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1、机械设计课程设计说明书 题目七：带式运输的传动装置设计 班 级：机电11-2班 设 计 者： 邓轩瀚 指导教师： 周 瑞 强 2014年1月9号广东石油化工学院目录1传动方案的分析论证51.1传动装置的组成51.2传动装置的特点51.3 确定传动方案51.4 传动方案的分析52.电动机的选择53.传动比的计算及分配64.传动装置运动及动力参数计算75.减速器的外传动件的设计86.高速级斜齿圆柱齿轮的设计计算 107.低速级直齿圆柱齿轮的设计计算158中间轴的设计计算以及校核189.高速轴的设计与计算以及校核2410.低速轴的设计与计算以及校核3112箱体结构设计3613设计小结3714参考文献
2、37设计任务带式运输机传动装置的设计。已知条件：1 运输带工作拉力F = 7000N2 运输带工作速度v = 0.55m/s3滚筒直径D = 450mm4、单向连续运转，空载启动，工作有时有轻微振动；两班制工作，每班工作8小时，运输带速度的允许误差为5%。5、使用期限：8年。6、检修周期：每年300个作用日，大修期为3年。7、生产批量:中批量生产设计计算及说明1.传动方案的分析论证机器通常是由原动机、传动装置和工作机三部分组成。其中传动装置是将原动机的运动和动力传递给工作机的中间装置。它通常具备减速（或增速）、改变运动形式或运动方向以及将动力和运动进行传递与分配的作用。1.1传动装置的组成：传
3、动装置由电机、减速器、工作机组成。1.2传动装置的特点：齿轮相对于轴承的位置不对称，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。1.3 确定传动方案：合理的传动方案首先应满足工作机的性能要求，还要与工作条件相适应。同时，还要求工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、使用维护方便、工艺性和经济性好。若要同时满足上述各方面要求是比较困难的。因此，要分清主次，首先满足重要要求，同时要分析比较多种传动方案，选择其中既能保证重点，又能兼顾其他要求的合理传动方案作为最终确定的传动方案。初步确定传动系统总体方案为二级展开式圆柱齿轮减速器，设计图如下：1.4 传动方案的分析： 展开式由于齿轮相对于轴承为不对
4、称布置。因而沿齿向载荷不均，要求轴有较大刚度。结构简单，采用带传动与齿轮传动组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，成本低，使用维护方便。2.电动机的选择2.1选择电动机的类型根据用途选用Y系列。自扇冷笼型三相异步电动机（机型为Y132M2-6）2.2选择电动机的功率由已知条件可知，传送带所需的拉力F=7KN，传输带工作速度 v=0.55 m/s，故输送带所需功率为 =3.85KW由表2-3查得滚筒效率 =0.95，轴承效率 =0.99，联轴器效率 =0.99，带传动的效率 =0.96，齿轮传递效率 =0.97。电动机至工作机之间传动装置的总效
5、率为电动机总的传递功率为 =4.72kw查表14-1，选取电动机的额定功率为 =5.5KW2.3确定电动机的转速由已知条件，滚筒的直径为 D=450mm，工作速度为 v=0.55m/s，所以输送带带轮的工作转速为 =23.3查表2-1：V带传动比 =24，查表2-2：二级减速器常用的传动比为 =840总传动比的范围 =*=16160电动机的转速范围为 =*=372.83728 查表14-1，可见同步转速有 3000，1000，1500，750的电动机都符合要求，初选同步转速 1000，满载转速960型号Y132M2-6的电动机。3.传动比的计算及分配3.1传动装置总的传动比=41.23.2分配
6、传动比根据带传动比范围，取V带传动比为 =2.8，则减速器的传动比为 i=14.71高速级传动比为 =4.374.54。取=4.5低速级传动比为 =3.3由表2-1及表2-2可知，传动比合理。4.传动装置运动及动力参数计算4.1各轴的转速 减速器高速轴为轴，中速轴为轴，低速轴为轴，卷筒轴为轴轴（高速轴） 轴（中间轴） 轴（低速轴） 轴（卷筒轴）4.2各轴的功率轴（高速轴）轴（中间轴）轴（低速轴）轴（卷筒轴）4.3各轴的转矩电动机轴 =9550*=9550*=46.76轴（高速轴）=9550*=9550*=126.13轴（中间轴）=9550*=9550*=545.18轴（低速轴）=9550*=9
7、550*=1728.1轴（滚筒轴）=9550*=9550*=1695.02表一 传动装置各轴主要参数计算结果轴号输入功率P/kW转速n/(r/min)转矩T/N m传动比i电动机轴4.7296046.76=2.8=4.5=3.3轴（高速轴）4.53343126.13轴（中间轴）4.3576.2545.18轴（低速轴）4.1823.11728.1轴（滚筒轴）4.1023.11695.025.减速器的外传动件零件的设计5.1选择V带型号 由表2-10查得工作情况系数 =1.1，则=*=1.1*5.5kw=6.05kw根据n=960r/min，=6.05kw，确定选择A型普通V带。5.2确定带轮基准
8、直径由表2-4查得，小带轮直径75现取=140mm，=0=（1-）=140=391.8mm，取=390mm。5.3验算带的速度=7.04m/s在525范围内，带速合适。5.4确定中心距和V带长度根据0.7（+）mm=371mm ，合适5.6确定V带根数查表2-9查得 =0.92,由表2-2得，=1.01，由表2-7查得，=0.11，由表2-5，得=1.62z= =3.76根取整z=4根5.7计算初拉力由表2-1查得q=0.1kg/m,则单根V带张紧力=189.45N5.8计算作用在轴上的压力压轴力为=2zsin =24189.45sin =1460.47N5.9带轮结构设计查表14-3，Y13
9、2M2-6型电动机的轴直径为=38mm小带轮采用实心质，由表2-3得e=150.3，=9，现取f=10轮毂宽：L=（1.52.0）=5776现取L=70mm 轮缘宽：B=(z-1)*e+2f=65mm大带轮采用孔板式结构，轮缘宽可与小带轮相同，轮毂宽可与轴的结构设计同步进行。6. 减速器内传动零件的设计一高速级斜齿圆柱齿轮的设计计算6.1 确定齿轮材料、热处理方式、精度等级和齿数因传动尺寸无严格限制、又带式运输是一般的机械。因此，小齿轮采用调质，齿面硬度为（241286）HBW，取260HBW；大齿轮采用45调质,齿面硬度为（197255）HBW，取230HBW；精度8级取；6.2 确定许用应
10、力 查图4.19-3 得； 查图4.21-3得； 查表4-10，取；查图4.20得 查图4.22得 查图4.23得=6.3齿面接触疲劳强度计算初步计算小齿轮直径查表4-8，估计 取查表4-7 齿宽系数取 则齿宽b=80mm取按齿面接触疲劳强度设计因工作机有中等冲击，查表4-4得设计齿轮精度为8级，查图4.9取齿轮对称布置，；查图4.12取计算齿面接触应力查图4.14，查表4-6，取 = =63.56取 取 6.4核校齿轮弯曲疲劳强度 查表4.18得， 查表4.16得， 因得 ,取大小轮齿弯曲疲劳强度满足要求6.5确定齿轮主要尺寸6.6齿轮其他尺寸 端面模数 = = 3.076齿顶高 = =1*
11、3=3齿根高 =（ ）=（1+0.25）*3=3.75mm全齿高 h=+=3+3.75=6.75mm顶隙 c=0.25*3=0.75 齿顶圆直径 齿根圆直径 7. 低速级直齿圆柱齿轮的设计计算7.1 确定齿轮材料、热处理方式、精度等级和齿数 跟高速级齿轮的选材一样。小齿轮采用调质，取260HBW；大齿轮采用45调质,齿面硬度为230HBW；精度8级取；7.2 确定许用应力 查图4.19-3 得； 查图4.21-3得； 查表4-10，取；查图4.22得 查图4.23得 查图4.23得=7.3齿面接触疲劳强度计算初步计算小齿轮直径查表4-8， 取 齿宽系数取 则齿宽b=60mm按齿面接触疲劳强度设
12、计查表4-4得设计齿轮精度为8级，查图4.9取齿轮对称布置，；查图4.12取查表4-5得 计算齿面接触应力查图4.14，查表4-6， = =94mm 取m=4则 7.4核校齿轮弯曲疲劳强度 查表4.18得， 查表4.16得， 因得 大小轮齿弯曲疲劳强度满足要求7.5确定齿轮主要尺寸7.6计算齿轮传动的其他尺寸齿顶高 =m=14=4mm齿根高 =（1+0.25）4=5mm全齿高 h=+=4+5mm=9mm顶隙 =m=0.254=1mm齿顶圆直径 =+2=120+8mm=128mm =+=395+8mm=403mm齿根圆直径=2=120-10=110mm =39510=385mm7.7齿轮作用力的计算高速级齿轮传动的作用力已知高速轴传递的转矩=126130Nmm 转速=343r/min螺旋角 =12.84 小齿轮左旋，大齿轮右旋，小齿轮直径 =80mm齿轮1的作用力圆周力 =N=3153.25N径向力为 =3153.25轴向力 =3153.25=718.72N齿轮2的作用力从动齿轮2各个力与主动齿轮1上相应的力大小相等，作用力方向相反。低速级齿轮传动的作用力已知条件低速轴传递的
