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1、GU J ZH 0 U UNIVERSITY课程设计课程名称：带式运输机传动装置设计学院：机械工程学院专业：农机自动化姓名：学号：年级：2011 级任课教师：2014年6月20日目录第一章 总论1第二章 机械传动装置总体设计 12.1拟定传动方案122传动方案简图2第三章选择电动机类型、确定传动方案及计算参数 23.1电动机的选择23.2传动比的分配及转速校核 3第四章计算传动装置各轴的运动和动力参数 34.1传动装置的效率计算 34.2各轴功率、转速、转矩计算 3第五章齿轮传动设计4第六章高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算 46.1齿轮强度设计46.2按接触疲劳强度设计 56.3按齿根弯曲强度
2、设计 66.4几何尺寸8第七章低速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算 87.1选定齿轮的精度等级、材料及齿数 97.2按齿面接触面强度设计 97.3按齿根弯曲强度设计 107.4几何尺寸11第八章中间轴的设计128.1确定轴的最小直径 128.2轴的结构设计128.3键的选择138.4中间轴的校核13第九章 高速轴的设计 169.1确定轴的最小直径 169.2轴的结构设计169.3许用应力的校核16第十章低速轴的设计1810.1确定轴的最小直径 1810.2轴的结构18第一章轴承的校核计算 2011.1中间轴选用2011.2高速轴选用 2111.3低速轴选用22第十二章箱体结构及减速器附件设计 24
3、12.1.外形尺寸 2412.2附件设计25总结29参考资料29第一章总论带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。应用它可以将物 料在一带式输送机定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种程 带式运输机是连续输送机中的一种，连续运输机是固定式或移动式运输机中主要 类型之一，其运输特点是形成装载点到装载点之间的物料流， 靠着这种物料流的 整体运动来完成物料从装载点到装载点之间的运输。它主要由机架、运输带、滚 筒、张紧装置、传动装置等组成。其中传动装置就是把原动机的动力传递给工作 机的中间设备，减速器就是传动装置中的一种。所要设计的方案是设计带式运输机的传动装置，原始数据为：运
4、输带的拉力 F=4000N运输带的线速度v=1.6m/s 卷筒直径D=400mm工作条件：连续单向 运转，载荷平稳；使用期限：五年，两班制；生产条件：一般规模小批量生产； 运输带速度允许误差：土 5%由于电动机高速运转，故传动装置为减速机。减 速器在原动机和工作机之间起匹配转速和传递扭矩的作用。减速器是一种相对精 密的机械，使用的目的是降低转速、传递扭矩。按照传递级数不同可分为单级和 多级减速器，是一种封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动或是齿轮一蜗杆传 动所组成的独立部件。齿轮减速机具有体积小、传递扭矩大的特点，传动比分级 细密，能够满足不同的使用工况，实现机电一体化，传动效率高、性能优越、
5、耗 能低。第二章机械传动装置总体设计2.1拟定传动方案一个传动方案的拟定，除了应满足机器的功能要求外，还应当具备工作可靠、 结构简单、尺寸紧凑、传动效率咼、成本低廉以及使用维护方便等特性。在拟定 传动方案的时候，应多种传动方案进行对比，在结合具体情况进行设计，最后确 定最终的方案。所以根据上述数据及要求（：运输带的拉力 F=4000N运输带的线速度 v=1.6m/s 卷筒直径D=400mm 工作条件：连续单向运转，载荷平稳；使用 期限：五年，两班制；生产条件：一般规模小批量生产；运输带速度允许误差： 土 5%；），在以下方案中进行选择：方案一（皮带一级单级直齿圆柱齿轮传动）、方案二（皮带一级单
6、级斜齿圆柱齿轮传动）、方案三（两级展开式斜齿圆柱齿轮 传动）。由于转速高的电动机传递到工作机时降速范围较大，故因选择两级减速，且斜齿轮较直齿轮的传递精度高、 传递效率高等特点。故最终确定方案为：方案 三（两级展开式斜齿圆柱齿轮传动）2.2传动方案简图由所选传动方案可绘制方案简图如下:电动机电动机与减速器相连选择弹性联轴器，工作机与减速器相连处选用金属滑块联轴第三章选择电动机类型、确定传动方案及计算参数根据工作机的负荷、特性和工作环境，选择电动机的类型、结构形式和转速, 计算电动机功率，最后确定电动机型号。3.1电动机的选择1）计算带式运输机需要的功率 Pw=FV/ n =6400wp2）初始原
7、动机额定功率 Pd= =6400/0.9=7111.11wn刀3）选用电动查表2.1，选用丫132M-4电动机，参数如下：额定功率P=7.5KW n=1440r/min电动机轴伸出端38mm 电动机轴伸出端安装长度80mm电动机中心高度132mm 电动机外形尺寸515X 280X 3.5 方案选择：两级展开式斜齿圆柱齿轮传动3.2传动比的分配及转速校核1) 总传动比运输机驱动卷筒转速 n= (60 X 1000X v) / n D=76.433r/min总传动比 i=1440/76.433=18.842) 传动比的分配及齿数比由传动分配原则，两级斜齿轮传动中考虑润滑问题，大齿轮应有相近的浸油深
8、度，h =1.25 i2 , i1为高速级的传动比。对高速级选用112/23对低速级选用112/29则可以推知i1 =4.869,= i2 3.862,较为合理。实际传动比i=18.8065.3) 校核工作机驱动卷筒的转速误差实际转速为1440/18.8065转速误差为(76.57 76.433) /76.433=0.1792% V 5%,故满足要求。第四章计算传动装置各轴的运动和动力参数传动装置的运动、运动参数，主要指的是各轴的功率、转速和转矩。4.1传动装置的效率计算由方案的选定有：弹性联轴器1 =0.99，滑块联轴器 4 =0.98，两个8级精度齿轮啮合传动3 2=0.97，运输机驱动轴
9、一对滚动轴承5=0.99.所以n =0.9037，与上述估值很接近，故无误。4.2各轴功率、转速、转矩计算功率I 轴P=Pd-=7.425KWU轴川轴转速I轴F2 = R 一 =7.2025KWP3 = P2 2 3 =6.1825KwII轴n2n11440r/minh 一 4.869= 295.75r/minn3n2i2295.75r / min3.862二76.58r /min转矩Ti =Tdni =9550 X1000 Xp/nN4mm 0.99 =4.924 10 N mm=nm =1440r /minI轴TT1i1 2 3 = 232566 N mm耐由TT2i2 2 3 “7122
10、10 5 N mm第五章齿轮传动设计按两种方式进行设计，即按弯曲疲劳和接触疲劳强度进行计算。第六章高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算设计的内容有：齿轮的材料、齿轮的齿数、模数、中心距、齿宽、螺旋角、分 度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径和结构尺寸。6.1齿轮强度设计选择材料，确定极限应力运输机为一般工作机器，转速不高，故选用 8级精度由机械设计第八版表10-1 选择小齿轮材料为40cr（调质），硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢（调质），硬度 为240HBS，二者硬度差为 40HBS。6.2按接触疲劳强度设计小齿轮分度圆直径dit纠字卫空罕年确定各参数选取螺旋角，初选螺旋角一：=14，压力角a
11、 =201）试选 Kt =1.32）小齿轮传递的扭矩已知（P3）由表10-7选取齿宽系数d=1.04）由表10-6查得材料弹性影响系数Ze =189.85）由图10-30选区域系数Zh =2.433。=550MPa。6）查得小齿轮的接触疲劳强度极限=600MPa齿轮的接触疲劳强度极限7）：二 arctan（tan 二n/cos ：）= 20.562:at1 二 arccos z1cos ： t/（z12 cos ：） = 29.974:at2 二 arccos z2cos - t/（z22cos : ） = 24.0380;a =1.6398）由式10-13计算应力循环次数。9N60n1jLh
12、 =60X 1440X 24000=2.0736 10N2 二芈=4.25878 1089）由图10-19取接触疲劳寿命系数=Khn10.9; Khn2=0.9510）计算解除疲劳许用应力（取失效率为 1%,安全系数s=1）玩=Khn1 Dhm1=540MPaSkHN 2 J H lim 2= 523MPa11）计算小齿轮分度圆直径时代入kHN 2H lim 2中较小值d1t3 2KtTL Jd；aJ=37.457mm12）计算圆周速度an60 10003.14 37.457 144060x1000m/s = 2.823m/s13）计算齿宽b及模数 b = dd1t =1.0 37.457mm
13、 = 37.457mm调整小齿轮分度圆直径1）计算载荷系数；-：=1.905由工作条件，查表10-2得使用系数=1.0。根据v=2.823m/s,8级精度，由图查得动载系数 Kv=1.15；由表查得K =1.4 Ka=1由表利用插值法查得 心1=1.419。故载荷K二KaKvJ Kh ： = 2.284592）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式10-10a得IF Kd1 = d1t345.2 0 411; Ktdos：45.204 cos14, “3）计算法面模数mn1mm=i.8038mmz1236.3按齿根弯曲强度设计（1）确定计算参数1）计算公式2）由图10-20c查得小齿轮的弯
14、曲疲劳强度极限 -fi =500MPa;大齿轮的弯曲疲劳强度极限“2=380MPa。3）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数 Kfni=0.85, Kfn 2=0.884）计算完全疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.4KFni；fi 0.85 500二 f 1 MPa = 303.57MPaS1.4KFn2；F20.88 380.i 2 FN2 F2MPa =238.86MPa2 1.45）根据纵向重合度=1.903,从图10-28查得螺旋角影响系数=1.9056）计算当量齿数=25.17_Z123Zv1 =3_cos - cos 14Zv2112cos314=122.67）查取齿形系数由表利用插值法算得 YFa1=2.65, Yf32=1.768）查取应力校正系数由表10-5利用插值法算得YSa1=1.58, YSa2=1.76Y Y9）计算大小齿轮的汗并加以比较丫：吟=0.0136二 f 1丫Fa2丫Sa2-0.0164故大齿轮的数值大。于是mn -3*2（2）调整齿轮模数1）计算后的分度圆直径d=47.412mmv=3.573m/s
