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1、汽车发动机装配车间的带式输送机传动装置汽车发动机装配车间的带式输送机传动装置- -课程设计课程设计汽车发动机装配车间的带式输送机传动装置目 录 一.设计任务书-2-3 二.拟定传动方案及说明-3 三.电动机的选择和计算-4-6 四.确定传动装置的总传动比和分配传动比-6-7 五.计算传动装置的运动和动力参数-7-9 六.设计V带和带轮-10-11 七.齿轮的设计-11-23 八.轴的设计和验算-23-32 九.键的选择与校核-33 十.滚动轴承的选择与校核-33-34 十一.联轴器的选择-34 十二.减速器附件的选择-35 十三.润滑与密封-35 十四.参考文献-36 十五.设计小结-687
2、一.设计任务书 题目：汽车发动机装配车间的带式输送机传动装置 传动系统示意图如下图所示： 原始数据：运输带主动轴转矩T=1700N.m 运输带工作速度v=0.85m/s 滚筒直径D=380mm 每日工作时数T=16h 使用折旧期y=8 已知条件：1. 工作情况：传动不逆转，工作有轻微冲击，要求减速器沿输送带运动方向具有较 小尺寸，允许运输带速度误差为 ; 2. 滚筒效率： =0.96(包括滚筒与轴承的效率损失)； 3. 工作环境：室内，灰尘较大； 4. 动力来源：电力，三相交流，电压380/220V; 5. 检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次 小修； 已给方案： 外传动机构为V带
3、传动； 减速器为两级同轴式圆柱齿轮减速器；二.拟定传动方案及说明该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来 的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结 构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。 由题目所知传动机构类型为：同轴式二级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构 进行分析论证。 本传动机构的特点是：同轴式减速器长度方向尺寸较小，但轴向尺寸较大，轴较 长，刚度较差。两大齿轮浸油深度可以大致相同，有利于浸油润滑。轴线可以水 平，上下或铅垂布置。687汽车发动机装配车间的带式输送机传动装置 三.电动机的选择和计算 1）选择电动机类型按
4、工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。 2）选择电动机的容量电动机所需工作功率按公式为P = KW又由公式可得P = KW 因此可以得到 P = KW 由电动机至运输带的传动总效率为式中： 带传动效率：0.96每对轴承传动效率：0.98圆柱齿轮的传动效率：0.97联轴器的传动效率：0.99卷筒的传动效率：0.96 所以可得 则 P = = KW 3)确定电动机转速 卷筒轴工作转速为n= 按机械设计课程设计指导书表1推荐的传动比合理范围，取V带传动的传动比 ，二级圆柱齿轮减速器传动比 ，则总传动比合理范围为 ，故电动机转速的可选范围为符合这一范围的同步转速有75
5、0,1000,1500和3000r/min。 方案 电动机型号 额定功率 同步转速 r/min 额定转速 r/min 重量 总传动比 1 Y160M1-2 9KW 3000 2930 117Kg 68.55 2 Y160M-4 9KW 1500 1460 123Kg 34.163 Y160L-6 9KW 1000 960 195Kg 22.70 4 Y180L-8 9KW 750 730 250Kg 17.08 根据容量和转速，由有关手册查出有四种适用的电动机型号，因此有四种传动比 方案，如下表所示， 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比，可见第2 种方案比较合适，因
6、此选用电动机型号为Y160M-4，其主要参数如下： 型 号 额定功率KW 满 载 时转 速r/min 电 流A 效 率% Y160M-4 11 1460 22.6 88% 功率因素 起动电流 额定电流 起动转矩 额定转矩 最大转矩 额定转矩 中心高H160轴伸尺寸D E0.84 7.0 2.2 2.3 42 110四.确定传动装置的总传动比和分配传动比1）总传动比2）分配传动装置传动比式中 分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外轮廓尺寸不致过大，初步取 =2.8，则减速器传动比为：3）分配减速器的各级传动比按同轴式布置。考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，可有手册图12同轴式 曲线查得
7、 ， 五.计算传动装置的运动和动力参数为进行传动件的设计计算，要推算出各轴的转速和转矩。如将传动装置各轴由高 速至低速依次定为轴，轴 。以及为相邻两轴间的传动比；为相邻两轴间的传动效率；为各轴的输入功率（KW）；为各轴的输入转矩(N.M)；为各轴的转速（r/min）， 则可按电动机轴至工作机运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数。具体 标记如下图所示汽车发动机装配车间的带式输送机传动装置 1）各轴转速由公式可得： 轴 轴 轴 卷筒轴 2）各轴输入功率由公式可得 轴 轴 轴 卷筒轴 -轴的输出功率则分别为输入功率乘轴承效率0.98。 3)各轴输入转矩电动机输出转矩 则 轴 轴 轴 卷筒轴 -
8、轴的输入转矩则分别为各轴的输入转矩乘轴承效率0.98。运动和动力参数计算结果整理于下表 轴名 功率P KW 转矩T Nm 转 速 r/min 传动比 效率输入 输出 输入 输出 电动机轴 - 9.4 - 61.49 1460 2.8 0.96 轴 9.02 8.84 165.29 161.98 521.43 4.95 0.95 轴 8.58 8.41 777.77 762.21 105.34 2.46 0.95 轴 8.16 8.00 1818.8 1782.42 42.82 1 0.97 卷筒轴 7.92 7.76 1734.7 1700 42.82 六.设计V带和带轮1）定V带型号和带轮直
9、径 工作情况系数 由教材书表11.5 计算功率 选带型号 由教材书图11.15 A型小带轮直径 由教材书表11.6 取 mm 大带轮直径 设 取 mm 大带轮转速 验算带速 在5m/s25m/s之间，带速合适 2）计算带长 求 求 初取中心距 带长 基准长度 由教材书图11.4 3）求中心距和包角中心距 小带轮包角 4）求带根数上式数值均查教材书所得 则取Z=6根 5）求轴上载荷张紧力 上式中q=0.1轴上载荷 带轮结构 略 七.齿轮的设计 高速级大小齿轮的设计因为传动尺寸无严格限制，批量较小，故小齿轮用40Cr，调质处理，平均硬度260 HB，大齿轮用45钢，调质处理，平均硬度240HB。计
10、算步骤如下： 一.齿面接触疲劳强度计算1）初步计算 齿宽系数 接触疲劳极限Hlim 由教材书图12.17c Hlim1710MpaHlim2580Mpa 初步计算的许用接触应力 H H1= 汽车发动机装配车间的带式输送机传动装置 H2= 值 由表12.16， 取 =91 初步计算的小齿轮直径 取 =84mm 初步齿宽b b= =84mm 2）校核计算圆周速度 精度等级 由表12.6 选8级精度齿数z和模数m 初取齿数 ; ；有表12.3 取m=3则 ； 使用系数 由教材书表12.9查得 动载系数 由教材书图12.9查得 齿间载荷分配系数 由表12.10先求由此得 齿向载荷分布系数 由表12.1
11、1载荷系数K 弹性系数 由表12.12 节点区域系数 由图12.16 接触最小安全系 由表12.14 总工作时间 应力循环次数 由表12.15，估计 ；则指数m=8.78原估计应力循环次数正确接触寿命系数 由图12.18 许用接触应力 验算 计算结果表明，接触疲劳强度较为合适，齿轮尺寸无需调整。否则，尺寸调整后 还应再进行验算。 3）确定传动主要尺寸实际分度圆直径d 因模数取标准值时，齿数已重新确定，但并未圆整，故分度圆直径不会改变，即中心距 齿宽b b= =84mm 取 齿顶圆直径 齿根圆直径 二）齿根弯曲疲劳强度验算 重合度系数 齿间载荷分配系数 齿向载荷分布系数 b/h=84/(2.25
12、3)=12.4由图12.14 得 载荷系数 齿形系数 由图12.21可得 应力修正系数 由图12.22可得弯曲疲劳极限 由12.23c得 弯曲最小安全系数 由表12.14可得 应力循环次数 由表12.15，估计 ,则指数m=49.91原估计应力循环次数正确弯曲寿命系数 由图12.24得 尺寸系数 由图12.25可得 许用弯曲应力 验算 传动无重过载，故不作静强度校核 低速级大小齿轮的设计 因为传动尺寸无严格限制，批量较小，故小齿轮用40Cr，调质处理，平均硬度260 HB，大齿轮用45钢，调质处理，平均硬度240HB。计算步骤如下： 一）齿面接触疲劳强度计算1）初步计算 齿宽系数 接触疲劳极限Hlim 由教材书图12.17c Hlim1710MpaHlim2580Mpa 初步计算的许用接触应力 H 汽车发动机装配车间的带式输送机传动装置 H1= H2= 值 由表12.16， 取 =82 初步计算的小齿轮直径 取 =144mm 初步齿宽b b= =144mm 2）校核计算圆周速度 精度等级 由表12.6
