18

24、mmI段：由轴承可知 d1 =40mm L = 38mmII 段 d2 =40 + 2X21.5= 46mm L2 =70mm = B2n d3 =50mm L3 = 125mmrrIV段（齿轮轴）d4 = 40mm L4 =18mm则轴承跨距 L =64 92.5 - 76.5 -233mmC.轴上零件的定位。固定和装配：齿轮相对轴承非对称 分布，左面有套筒定位。右面有套筒定位，高速小齿轮 于轴田设计成齿轮轴。轴承由轴肩及套筒固定。按弯矩复合强度设计计算T e轴2七.滚动轴承的选择及校核计算I轴：7208c H轴：T e轴2田轴：7213c 预计寿命：8X2X365X8=46720小时计算输

25、入轴承Ia.轴承所受径向力 Fr=897.083N 轴向力 Fa=0Fa/Fr=0 由表 12-6,得，X=1 Y=0b.计算当量动载荷P=fp(xFr+YFa) fp取1.1则预计寿命：8X 2 X 365 X 8=46720hX=1 Y=0P=986.791NP -1.1 (1 预计寿命：8X 2 X 365 X 8=46720hX=1 Y=0P=986.791Nc.验算寿命106 Cr .10636800 3Lh =( ) =()3h =890571.95h _46720h60ni p 60 970 986.791所选轴承7208c满足要求(2)计算输出轴承(田)a.轴承所受径向力：Fr

26、=2912.3N Fa=0 Fa/Fr=0X=1Y=0b.计算当量动载荷：P=fp(xFr+YFa) P=1.1 x (1X2912.3+0)+3203.53Nc.验算寿命106 Cr .10669.8 103 3Lh( )()3 -1094929h _46720h60n3 P 60 157.453203.53所选偶成7213c满足要求八.键连接的选择及校核计算1.联轴器与输入轴系采用平键连接轴径 d =27mmL1 = 50mm查手册p51,选用c型键得键c8X7l = L - 3b = 45 1 8 = 33 22键长 L=37mm T1 =86.2565N mn =7mm : p =41

27、/(dhl) =48.05Mpa + p=110MPa2.输出轴与齿轮连接用平键Lh =890571.95hX =1Y,：=Lh =890571.95hX =1Y,：=0P = 3203.53NLh -1094929 hC 键 8X7二 P =48.05MPaA 键 20X12查手册P51选用A型平键键 A20X 12键长90mmT =490.086N m hm二pu4T/dhl查手册P51选用A型平键键 A20X 12键长90mmT =490.086N m hm二pu4T/dhl=4 490.086/(68 12 75) 32.03MPa 110MPa3.中间轴与齿轮用平键连接轴径 d=46mmL =70mm查手册p51选A型平键 键A 14X9 l=L-b 键长63T2 =234.43N h=9mm二 p -46.23Mpa ”二 p -110Mpa4,输出轴与联轴器用平键联接轴径 d=50mm L=84mm二 P =32,03MPaA 键 14X9O P =46,23MPaA 键 14X9二 P = 62,23MPa查手册p51选A型平