课程设计 带式运输机传动装置的设计

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1、带式运输机传动装置的设计机械设计课程设计说明书设计名称 带式运输机传动装置的设计设计时间 2009年3-5月系 别 机电工程系专 业 机械设计制造及其自动化班 级 姓 名 指导教师 2009 年 5 月 14日目录一、设计任务书1二、传动方案的拟定2三、电动机的选择和计算2四、整个传动系统运动和动力参数的选择与计算4五、传动零件的设计计算4六、联轴器的选择和轴的设计计算32七、滚动轴承的选择32八、键连接的选择34九、润滑方式及其密封形式的选择34十、箱体及其附件设计34十一、其他，如装配、拆卸、安装、使用与维护36十二、参考资料36十三、总结37十四、附图38 一、 设计任务书1. 题目：设

2、计带式运输机传动装置已知条件：（1）运输带工作拉力； （2）运输带工作速度； （3）滚筒直径； （4）工作机传动效率； （5）输送带速度允许误差为5%； （6）工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳； （7）工作环境：室内工作，湿度和粉尘含量为正常状态，环境最高温度为35度； （8）要求齿轮使用寿命为10年（每年按300天计）； （9）生产批量：中等。 （10）动力来源：电力，三相交流，电压380V。传动方案：如图1所示。设计工作量：（1）建立组成减速器的各零件的三维模型及减速器装配模型； （2）减速器装配图1张（A0或A1图纸）； （3）零件工作图1张（同一设计小组的各个同学的零件图不得

3、重复，须由指导教师指导选定）； （4）设计计算说明书1份。图1二、 传动方案的拟定对于本次课题的要求，决定采用应用广泛的可传递两平行轴均速运动的圆柱齿轮。传动方案为二级齿轮传动，采用闭式齿轮传动，可得到良好的润滑和密封，能适应在繁重以及恶劣的条件下长期式作，使用维护方便。三、 电动机的选择和计算(一) 电动机的选择1. 电动机类型的选择根据动力源和工作条件，选择Y系列三相异步电动机。2. 电动机功率的选择工作及所需的有效功率为：,其中为工作机传动效率。为了计算电动机所需功率，需确定传动装置总效率。设各效率分别为:（V带）、（8级闭式齿轮传动）、（滚动轴承）、（弹性联轴器）。由表2-2查得:；;

4、则传动装置的总效率为：电动机所需功率为：，由表16-1选取电动机的额定功率为。3. 电动机转速的选择选用常用同步转速1000r/min和1500r/min两种作对比。工作机转速： 总传动比，其中为电动机的满载转速。现将两种电动机的有关数据列于表比较表1两种电动机的数据比较方案电动机型号额定功率/ kW同步转速/（rmin）满载转速/（rmin）总传动比1Y132M2-65.5960100021.5312Y1632S-45.51400150032.297由上表可知为了能够合理分配传动比，使传动装置结构紧凑，决定选择方案2。4. 电动机型号的确定根据电动机的功率和同步速率，选定电动机型号为Y132

5、S-4。(二) 传动比的分配现总传动比选V带的传动比为;减速器传动比；考虑两级齿轮润滑问题，两级大齿轮应有相近的浸油深度。两级齿轮减速器高速级传动比与低速级传动比的比值为1.3即1.3则=;。四、 整个传动系统运动和动力参数的选择与计算1. 各轴转速的计算2. 各轴输入功率的计算3. 各轴的输入转矩计算将各轴的运动和动力参数列于下表表 2各轴的运动和动力参数轴号转速/（rmin）功率/kw方案/Nm传动比电动机轴14405.25234.8312.54.0983.15215764.989482.724140.5564.743322.26044.5924.509965.66544.5924.374

6、929.472五、 传动零件的设计计算(一) V带传动的设计注：本设计采用高等教育出版社出版的机械设计讲述的计算方法。有关设计计算公式、图表、数据引用此书。1. 确定计算功率已知额定功率；。由所引用教材表5-6查得工作情况系数,则。2. 选取窄V带带型根据、，由所引用教材图5-7选用A型V带。3. 确定带轮基准直径由所引用教材表5-7取主动轮基准直径；验算带的速度 ，带速合适。从动轮基准直径，因为参考表5-8给出的带轮基准直径系径。取=315mm.4. 确定窄V带的基准长度和传动中心距根据0.7（,初步确定中心距。则。由所引用教材查表5-3取带的基准长度。实际中心距（560+）mm570mm。

7、 a的调整范围：5. 验算主动轮上的包角，主动轮上的包角合适。6. 计算窄V带的根数 Z 由式（5-21），Z= 由表5-5查得 ， 由表5-10查得 ，由表5-9查得 ，由表5-3查得 ，得，取Z=47. 计算预紧力FO由所引用教材查表8-3得到V带单位长度,则：。8. 计算作用在轴上的压轴力 FQV带传动的主要参数归于表表3V带传动的主要参数名称结果名称结果名称结果带型A传动比根数带轮基准直径基准长度预紧力中心距压轴力9. 带轮设计由所引用教材查表8-10知道:;。则带轮轮缘宽度:。大带轮毂孔直径由后续高速轴设计而定，。大带轮毂宽度:当时候，带轮结构图。(二) 高速级齿轮设计1. 选定高速

8、级齿轮类型、精度等级、材料1) 按传动方案选用斜齿圆柱齿轮传动。2) 运输机为一般工作机械，速度不高，故选用8级精度。3) 材料选择 由所引用教材查10-1选择小齿轮为45钢，调制处理，平均硬度为235HBS。大齿轮材料为45钢，正火，硬度为200HBS,二者硬度相差40HBS。4) 选择小齿轮齿数，则:，取。齿数比。5) 初选螺旋角。2. 按齿面接触接触疲劳强度设计(1) 确定公式内的各项数值试选载荷系数。由所引用教材图10-30选取区域系数。由所引用教材图10-26得;则:。小齿轮传递的转矩。由所引用教材表10-7选取齿宽系数。由所引用教材表10-6查得材料的弹性系数（大齿轮用铸造锻造，小

9、齿轮用锻造）。由所引用教材图10-21d按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限，由所引用教材图10-21c按齿面硬度查得大齿轮接触疲劳强度极限。按公式计算应力循环系数；。由所引用教材图10-19查得接触疲劳寿命系数,。计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1%，安全系数,则;。(2) 计算计算小齿轮分度圆直径 计算圆周速度计算齿宽及系数齿高，。计算纵向重合度。计算载荷系数由所引用教材表10-2查得:使用系数;根据、8级精度，由所引用教材图10-8查得:动载荷系数;引用教材表10-4查得:（假设）由所引用教材表10-4查得8级精度、调制小齿轮相对支承非对称布置时: 根据、，由所引用教材表10-13查得

10、:。故动载荷系数。按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径计算模数。3. 按齿根弯曲疲劳强度设计(3) 确定计算参数1) 计算载荷系数。2) 根据纵向重合度，从所引用教材图10-28查得螺旋角影响系数。3) 计算当量系数;。4) 查取齿轮系数及应力校正系数，由所引用教材表10-5查得:,。5) 由所引用教材图10-20c按齿面硬度查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，按齿面硬度查得大齿轮的弯曲疲劳强度极限。6) 由所引用教材图10-18查得弯曲疲劳寿命系数,。7) 计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数,，。8) 计算大小齿轮的并加以比较，大齿轮的数值大。(4) 计算（按大齿轮） 。对比计算结果，由齿

11、面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（既模数与齿数的乘积）有关。故可取弯曲疲劳强度算得的并就近圆整为标准值，而按接触强度计算的重新修正齿轮齿数，取，则，取。实际传动比，与原分配传动比4.082基本一致。4. 几何尺寸计算(5) 中心距计算 ，将中心距圆整为。(6) 按圆整后的中心距修正螺旋角(7) 计算大小齿轮的分度圆直径(8) 计算齿轮宽度，圆整后取。则:（大齿轮）;小齿轮。因、发生变化，故相应有关参数、等需要修正，然后再修正结果,看齿轮强度是否足够。(9

12、) 修正计算结果1) ；由所引用教材表10-5查得：，。2) 由所引用教材图10-26查得：，。3) ，根据纵向重合度，从所引用教材图10-28查得螺旋角影响系数。4) ,根据、8级精度，从所引用教材图10-8查得：动载荷系数。5) 齿高，由所引用教材表10-4查得8级精度、调制小齿轮相对支承非对称布置时：，根据、，由所引用教材图10-13查得：。6) ，故查取、时，假设是合适的。任用。7) 齿面接触疲劳强度计算用载荷系数=,齿根弯曲疲劳强度计算用载荷系数。8) 由教材图10-30选取区域系数。9)10) ，大齿轮的数值大。11) ，实际、，均大于计算要求，故齿轮的强度足够大。5. 齿轮结构设

13、计小齿轮1由于直径较小，采用齿轮结构;大齿轮2采用孔板式结构，结构尺寸按经验公式和后续设计的中间轴配合段直径计算，如表4所示；大齿轮2结构草图如图2所示。高速级齿轮传动的尺寸归于表5。 图2大齿轮结构尺寸 表4大齿轮结构尺寸名称结构尺寸经验计算公式结果毂孔直径由中间轴设计而定55轮毂直径88轮毂宽度83腹板最大直径270板孔分布圆直径220板孔直径50腹板厚度20(三) 低速级齿轮传动的设计1. 选定低速级齿轮类型、精度等级、材料6) 按传动方案选用斜齿圆柱齿轮传动。7) 运输机为一般工作机械，速度不高，故选用8级精度。8) 材料选择 由所引用教材查10-1选择小齿轮为45钢，调制处理，平均硬度为230HBS。大齿轮材料为45钢，正火，硬度为190HBS,二者硬度相差40HBS。9) 选择小齿轮齿数，则:，取。齿数比。10) 初选螺旋角。2. 按齿面接触接触疲劳强度设计(1) 确定公式内的各项数值试选载荷系数。由所引用教材图10-30选取区域系数。由所引用教材图10-26得;则:。小齿轮传递的转矩。