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1、燕山大学机械设计课程设计报告题目：带式输送机传动装置学 院：机械工程学院年级专业：级机制班学 号：学生姓名：指导教师:目 录第一部分1、摘要6.第二部分1、项目设计目标与技术要求 1.2传动系统方案制定与分析 1.3传动方案的技术设计与分析3.1 电动机选择与确定23.1.1 电动机类型和结构形式选择 23.1.2 电动机容量确定33.1.3 电动机转速选择43.2 传动装置总传动比确定及分配3.2.1 传动装置传动比分配原则 43.2.2 各级传动比分配43.2.2.1 分配方案43.2.3 传动装置的运动和动力参数44关键零部件的设计与计算4.1 设计原则制定54.1.1 不同类件的安全系
2、数确定 54.1.2 关键件或主要件加工工艺制定64.1.3 材料选择与工艺选择 94.2 齿轮传动设计方案 104.3 齿轮传动设计计算及校核114.4 轴的计算4.4.1 轴径初估144.5 键的选择及键联接的强度计算4.5.1 键联接方案选择 164.5.2 键联接的强度计算 174.6 滚动轴承选择方案及固定方案 184.6.1 滚动轴承的选择 184.6.2 轴承固定方案比较 185传动系统结构设计与总成5.1 装配图设计及部件结构选择、执行机械设计标准与规范5.1.1 装配图整体布局195.1.2 轴系结构设计与方案分析5.1.2.1 高速轴结构设计与方案分析 205.1.2.2
3、中间轴结构设计与方案分析 215.1.2.3 低速轴结构设计与方案分析235.2 零件图设计 345.3 主要零部件的校核与验算5.3.1 轴系结构强度校核（选择低速轴进行校核）255.3.2 角接触球轴承轴承的寿命计算276主要附件与配件的选择6.1 联轴器选择296.2 润滑与密封的选择6.2.1 润滑方案对比及确定296.2.2 密封方案对比及确定306.3 通气器316.4 油标326.5 螺栓及吊环螺钉 326.6 油塞326.7 窥视孔盖326.8 定位销326.9 轴承盖326.10 轴承套杯326.11 调整垫片组326.12 挡油板327零部件精度与公差的制定7.1 精度制定
4、原则 337.2 减速器主要结构、配合要求337.3 减速器主要技术要求347.4 拆装和调整的说明347.5 减速器箱体的附件说明 348项目经济性与安全性分析8.1 零部件材料、工艺、精度等选择经济性 358.2 减速器总重量估算及加工成本初算358.3 安全性分析359设计小结3610参考文献37带式运输机传动装置设计主要内容为传动方案的分析和拟定，选择电机，计算传动装 置的运动学参数和动力参数，传动零件和轴的设计，轴承、连接件、润滑密封和联轴器的 选择，减速器箱体结构设计及其附件的设计、绘制装配图和零件工作图、编写设计说明书 等，在这一过程中需要用到课上机械设计所学的理论知识，齿轮的设
5、计原则，校核原 则，轴的设计过程和校核，轴承的寿命计算等，再设计过程中要考虑公差等级与经济性的 矛盾，考虑到配合的选择，在这一过程中涉及到的知识有机械设计，材料力学，机械原理，互换性等，再设计方案的选择，零件材料的选择，安全系数方面，经 济性的方面都要综合考虑。关键词：带式运输机设计传动装置设计与校核经济性1项目设计目标与技术要求任务描述：机械设计课程设计的主要内容为：(1)传动系统方案的分析和拟定以及减速器类型的选择；(2)电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算；(3)传动零件的设计计算(如除了传动，蜗杆传动，带传动等)；(4)轴的设计计算；(5)轴承及其组合部件选择；(6)键联接和联轴
6、器的选择及校核；(7)减速器箱体，润滑及附件的设计；(8)装配图和零件图的设计；(9)校核；(10)轴承寿命校核；技术要求：减速器的应用场合：室外载荷情况：微振批量：小批F= 1794ND=0.31m V=0.67m/s2传动系统方案制定与分析各个传动方案的比较及优缺点同轴式圆柱齿轮传动：优点：减速器横向尺寸较小，两大齿轮浸油深度可以大致相同。缺点：减速器轴向尺寸及重量较大；高级齿轮的承载能力不能充分利用； 中间 轴承润滑困难；中间轴较长，刚度差；仅能有一个输入和输出端，限制了传 动布置的灵活性。展开式圆柱齿轮传动齿轮传动：优点：传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长。缺点：结构较复
7、杂，横向尺寸较小，轴向尺寸较大，中间轴轴较长，刚度差，中间轴轴承润滑较困难。圆锥圆柱式齿轮传动优点：可以改变力矩的方向即可以把横向运动转为竖直运动，用于输入轴与 输出轴呈现垂直方向布置的传动装置。具有承载能力高，噪音低，体积小， 重量轻，效率高，使用寿命长的特性。缺点：与二级圆柱齿轮减速器相比，加工稍微复杂一些，传动效率低。蜗轮蜗杆圆柱齿轮传动优点：有比较大的传动比，非常紧凑的结构；传动比较平稳，噪声也比较低；具有自锁功能。缺点：传动摩擦损失比较大，效率也很低；加工成本较高。各种齿轮的优缺点对比：直齿齿轮：当两个直齿齿轮啮合时，其齿面接触线是与齿轮轴线平行 的直线，因此，当直齿轮啮合时，整个尺
8、宽同时进入啮合并同时退出啮合， 从而导致冲击、振动和噪声较大，影响了传动平稳性。斜齿齿轮：当两个斜齿齿轮啮合时，由于轮齿倾斜，一端先进入啮合， 另一端后进入啮合，其接触线由短变长，再由长变短。则冲击、振动和噪 声较小，传动较平稳。与直齿轮相比，斜齿轮更适合于高速传动。与直齿 传动相比，斜齿轮传动有以下优点：啮合性好。齿轮开始啮合和脱离啮合都是逐渐的，故传动平稳，噪声小。 对齿廓制造误差反应小。重合度大。相对提高了斜齿轮的承载能力，延长了使用寿命。结构紧凑。斜齿标准齿轮的最小齿数较直齿轮的少，同样的情况下，斜齿轮传动结构更紧凑。斜齿轮的主要缺点：产生轴向推力。锥齿轮传动：可以用来传递两个相交轴之
9、间的运动和动力。和圆柱齿轮相 比，直齿圆锥齿轮的制造精度低，工作时振动和噪声较大，故圆周速度不 宜过高。综上所述，由于输送端对传动比要求不是很严格准确，而且带传动 可以传递较远轴之间的运动，所以将带传动放在卷筒轴上用来输送煤 块，由于齿轮传动与链传动相的传动比准确，传动平稳，噪声小，与蜗 轮蜗杆传动相比效率较高，发热量少，故减速器内部采用齿轮传动。而 展开式齿轮传动减速器结构较复杂，横向尺寸较小，轴向尺寸较大，问 轴较长，刚度差，中间轴轴润滑较困难。考虑到工作场合为室外，载荷 为微振，所以采用同轴式齿轮传动。3传动方案的技术设计与分析3.1 电动机选择与确定3.1.1 电动机类型和结构形式选择
10、Y系列（IP23）三相异步电动机：该系列为一般用途防护式笼型电动机。 能符合防止手指触及机壳内带电体或转动部分；防止直径大于12mm勺小周体异物进入，并防止垂直线成60度角的淋水对电机的影响该系列电动机具 有很高的效率、启动性能好、噪声低、体积小重量轻等优点。适于驱动无 特殊要求的各种机械设备。Y 系列（IP44）三相异步电动机：该系列电动机效率高、节能、转矩高、 噪声低、振动小，运动安全可靠。能防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电机 内部；具有与Y系列（IP23）相同的用途外，还能适用于灰尘多、水土飞溅 的场合。YEJ系列电磁制动三相异步电动机：适合于要求快速停止准确定位的传 动机构或装置上，具有
11、制动快，定位准确的优点。综合以上三种电动机的特点和优点，结合所设计的减速器用于室外工 作，灰尘较多，使用条件较为恶劣，应该考虑灰尘等其他杂物侵入到电机内 部，所以选择Y系列(IP44)三相异步电动机。3.1.2 电动机容量确定电动机的容量选得是否得当，对其工作和经济性影响很大。容量小于工 作要求，就不能保证工作机的正常工作，或使电动机长期过载而过早损坏， 容量大过大则电动机的价格高，能力又不能充分利用，由于经常不满载工作, 效率和功率因数都较低，增加电能消耗，造成很大的浪费。电动机容量主要根据运行时的发热条件来决定。课程设计所给的题目工 作机一般为稳定(或变化很小)载荷下连续运转的机械，而且传
12、递功率较小, 故只需使电动机的额定功率等于或稍大于电动机的实际输出功率，一般不需 要校验发热和启动力矩。(1)工作所需要的功率Pw为：P FVPw 1000 w其中：F1794N,V0.67m/s, w 0.96,1794 0.67所以：Pw 1.252kw1000 0.96(2)电动机的输出功率P0为：PwP0 一为电动机至滚筒轴的传动总效率，查指导手册 88页表12-10,其中，联轴的传动效率1 0.99,齿轮的传动效率为2 0.97,滚动轴承的传动效率30. 98 ,贝U:1222340.992 0. 972 0.984 0. 85(3)电动机所需要的功率为：PoPwL2521.47kW
13、0.85因载荷性质为微震，电动机额定功率 Pm需大于P0,查机械设计课程设计 指导手册119页表14-4和120页续表14-4,选取电动机额定功率为2 2kW5 3.1.3电动机转速的选择滚筒轴工作转速：60 rw D二级圆柱齿轮减速器传动比范围: 所以电动机实际转速的推荐值为:60 0.673TT40?3141. 3r / mirii 8 40电动机r0940-轴1r1r轴2r2mi 1轴3r2i 2卷筒轴r4r3/ mir；940 / mir;9404.77197. 064. 7741.31r197. 06r / mir ;41. 31r / mir ;/ mirrdi irw330 16
14、51 r / mir符合这一范围的同步转速有750r / mir和1000r / mir综合考虑电动机和传动 装置的尺寸、重量和价格等因素，为使传动装置机构紧凑，选用同步转速 1000r/mir的电动机。综上，所选电动机为：型号 Y112M满载转速r 940 r/mir ,额定功2.2kW3.2传动装置总传动比确定及分配3.2.1 合理的分配总传动比即各级传动比如何取值，是设计中的重要问题， 它直接影响到传动装置的外廓尺寸、重量及润滑条件等。总传动比分配的一些原则：(1)各级传动比都应在常用合理的范围内，以符合各种传动形式的工作特点， 并使结构比较紧凑。(2)尽量使传动装置外廓尺寸或重量较小。(3)在两级或多级的齿轮减速器中尽量使各级大齿轮浸油深度合理(低速级大 齿轮浸油稍深，高速级大齿轮能浸到油)。(4)使各级传动尺寸协调，结构匀称合理，便于安装。3.2.2 传动比分配(1)总传动比为 rm ” 47.6rw 19.1(2)分配传动比同轴式二级齿轮减速器齿轮传动比的常用值为：i 1 i2 R 4. 77。这种传动比分配方式润滑条件比较好。各个部分的功率计算：3.2.3计算传动装置的运动和动力参数(1)各轴的转速：(2)各轴的输入功率:电动机P01. 47kw ;轴 1PiPo i 1.01 0. 99 1.46kw ;轴2P2P1轴3P3P2卷筒轴P4P31. 46
