2022年带式输送机传动装置_机械设计课程设计.docx

精品学习资源机械设计课程设计运算说明书设计题目：带式输送机传动装置学 院：专 业：班 级： 设 计 者： 学 号： 指导老师： 完成日期：目 录欢迎下载精品学习资源一 机械设计任务书 .3.1.1 设计题目 .3.1.2 原始数据 .3.1.3 已知条件及设计内容要求 3.1.4 设计工作量 .3.二 传动方案拟定 .5.三 电动机地挑选 .5.3.1 电动机类型地挑选5.3.2 挑选电动机地容量 .5.3.3 确定电动机转速 .6.3.4 确定电动机型号 .6.四 运动、动力学参数运算 .7.4.1 总传动比 .7.4.2 安排传动比 .7.4.3 运算各轴转速 .7.4.4 运算各轴地输入功率 .7.4.5 运算各轴输入转矩 .8.4.6 验证带速8五 传动零件地设计运算 .8.5.1 圆锥直齿轮地设计运算 .8.5.1.1 选定齿轮精度等级，材料和确定许用应力85.1.2 按接触疲惫强度进行设计运算95.1.3 按齿根弯曲疲惫强度设计105.2 圆柱斜齿轮地设计运算115.2.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数115.2.2 按齿面接触强度进行设计运算115.2.3 按齿根弯曲强度进行设计125.2.4 几何尺寸运算12六 轴地设计运算 .1 4.6.1 输入轴轴 I 地设计运算 .1 46.1.1 求作用在齿轮上地力146.1.2 初步确定轴地最小直径并挑选联轴器146.1.3 轴地结构设计156.1.4 求轴上地载荷166.1.5 按弯扭合成应力校核轴地强度206.2 中间轴轴 II 地设计运算 .2 06.2.1 确定中间轴上各齿轮地力206.2.2 初步确定轴地最小直径20欢迎下载精品学习资源6.2.3 轴地结构设计176.2.4 求轴上地载荷186.2.5 按弯扭合成应力校核轴地强度206.3 输出轴轴地设计运算 .2 06.3.1 确定输出轴上作用在齿轮上地力206.3.2 初步确定轴地最小直径206.3.3 轴地结构设计206.3.4 求轴上地载荷256.3.5 按弯扭合成应力校核轴地强度276.3.6 精确校核轴地疲惫强度27七 轴承地挑选与运算 .2 97.1 输入轴滚动轴承校核 .2 97.2 中间轴滚动轴承校核 .2 57.3 输出轴滚动轴承校核 .2 6八 键连接地挑选及校核运算 .2 78.1 输入轴上地键地校核 .2 78.1.1 校核联轴器处地键连接278.1.2 校核圆锥齿轮处地键联接278.2 中间轴上地键地校核 .2 78.2.1 校核圆锥齿轮处地键连接278.2.2 校核圆柱齿轮处地键连接278.3 输出轴上地键地校核 .2 78.3.1 校核联轴器处地键连接278.3.2 校核圆柱齿轮处地键连接28九 联轴器地挑选 .2 8.十 减速器箱体结构尺寸2.8十一 减速器附件地挑选 .3 5十二 齿轮地密封与润滑 .3 5十三 设计小结 .3 5.主要参考文献 3.6.欢迎下载精品学习资源（重庆交通高校）机 械 设 计 任 务 书设计题目 带式输送机传动装置设计者学号一 （一）、设计题目：设计带式输送机传动装置1-电动机； 2-联轴器； 3-减速器； 4-滚筒； 5-输送带图 1.1 传动装置方案（二）、原始数据：欢迎下载精品学习资源输送带拉力F/ kN输送带速度V/m/s滚筒直径D/mm折旧期（年）滚筒效率j j欢迎下载精品学习资源42.045080.96（三）、已知条件及设计内容要表求1：.1 传动原始数据1、输送带工作速度v 答应输送带速度误差为+5%，滚筒效率 j j 包括滚筒与轴地效率缺失；2、工作情形：两班制，连续单项运转，载荷较平稳；3、工作环境：室内，灰尘较大，环境最高温度35.C；4、动力来源：电力，三相沟通，电压380/220V ；5、检修间隔期：四年一次大修，二年一次中修，半年一次小修；6、制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产.（四）、设计工作量：欢迎下载精品学习资源1、减速器装配图 1 张（ A0 纸）；2、轴和齿轮地零件工作图2 张；3、设计说明书一份 .欢迎下载精品学习资源运算过程及运算说明结果及注释二 传动方案拟定运动简图如下：欢迎下载精品学习资源图 2.1 传动装置运动简图由图可知，该设备原动机为电动机，传动装置为减速器，工作机为带式输送机 .减速器为水平圆锥- 圆柱齿轮地二级传动，锥齿轮布置在高速级，使其直径不致过大，便于加工.三 电动机地挑选1、电动机类型地挑选：按工作要求和工作条件，选用一般用途地Y 系列全封闭式自扇冷鼠笼型三相异步电动机，电压为380/220V.2、挑选电动机地容量：F=4000NV=2.0m/sD=450mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源工作机所需功率：PWFv40002.0100010008kWPW =8.0kW欢迎下载精品学习资源从电动机到工作机输送带间地总效率： = 12× 23× 3× 4× 5式中， 1、2、 3、4、5分别为联轴器、轴承、锥齿轮传动、斜齿 轮传动和滚筒地传动效率.如齿轮均挑选8 级精度查机械设计课程设计（第五版）表9.1 可知， 1=0.99， 2=0.98， 3=0.97， 4=0.97，另依据已知条件5=0.96，就 =0.992 × 0.983 × 0.97 × 0.97 × 0.96=0.833电动机地输出功率： =0.833欢迎下载精品学习资源PWPd3、确定电动机转速：80.8339.6kWPd=9.6kW欢迎下载精品学习资源按表 9.1 举荐地传动比合理范畴，圆锥- 圆柱齿轮减速器传动比i =10而25工, 作机卷筒轴地转速为欢迎下载精品学习资源nw601000vD601000245085 r/min欢迎下载精品学习资源故电动机转速地可选范畴为nd=i ×（nw1=025） ×85=8502125r/minnw=85r/min欢迎下载精品学习资源符合这一范畴地同步转速有1000r/min 、1500r/min 两种 . 综合考虑电动机和传动装置地尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，打算选用同步转速为1000r/min 地电动机 .4、确定电动机型号依据电动机地类型、容量和转速，查机械设计课程设计（第五版）表 15.1 选定电动机型号为Y160L-6, 其主要性能及电动机主要形状和安装尺寸如下表所示.nd=8502125r/min欢迎下载精品学习资源电动机额定功率满载转速启动转矩最大转矩欢迎下载精品学习资源型号/kWnm r/min额定转矩额定转矩欢迎下载精品学习资源Y160L -6119702.02.0表3.1 电动机主要性能参数型HABCDEFGKbbbhABHL号×12ABA1GDY122141131321373261655021275256801046004480×8555545电动机型号Y160L-6mmL-6表 3.2 电动机安装参数四 运动、动力学参数运算欢迎下载精品学习资源1、总传动比： i =nm/nw=970/85=11.412、安排传动比 :对于圆锥圆柱齿轮减速器，高速级锥齿轮啮合地传动比： i1 0.25i =2.，85就圆柱齿轮啮合地传动比：i2=i/ i1=11.41/2.85=4.003、运算各轴转速（ r/min ）I 轴nI=nm=970II 轴nII =nI/i1=970/2.85 340.4III 轴nIII=nII/i2=340.4/4.00=85.1滚筒轴nw=nIII=85.14、运算各轴地输入功率（ kW ）I 轴PI =Pd 1=9.6 × 0.99=9.5II 轴PII=PI 2 3=9.5 × 0.98 × 0.97=9.03III 轴PIII=PII 2 4=9.03 × 0.98 × 0.97=8.58滚筒轴PIV= P 21=8.58 ×0.98 ×0.99=8.325、运算各轴输入转矩（ N·m ）电动机地输出转矩Td 为i =11.41i1=2.85 i2=4.00nI =970r/min nII=340.4r/min nIII=85.1r/min nw=85.1r/minPI=9.5kW PII=9.03kW PIII=8.58kW PIV=8.32 kW欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源PdT d9550nm95509.697094.52欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源故 I 轴TI =Td 1=94.52 ×0.99=93.57II 轴TII=TI 2 3 i1=93.57× 0.98 × 0.97 × 2.85=253.50III 轴TIII=TII 2 4 i2=253.50× 0.98 × 0.97 × 4.0=963.91滚筒轴TW=TIII 2 1=935.19将上述结果汇总于下表，以备查用.电机轴轴轴轴滚筒轴970970340.485.185.19.69.59.038.588.3294.5293.57253.50963.91935.1912.854.0010.990.950.950.99参数轴名Td=94.52 N m· TI=93.57Nm· TII=253.50Nm· TIII=963.91Nm·欢迎下载精品学习资源转速 r/min 功率 P/kW 转矩/n*m 传动比效率6、验证带速表 4.1 各轴主要参数TW=935.19 N ·m欢迎下载精品学习资源VDn 60100045060100085.12.0051m / s欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源误差 2.00512.02.00.255%5% ，适合！V= 2.0051m/s欢迎下载精品学习资源五 传动零件地设计运算欢迎下载精品学习资源1、圆锥直齿轮地设计运算已知输入功率P1=P=9.5kW, 小齿轮转速为970r/min ，大齿轮转速为340.4r/min ，齿数比为u=i1=2.85 ，由电动机驱动，工作寿命为10 年（每年工作 365 天），两班制，输送机连续单向运转，载荷较平稳.（1） ）选定齿轮精度等级，材料和确定许用应力1）该减速器为通用减速器，选用7 级精度（ GB10095-88 ），齿形角圆锥直齿轮设计欢迎下载精品学习资源am20 ，齿顶高系数不变位 .h *1 ，顶隙系数c*0.2 ，螺旋角0 ，欢迎下载精品学习资源2）材料挑选 由机械设计（第八版）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.3 ）选小齿轮齿数z1=25, 大齿轮齿数z2=u ×z1=2.85 ×25=71.25 ，取 z2=71.（2） ）按接触疲惫强度进行设计运算由设计公式进行运算，即32欢迎下载精品学习资源d12.92ZEKT12欢迎下载精品学习资源FR 10.5 R u（ 1）确定公式内地各运算值1 由 机 械 设 计 （ 第 八 版 ） 表 10-6查 得 材 料 弹 性 影 响 系 数1EZ189.8MPa 2 .2）由机械设计（第八版）图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮地接触欢迎下载精品学习资源疲 劳 强 度 极 限H lim1600MPa ， 大 齿 轮 地 接 触 疲 劳 强 度 极 限欢迎下载精品学习资源H lim 2550MPa . 3）运算应力循环次数小齿轮 :N1=60n2jLh=60×970×1×2 ×8×365×8=2.719 ×109欢迎下载精品学习资源大齿轮：N12.7199欢迎下载精品学习资源N 210=9.54 ×108欢迎下载精品学习资源u2.85欢迎下载精品学习资源4) 由机械设计（第八版）图10-19 查得接触批量寿命系数N1=2.719 ×109欢迎下载精品学习资源5) 运算接触疲惫许用应力KHN1=0.94 ；KHN2=0.95N2=9.54 ×108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K HN 1H 1SH lim 10.94600MPa564 MPa欢迎下载精品学习资源K HN 2HH 2Slim 20.95550MPa522.5MPa H1=564MPa欢迎下载精品学习资源6) 试选 Kv1.2 ，查得 H2=522.5MPa欢迎下载精品学习资源Ka1.0,K1, K1.5 1.251.875欢迎下载精品学习资源所以， KKa KKvK11.01.2 1 1.8752.25欢迎下载精品学习资源7） 选齿宽系数R；3K=2.25欢迎下载精品学习资源8） 运算小齿轮地转矩T12 运算95.51059709.593570N ·mm欢迎下载精品学习资源1）试算小齿轮地分度圆直径d1t ，带入H中地较小值得3欢迎下载精品学习资源2ZEKT1T1=93570N ·mm欢迎下载精品学习资源FRRd1t 2.9210.5 2 u欢迎下载精品学习资源2189.82.2593570欢迎下载精品学习资源2.9232101.59 mm欢迎下载精品学习资源522.52） 运算圆周速度 vv0.333d 1tn10.50.333101.599702.855.16m / s欢迎下载精品学习资源603） 运算载荷系数1000601000d1t 101.59mm欢迎下载精品学习资源由机械设计（第八版）表10-2 查得使用系数KA1.0；欢迎下载精品学习资源依据 v=5.16m/s ， 7 级精度，由机械设计（第八版）图10-8 查得动载系数 KV=1.15 ；v=5.16m/s欢迎下载精品学习资源直齿轮 KHKF1；欢迎下载精品学习资源依据大齿轮两端支撑，小齿轮作悬臂布置，查机械设计（第八欢迎下载精品学习资源版）表得轴承系数KHbe1.25，就欢迎下载精品学习资源KHK F1.5K Hbe1.51.251.875 .欢迎下载精品学习资源接触强度载荷系数 :欢迎下载精品学习资源KK AKv KH KH1.01.1511.8752.1563欢迎下载精品学习资源4） 按实际地载荷系数校正所得地分度圆直径：欢迎下载精品学习资源Kd1d1t3Kt101.592.156332.25100.16mm欢迎下载精品学习资源5） 运算大端模数m：md 1100.16z1254.006mmK=2.1563欢迎下载精品学习资源（3） ）按齿根弯曲疲惫强度设计3公式： m4 KT1YFaYSad1=100.16mm欢迎下载精品学习资源10.5 2 z 2u21FRR1（ 1）确定公式内地各运算值6) 由机械设计（第八版）图10-20c 查得小齿轮地弯曲疲惫强度极欢迎下载精品学习资源限FE1500MPa ，大齿轮地弯曲疲惫强度极限FE 2380MPa .m=4.006mm欢迎下载精品学习资源7) 由机械设计（第八版）图10-18 取弯曲疲惫寿命系数：KFN1=0.91 ，KFN2=0.92 ；3) 运算弯曲疲惫许用应力欢迎下载精品学习资源取弯曲疲惫安全系数S=1.4 ，就，欢迎下载精品学习资源KFN 1F 1FE 10.91500MPa325MPa欢迎下载精品学习资源KFN 2F 2SFE 20.921.4380MPa249.71MPa欢迎下载精品学习资源S4) 确定弯曲强度载荷系数:1.4欢迎下载精品学习资源KKA KvKF K F1.01.151 1.8752.1563欢迎下载精品学习资源5）运算节圆锥角：1； F1=325MPa欢迎下载精品学习资源1arctan u19.335； 2=90-1°9.335=°70.665 ° F2=249.71MP欢迎下载精品学习资源6） 运算当量齿数：Zv1 ZV 2z1 cos1z2cos225cos19.335 71cos 70.66526214aK=2.1563 1=19.335 °欢迎下载精品学习资源7） 由 机 械 设 计 （ 第 八 版 ） 表 10-5查 得 齿 形 系 数 ：YFa1=2.60,YFa2=2.06 ；应力校正系数：YSa1=1.595,YSa2=1.97. 2=70.665 °欢迎下载精品学习资源8） 运算大小齿轮地YFa YSa,并加以比较 .FZv1=26欢迎下载精品学习资源YFa1YSa12.601.5950.01276 ；Zv2=214欢迎下载精品学习资源F 1325欢迎下载精品学习资源YFa 2YSa22.061.970.01625欢迎下载精品学习资源F 2大齿轮地数值大 . 2设计运算：3m249.714 KT1YFa YSaYFa1YSa10.01276欢迎下载精品学习资源222F 1欢迎下载精品学习资源R 10.5 R z1u1F4欢迎下载精品学习资源42.1563=23119.35710220.01625 mmYFa 2YSa20.01625欢迎下载精品学习资源10.525332.851F 2欢迎下载精品学习资源=3.11mm对比运算结果，齿面接触疲惫强度运算地模数m 大于按齿根弯曲疲惫强度运算地模数,由于齿轮模数m 地大小主要取决于弯曲强度所打算地承载才能，而齿面接触疲惫强度所打算地承载才能仅与齿轮直径（即模数与齿数地乘积）有关，可取由弯曲疲惫强度算得地模数3.11mm 并就近圆整为标准值m=3.5mm ，按接触强度算得地分度圆直径d1=100.16mm ，算出小齿轮齿数欢迎下载精品学习资源d1z1=m100.163.528.6229m 3.11mm欢迎下载精品学习资源大齿轮齿数z2=u z1·=2.85 ×29=82.65,取 z2=83.这样设计出地齿轮传动，既满意了齿面接触疲惫强度，又满意了齿根弯曲疲惫强度，并做到了结构紧凑，防止铺张.（ 3）几何尺寸运算欢迎下载精品学习资源d1mz13.5 29101.5mm,d 2mz213.5 83290.5mmz1=29z2=83欢迎下载精品学习资源dm1d1 10.5 R101.510.5 384.58mm欢迎下载精品学习资源dm2z2d 2 1830.5R290.51 0.513242.08mmd1=101.5mm欢迎下载精品学习资源u=z1291arccos290u22.86u212.86 21dm2=242.08mm9019.27270 .728u=2.86u11arccos2.8622.86119.272d2=290.5mm dm1=84.58mm 1=19.272 °欢迎下载精品学习资源Rd12101.52153.76mm 2=70.728 °欢迎下载精品学习资源圆整并确定齿宽 b=RR=1/3×153.76=51.25mm取 b1=b2=51mm.2、圆柱斜齿轮地设计运算已知： 输入功率9.03kW ，小齿 轮转速为340.4r/min ， 齿数 比为u=i2=4.00 ，电动机驱动，工作寿命为8 年（每年工作365 天）两班制， 带式输送机，连续单向运转，载荷较平稳.（1） ）选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1） 依据传动方案图，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，应选用7 级精度 GB10095-883） 材料挑选.由机械设计（第八版）表10-1 挑选小齿轮材料为40Cr （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.4）选小齿轮齿数 z1=24，大齿轮齿数 z2=u ·z1=4.00 ×24=96.5）选取螺旋角 .初选螺旋角14（2） ）按齿面接触强度进行设计运算由设计运算公式进行试算，即：R=153.76mmb=51.25mm b1=b2=51mm欢迎下载精品学习资源d 1t2 KtT 33du1 ZHZE 2uH选 z1=24 z2=96欢迎下载精品学习资源（ 1）确定公式内地各运算数值1）试选 Kt=1.6.2）由机械设计（第八版）图10-30 选取区域系数 ZH142.433欢迎下载精品学习资源3）由机械设计（第八版）图10-26 查得， 1=0.7，65 2=0.8，80就 = 1+ 2=0.765+0.880=1.6454） ）由机械设计（第八版）表10-6 查得材料地弹性影响系数1ZE189.8MPa 2 .5） 运算小齿轮传递地转矩：欢迎下载精品学习资源T 395.5105 Pn95.5105340.49.032.533105 N mm欢迎下载精品学习资源6） 由机械设计（第八版）表10-7 选取齿宽系数 d=1.7） 由机械设计（第八版）图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮地接触 =1.645欢迎下载精品学习资源疲 劳 强 度 极 限H lim1600MPa ， 大 齿 轮 地 接 触 疲 劳 强 度 极 限欢迎下载精品学习资源H lim 2550MPa .8） 运算应力循环次数：小齿轮 :N3=60nIIjLh=60 ×340.4 ×1×（ 2×8×365×8）=9.542 ×1088ZE=189.8MPa.T3=2.533 ×105N·欢迎下载精品学习资源大齿轮 : N 4N 39.542102.386810mm欢迎下载精品学习资源i II4.00欢迎下载精品学习资源9) 由 机 械 设 计 （ 第 八 版 ） 图 10-19取 接 触 疲 劳 寿 命 系 数KHN1=0.95 ， KHN2=0.96.10）运算接触疲惫许用应力：取失效概率为1%，安全系数 S=1，得 d=1欢迎下载精品学习资源K HN 1H 1Slim 10.95600 MPa570MPa欢迎下载