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1、机械设计课程设计设计说明书设计题目 胶带式输送机传动装置设计者 俞培锋班级 07 机制 02学号 3070611056指导老师 张美琴时间 2010.05目录一、设计任务书3二、传动方案拟定4三、电动机的选择4四、传动装置的运动和动力参数计算6-五、高速级齿轮传动计算7六、低速级齿轮传动计算12七、齿轮传动参数表18 八、轴的结构设计九、轴的校核计算19 十、滚动轴承的选择与计算23十一、键联接选择及校核24 - 十二、联轴器的选择与校核25 十三、减速器附件的选择26 - 十四、 润滑与密封28 十五、设计小结29 - 十六、参考资料29 - 一. 设计题目：设计带式运输机传动装置（简图如下
2、）1 电动机2 联轴器3 二级圆柱齿轮减速器4 联轴器5 卷筒6 运输带原始数据:数据编号i04运送带工作拉力F/N2200运输带工作速度v/(m/s)0.9卷筒直径D/mm3001. 工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，室内工作，有粉尘;2. 使用期：使用期10年；3. 检修期：3年大修；4. 动力来源：电力，三相交流电，电压380/220V;5. 运输带速度允许误差：土 5% ；6. 制造条件及生产批量：中等规模机械厂制造，小批量生产设计要求1. 完成减速器装配图一张(A0或A1)2. 绘制轴、齿轮零件图各一张。3. 编写设计计算说明书一份。二. 电动机设计步骤1. 传动
3、装置总体设计方案本组设计数据：第四组数据：运送带工作拉力F/N 2200。运输带工作速度 v/(m/s)0.9 , 卷筒直径D/mm 300。1. 外传动机构为联轴器传动。2. 减速器为二级同轴式圆柱齿轮减速器。3. 该方案的优缺点：瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠，径向尺寸小，结构紧凑，重量轻，节约材料。轴向尺寸大，要求两级传动中心距相同。减速器横向尺寸较小，两大吃论浸油深度可以大致相同。但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，冈U度差；仅能有一个输入和输岀端，限制了传动布置的灵活性。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。总体来讲，该传
4、动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。三. 电动机的选择1. 选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用 Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V2. 确定电动机效率Pw按下试计算Pww1000kw=0.94w试中Fw=2200NV=0.9m/s工作装置的效率考虑胶带卷筒器及其轴承的效率取代入上试得F w Vw kw =2.11kw1000 w电动机的输出功率功率p按下式Pw .o kwPo式中为电动机轴至卷筒轴的传动装置总效率2 2 3 】由试g c r由表2-4滚动轴承效率r =0.99 :联轴器传动效率c = 0.
5、99 :齿轮传动效率ng =0.98（ 7级精度一般齿轮传动）则=0.91所以电动机所需工作功率为P卫QPo0.9厂2.叫因载荷平稳，电动机核定功率Pw只需要稍大于Po即可。按表8-169中Y系列电动机数据，选电动机的核定功率 Pw为3.0kw。3. 确定电动机转速 9 25按表2-1推荐的传动比合理范围，两级同轴式圆柱齿轮减速器传动比j 9 25而工作机卷筒轴的转速为6 10Pw二 D46 100.9兀汇300r / min 二 57.32r /min所以电动机转速的可选范围为nd 二 i； nw = （9 25） 57.32r/min 二（515.92 1433.12） r/min符合这一
6、范围的同步转速有750 r min和1000 r min两种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑， 决定选用同步转速为1000 r min的Y系列电动机Y132S,n =其满载转速为 w 960r/min,电动机的安装结构形式以及其中心高，外形尺寸，轴的尺寸等都在 8-186,表8-187中查的。四. 计算传动装置的总传动比j y并分配传动比1. 总传动比j a为nm96057.32= 16.752. 分配传动比i、二 i i考虑润滑条件等因素，初定卄4.67 4 = 3.593. 计算传动装置的运动和动力参数1.各轴的转速I轴n = nm 二 960n m
7、inn = n 二 205.57r. minII轴n =57.26 r minIII轴i:卷筒轴nw 二 n 二 57.26min4.各轴的输入功率I轴pj=p。如 c =2.32 汇0.99=2.30kwII轴p=卩：】=2.30 0.99 0.98=2.23kwiii轴Pm=Prf口 g=2.23 沢 0.99x；0.98=2.16kw卷筒轴 P兀 P . r c =216 .99 .99=212kw5. 各轴的输入转矩T = 9550 巳 二230 9550=23.94N mI n 960T_ = 9550 P9550 = 103.60N mii轴iii轴T = 9550裟 9550=3
8、60.25N m工作轴|w =9550呂=1129550353. 5t8|wnw 57.26电动机轴To=9550D 2 32亡9550 二 22.98N mn 960ilmI n二 205.57将上述计算结果汇总与下表，以备查用项目电动机I轴n轴in轴工作轴转速（r/min）960960205.5757.2657.26功率P（ kw）2.322.302.232.162.12转矩T（ Nm）22.9823.94103.60360.25353.58传动比i14.673.571效率0.990.970.970.93五. 高速级齿轮的设计选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1. 按简图所示的传动方案，选
9、用直齿圆柱齿轮传动，软齿轮面闭式传动。3.材料选择。由机械设计，选择小齿轮材料为40Gr （调质），硬度为280HBS，大齿轮为45钢（调质）， 硬度为240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。4.选小齿轮齿数Zl = 21，则大齿轮齿数Z2二i Zl 21 467二98-07 取 Z2 = 991）.按齿轮面接触强度设计1. 设计准则：先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。2. 按齿面接触疲劳强度设计，即d1tU-1( ZeU Ih1.确定公式内的各计算数值1. 试选载荷系数Kt -1.32. 计算小齿轮传递的转矩955 106P4K12.381 10 N mmniA d =
10、 13. 按软齿面齿轮非对称安装，由机械设计选取齿宽系数d4.由机械设计表10-6查得材料的弹性影响系数Ze 1898 MPa5.由机械设计图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限h lim1 - 600MPa ；大齿轮的接触疲劳强度极限-Hiim2 一 550MPa o6. 计算应力循环次数N厂 60n jLh= 60 960 1 365 2 8 10 = 3.364 1091 8=7.203 10HN!7.由机械设计图6.6取接触疲劳寿命系数KhN10.90 . Khn20.958.计算接触疲劳许用应力取安全系数S=1KhnH limlCh厂= 0.90 600MPa =540
11、Mpa竺 Hiim2 0.95 550MPa =522.5MPa S2.设计计算v 二9小139.563 96060 100060 1000=1.988 m s计算齿宽bd 仆=1 39.563mm = 39.563mm计算齿宽与齿高之比b/h模数mZ1心mm = 1.884mm21齿高h = 2.25m 2.25 1.884mm = 4.24mm沁=9.3314.243. 计算载荷系数K查表10-2得使用系数Ka=1.0;根据v =1.988ms、由图10-8得动载系数Kv 1.10直齿轮 K , 一 K f ： 一1 ；由表10-2查的使用系数KA 一1查表10-4用插值法得7级精度查机械
12、设计，小齿轮相对支承非对称布置K 1.417由 b/h=9.331KT417由图10-13得Kf 一 1.34故载荷K 二KaKvKKj 1 1.10 1 1.417 = 1.5594. 校正分度圆直径dl由机械设计*5斥/K；5633 l-559/1-3m 43.325mm5. 计算齿轮传动的几何尺寸1. 计算模数md1 /= 43.325/21 二 2.063mm2. 按齿根弯曲强度设计，公式为mi _32KTi YFaYsdzi2. fa Sai.确定公式内的各参数值1. 由机械设计图10-20C查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 Flim1 =580MPa ；大齿轮的弯曲强度 极限二 Fli
13、m2 =38MPa2. 由机械设计图10-18取弯曲疲劳寿命系数Kfn1二0.88，Kfn2二0.923. 计算弯曲疲劳许用应力;取弯曲疲劳安全系数S=1.4，应力修正系数YsT =2.0,得fL = Kfn1Yst fe1 =500 0.88/1.4 = 314.29MPaS二f2 二 Kfn2丫ST FE2 =380 0.92/1.4 =247.71MPaS4. 计算载荷系数KK =KaKvKf：Kf1 1.10 1 1.34 = 1.4745.查取齿形系数丫Fa1、丫Fa2和应力修正系数YSa1、Ysa2由机械设计表查得 YFai 二2.76 ； YFa2 =2.18 ； Ysa 1.56 ； 丫购=1.79丫 FaYsa6.计算大、小齿轮的并加以比较;曾 O.0136邑全= 0.015753匚 F 2大齿轮大7. 设计计算1 212m空！*止 po16337mm = 1.358mm对比计算结果，由齿轮面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿 轮直径(即模数与齿数的乘积) 有关，可取由弯曲强度算得的模数 1.358并就进圆整为标准值 m=2mm 接 触强度算得的分度圆直径 d1 =43.668m
