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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班级学号指导老师时间目录一、二、设计任务书传动方案拟定34三、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18 -九、轴的校核计算19 -十、滚动轴承的选择与计算 23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）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04运送带工作拉力
2、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(A0或A1 )。2. 绘制轴、齿轮零件图各一。3. 编写设计计算说明书一份。二.电动机设计步骤1. 传动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
3、 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，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。原动机部分为丫系列三相 交流异步电动机。总体来讲，该传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
4、类型按工作要求和工作条件选用 丫系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V。2确定电动机效率Pw按下试计算Pw1000kw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0.94w代入上试得F w V w kw2.11kw1000电动机的输出功率功率 Po按下式Pw kw式中 为电动机轴至卷筒轴的传动装置总效率223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则=0.91所以电动机所需工作功率为Pw2.110.912.32kw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中丫系列电动机数据，选电动机
5、的核定功率Pw为3.0kw。3.确定电动机转速按表2-1推荐的传动比合理围，两级同轴式圆柱齿轮减速器传动比i9 25而工作机卷筒轴的转速为nw6 104VwD6 104 0.9 ,.r / min30057.32r /min所以电动机转速的可选围为nd i nw (9 25) 57.32 r min (515.92 1433.12) r； min符合这一围的同步转速有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厂min的丫系列电动机Y132S,其满载转速为nw 960r/min,电动机 的安
6、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中查四.计算传动装置的总传动比i并分配传动比1. 总传动比丨为nm 960nw57.3216.752. 分配传动比考虑润滑条件等因素，初定i 4.67 i 3.593. 计算传动装置的运动和动力参数 1各轴的转速nnm 960 n min205.57 r/minii轴nn57.26 r； minIII轴i卷筒轴nwn57.26 n min各轴的输入功率I轴P =Po=2.32 0.99=2.30kwcII轴P =P=2.30 0.99 0.98=2.23kwrgIII轴PP=2.23 0.99 0.98=2.16kwrg卷
7、筒轴PwP=2.16 0.99 0.99=2.12kwrc5各轴的输入转矩T 9550 P 230 9550 23.94N m1n 960D 2 23II轴T 9550 济 9550 103.60N mD 2 16T 9550 P9550 360.25N miii 轴n 57.26P2 12 巴 一9550 353.58N m工作轴1nw 57.26D 2 32To 9550 亡9550 22.98N m电动机轴nm 960将上述计算结果汇总与下表，以备查用项目电动机轴轴轴工作轴转速（r/min ）960960205.5757.2657.26功率P（ kw）2.322.302.232.162.
8、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i. 按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，软齿轮面闭式传动。2运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）。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. 选小齿轮齿数乙21，则大齿轮齿数z2 i z1 21 4.67 987取 z2991）.按齿轮面接触强
9、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dit2.323u 1 Ze1.确定公式的各计算数值1.试选载荷系数Kt 1.3 。2计算小齿轮传递的转矩9.55 10 P 2.381 104N mm3. 按软齿面齿轮非对称安装，由机械设计选取齿宽系数4.由机械设计表10-6查得材料的弹性影响系数Ze189.8 - 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 lim 1 600MPa ;大齿轮的接触疲劳强度极限H lim 2 550MPao6.计算应力循环次数N160njLh 60 960 1 365 2 8
10、 103.364 109N18N2 7.203 10i7.由机械设计图6.6取接触疲劳寿命系数K HN10.90K hn 20.95。8.计算接触疲劳许用应力H】1K HN1 H lim 1- 一 0.90 600MPa 540MPa SH 2K吃0.95 550MPa 522.5MPaS取安全系数S=12.设计计算1试算小齿轮分度圆直径d1t，代入h中较小的值)239.563mmvdlt ni60 100039.563 96060 10001.988 m s计算齿宽bb d d1t 1 39.563mm 39.563mm计算齿宽与齿高之比b/h模数1t 39.563mt dmm 1.884m
11、mmt z 21齿高bhh 2.25mt 2.25 1.884mm 4.24mm39.5639.3314.243.计算载荷系数K查表10-2得使用系数Ka=1.o；根据V 1.988m s、由图10-8得动载系数Kv 1.10直齿轮K Kf 1 ；由表10-2查的使用系数KA 1查表10-4用插值法得7级精度查机械设计，小齿轮相对支承非对称布置K 1.417由b/h=9.331 K 1.417由图10-13得K F 1.34故载荷系数kKaKvk K1 1.10 1 1.417 1.5594. 校正分度圆直径d1由机械设计d1d1t3 k/Kt39.563 3 1.559/1.3mm 43.3
12、25mm5. 计算齿轮传动的几何尺寸1. 计算模数m2按齿根弯曲强度设计，公式为2KT1 YFa 塔 dz21.确定公式的各参数值1由机械设计图10-20C查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限Flim 1580MPa .大齿轮的弯曲强度极限Flim2380MPa ；72由机械设计图10-18取弯曲疲劳寿命系数Kfn1 0.88K FN0.923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Yst2.0,得K FN 1YST FE 1 f1S500 0.88/1.4314.29MPaKfNZSTFE 2f2S380 0.92/1.4247.71MPa4. 计算载荷系数KK KaKvKf
13、Kf1 1.10 1 1.341.4745.查取齿形系数丫Fa1、丫Fa2和应力修正系数YSa1、YSa21.79由机械设计表查得YFa1 2.76 ； YFa22.18 ； YSa1 1.56YFaYSa6. 计算大、小齿轮的f并加以比较;晋 0013699待 0.015753大齿轮大7. 设计计算3 2 1.747 2.381 104V 1 2120.016337mm 1.358mm对比计算结果，由齿轮面接触疲劳强度计算的模数 m1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m1 =2mm 接触强度算得的分度圆直径d1 =43.668mm ，算出小齿轮齿数d143.325叶2大齿轮 Z2 i z1 22 4.67 102.74 取Z2 23
