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1、燕山大学机械设计课程设计说明书题目带式输送机传动装置学院（系）：机械工程学院年级专业： 学 号:学生姓名：指导教师：目录一. 传动方案1二. 电动机的选择及传动比确定21. 性能参数及工况22. 电动机型号选择2三. 运动和动力参数的计算2-31. 各轴转速32各轴输入功率33. 各轴输入转距3四. 传动零件的设计计算31. 蜗杆蜗轮的选择计算3-72. 斜齿轮传动选择计算7-12五. 轴的设计和计算121. 初步确定轴的结构及尺寸12-172. 二轴的弯扭合成强度计算17-20六. 滚动轴承的选择和计算21-22七. 键连接的选择和计算22-23八. 联轴器的选择23九. 减速器附件的选择2
2、4十.润滑和密封的选择24十一拆装和调整的说明24十二.主要零件的三维建模25-27十三.设计小结27十四.参考资料28一传动方案的拟定本设计要求设计一台应用于带式输送机上的二级减速器，原动机为 三相异步电动机，工作机为卷筒。输送机用于煤场，选用闭式齿轮传动, 对于传动比较大的减速器，利用蜗轮蜗杆的大传动比可以使减速器尺寸 结构紧凑，为提高承载能力和传动效率将蜗轮蜗杆传动布置在高速级， 低速级用斜齿圆柱齿轮传动，可提高减速器的平稳性。初步估算蜗杆分 度圆圆周速度，V= 45 m/s,采用蜗杆下置。整体结构如图1所示：图1 传动机构简图.电动机的选择及传动比确定1.性能参数及工作状况皮带速度：V
3、=0.37m/s 使用地点：煤场 载荷性质：中等冲击运输机皮带牵引力：F=1829N 滚筒直径：D=0.32m生产批量：中批 使用年限：五年一班2. 电动机型号选择选择电机类型：按工作要求和工作条件，选择Y系列三相笼型异步电动机，全封闭 自扇冷式结构。确定电机容量：运输机所需工作功率：F - V1000HW1829 x 0.371000 X 0.96KW = 0.705 KWP电机输出功率d其中为卷筒效率（不包括轴承），取w = 0.96Pw耳a，其中耳为传动装置总效率，n =n2n 4nnaaa 123 4联轴器效率n =0.99，轴承效率n 2=0.98，对斜齿轮啮合传动 效率n 3=0.
4、97，蜗轮蜗杆啮合传动效率n4=0.80，可得减速器总效率为耳=0.992 x 0.97 x 0.984 x 0.80=0.70a0.7050.70kw = 1.01 kwPd=1.01kw选择电动机转速：工作机输出转速电机转速一般情况下，蜗杆齿轮减速器传动比为1560,Y90L-6n = (15 60) x 22.09 = 334.41 1325.64r/min 符合该范围的同步转速有750r/min， 1000 r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重 量、价格等因素，决定选用同步转速为1000 r/min的电动机，型号为 Y90L-6，主要性能如下：表1电动机主要性能参数电动机额定
5、功同步转速满载转速起动转矩最大转矩型号率(Kw)(r/min)(r/min)额定转矩额定转矩Y90L-61.110009102.02.2三. 运动和动力参数的计算1.运动和动力学计算Y90L-6电机满载转速n =910r/minmn910总传动比i = m = 41.20蜗杆齿轮减速器一般可取齿轮传a n22.09w动的传动比i = (0.04 0.07)i = 1.648 2.884传动比I1=20I2=2.062ai = -a = 14.29 25.0 取i = 20，则 i = 2.061 i122各轴转速I轴 n = n = 910 r /min1mII轴n =r = 910 = 45
6、.50r /min2 i 201III轴n =作=-l = 910= 22.09r /min3 ii - i 20 x 2.0621 2工作机轴 n = n = 22.09r /min432各轴输入功率：P0=1.01kwP=P0 n =1.01x0.99=0.99 kwP2=P1 n 2 n 4=0.99x0.98x0.80=0.78 kw卩3=卩2 n 2 n 3=0.78x0.98x0.97=0.73 kwP4=P3 n 1 n 2=0.73x0.98x0.99=0.71 kw3各轴输入转矩：电机输出转矩：T0=9550xP0/nm=9550x 1.01/910=10.60N m T,=
7、9550xP,/n, 9550x0.99/910=10.39 N mT2=9550xP2/n2=9550x0.78/45.5=163.71 N mT3=9550xP3/n3 =9550x0.73/22.09=315.60 N m T4=9550xP4/n4 9550x0.71/22.09=306.95 N m运动和动力参数计算结果整理于下表：运动及动力参数参数电机I轴II轴III轴工作机轴n/(r/min)91091045.5022.0922.09P/(Kw)1.010.990.780.730.71T/(N m)10.6010.39163.71315.60306.95i1.0020.002.0
8、61.000.990.780.950.97四. 传动零件的设计计算1 .蜗杆蜗轮的传动设计(1) 选择蜗轮蜗杆类型、材料、精度等级考虑到蜗杆传递功率不大，速度不高，故蜗杆选45号钢，调质处 理，表面硬度45HRC，选用普通的阿基米德蜗杆。蜗轮轮缘选用铸造锡青铜ZCuSn10Pl,砂型铸造b二220MPa，bb二140MPa。蜗轮轮心选用Q235，砂模铸造。蜗杆头数z1=2蜗轮齿数z2=40初选8级精度。(2) 确定蜗杆头数和蜗杆齿数根据蜗轮蜗杆传动比1=20，选取蜗杆头数Z1=2，则蜗轮齿数 Z2=i1 Z1=2x20=40(3) 按齿面接触疲劳强度进行计算根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面
9、接触疲劳强度进行设计，再 校核齿根弯曲疲劳强度。计算公式m3q 9.47COS Y kT2(Z-2Z )E)2H载荷系数 K=KA K KV =1 x1.05 x1=1.05ABV查机械设计课本表7-6得载荷平稳KA =1.0,稳定载荷取设蜗轮圆周速度v2W3m/s，取Kv=1.1查机械设计课本表7-7得9.47cos Y =9.26弹性系数ZE= 155.0 JMPa参照表7-9得应力循环次数(五年一班，一年计300天):107八 3.276 x 107 二170.71MPa170.71Mpa将数据代入上式可得m3q = 9.47cosy - KT (2m 3q =872.50=926x11
10、x16624x105 x(40)2=872.50由m3q = 872.50，参照机械设计表7-4查得:m3q = 1000 时的 m,d1,q 值耳和 Y 未知，故初选 m=5mm, d1=40mm, q=8.000m=5mm d1=40mm q=8.000(4) 确定精度等级z2蜗杆导程角 Y = arctan f = arctan = 14.04 q8蜗轮圆周速度v =2与上述假设相符。兀n d兀 x 200x910/2022 = 0.48m / s 3m / s60 x 100060 x 1000滑动速度v = -iV=.冒寫=1.96m/ss -in y -in 14.04根据机械设计
11、表7-1选择9级精度。 (5).按弯曲疲劳强度校核L F许用弯曲应力|106据表7-9知，软齿单面受力时丘=(0.25b + 0-08b )9,Fsb N12由表 7-2 查得 b = 220MPa ,b = 140MPabs因蜗杆硬度45HRC，需乘系数1.25 o.b = (0.25b + 0.08b )9：竺 1.25Fsb 9 N2l106=(0.25 x 140 + 0.08 x 220)ox 1.259 3.27 x 107二 44.62MPa弯曲应力计算当量齿数z =v齿形系数YF：zz2= 43.81cos314.04据表7-8用插入法求得YF=1.70y14 04=1 -y
12、= 1 - = 0.90140螺旋角系数140140由蜗轮轮齿弯曲疲劳强度校核公式校核：1.64 KT Y Yb =2 Y YF d d m F 011.64 x 1.1 x 1.6624 x 105x 1.70 x 0.9040 x 200 x 5二 11.47MPa 44.62MPaY =14.0444.62Mpa11.47Mpa符合安全条件。效率计算tan 丫tanl4.04。啮合效率耳=0.87itan（Y+Q ）tan（14.04 + 2。）v据表7-10查得9二2。，搅油效率取0.99，滚动轴承效率取0.99/对v总效率耳=0.87 x 0.99 x 0.992 二 0.84复核m
13、 3qm3q = 9.47 cosy - KT （2啮合总效0.84二9Mxcos14x1.1x1.6624x 105 x詈x（）2=909 1000热平衡计算1 nri箱体体积 A=0.33（盖）1.75 =0.33 x （而）1.75 =0.45m 21000（1 -n）P工作油温t=39.07Ct 1 + tKA 0d1000（1 - 0.87） x 0.99 “15 x 0.45=39.07。 80。工作油温t=+ 20 （安全）蜗轮分度 圆直径 dl=40mm蜗杆分度 圆直径 d2=200mm 中心距 a=120mm减速器用于室外，箱体散热系数K = 15w/(m2 -oc)。d(6)计算中心距蜗轮分度圆直径d = 40mm ,1蜗杆分度圆直径d = mz = 5 x 40 = 200mm2 2传动中心距a = (mz + d )/2 = (5x40 + 40)x0.5 = 120mm2 1中心距a为整数，不需圆整，a = a = 120mm，w(a a)故变位系数x= w = om(7)其他传动尺寸的确定齿顶高 ha1 = ha*m = lx5 = 5mm全齿高 h = 2h *n + c*m = 2xlx5 + 0.2x5 = 11mm 1a1)、蜗杆齿顶圆直径 d = d + 2h= 40 +
