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1、 齐鲁工业大学 机械设计大作业（2） 课程设计题目： 带式运输机的设计 院 系： 机械工程学院 班 级： 学 号： 姓 名： 李士杰 指导教师： 成 绩： 目 录 一、设计任务书1 二、传动系统总体设计2 1传动系统方案的拟定2 2电动机的选择2 3传动比的分配5 4传动系统的运动和动力参数计算5 三、传动零部件的总体设计7 1高速级斜齿轮传动的设计计算7 2低速级直齿圆柱齿轮传动的设计计算.12 3.轴类零件设计18 4. 轴承选择计算29 5.键连接的校核30 四、润滑及密封类型选择 31 五、减速器附件设计 32 轴和轴承装置设计9 1 1 一、设计任务书一、设计任务书 设计题目：带式运
2、输机传动装置的设计 带式运输机传动示意图如图 a 所示。 已知条件： 1、工作条件：两班制，连续单向运转，载荷 较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度 35 度，使用折旧期 8 年； 2、检修间隔期：四年一次大修，两年一次中 修，半年一次小修； 3、动力来源：电力，三相交流，电压 380/220V； 4、运输带速度允许误差：5%； 5、制造条件及生产批量：一般机械厂制造， 小批量生产。 图 a 带式运输机传动示意图 设计数据 题目 1234567890 输送带拉力 F（KN） 1.52.22.32.52.62.83.344.54.8 输送带速度 V（m/s） 1.11.11.11.11.11.
3、41.21.61.81.25 鼓轮直径 D（mm） 220240300400220350350400400500 1.1 方案选择 组号：4 组 设计参数： （1）运输带拉力 F (N) =2500N （2）鼓轮直径 D= 400 mm （3）运输带速度 V =1.1 (m/s) 减速器设计方案：C 方案如图（1）所示 1.2 传动方案： 1 2 图（1） 二、传动系统总体设计二、传动系统总体设计 2.1 传动系统方案的拟定 2.1.1 选用闭式斜齿圆柱齿轮 闭式齿轮传动的润滑及防护条件最好。而在相同的工况下，斜齿轮传动可获得 较小的几何尺寸和较大的承载能力。采用传动较平稳，动载荷较小的斜齿轮
4、传 动，使结构简单、紧凑。而且加工只比直齿轮多转过一个角度，工艺不复杂。 2.1.2 将传动齿轮布置在距离扭矩输入端较远的地方 由于齿轮相对轴承为不对称布置，使其沿齿宽方向载荷分布不均。固齿轮布置 在距扭矩输入端较远的地方，有利于减少因扭矩引起的载荷分布不均的现象， 使轴能获得较大刚度。 综上所述，本方案具有一定的合理性及可行性。 2.2 电动机的选择 2.2.1 电动机类型和结构型式 根据直流电动机需直流电源，结构复杂，成本高且一般车间都接有三相交流电， 所以选用三相交流电动机。又由于 Y 系列笼型三相异步交流电动机其效率高、 工作可靠、结构简单、维护方便、起动性能较好、价格低等优点均能满足
5、工作 条件和使用条件。根据需要运送型砂，为防止型砂等杂物掉入电动机，故选用 封闭式电动机。根据本装置的安装需要和防护要求，采用卧式封闭型电动机。 Y(IP44)笼型封闭自扇冷式电动机,具有防止灰尘或其他杂物侵入之特点。故优 先选用卧式封闭型 Y 系列三相交流异步电动机。 2.2.2 选择电动机容量 (1)工作机所需功率Pw 工作机所需功率及所需的转速 w P w n kw 1000 FV w P 1 3 r/min D V nw 100060 r/min 52.55 400 1.1100060100060 D V nw kw 2.75 1000 1.12500 0100 FV w P 式中：
6、V -传送速度; D -鼓轮直径; T-鼓轮轴所需的功率 (2) 由电动机至工作机的总效率 n 4321 卷筒的传递效率 取= 0.95 1 1 一对滚动轴承的效率=0.980.995 取= 0.98 2 2 一对齿轮传动的效率=0.960.98 取= 0.97 3 3 联轴器的效率=0.990.995 取= 0.99 4 4 82 . 0 99 . 0 97 . 0 98 . 0 95 . 0 2232 4 2 3 3 21 (3) 电动机所需的输出功率 d P KW 35 . 3 82 . 0 75 . 2 w d P P (4) 确定电动机的额定功率Ped 又Ped Pd 取 P ed=
7、 4 kw 2.2.3 电动机额定转速的选择 wlhd niin 式中: -电动机转速; d n -高速齿轮的传动比 h i -低速齿轮的传动比; l i -工作机的转速 w n 展开式双级圆柱齿轮减速器传动比 =840 lh ii 55.524055.528 wlhd niin = 420.42102 r/min 2.2.4 确定电动机的型号 1 4 一般同步转速取 1000r/min 或 1500 r/min 的电动机。 初选方案： 电动机型号 额定功率 kw 同步 转速 r/min 最大转矩 额定转矩 满载转速 r/min 质量 kg Y132M1-641000 2.2960 74 2.
8、2.5 电动机的主要参数 （1） 电动机的主要技术数据 电动机型号 额定 功率 kw 同步 转速 r/min 最大 转矩 额定 转矩 满载 转速 r/min 质量 kg Y132M1-641000 2.2960 74 （2） 电动机的外形示意图 Y 型三相异步电动机 （3） 电动机的安装尺寸表 （单位：mm） 电机型号 Y132M1-6 尺 寸 型号 HABCDEFGDGADACHDL 13221617889388010833210275315515 2.3 传动比的分配 2.3.1 理论总传动比 i 1 5 27.18 55.52 960 w m n n i : 电动机满载转速 m n 2.
9、3.2 各级传动比的分配 (1)两级齿轮传动的传动比 27.18iii lh (2)齿轮传动中，高低速级理论传动比的分配 取，可使两极大齿轮直径相近，浸油深度接近，有利于浸油润滑。同时还 lh ii 可以使传动装置外廓尺寸紧凑，减小减速器的轮廓尺寸。但过大，有可能会 h i 使高速极大齿轮与低速级轴发生干涉碰撞。所以必须合理分配传动比，一般可 在中取，要求d2 l - d2h2030 mm。 )4.13.1( lh ii （由2 P9 图 2-2） 取 ，又 5.02， 38.1 lh ii 27.18 lh ii h i63 . 3 l i 2.4 传动系统的运动和动力参数计算 2.4.1
10、各轴理论转速 设定：电动机轴为 0 轴， 高速轴为轴，图（1）下侧 中间轴为轴，图（1）中间 低速轴为轴，图（1）上侧 联轴器为 轴，图（1）左下和右上侧 (1)电动机 r/min 960 md nn (2)轴 r/mim 960 n (3) 轴 r/min 192 02 . 5 960 h i n n (4)轴 r/min 53 63. 3 192 l i n n 2.4.2 各轴的输入功率 (1)电动机 kw 4 d P (2)轴 kw 96 . 3 99. 04 1 d PP (3) 轴 1 6 kw 76 . 3 97. 098 . 0 96 . 3 32 PP (4)轴 kw 联 2
11、 PP 57 . 3 99 . 0 98. 076 . 3 2.4.3 各轴的理论转矩 (1)电动机 960 4 1055 . 9 1055 . 9 66 d d d n P T mmN 4 10979.3 (2)轴 Nmm 960 96 . 3 1055 . 9 1055 . 9 66 n P T 4 10670 . 3 (3) 轴 Nmm 192 76 . 3 1055 . 9 1055. 9 66 n P T 5 1087 . 1 (4)轴 = Nmm 53 57. 3 1055. 9 1055 . 9 66 n P T 5 10433.6 2.4.4 各轴运动和动力参数汇总表 轴号 理
12、论转速 （r/min） 输入功率（kw）输入转矩(Nmm) 电动轴 96043.976104 第轴 9603.963.670104 第轴 1923.761.87105 1 7 第轴 533.576.433105 三、传动零部件的总体设计三、传动零部件的总体设计 1 高速级齿轮传动设计 1.1 原始数据 输入转矩= Nmm T 4 10670.3 小齿轮转速=960 r/min I n 齿数比= 02 . 5 h i 由电动机驱动机，工作有轻振，经常满载，空载起动，单向运转。减速器小批 量生产，使用期限 5 年，单班制工作。 （设每年工作日为 300 天） 1.2 设计计算 一 选齿轮类、精度等
13、级、材料及齿数 1 为提高传动平稳性及强度，选用斜齿圆柱齿轮； 2 因为运输机为一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度； 3 为简化齿轮加工工艺，选用闭式软齿面传动 小齿轮材料：45 号钢调质 HBS1=220 接触疲劳强度极限MPa 570 1lim H 弯曲疲劳强度极限 Mpa 440 1 FE 大齿轮材料：45 号钢正火 HBS2=190 接触疲劳强度极限 MPa 400 2lim H 弯曲疲劳强度极限 Mpa 330 2 FE 4 初选小齿轮齿数 24 1 Z 大齿轮齿数 Z2 = Z1= 245.02=120.48 取 120 h i 5 初选螺旋角 14 t 二 按齿面接触强度设计 计算公式： mm 3 2 1 1 12 H HE d t t ZZ u uTK d 1.确定公式内的各计算参数数值 初选载荷系数 6.1 t K 小齿轮传递的转矩 Nmm 4 1 10670 . 3 TT 齿宽系数 8.0 d 材料的弹性影响系数 Mpa1/2 8.189 E Z 区域系数 43.2 H Z ， 78.0 1 87. 0 2 1 8 65 . 1 21 应力循环次数 ) 530081 (19606060 11 h jLnN 9 1069 . 0 9
