2022年带式输送机传动装置设计方案.docx

精品学习资源运算及说明结果第一部分传动装置的总体设计一、传动方案1 、设计要求：卷筒直径D=300m，m 牵引力 F=3400N,线速度 V=0.75m/s，连欢迎下载精品学习资源续单向运转，载荷平稳，空载启动，使用年限10 年，批量生产，两班制工作，运输带的速度误差答应± 5%；2、电动机直接由联轴器与减速器连接，减速器由联轴器与卷筒连接3、减速器采纳二级圆柱齿轮减速器4、方案简图如下：轴1轴2轴3二、电动机的挑选1 、挑选电动机的类型按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y 型2 、挑选电动机的容量由电动机至运输带的传动总效率为：确定传动方案 :减速器的类型为二级绽开式斜齿圆柱齿轮减速器欢迎下载精品学习资源a< 1、24122、 3、3 424 分别是联轴器、轴承、齿轮传动和卷筒的传动效率）欢迎下载精品学习资源分别取 1 =0.99 、 2 =0.98 、 3 =0.97 、 4 =0.96欢迎下载精品学习资源2a0 .990 .98 30 .97 20 .960 .833欢迎下载精品学习资源所以dFV1000340010000 . 750 .8333 . 06 KWa =0.833欢迎下载精品学习资源FV34 .0 . 752 .55 KW欢迎下载精品学习资源w10001000d3.06KW欢迎下载精品学习资源3、确定电动机的转速 :卷筒轴的工作转速为w2.55KW欢迎下载精品学习资源n60 *1000V6010000 . 7547 . 77 rmin欢迎下载精品学习资源 *D 300欢迎下载精品学习资源按指导书表一，查二级圆柱齿轮减速器的传动比i8 40 ，故电动机转速的欢迎下载精品学习资源nd可选范畴 i 2*n 8 40 * 47.77 382.161910.8 rmin，符合这一范畴的同欢迎下载精品学习资源步转速有 750、1000、1500r/min.依据容量和转速，由指导书 P145取电动机型号： Y132M1-6三、确定传动装置的总传动比和安排传动比n=47.77r/min欢迎下载精品学习资源电动机型号为 Y132M1-6nm960 rmin欢迎下载精品学习资源nm1、总传动比i an96047.7720.10电动机型号欢迎下载精品学习资源2、安排传动装置传动比Y132M1-6欢迎下载精品学习资源由公式 i ai1 * i 2 i11.3 1.4i 2求得 i15.31、 i23.79欢迎下载精品学习资源四、运算传动装置的运动和动力参数1 、运算各轴转速欢迎下载精品学习资源轴 1 n1轴 2 n2960 rn1 i1min960 r5.31min180.79 rmin欢迎下载精品学习资源轴 3 n3n2180.79 ri 23.79min47.77 rmin欢迎下载精品学习资源2、运算各轴输入功率欢迎下载精品学习资源轴 1 P1Pd *13.060.99 KW3.03KWn1960r/ min欢迎下载精品学习资源轴 2 P2轴 3 P3P1 * P2 *2 *32 *33.032.880.980.980.97KW0.97 KW2.88KW2.74KWn2180.79r/ min欢迎下载精品学习资源卷筒轴P4P3 *2 *12.740.980.99KW2.66KW欢迎下载精品学习资源3、运算各轴输入转矩电动机输出转矩TdPd9550nm95503.06 Nm 96030.44Nmn347.77r / min欢迎下载精品学习资源T*130.440.99Nm30.14NmT*2* i30.140.980.975.31Nm159.01Nm1-3轴的输入转矩轴 1TP13.03KWP22.88KW欢迎下载精品学习资源1轴 2T2轴 3T3d1T2 *312 *3 * i2159.010.980.973.79 Nm547.18NmP32.74KWP42.66 KW欢迎下载精品学习资源卷筒轴输入转矩Td30.44Nm欢迎下载精品学习资源T4T3 *2 *1547.180.980.99Nm530.87Nm欢迎下载精品学习资源1-3轴的输出转矩就分别为各轴的输入转矩乘轴承效率0.98运动和动力参数运算结果整理与下T130.14Nm T2159.01Nm欢迎下载精品学习资源效率 PKW>转矩 T Nm>转速传动效n比率T3547.18 Nm欢迎下载精品学习资源输入输出输入输出<r/min ）i电机轴3.0630.449601.00.99轴 13.032.9930.1429.549605.310.95轴 22.882.82159.01155.83180.79T4530.87 Nm欢迎下载精品学习资源轴 32.742.69547.18536.2447.77卷筒轴2.662.61530.87520.2547.773.790.951.00.97欢迎下载精品学习资源其次部分传动零件的设计运算一、高速级减速齿轮设计1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1>选用斜齿圆柱齿轮传动2>运输机为一般工作机器，速度不高，由有机设书表10-8 知，选用 7 级精度<GB10095-88）3>材料挑选：有机设书表10-1 挑选小齿轮材料为40Cr 钢<调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为 45 钢<调质），硬度为 240HBS；二者材料硬度差为40HBS；欢迎下载精品学习资源4>选小齿轮齿数为 Z123 ，大齿轮齿数 Z 2Z1*i235.31122欢迎下载精品学习资源5 ）初选螺旋角 =142、按齿面接触强度设计由设计运算公式 <10-21）进行试算，即2选用斜齿圆柱齿轮传动欢迎下载精品学习资源d 1 t2 K t T1 u13duZ H Z EH欢迎下载精品学习资源1> 确定公式内的各运算数值欢迎下载精品学习资源1>试选载荷系数 K t1.6欢迎下载精品学习资源2>运算小齿轮传递的转矩 T130.1430.981029.54103 Nmm欢迎下载精品学习资源3>由表 10-7 选取齿宽系数d1欢迎下载精品学习资源4>由表 10-6 查得材料的弹性影响系数 ZE5>由图 10-21d 按齿面硬度查得：1189.8MPa 2欢迎下载精品学习资源小齿轮的接触疲惫强度极限H lim 1600 MPa ；欢迎下载精品学习资源大齿轮的接触疲惫强度极限6>由式 10-13 运算应力循环次数H lim 2550MPa ；欢迎下载精品学习资源N 160n1jL h60960128300102.7648109 h欢迎下载精品学习资源N 2N1 i12.76481095.314.98210 8 h欢迎下载精品学习资源7>由图 10-19 查得接触疲惫寿命系数8>运算接触疲惫许用应力取失效概率为 1%，安全系数 S=1，得:K HN 10.93K HN 20.98欢迎下载精品学习资源H1H 2H2K HN 1H lim 1K HN 22 SH lim 2欢迎下载精品学习资源= 0.9360020.981550 MPa548.5MPa欢迎下载精品学习资源9>由图 10-30 选取区域系数 Z H2.43欢迎下载精品学习资源10>由图 10-26 查得2 ）运算10.76520.885就：121.65欢迎下载精品学习资源1>试算小齿轮分度圆直径d，代入数值：N9欢迎下载精品学习资源1t12.764810 h82N欢迎下载精品学习资源d1t2KtT1 u13duZH ZEH24.98210 h欢迎下载精品学习资源=3 21.630.1410 35.3112.432189.8mm38.5mm欢迎下载精品学习资源2>运算圆周速度 v11.655.31548.5欢迎下载精品学习资源vd1t n160100038.560000960 m s1.93 m sH548.5MPa欢迎下载精品学习资源3>运算尺宽 b欢迎下载精品学习资源bdd1t138.5mm38.5mm欢迎下载精品学习资源4>运算尺宽与齿高比 b/h欢迎下载精品学习资源模数 mntd1tcos z138.5cos14 mm 231.62mm欢迎下载精品学习资源齿高b / hh38.52 .25mnt3.6452.2510.561.62mm3.645mm欢迎下载精品学习资源5>运算纵向重合度6>运算载荷系数0.318d z1tan0.318123tan141.83欢迎下载精品学习资源依据 v1.93m / s ，7 级精度，由图 10-8<机设书）查得动载系数 K v1.08欢迎下载精品学习资源由表 10-2 查得使用系数 K A1d1t38.5mm欢迎下载精品学习资源因斜齿轮，假设K A Ft / b100 N/ mm ；欢迎下载精品学习资源由表 10-3 查得K HaK Fa1.4v1.93 m s欢迎下载精品学习资源由表 10-4 插值查得 7 级精度，小齿轮相对支承非对称布置式K H1.417欢迎下载精品学习资源由 b/h=10.53,K H1.417查图 10-13 得 K F1.325 , 故载荷系数欢迎下载精品学习资源KK A K V K HK H11 .081 .41 .4172 .14b38.5mm欢迎下载精品学习资源37>按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式<10-10a）得欢迎下载精品学习资源Kd 1d 1t 3K t38 .52.14 mm 1.642 .35 mmmnt1.62mm欢迎下载精品学习资源8>运算模数 m欢迎下载精品学习资源md1 cosn42.35cos14 mm1.79mmh3.645mm欢迎下载精品学习资源z123b / h10.56欢迎下载精品学习资源3、按齿根弯曲强度设计由式<10-17）得弯曲强度的设计公式为欢迎下载精品学习资源m n32 KT 1Ydcos 2z21Y FaY Sa F欢迎下载精品学习资源1确定公式内各运算数值欢迎下载精品学习资源1>运算载荷系数KK A K V K FK F11 .081 .41 . 3252欢迎下载精品学习资源2>依据纵向重合度3>运算当量齿数1.83 ，从图 10-28 查得螺旋角影响系数Y0.88欢迎下载精品学习资源Z v1Z1cos323cos3 1425.20Zv 2Z 2cos 3122cos3 14133.67欢迎下载精品学习资源4>查取齿形系数由表 10-5 查得YF 15>查取应力较正系数2.616 YF 22.153欢迎下载精品学习资源由表 10-5 查得6>由图 10-20c 查得YS 11.591 YS 21.817K2.14欢迎下载精品学习资源小齿轮的弯曲疲惫强度极限大齿轮的弯曲疲惫强度极限FE 1FE 2500 MPa380 MPa欢迎下载精品学习资源7>由图 10-18 取弯曲疲惫寿命系数8>运算弯曲疲惫许用应力K FN 10.86K FN 20.91d142.35mm欢迎下载精品学习资源F 1K FN 1SFE 10.86500MPa307 .14MPamn1 .79mmF 2K FN 2SFE 20.91380MPa247 MPa取弯曲疲惫安全系数 S=1.4, 由式<10-12）得1.4欢迎下载精品学习资源9>运算大、小齿轮的1.4YFa YSaF并加以比较欢迎下载精品学习资源YFa 1YSa12.6161.5910.01355欢迎下载精品学习资源F 1307.14K2欢迎下载精品学习资源YFa 2YSa22.1531.8170.01584欢迎下载精品学习资源F 2247大齿轮的数值大；2> 设计运算：欢迎下载精品学习资源2KT1Ym3cos 2YFaYSa欢迎下载精品学习资源zn2d1F=2229.541030.88cos2 14欢迎下载精品学习资源320.01584mm1.21mm欢迎下载精品学习资源1231.65对比运算结果，由齿面接触疲惫强度运算的模数m 大于由齿根弯曲疲惫强度运算的模数，由于齿轮模数m 的大小主要取决于弯曲强度所打算的承载才能， 而齿面接触疲惫强度所打算的承载才能，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1.21mm 并就近圆整为标准值 m11.25mm ，但 为 了 同 时 满 足 接 触 疲 劳强 度， 需 按 接 触疲 劳 强 度 算 得 分度 圆直 径d142.35mm ，来运算应有的齿数 ，于是有：欢迎下载精品学习资源小齿轮齿数 z1d1 cos42.35cos1432.86取 z133欢迎下载精品学习资源大齿轮齿数mnz2uz15.311.2533175欢迎下载精品学习资源这样设计出的齿轮传动，既满意了齿面接触疲惫强度，又满意了齿根弯曲疲惫强度，并做到结构紧凑，防止铺张；4 、几何尺寸运算<1）运算中心距F 1307.14MPa欢迎下载精品学习资源az1z2 m11331751.25 mm134.02 mm欢迎下载精品学习资源2 cos2cos14F 2247 MPa欢迎下载精品学习资源将中心距圆整为 135mm欢迎下载精品学习资源<2）按圆整后的中心距修正螺旋角欢迎下载精品学习资源arccos z1z2 m1331751.2515.63欢迎下载精品学习资源2 a2135欢迎下载精品学习资源因8 20 值转变不多，故、 K、 Z H等不必修正欢迎下载精品学习资源<3）运算大、小齿轮的分度圆直径欢迎下载精品学习资源dz1m11cosdz2m12coszz1z23317542.84mm2 az1213533 mm1z2331752az22135175 mm227 .16mm欢迎下载精品学习资源<4）运算齿轮宽度欢迎下载精品学习资源bdd 1142.84mm42.84 mm欢迎下载精品学习资源取 B1<5）验算50mm ， B245mmmn1.21mm欢迎下载精品学习资源tF2T1d122.95442.84104N1379.1N欢迎下载精品学习资源K A Ftb11379.1 N / mm42.8432.19 N / mm100 N/ mm ，合适欢迎下载精品学习资源二、低速级减速齿轮设计1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1>选用斜齿圆柱齿轮传动2>运输机为一般工作机器，速度不高，有机设书表10-8 知，选用 7 级精度<GB10095-88）3）材料挑选：由机设书表10-1挑选小齿轮材料为 40Cr 钢<调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为 45 钢<调质），硬度为 240HBS；二者材料硬度差为40HBS；m11.25mmz133z2175欢迎下载精品学习资源4> 选小齿轮齿数为 Z 323 ，大齿轮齿数 Z 4Z 3 * i 2237987欢迎下载精品学习资源5 ）初选螺旋角 =142、按齿面接触强度设计由设计运算公式 <10-21）进行试算，即2a1135mm欢迎下载精品学习资源d 3 t2 K t T 2 u13duZ H Z EH欢迎下载精品学习资源<1）确定公式内的各运算数值15.63欢迎下载精品学习资源1>试选载荷系数K t1.62>计算小齿轮传递的转矩欢迎下载精品学习资源T2159.010.9810 3 Nmm155.83103 Nmm欢迎下载精品学习资源3>由表 10-7 选取齿宽系数d11d142.84mm欢迎下载精品学习资源4>由表 10-6 查得材料的弹性影响系数ZE189.8MPa 25>由图 10-21d 按齿面硬度查得：d2227.16mm欢迎下载精品学习资源小齿轮的接触疲惫强度极限大齿轮的接触疲惫强度极限6>由式 10-13 运算应力循环次数H lim 3H lim 4600MPa ；550 MPa ；欢迎下载精品学习资源N 3N 24.982108 h NN 3 / i24.98210 83.791.315108 h欢迎下载精品学习资源47>由图 10-19 查得接触疲惫寿命系数8>运算接触疲惫许用应力K HN 30.93K HN 40.95欢迎下载精品学习资源取失效概率为 1%，安全系数 S=1，得:欢迎下载精品学习资源H 1H 2H2K HN 3H lim 3K HN 42SH lim 4欢迎下载精品学习资源0.9360020.951550MPa540 .25MPa欢迎下载精品学习资源9> 由图 10-30 选取区域系数 Z H2.43欢迎下载精品学习资源10> 由图 10-26 查得<2）运算30 .76540.87就：341.635欢迎下载精品学习资源1>试算小齿轮分度圆直径d 3t ，代入数值：选用斜齿圆欢迎下载精品学习资源d 3t2 K Tt23d2u1Z H Z EuH柱齿轮传动欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源=3 21.6155.831033.7912.433189.8 mm65.49mm欢迎下载精品学习资源2> 运算圆周速度 v1 1.6353.79540.25欢迎下载精品学习资源vd 3t n 265.49180.79m / s0.62m / s欢迎下载精品学习资源601000600003> 运算尺宽 b欢迎下载精品学习资源bd * d 3t165.4965.49mm欢迎下载精品学习资源4> 运算尺宽与齿高比 b/h欢迎下载精品学习资源模数mntd3tcos z365.49cos14 mm 232.76mm欢迎下载精品学习资源齿高 hb / h2.25mnt65.492.256.212.76mm10.556.21mm欢迎下载精品学习资源5> 运算纵向重合度6>运算载荷系数0.318d z3tan0.318123tan141.83欢迎下载精品学习资源依据 v0.62m/ s，7 级精度，由图 10-8< 机设书）查得动载系数 K v1.02欢迎下载精品学习资源由表 10-2 查得使用系数 K A15欢迎下载精品学习资源斜齿轮，假设K A Ft / b100 N/ mm欢迎下载精品学习资源由表 10-3 查得K HaK Fa1.4欢迎下载精品学习资源由表 10-4 查得 7 级精度，小齿轮相对支承非对称布置式K H1.423欢迎下载精品学习资源由 b/h=10.55 ， K H1.423 查图 10-13 得 K F1.335，故载荷系数欢迎下载精品学习资源K K A K V K HK H11.021.41.4232.03欢迎下载精品学习资源7>按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式<10-10a）得N4.98210 8欢迎下载精品学习资源Kd3d3 t 3K t65.492.033mm1.6370.73mm8欢迎下载精品学习资源8>运算模数 mN 41.31510 h欢迎下载精品学习资源md3 cosnz370.73cos14 mm 232.98mm欢迎下载精品学习资源3、按齿根弯曲强度设计由式<10-17）得弯曲强度的设计公式为2H540.25 MPa欢迎下载精品学习资源2 KT2YcosYFa YSa欢迎下载精品学习资源z2mn3d3F1> 确定公式内的各运算数值欢迎下载精品学习资源1>运算载荷系数KK A K V K FK F11. 021 .41 .3351 .91欢迎下载精品学习资源2>依据纵向重合度3> 运算当量齿数1.83 ，从图 10-28 查得螺旋角影响系数 Y0.88欢迎下载精品学习资源Zv 3Z 34>查取齿形系数由表 10-5查得YF32.616 YF42.1905>查取应力较正系数由表 10-56>由图 10-20c 查得查得YS31.591 YS41.785d3t65.49mmcos323cos3 1425.18Z v4Z 4cos387cos3 1495.24欢迎下载精品学习资源小齿轮的弯曲疲惫强度极限大齿轮的弯曲疲惫强度极限FE 3FE 4500MPa380 MPav0.62m / s欢迎下载精品学习资源7> 由图 10-18 取弯曲疲惫寿命系数8>运算弯曲疲惫许用应力K FN 30.91K FN 40.92欢迎下载精品学习资源取弯曲疲惫安全系数 S=1.4，由式<10-12）得欢迎下载精品学习资源K FN 3F 3FE 30.91500MPa325MPab65.49mm欢迎下载精品学习资源S K FN 4F4FE 41.40.92380 MPa249.71MPa欢迎下载精品学习资源S9>运算大、小齿轮的1.4YFa YSaF并加以比较h6.21mm欢迎下载精品学习资源YFa 3YSa32.6161.5910.014368欢迎下载精品学习资源F 3325欢迎下载精品学习资源YFa 4YSa42.1901.7850.015655欢迎下载精品学习资源F 4249.71大齿轮的数值大2>设计运算：欢迎下载精品学习资源22 KT2Y cosYFa YSa欢迎下载精品学习资源m32d z3=21.91F155.831030.88cos2 14欢迎下载精品学习资源320.015655mm2.07mm欢迎下载精品学习资源1231.635对比运算结果，由齿面接触疲惫强度运算的模数m大于由齿根弯曲疲惫强度运算的模数，由于齿轮模数 m的大小主要取决于弯曲强度所打算的承载才能， 而齿面接触疲惫强度所打算的承载才能，仅与齿轮直径<即模数与齿数的乘积）欢迎下载精品学习资源有关，可取由弯曲强度算得的模数2.07mm并就近圆整为标准值 m2为了同时满意接触疲惫强度，需按接触疲惫强度算得分度圆直径2.5mm , 但欢迎下载精品学习资源d 370.73mm ，来运算应有齿数，于是有：欢迎下载精品学习资源小齿轮齿数 z3d3 cos mn70.73cos14 2.527.4取 z327K2.03欢迎下载精品学习资源大齿轮齿数z4uz33.7927102.33 取 z4102d370.73mm欢迎下载精品学习资源这样设计出的齿轮传动，既满意了齿面接触疲惫强度，又满意了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，防止铺张；4、几何尺寸运算1>运算中心距mn2.98mm欢迎下载精品学习资源a z3z4 m2 2710222.5 mm166.24mm欢迎下载精品学习资源2 cos2cos14将中心距圆整为 166mm2>按圆整后的中心距修正螺旋角欢迎下载精品学习资源arccos z3z4 m22a2710221662.513.74欢迎下载精品学习资源因8 20 值转变不多，故、 K、 Z H等不必修正欢迎下载精品学习资源z3m2cos2az3z3z4216627mm27102z4m22az42166102 mm3> 运算大、小齿轮的分度圆直径d 3d 469.49mm 262.51mm欢迎下载精品学习资源cosz3z427102欢迎下载精品学习资源4>运算齿轮宽度欢迎下载精品学习资源bdd 35> 验算2T169.49mm2155.8369.49mm 取 B110375mm ,B270mm欢迎下载精品学习资源tF2d 370.73N4406.33N欢迎下载精品学习资源K A Ftb14406.33N70.73/ mm62.30 N / mm100 N/ mm ，合适欢迎下载精品学习资源一高速轴的设计1、挑选轴的材料第三部分轴的设计欢迎下载精品学习资源由于减速器传递的功率不大，其重量无特别要求故挑选和小齿轮一样的材料40Cr 钢, 调质处理 .2、初步运算轴的最小直径用初步估算的方法，即按纯扭矩并降低许用扭转切应力确定轴径d，运算公P欢迎下载精品学习资源式： dA0 3，选用 40Cr 调质钢，查机设书 P370表 15-3 ，得 A0n106F 3325MPa欢迎下载精品学习资源d10633.0396015.55mmF 4249.71MPa欢迎下载精品学习资源在第一部分中已经选用的电机Y132M1-6,D=38；查指导书 P128，选用联轴器欢迎下载精品学习资源HL3，故d min30mm ；欢迎下载精品学习资源3 、轴的结构设计<1 ）拟定轴上零件的装配方案，经分析比较，选用如下方案：欢迎下载精品学习资源<2）、各轴的直径和长度1 ）、联轴器采纳轴肩定位d130mm ，半联轴器长度L 82mm，半联轴器欢迎下载精品学习资源与轴协作的毂孔长度 L160mm ，为了保证轴肩对半联轴器的牢靠定位，应选欢迎下载精品学习资源择 L158mm欢迎下载精品学习资源2 ）、初步确定滚动轴承 8因齿轮为斜齿轮就轴承担径向力和轴向力作用，高速级转速较高，载荷欢迎下载精品学习资源一般，应选用角接触球轴承 7007AC， dDB35mm62mm15mm，故欢迎下载精品学习资源d 335mm ， L314 mm3 ）、当直径变化处的端面是为了固定轴上零件或承担轴向力时，就相邻直欢迎下载精品学习资源径变化要大些，故 d 440mm ， L 4106 mm欢迎下载精品学习资源4 ）、当轴径变化仅为了装配便利或区分加工表面时，不承担轴向力也不固定轴上零件的，就相邻直径变化较小，即：m22.5mm欢迎下载精品学习资源d 232mm ， L 250mm ， d 635mm ， L 532mm欢迎下载精品学习资源