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1、G U 1 2 11 O U U N 1 V E R s rr Y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：姓名：学号：年级：任课教师：2014年6月27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12.2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33.2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44.2各轴功率、转速、转矩计算4第五章齿轮传动设计55.1高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计55.2低速级斜齿圆柱齿轮传动的设计9第六章轴的设计126.1中间轴的设计126.2高
2、速轴的设计166.3低速轴的设计18第七章轴承的校核计算217.1中间轴承的校核217.2高速轴承的校核227.3低速轴承的校核23第八章箱体结构及减速器附件设计258.1. 外形尺寸258.2附件设计26总结31参考文献32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
3、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。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、耗能低。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：运输带的拉力 F=4000N运输带的线速度v=1.6m/s 卷筒直径D=4
4、00mm 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。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、传动效率高、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
5、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（皮带一级单级斜齿圆柱齿轮传动）、方案三（两级展开式直齿圆柱齿轮 传动）、方案四（两级展开式斜齿圆柱齿轮传动）、方案五（蜗轮蜗杆传动）。由 于在以上各个方案中，带传动的承载能力较低，在传递相同转矩时，结构形式较 其他形式来说是比较大的；蜗轮蜗杆传动的传动比大，结构紧凑但是效率较低； 齿轮传动较其他形式来说装配比较复杂，但传递效率高，两级展开式斜齿圆柱齿 轮传动相较于其他齿轮传动，采用两级传动，这样能够避免单级传动带来的工作 不平稳的现象，并且采用斜
6、齿轮传动，重合度高适于高速传动、运载平稳，且斜 齿轮不发生根切的最小齿数小于直齿轮，且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：方案四（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（图1.1传动方案简图）:图1.1传动方案简图第三章选择电动机类型、确定传动方案及计算参数电机作用是把电能转化为动能的装置，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 =6
7、400w2）初始原动机额定功率P二-=6400/0.9=7111.15d n E3）选用电动查表2.1,选用Y132M-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515X280X3.5 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= （60X1000Xv） /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
8、浸油 深度，i1 =1.25 , i1为高速级的传动比。1 2 1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（76.5776.433） /76.433=0.1792%V5%,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。1传动装置的效率计算由方案的选定有：弹性联轴器耳=0.99，滑块联轴器4 =0.98,两个8级精度1纤齿轮啮合传动耳n =0.97，运输机
9、驱动轴一对滚动轴承n 5 =0.99.32所以h =0.9037，与上述估值很接近，故无误。42各轴功率、转速、转矩计算功率I轴II轴III轴转速I轴II轴III轴转矩p = p n =7.425KW1 d 1P =Pn n =7.2025KW2123p = P n n =6 1825Kw3223n = n = 1440r /min1m1440r/min4.869=295.75r /minn295.75r /min2 = 76.58r / min1 3.8622I 轴 T = Tn = 9550x1000xp/nN-mmx0.99 = 4.924x 104N-mm1 d 1II轴 T = Ti
10、 n n = 232566 N - mm21123III轴3i2=8 .7122x 10 5 N - mm第五章齿轮传动设计齿轮作为两级减速器的重要零件，有着很重要的重要，设计的齿轮结构、参数 对其他的零件有着直接或是间接地影响，甚至是影响整个减速器的外形结构特征。 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。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。5.1高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计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
11、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。2、按接触疲劳强度设计小齿轮分度圆直径d1t眉等罟d a确定各参数选取螺旋角，初选螺旋角0二14。，压力角a =20。1）试选 K = 1.3t2）小齿轮传递的扭矩已知3）由表10-7选取齿宽系数9d=1.04）由表10-6查得材料弹性影响系数Z二189.8E5）由图10-30选区域系数Z =2.433。H6）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=550MPa。7）a 二 arctan（tan an/cos 0）二 20.562aat1 二 arccos
12、 z1cosat /（z1 + 2cos 0）二 29.9740aat2 二 arccos z2cos at/(z2 + 2cos 卩)二 24.0 3(8e = 1.639a8）由式10-13计算应力循环次数。Ni = 60ni jLh =60X 1440X24000 二 2736 X109N 二 N = 4.25878 x10s2 卩9）由图10-19取接触疲劳寿命系数=K0.9； K =0.95HN1HN 210）计算解除疲劳许用应力（取失效率为1%,安全系数s=1）= 540MPaK PHN 1 H lim1Sk pN2H lim2= 523 MPa11）计算小齿轮分度圆直径时代入 h
13、 1厶1 Jlim1、 h 2中较小值12）计算圆周速度=37.457mm60 x10003.14 x 37.457 x 144060x1000m/s =2.823m/s13）计算齿宽b及模数b 二申 d 二 1.0 x 37.457mm 二 37.457mm d 1t3、调整小齿轮分度圆直径1）计算载荷系数* 二1.905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K =1.15；v由表查得K = 1.4 Ka=1由表利用插值法查得K q=1.419。故载荷K二K K K K 二2.28459A V Ha H 卩2）按实际的载荷系数校正所
14、得的分度圆直径，由式10-10a得d 二 d /一 二 45.20411t V K t3）计算法面模数 m =空岂=45.204 “s14。mm = 1.8038mmn z2314）按齿根弯曲强度设计（1）确定计算参数1）计算公式：2KTYq cos2 P y Y m 3卩。S|n 39 z 28Ind 1 aF2）由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限n =500MPa;F1大齿轮的弯曲疲劳强度极限n =380MPa。F 23）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数K =0.85，K =0.88。FN1FN 24）计算完全疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4n=k nF 1甘二 4MPa 二 30357MPa1.4nF=宁二 3MPa 二 238.86MPa1.45）根据纵向重合度=1.903,从图10-28查得螺旋角影响系数8 = 1.905P6）计算当量齿数=25.17zz 2v2 C0S3 B112C0S3 14=122.67）查取齿形系数由表利用插值法算得Y =2.65, Y =1.76Fa 1Fa 28）查取应力校正系数由表10-5利用插值法算得Y =1.58，Y =
