带式运输机传动装置

1、毕业说明书毕业说明书 设计题目：设计带式运输机传动装置 系 别： 机电系 专业班级：09 机械制造与自动化三 班 学 号： 设 计 者： 张关富 指导教师： 韩忠祥 2012 年 6 月 22 日 阳泉职业技术学院 _教研室 毕毕业业题题目目 1设计题目名称：带式运输机传动装置。它主要 是由电动 机、 V 带、减速器、联轴器、滚筒和传送带六部分 组成的。 2运动简图 1电动机；2V 带；3减速器；4联轴器；5滚筒；6输送带 本组数据： 工作拉力 F(N)运输带速度 V(m/s)滚筒直径 D（mm） 32401.8235 3已知条件： （1） 工作情况； 两班制，连续单向运转，载荷较平稳； 室内

2、工作，水分和灰分正常状态，环境最高温度为 35。 （2） 齿轮使用寿命为 10 年； 4设计工作量： （1）减速器装配图 1 张（A0） ； （2）零件工作图 13 张（A3） ； （3）设计计算说明书 1 份。 5课程设计内容： 1）传动装置的总体设计。 2）传动件及支承的设计计算。 3）减速器装配图及零件工作图。 4）设计计算说明书编写。 目目 录录 一、传动方案拟定一、传动方案拟定 .1 二、电动机选择二、电动机选择.1 1 1、电动机类型的选择、电动机类型的选择.1 2 2、电动机功率选择、电动机功率选择.1 3 3、确定电动机转速、确定电动机转速.2 4 4、确定电动机型号、确定电动

3、机型号.2 三、计算总传动比及分配各级的传动比三、计算总传动比及分配各级的传动比.2 1 1、总传动比、总传动比.2 2 2、分配各级传动比、分配各级传动比.2 四、运动参数及动力参数计算四、运动参数及动力参数计算 .3 1 1、计算各轴转速（、计算各轴转速（r/minr/min）.3 2 2、各轴的输出、输入功率（、各轴的输出、输入功率（kw）.3 3 3、各轴输入、输出转矩（、各轴输入、输出转矩（N m）.3 五、传动零件的设计计算五、传动零件的设计计算.4 六六. .齿轮传动的设计计算齿轮传动的设计计算 .5 七、轴的设计计算七、轴的设计计算 .7 八、键联接的选择及校核计算八、键联接的

4、选择及校核计算 .11 九、滚动轴承的选择及校核计算九、滚动轴承的选择及校核计算.12 十、减速器箱体的选择十、减速器箱体的选择.13 十一、减速器的润滑十一、减速器的润滑.15 十二、设计总结十二、设计总结.15 十三、参考资料目录十三、参考资料目录.16 一、传动方案拟定一、传动方案拟定 1)外传动为 V 带传动。 2)减速器为单级展开式圆柱齿轮减速器。 方案简图如下： 二、电动机选择二、电动机选择 1、电动机类型的选择： 按工作要求和条件，选用笼型三相异步电动机，Y 系列，电压 380V，频率 50Hz。 2、电动机功率选择： （1）传动装置的总效率： = 1. 2. 3.4. 5 =0

5、.89 3 1=0.95，2=1，3=0.99，4=0.97，5=0.99 （式中、 1 2 3 4 分别为带传动、联轴器、滚动轴承、圆柱齿轮传动和滚筒的传动效率。 ） 5 （2）电机所需的工作功率：PW = =5.8 1000 Fv 1000 8 . 13240 kw （3）电动机的所需功率：kw p P w d 5 . 6 89. 0 8 . 5 3、确定电动机转速： 计算滚筒工作转速： min/146 235 8 . 1100060100060 nr d v 筒 按课程设计书 P6 表 2-2 推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速 器传动比范围=34。取 V 带传动比=24，则总

6、传动比理时范围为 i1i2 =620。故电动机转速的可选范围为 na=n筒=（620） iaia 146=8762920r/min,符合这一范围的同步转速有 1000、1500、和 3000r/min。 根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，因此有三种 传动比方案。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器 的传动比，可见第二种方案比较适合，则选 n=1500r/min。 4、确定电动机型号 电动机转速/（r/min） 方案电动机型号额定功率 同步转速满载转速 总传动比 i 1Y160M-67.510009706.64 2Y132M-47.5150014409.8

7、6 3Y132S2-27.53000290019.86 根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为 Y132M-4。 其主要性能：额定功率：7.5KW，满载转速：1440r/min,额定转矩：2.2最N m 大转矩：2.2N m 三、计算总传动比及分配各级的传动比三、计算总传动比及分配各级的传动比 1、总传动比：=nm/n筒=1440/146=9.86 ia 2、分配各级传动比 据课程设计书 P6 表 2-2，取齿轮=3.3 i1 iiia 21 =/=9.86/3.3=3.0 i2iai1 四、运动参数及动力参数计算四、运动参数及动力参数计算 1、计算各轴转速（r/

8、min） n0= nm=1440min/r n= n0/ =1440/3=480 i1 min/r n= n/=480/3.3=145 i2 min/r n滚筒轴= n=145min/r 2、各轴的输出、输入功率（）kw P入=Pd 1=6.5 0.95=6.175kw P出= P入 3=6.175 0.99=6.113 kw P入= P出 4=6.113 0.97=5.930 kw P出= P入 3=5.930 0.99=5.871 kw P滚筒轴入= P出 2=5.871 1=5.871 kw P滚筒轴出= P滚筒轴入 53=5.871 0.99 0.99=5.754 kw 3、各轴输入、

9、输出转矩（）N m T0 =Td=9550Pd/nm = 95506.5/1440 =51.23N m T入=9550P入/ n=95506.175/480=122.86N m T出=9550P出/ n=95506.113/480=121.62N m T入=9550P入/ n=95505.930/145=390.56N m T出=9550P出/ n=95505.871/145=386.68N m T滚筒轴入=9550P滚筒轴入/ n滚筒轴=95505.871/145=386.68N m T滚筒轴入=9550P滚筒轴出/ n滚筒轴=95505.754/145=378.97N m 运动和动力参数计

10、算结果整理于下表： 效率 P()kw转矩（）N m 轴名 输入输出输入输出 转速 n r/min 传动比 i 效率 0 轴（电 动机轴） 6.551.231440 3.00.95 轴6.1756.113122.86121.62480 3.30.97 轴5.9305.871390.56386.68145 滚筒轴5.8715.754386.68378.97145 1.01.00 五、传动零件的设计计算五、传动零件的设计计算 1.皮带轮传动的设计计算 (1)确定计算功率 Pc 由课本表 12-3 得：KA=1.2,PC=KAP=1.26.5=7.8KW (2)选取带 V 型号 由课本图 12-10

11、得：选用 A 型 V 带 (3)确定带轮基准直径，并验算带速 由课本表 12-4 选 dd1=75mm dd2=n1/n2dd1=1440/14675=830.5mm 由课本表 12-4 选 dd2=750mm = dd2/ dd1=750 /75=10 ia 实际从动轮转速 n2=n1dd1/dd2=1440/10=144r/min 转速误差为：（n2-n2 ）/n2=（146-144）/146 =0.0137=1.4%1200（适用） （6）计算 V 带的根数 Z 根据 dd1 =75mm n1=1440r/min,查表 12-5 得 Po=0.68kw,查表 12-6 得Po=0.17,

12、 由表 12-7 得包角系数 Ka=0.86,由表 12-2 得带长度修正系数 KL=1.09 得普通 V 带根数 Z=7.8/(0.68+0.17)0.861.09=9.75 取整得 Z=10 (7)计算轴上压力 由课本表 12-1 得 q=0.11kg/m，单根 V 带的初拉力： F0=188.1N 2c 1 Ka 5 . 2 z P500 q (7)计算作用在轴上的载荷 FQ FQ=2ZF0sin =210188.1sin=3333.1N 2 1 2 7 . 124 2.V 带轮结构形式：采用轮辐式（dd2=830.5mm350mm） 六六. .齿轮传动的设计计算齿轮传动的设计计算 1、

13、齿轮传动的设计计算 (1)选择齿轮材料及精度等级 小齿轮选用 45 钢质，硬度为 217255HBS；大齿轮选用 45 钢正火，硬度为 160217HBS。因为是普通减速器，所以选 8 级精度，要求齿面粗糙度 Ra3.26.3 取小齿轮齿数：Z1=27，则大齿轮齿数：Z2= Z1=3.327=89.1,圆 i1 整取 Z2=90 (2)按齿面接触疲劳强度设计 确定计算参数 传递转矩：T1=9.55106P1/n1=9.551066.5/1440=4.31104（）N m 载荷系数 k，由表 10-4 取 k=1.1。齿宽系数：轻型减速器取=0.3 a a 许用接触应力H：由图 10-26（c）

14、查得： HlimZ1=575Mpa HlimZ2=525Mpa 通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求选取安全系数 SH=1.0,则 H1=Hlim1/SH=575/1.0Mpa=575Mpa H2=Hlim2/SH=525/1.0Mpa=525Mpa 所以H2 H,取H=525Mpa. 齿数比 u=3.3 a =108.7(mm) u ) 305 () 1u( 1 3 2 Ha KT 确定齿轮参数及主要尺寸 圆整中心距取 a=109mm 计算模数 mn=2acos/(Z1+Z2)=21091/(27+90)=1.9(mm) 取标准值 mn=2mm；模数增大了，适当减少齿数 Z1=25,则

15、Z2=3.325=83 b=a=0.3109=32.7(mm),圆整后取 b2=33mm,b1=36mm a (3)校核齿根弯曲疲劳强度 F=(2kT1/bm2Z1)YFaYSaH (4)许用弯曲应力F F= Flim YSTYNT/SF 由图 10-24（c）查得：Flim1=190Mpa Flim2 =175Mpa 按一般可靠度选取安全系数 SF=1.3 计算两轮的许用弯曲应力F1=Flim1/SF=190/1.3Mpa=146Mpa F2=Flim2/SF =190/1.3Mpa=135Mpa 齿形系数 YF:查图 10-23 得 YF1=2.69,YF2=2.23 F1=1.6KT1c

16、osYF1/Z1bmn2=1.61.14.3110412.69/253622=56.68 (MPa) F1 F2=F1 YF2/ YF1=46.99F2 名称代号计算公式结果 中心距aa = m(z1+z2)/2小齿轮大齿轮 齿顶高haha = m22 压力角2020 齿根高hf由于强度计算确定，并为标准 值 2.52.5 齿全高hH= ha +hf4.54.5 模数m22 齿数z2583 齿距p p =m6.286.28 分度圆直径dd = mz50166 齿顶圆直径dada = m( z + 2 )54170 齿根圆直径dfdf = m( z-2.5 )45161 齿宽b3633 齿厚ss

17、=m/23.143.14 齿槽宽ee=m/23.143.14 基圆直径dbdb=mzcos47156 代号计算公式结果 d由轴的强度及结构要求确定50 d1d1=1.6d50 ll=(1.21.5)dB60 00=(2.54)mn810 8 D1 D1=df-z0 236 D0D0=0.5(D1+d1)143.5 d0d0=0.25(D1-d1)46.75 nn=0.5mn1 c c=0.3b10 15 rr=0.5c8 七、轴的设计计算七、轴的设计计算 主动轴的设计计算主动轴的设计计算 低速轴设计 按弯曲扭合成强度校核轴径 1、画出轴的受力图 Ft=2T/d=243100/50=1724N

18、Fr =Fttanan=627.5N Fa=Fa/cosan=1834.6N 2、计算支反力 水平面 RAH =RBH=Ft/2=862(N) 垂直面 =0 RAV132- Fr66-Fad/2-Q(97+132)=0 B M RAV=6443(N) =0 RBV= RAV-Q- Fr=2483(N) F 3、作弯矩图 水平面弯矩 MCH= -RBH66=-56892()N m 垂直面弯矩 MAV=-Q97=-（）N m MCV1=-Q（97+66）+RAV66=-()N m MCV2=-RBV66=-()N m 合成弯矩 MA=MAV=-（）N m MC1=()1 22 CVCHMMN m

19、MC2=()2 22 CVCHMMN m 4、作转矩图 T1=T=43100N m 5、作当量弯矩图 当扭剪应力为脉动循环变应力时，取系数=0.6，则 McaD=33385() 2 1 2 )( TMDN m McaA=() 2 1 2 )( TMAN m McaC1=() 2 1 1 2 )( TMCN m McaC2= MC2=()N m 6、最大弯矩 由当量弯矩图可见，A 处的当量弯矩最大，为 Me=N m 7、计算危险截面处直径 轴的材料选用 45 钢，调质处理，由表 16-1 查得=650MPa,由表 16-3 查得许 b 用弯曲应力=60MPa，则 d=37.8(mm) b1 3

20、1 1 . 0 b e M 考虑到键槽对轴削弱，将直径增大 4%，故 dmin=1.0437.8=39(mm)，所以取标 准轴径 d=40mm 8、确定轴的各个尺寸 （1） 设计轴的结构并绘制结构草图 （2） 由于设计的是单级减速器，可将齿轮布置在箱体内部中央。将轴承对称 安装在齿轮两侧，轴的外伸端安装联轴器 确定轴上零件的位置和固定方式，由上图可知齿轮从轴的右端装入，齿轮 左端用轴环定位，右端用套筒固定。齿轮的轴向采用平键连接来固定，轴承对 称安装于齿轮的两侧其轴向用套筒固定，轴向采用过盈配合固定。 固定各轴段的直径，如下图所示，轴段（外伸）端直径最小 d1=40mm。 考虑到要对安装在联轴

21、段上的联轴器定位，轴段应有轴肩，同时为很顺利 的在轴段上安装轴承，轴段必须满足轴承内经的标准，故取轴段的直径 为 d3=54mm，轴段为轴段，轴段的过渡阶段，取 d2=47mm，用相同方法 可确定轴段的直径分别为 d4=60mm，d5=65mm，d6=d4=60mm,d7=d3=54mm。 确定各轴段的长度，查阅联轴器的相关手册得 l1=70mm，当轮轮毂宽度为 62mm，为保证齿轮固定可靠， ；联轴的长度应略短于齿轮轮毂宽度，取为 60mm 为保证齿轮端与箱体内壁不相碰，齿轮端面与箱体内壁间应留有一定的间 距，取该间距为 15mm，为保证轴承安装在箱体轴承座孔中（轴承宽度为 19mm）并考虑

22、轴承的润滑、取轴承端面距箱体内壁的距离为 5mm，则轴段 的长度为 l=63mm，轴段的长度为 l5=8mm，轴段的长度为 l6=25mm 所以轴 承支点间的距离 l4=132mm；根据箱体结构及轴承盖距轴器要有一定距离的要求， 取 l0=85mm。则联轴器中点距轴承支点的距离 l3=63mm 在轴承段上分别加 工出键槽，使两键槽处于轴的同一母线上，键槽的长度分别为 l1=60mm，l4=48mm。 选定轴的结构细节。如圆角，倒角，退刀槽等的尺寸。 按设计结果画出轴的结构草图（见图） 八、键联接的选择及校核计算八、键联接的选择及校核计算 1.高速轴与 V 带轮用键连接 1）选用单头普通平键（C

23、 型） 按轴径 d=30mm 及轮廓长 B2=48mm，查表选键 键 C GB/T1096 845 2）强度校核 键材料选用 45 钢，V 带轮材料为铸铁，查表得键连接的许用应力p =100120 Mpa，键的工作长度 l=L-b/2=45-8/2=41mm K=h/2=7/2=3.5mm 挤压应力P=2T1103/kld=248.68103/3.54130=22.6 Mpap 安全 2.低速轴与齿轮连接 1）选用圆头普通平键（A 型） 按轴径 d=50mm 及轮廓长 l=60mm，查表选键 键 A GB/T1096 1450 2）强度校核 键材料选用 45 钢，V 带轮材料为铸铁，查表得键连

24、接的许用应力p =100120 Mpa，键的工作长度 l=L-b=50-14=36mm K=h/2=9/2=4.5mm 挤压应力P=2T1103/kld=248.68103/3.54130=22.6 Mpap 安全 3.低速轴与联轴器用键连接 1）选用普通平键（A 型） 按轴径 d=30mm 及轮廓长 l=70mm，查表选键 键 A GB/T1096 863 2）强度校核 键材料选用 45 钢，V 带轮材料为铸铁，查表得键连接的许用应力p =100120 Mpa，键的工作长度 l=L-b=63-8=55mm K=h/2=7/2=3.5mm 挤压应力P=2T2103/kld=2187.05103

25、/3.55530=64.8 Mpap 安全 九、滚动轴承的选择及校核计算九、滚动轴承的选择及校核计算 (1)计算轴承载荷 FrA=（FHA2+FVA2）1/2=341.22+(-2.25)21/2=341N 轴向载荷 AA=0 轴承 B 径向载荷 FrB=（FHB2+FVB2）1/2=（341.22+256.052）1/2=426N 轴向载荷 AB=Fa2=150.1N 可见轴承 B 的载荷大，应验算轴承 B (2)计算轴承 B 径向动量载荷 初选 6209 型深沟球轴承，查表得 Cr=31500N，COr=20500N ，所以取 Cr=31500N (3) 计算当量动载荷 Cr= /1 6

26、10 60 h T F L n f Ff 式中取预期寿命为 Lh=1036516=58400(h),温度系数 fT=1 ，载荷系数 fF=1.2,转速 n=72.19r/min,=3，因为 F=FrBfF=4261.2=511.2(N) 所以 Cr=3879.6(N) 3/1 6 58400 10 19.7260 1 2 . 5112 . 1 Cr 31500N 所以该轴承合格。 十、减速器箱体的选择、减速器箱体的选择 名称代号尺寸计算结果 底座壁厚 0.025a+17.5 10 箱盖壁厚 1 (0.80.85)88 底座上部凸缘厚 度 h0(1.51.75)17 箱盖凸缘厚度h1(1.51.

27、75)114 底座下部凸缘厚 度 h2(2.252.75)21 底座加强筋厚度e(0.81)9 箱盖加强筋厚度e1(0.80.85)17 地脚螺栓直径d按表 22-418 地脚螺栓数目n按表 22-44 轴承座连接螺栓 直径 d20.75d9 箱座与箱盖连接 螺栓直径 d3(0.50.6)d9 轴承盖固定螺钉 直径 d4(0.40.5)d5 视孔盖固定螺钉 直径 d5(0.30.4)d4 轴承盖螺钉分布 圆直径 D1D+2.5d4110 130 轴承座凸缘端面 直径 D2D1+2.5d4130 150 螺栓孔凸缘的配 置尺寸 C1C2D0表 22-2C1=20; C2=20;D0=30 地脚螺栓孔的凸 缘的配置尺寸 CCD表 22-