课程设计 说明书

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1、1西安交通大学西安交通大学课程设计说明书课程设计说明书课程名称课程名称:机械设计课程设计机械设计课程设计设计题目设计题目:带式输送机传动系统设计带式输送机传动系统设计 指导老师指导老师: 学学 院：院：专专 业：业：班班 级：级：学学 生：生：学学 号：号：2008-10-2008-10-29292目目 录录封面01 目录02 一 设计任务书03 1 设计任务 书03 二 传动系统总体设计03 1 传动系统方案的拟 定03 2 电动机的选 择04 3 传动比的分 配05 4 传动系统的运动和动力参数计算05 三 传动系统的总体设计07 1 高速级斜齿轮传动的设计计算072 低速级直齿圆柱齿轮传

2、动的设计计算 .13 四 减速器轴和轴承装置设计19 1 轴的设计19 （1）绘制轴的布局图和初定跨距19 （2）高速轴（1 轴）的设计.20 （3）中间轴（2 轴）的设计.25 （4）低速轴（3 轴）的设计.292 滚动轴承的选择32 3 键连接和联轴器的选 择34 五 减速器润滑方式，润滑剂及密封方式的选择36 1 齿轮的润滑方式及润滑剂的选择36 （1） 、齿轮润滑方式的选 择.36 （2） 、齿轮润滑剂的选 择37 2 滚动轴承的润滑方式和润滑剂的选择37 3 密封方式的选择37 六 减速器箱体及附件的设计.38 七 课程体会与小结39 八 参考文献393计算及说明结果一. 设计任务书

3、 1 1设计任务书设计任务书 （1）设计任务 设计带式输送机的传动机构，采用两级圆柱齿轮减速器和开式圆 柱齿轮传动。 （2）原始数据 输送带有效拉力 F5000N输送带工作速度 v0.6m/s （允许误差）%5 输送带滚筒直径 d375mm 减速器设计寿命 5 年。 （3）工作条件 两班制工作,空载启动，载荷平稳，常温下连续(单向)运转，工 作环境多尘；三相交流电源，电压为 380/220V 二. 传动系统总体设计 1 1 传动系统方案的拟定。传动系统方案的拟定。 带式输送机传动系统方案如下图所示。4图图 2-1 带式传动系统方案带式传动系统方案 带式输送机的由电动机驱动。电动机 1 通过联轴

4、器 2 将动力传 入两级圆柱减速器 3，再通过联轴器 4 及开式齿轮 5 将动力传至 输送机滚筒 6，带动输送带 7 工作。传动系统中采用两级展开式 圆柱齿轮减速器，其结构简单，但是齿轮相对于轴承位置不对称， 因此要求轴有较大的刚度，高速级为斜齿圆柱齿轮传动，低速级 为直齿圆柱齿轮传动。计算及说明结果2.2. 电动机的选择电动机的选择 按照设计要求以及工作条件选用 Y 型三相异步电动机，卧式封闭 结构，电压 380 伏。 （1）：电动机的容量选择 根据已知条件由计算得知工作机所需有效功率 Pw。Pw=50000.6/1000=3.0 kW1000Fv设： 5w输送机滚筒轴（5）和输送带间的传送

5、效率 c联轴器效率，c=0.99 g闭式圆柱齿轮传动效率，g=0.97 g1开式圆柱齿轮传动效率，g1=0.95 b对滚动轴承效率，b=0.99 cy输送机滚筒效率，cy=0.96=01122334455w 其中：01=c=0.99 仅由联轴器决定。12=bg=0.990.97=0.9603 23=bg=0.990.97=0.9603 34=bc=0.990.99=0.9801 45=bg1=0.990.95=0.94055w=bcy=0.990.96=0.9504 从而得到传动系统的总效率：=01122334455w=0.990.96030.96030.980100.94050.9504=0

6、.7998 工作机所需的功率为：Pr=3.75 KwPw 7998. 00 . 3由表 3-2 所列 Y 系列异步电动机技术数据中可以确定，满足 PwPr 条件的电动机功率应该为 Pm=4 Kw。 （2）：电动机转速的选择 根据已知条件由计算得知输送机滚筒的转速：Nw=30.56r/min.d60000 37514. 36 . 06000由表 3-2 初选转速为 1500 r/min 和 1000 r/min 的电动 机，对应于 4 Kw 的电动机型号为：Y112M-4 型和 Y132M-6 型，将有关Pw=3.0 kWPr=3.75 KwPm=4 KwNw=30.56r/min5数据进行对比

7、如下： 表表 2-1 方案的比较方案的比较方 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Y112M-44.01500144047.12Y132M-64.0100096031.41计算及说明结果通过对这两种方案的比较可以看出：方案选用的电动机转速高、 质量好、价格低，总传动比为 47.12，这对三级减速传动而言不算大， 故选方案较为合理。 Y112M-4 型三相异步电动机的额定功率 Pm=4kW,满载转速=1440r/min。由表 3-3 查得：电机中心高 H=112mm，轴伸出部分mn用于装联轴器段直径和长度分别为：D=28mm，E=60m

8、m。 3. 传动比的分配传动比的分配 带式传动系统的总传动比为：i=47.12wm nn 56.301440由传动系统方案知：i=1 (联轴器联结) ; i=1;0134查取开式圆柱齿轮传动的传动比 i=445由计算可得两级圆柱齿轮传动总传动比为：i= =11.78450134iiii 41112.47 为便于两级圆柱齿轮减速器采用浸油润滑，当两级齿轮的配对材 料相同，齿面硬度 HBS5107小齿轮 1 选用 45 号钢 大齿轮 2 选用 45 号钢8N=60an t=601368（823005）=5.3102HH285107根据文献3中图 3-30 取接触强度计算寿命系数 Z=Z=1.1N2

9、N因一对齿轮均为软尺面，故工组硬化系数 Z=1.W一般设计中取润滑系数 Z =1.L计算及说明结果按文献【3】中表 3-8，当失效概率低于 1/100 时，取接触强度最小安全系数 S1。minH将上述各值带入需用应力计算公式：= Z Z Z 111590MPa。1HPlim1min1HHS 1NWL590 1= Z Z Z 111450 MPa。2HP 2min2limHH S2NWL450 1（3）：按齿面接触强度计算中心距 a。 由文献【3】中式 3-40:a(u+1) mm322)4 .22(aHPHEKT uZZZZ初设螺旋角： 10 （最后由几何条件决定）理论传动比： i u3.91

10、32大齿轮转矩： T =920.51 Nm2齿宽系数： 0.35a初取载荷系数： K1.75弹性系数： Z=189.8（见文献【3】中表EMPa3-9）初取节点区域系数： Z=2.475H初取重合度系数： Z =0.80初取螺旋角系数： Z=0.992将以上数据代入中心距计算公式：590MPa1HP450MPa2HP9a (u+1)t322)4 .22(aHPHETK uZZZZ（3.9131）2322.4 189.8 2.475 0.8 0.9921.75 92.51()3.913 4500.35107.25mm按表 4-2 取减速器标准中心距 a112mm1a112mm1计算及说明结果（4

11、）确定主要参数和计算主要尺寸模数 mn按经验公式：m （0.010.02）a1.122.24mm，要求nm 1.52mm，按文献【3】中表 3-2，取标准模数 m 2mm。nn齿数 Z 和 Z12Z 22.451) 1(cos2 uman2 112cos10 2(3.913 1) Z Z u22.453.91387.8521经圆整后取：Z 22； Z 8712实际传动比：iu=3.955.12 12 ZZ87 22传动比误差：=-1% （在题目给定的5误差范围内） uuu 3.9133.955 3.913.确定螺旋角 cos=0.973.aZZmn 2)(212(2287) 2 112 =ar

12、ccos0.973=12.29 (在 8-20 度取值范围内，取小齿轮旋向为右旋，大齿轮旋向为左旋)分度圆直径 d 和 d 。12m 2mmnZ 22 1Z 872=12.2910因为：d icosinZm所以：d 45.211mm。1222 cos12.29d 178.788mm。22 87 cos13.29齿宽 b 和 b 。12b ba1120.3539.2mm.2ad 45.211mm1d 178.788mm2b 39.2mm2计算就说明结果取齿宽 b 40mm.2b =b +(510)=4550mm.12取齿宽 b 45mm.1载荷系数 K按文献【3】中表 3-6，取使用系数 K1。A根据齿轮圆周速度：V3.41m/s1 1 60 1000d n 3.1445.211 1440 60 1000 按文献【3】中表 3-7，取齿轮精度为 8 级，和图 3-10（b）当0.75 时，动载荷系数 K=1.05。1001vZ3.41 22 100 V按文献【3】中图 3-15，当0.885。d1db40 45.211齿向载荷分布系数：K=1.075。由文献【3】中式 3-5 计算得端面重合度和纵向重合度分别为：【1.88-3.2（+） 】cos11 Z21