带式运输机传动装置的设计bmyl.docx

机械设设计课程程设计说说明书设计题目目：带式式输送机机传动系系统设计计系（院）别别：纺织织服装学学院专业班级级：纺织织工程0083班班学生姓名名：方第第超指导老师师：孙桐桐生老师师 完成日期期：20010年年12月机械课程程设计目录一 课程程设计书书 2二 设计计要求 2三设计步步骤21.传动动装置总总体设计计方案 32.电动动机的选选择 43.确定定传动装装置的总总传动比比和分配配传动比比 54. 计计算传动动装置的的运动和和动力参参数 555. 设设计V带带和带轮轮 66.齿轮轮的设计 887. 滚滚动轴承承和传动动轴的设设计 1198. 键键联接设设计 269. 箱箱体结构构的设计计 2710.润润滑密封封设计 30011.联联轴器设设计 330四设计小小结 31五参考资资料 32第一章 设计任任务书1、设计计的目的的械设计计课程设设计是是为机械械类专业业和近机机械类专专业的学学生在学学完机械械设计及及同类课课程以后后所设置置的实践践性教学学环节，也也是第一一次对学学生进行行全面的的，规范范的机械械设计训训练。其其主要目目的是：（1）培培养学生生理论联联系实际际的设计计思想，训训练学生生综合运运用机械械设计课课程和其其他选修修课程的的基础理理论并结结合实际际进行分分析和解解决工程程实际问问题的能能力，巩巩固、深深化和扩扩展学生生有关机机械设计计方面的的知识。（2）通通过对通通用机械械零件、常常用机械械传动或或简单机机械设计计，使学学生掌握握一般机机械设计计的程序序和方法法，树立立正面的的工程大大合集思思想，培培养独立立、全面面、科学学的工程程设计能能力。（3）课课程设计计的实践践中对学学生进行行设计基基础技能能的训练练，培养养学生查查阅和使使用标准准规范、手手册、图图册及相相关技术术资料的的能力以以及计算算、绘图图、数据据处理、计计算机辅辅助设计计等方面面的能力力。2、设计计任务设计一用用于带式输送送机传动动系统中中的减速速器。要要求传动动系统中中含有单单级圆柱柱齿轮减减速器及及V带传传动。在课程设设计中，一一般要求求每个学学生完成成以下内内容： 11）减速速器装配配图一张张（A11号图纸纸） 22）零件件工作图图233张（如如齿轮、轴轴或箱体体等3）设计计计算说说明书一一份（880000字左右）3、设计计内容一般来说说，课程程设计包包括以下下内容：1）传动动方案的的分析和和拟定2）电动动机的选选择 3）传动系系统的远远动和动动力参数数的计算算 4）传动零零件的设设计计算算 5）轴的设设计计算算 6）轴承、联联接件、润润滑密封封及联轴轴器的选选择和计计算 7）箱体结结构及附附件的计计算 8）装配图图及零件件图的设设计与绘绘制 9）设计计计算说明明书的整整理和编编写10）总总结和答答辩第二章 带式传传动机传传动系统统设计1、设计计题目：单级圆圆柱齿轮轮减速器器及V带带传动2、传动动系统参参考方案案（如图图）：3、原始始数据： F=22.3kNF：输送带带工作拉力力； V=1.11m/ssV：输输送带工工作速度度； D=300mmm D：滚滚筒直径径。4、工作作条件 连续续单向运运转，空空载启动动，工作作时有轻轻微震动动，工作作年限88年，两班制工工作。第三章 电动机机的选择择1、电动动机类型型和结构构型式的的选择：按已知的的工作要要求和条条件，选选用 YY系列三三相交流流异步电电动机（JJB/TT103391-20002）。2、工作作机所需需要的有有效功率率根据已知知条件，工工作机所所需要的的有效功功率 PPw=FF·V/110000=23300×1.1/10000=2.74kw设：22w输送机机滚筒轴轴至输送送带间的的传动效效率c 联轴轴器效率率0.999g闭闭式圆柱柱齿轮效效率0.97b一一对滚动动轴承效效率0.98cy输送机机滚筒效效率0.96估算传动动系数总总效率:01=c=0.9512=b·g=0.999×0.997=00.9660334=b·c=0.999×0.999=00.988013w=b·cyy=0.99××0.996=00.95504则传动系系统的总总效率为：=001·12·34·3w=0.995×0.996033×0.998011×0.995044=0.843、工作作时电动动机所需需功率为为：Pd= Pw/=2.74/0.84=4.446 kkw由表122-1可可知 ，满满足PeePd条条件的YY系列三三相交流流异步电电动机额额定功率率取为33.0 kw。4、电动动机转速速的选择择：nw=6600000v/d=6600000×1.1/3.14××300=70.06rr/miin初选同步步转速为为15000r/minn和10000rr/miin的电电动机，由由表122-1可可知对应应额定功功率Pee为3.0kww的电动动机型号号分别为为Y1332sMM2-66和Y1332s-4,现现将两个个型号的的电动机机有关技技术数据据及相应应的算得得的总传传动比例例表1-2中。表1-22 方案案的比较较方案号电动机型型号额电功率率（kww）同步转速速（r/minn）满载转速速（r/minn）Y1322M2-63.010000960Y1322s-443.01500014400总传动比比D（mmm）E(mmm)13.338388020.0093880通过上述述两种方方案比较较用以看看出：方方案选用的的电动机机转速高高，质量轻轻，价格低低，总传动动比为113.338，故故选方案案较为合合理，由由表122-2查查得电动动机中心心高H=1322mm；轴伸出出部分用用于装联联轴器轴轴段的直直径和长长度分别别为：DD=388mm和和E=880 mmm。第四章 各级传传动比的的分配1、总传传动比: ii总=nmm/nww=9600/63.70=15.07 由由传动方方案图可可知：ii1=33； ii2=55； ii3=11 传动系系统各轴轴的转速速，功率率和转矩矩计算如如下：1轴（电电动机轴轴）n1=nnm=9960rr/miinP0=ppd=44.466kwTd=995500·pd/nm=29.58NN·m 22轴（减减速器高高速轴） n2=n1/i1=3200r/mmin P22=p00·n011=4.46××0.995=44.233kwT2=995500·p2/n2=1226.224N·m 33轴（减减速器低低速轴） n3=n2/i2=64r/minnP3=PP2×0.998×0.998×0.997=33.944kwT3=995500·p3/n3=5877.922N·m 44轴（工工作轴）n4=nn3=64r/minnP4=PP3×0.998×0.996=33.711kwT4=995500·p4/n4=5533.600N·m2、将上上述计算算结果列列于表11-3中中以供应应。表1-33 传动动系统的的远动和和动力参参数电动机2轴3轴工作机 转（rr/miin）9603206464 功功率（kkw）4.4664.2333.9443.711 转矩矩（N··m）29.558126.24587.92553.60 传动动比i1351第五章 齿轮的的设计1、选择择材料和和热处理理方法，并并确定材材料的许许用接触触应力根据工作作条件，一一般用途途的减速速器可采采用闭式式软齿面面传动。查查表5-6得小齿轮 455钢 调调制处理理 齿齿面硬度度HBSS1=2330大齿轮 455钢 正正火处理理 齿齿面硬度度 HBBS2=1990 两齿齿轮齿面面硬度差差为400HBSS，符合合软齿面面传动的的设计要要求2、确定定材料许许用接触触应力查表5-11得得，两实实验齿轮轮材料接接触疲劳劳强度极极限应力力为：hliim1=4800+0.93(HBSS1-1335)=4800+0.93(2300-1335)=5688.4MMpahliim2=4880+00.933(HBBS2-1335)=4800+0.93(1900-1335)=5311.2 Mpaa由表5-12按按一般重重要性考考虑，取取接触疲疲劳强度度的最小小安全系系数：ssh limm1=11.0 两齿轮材材料的许许用接触触应力分分别为H11= h llim11/ ssh llim11=5668.44 MppaH22= h llim22/ ssh llim11=5331.22 Mppa3、根据据设计准准则，按按齿面接接触疲劳劳强度进进行设计计 查查表5-8，取取载荷系系数K=1.22；查表5-9，查查取弹性性系数ZZE=1889.88；取齿齿宽系数数d=1(闭式软软齿面)；H取取其中较较小值为为5311.2MMpa代代入。故故d1 =776.334mmm4、几何何尺寸计计算 齿齿数 由于采采用闭式式软齿面面传动，小小齿轮齿齿数的推推荐值是是2040，取取Z1=277，则ZZ2= 881 模模数 m=dd1/ZZ1=22.833mm 由由表5-2，将将m转换换为标准准模数，取取m=33mm 中中心距 a=m(ZZ1+ZZ2)/2=1162mmm 齿齿宽 b2=dd1=1×76.34=76.34mmm，取取整b22=76mmmb 1= 766+（55100）mmm，取bb 1=80mmm5、校核核齿根弯弯曲疲劳劳强度 由校校核公式式（5-35）F=YYFYs 查查表5-10，两两齿轮的的齿形系系数，应应力校正正系数分分别是（YYF2,YYs2由线性性插值法法求出）Z1=227时 YF1 =2.57 YYs1=1.60Z2 =81时时 YF2 =2.2188 YYs2 =1.77查表5-11，两两实验齿齿轮材料料的弯曲曲疲劳极极限应力力分别为为f llim11=1990+00.2(HBSS1-1335)=2099 Mppaf llim22=1990+00.2(HBSS2-1335)=2011 Mppa查表5-12，弯弯曲疲劳劳强度的的最小安安全系数数为sF liim1=1.00两齿轮材材料的许许用弯曲曲疲劳应应力分别别为F11= h llim11/ ssh llim11=2009 MMpaF22= h llim22/ ssh llim22 =2011 Mppa将上述参参数分别别代入校校核公式式（5-35），可可得两齿齿轮的齿齿根弯曲曲疲劳应应力分别别为F1=YF1YssF1=2009 MMpaF2=YF2Yss2F2=2011 Mppa所以两齿齿轮的齿齿根弯曲曲疲劳强强度均足足够。6、齿轮轮其他尺尺寸计算算 分分度圆直直径 d11=mZ1 =33×27=81 mm d2=mZ2 =3×81=2433 mmm齿顶圆直直径 daa1=dd1+2hha=811+2××3=887mmm da22=d2+2ha=2443+22×3=2449mmm齿根圆直直径 dff1=dd1-2hhf=811-2××1.225=777.225mmm dff2=d2-2hhf=2433-2××1.225=2399.255mm中心距 a=mm(Z11+Z22)/22=1662mmm齿宽 b11=80mmm b2=766mm7、选择择齿轮精精度等级级 齿齿轮圆周周速度 v11=1.336m/s 查表55-7，选选齿轮精精度等级级：第公差组组为9级级，由“齿轮传传动公差差”查得 小齿轮轮 9-99-8 GJJ GGB1000955-888 大齿轮轮 9-99-8 HKK GGB1000955-888第六章 轴的设设计从动轴的的设计1、选取取材料和和热处理理方法，并并确定轴轴材料的的许用应应力：由于为普普通用途途，中小小功率，选选用455钢正火火处理。查查表155-1得得b=6000Mppa，查查表155-5得得b-1=555 MMpa2、估算算轴的最最小直径径：由表155-2查查得A=1100，根据据公式（15-1）得:d1AA=42.2955mm 考虑轴轴端有一一键槽，将将上述轴轴径增大大5%，即即42.2295××1.005=444.440mmm。该轴轴的外端端安装联联轴器，为为了补偿偿轴的偏偏差，选选用弹性性柱销联联轴器。查查手册表表选用柱柱销联轴轴器，其其型号为为为HLL3，最最小直径径d1=45mmm3、轴的的设计计计算并绘绘制结构构草图：（1）确确定轴上上零件的的布置方方案和固固定方法法： 参考一一般减速速器结构构，将齿齿轮布置置在轴的的中部，对对称于两两端的轴轴承；齿齿轮用轴轴环和轴轴套作轴轴向固定定，用平平键和过过盈配合合（H77/r66）作轴轴向固定定。右端端参考一一般减速速器结构构，将齿齿轮布置置在轴的的中部，对对称于两两端的轴轴承齿轮轮用轴环环和轴套套作轴向向固定，用用平键和和过盈配配合（HH7r6）作作周向固固定，右右端轴承承用轴肩肩和过度度配合（H7K6）固定内套圈；左端轴承用轴套和过渡配合（H7K6）固定内套圈。轴的定位则由两端的轴承端盖轴向固定轴承的外套圈来实现。输出端的联轴器用轴肩和挡板轴向固定，用平键作周向定位。（2）直直齿轮在在工作中中不会产产生轴向向力，故故两端采采用深沟沟球轴承承。轴承承采用润润滑，齿齿轮采用用油浴润润滑。（3）确确定轴的的各段直直径：外伸端直直径d11=455mm按工艺和和强度要要求把轴轴制成阶阶梯形，取取通过轴轴承盖轴轴段的直直径为dd2=dd12h=d12×0.007d11=511.3mmm由于于该段处处安装垫垫圈，故故取标准准直径dd2=556mm考虑轴承承的内孔孔标准，取取d3=d7=60,初选轴轴承型号号62112。直径为dd4的轴轴段为轴轴头，取取d4=66mm轴环直径径d5=d42h=64×（12×0.007）=70mm根据轴承承安装直直径，查查手册得得d6=68mm（4）确确定轴的的各段长长度：L4=774mmm（轮毂毂宽度为为B2=76mmm。L4比B2长13mmm）L1=558mmm（HL33弹性注注销联轴轴器J型轴孔孔长度为为B1=60mmmL11 比B1短13mmm）L7=223mmm( 轴承承宽度为为B3=22mmm , 挡油油环厚11mm)L5=88mm（轴轴环宽度度为b1.44h）根据减速速器结构构设计的的要求，初初步确定定2=110115mmm ll2=55100mmL6=212L3=11mmmL3=BB3l22(13)=42mmmL2=555mmm(根据减减速器箱箱体结构构等尺寸寸初步确确定为（5565mm）两轴承之之间的跨跨距：L=B332I2222B2=232(55100mm)2×（1015mmm）82=135mm4、从动动齿轮的的受力计计算 分度圆圆直径dd1=mmz=33×81=2433mm转矩 TT=9.55××106×Pn=58879221N·mm圆周力FFt=22Td1=48339N径向力 Fr=Ft××tann20o =17761NN5、按扭扭矩和弯弯曲组合合变形强强度条件件进行校校核计算算1）绘制制轴的受受力简图图见图88-2（a）2）将齿齿轮所受受力分解解成水平平H和铅垂垂平面VV内的力力3）求水水平面HH和铅垂垂平面VV的支座座反力1 水平平面H内的支支座反力力:FH1=FH22= FFr/22=8880N2 铅垂垂平面VV内的支支座反力力：RV1=RV22= FFt/22=24420NN4）绘制制弯矩图图:1 水平平面H的的弯矩图图见图88-2(b) MHH=65FHH1=65×8800=572200NN2 铅垂垂面V的的弯矩图图见图88-2(c)MV=665×RV11=65×24200=15773000N3 合成成弯矩图图见8-2(dd)M合=(MH2+MV2)1/22=(57220022+157730002)1/22=16773777N·mm4 绘制制扭矩图图见图88-2(e) TT=58879221N·mm5 绘制制当量弯弯矩图见见图8-2(ff)单向转动动，故切切应力脉脉动循环环，取=0.6 ，bb截面当当量弯矩矩为： Mea=T=0.66×58779211=35227522N·mm6、校核核轴的强强度根据总合合成弯矩矩图、扭扭矩图和和轴的结结构草图图的判断断a、bb截面为为危险截截面，下下面分别别进行校校核：1）校核核a截面面 da=40mmm 考考虑键槽槽后，由由于daa=400×1.005=442mmm<d11=455mm，故故a截面安安全。2）校核核b截面面Meb=M合=16673777N·mmdb=31mmm考虑键槽槽后，由由于dbb=311×1.005=332.555mmm<d44=633mm，故故b截面安安全。因因为危险险截面aa、b均安全全，所以以原结构构设计方方案符合合要求。主动轴的的设计1、选取取材料和和热处理理的方法法，并确确定轴材材料的许许用应力力根据设计计要求，普普通用途途，中小小功率，单单向运转转，选用用45钢钢正火处处理。查查表155-1得得b =6600 Mpaa,查表表15-50=555Mpaa.2、估算算轴的最最小直径径由表115-22查取AA=1110，根根据公式式（155-1）得得d1=26.2mmm 考虑轴轴端有一一键槽，将将上述轴轴径增大大5%，即即26.2×1.005=227.551mmm。该轴轴的外端端安装VV带轮，为为了补偿偿轴的偏偏差，选选用腹板板式带轮轮，最后后取轴的的最小直直径为dd1=300mm。3、轴的的结构设设计并绘绘制草图图。1）确定定轴上零零件的布布置方案案和固定定方式2）参考考一般减减速器机机构3）确定定轴的各各端直径径外端直径径d1=30mmm按工艺和和强度要要求把轴轴制成阶阶梯形，取取穿过轴轴承盖周周段的轴轴径为dd2=dd1+22h=dd1+22×0.007d11=344.2mmm，由由于该处处安装垫垫圈，故故取标准准直径dd2=336mmm考虑到到轴承的的内孔标标准。取取d3=d7=45mm（两两轴承类类型相同同）。初初选深沟沟球轴承承型号为为62099。 直直径为dd4的轴轴段为轴轴头，取取d4=54mmm轴环直径径d5=50mmm，根据轴承承安装直直径，查查手册得得d6=47mmm。4、确定定各轴的的长度：L4=884mmm（轮毂毂宽度为为B2=82mmm。L4比B2长13mmm）L1=558mmm（HL33弹性注注销联轴轴器J型轴孔孔长度为为B1=60mmmL1 比B1短13mmm）L7=220mm（轴轴承的宽宽度B33为19mmm，加1mmm的挡挡油环）L5=88mm（轴轴环宽度度为b1.44h）根据减速速器结构构设计的的要求，初初步确定定2=110115mmm ll2=55100mmL6=2+L22-L55=111mmL3=BB3+LL2+2=42mmmL2=555mmm两轴承的的跨距L=B33+2L2+22+B2=222+2××（5110）+2×（1015）+566=135mmm5、主动动轴的受受力计算算 分度圆圆直径dd1=mmz=33×27=81mmm转矩 TT=9.55××106×Pn=12262339N·mm圆周力FFt=22Td1=31117N径向力 Fr=Ft××tann20o =11134NN6、按扭扭矩和弯弯曲组合合变形强强度条件件进行校校核计算算 (11)绘制制轴的受受力简图图(2)将将齿轮所所受力分分解成水水平H和铅垂垂平面VV内的力力(3)求求水平面面H和铅垂垂平面VV的支座座反力1 水平平面H内的支支座反力力:FH1=FH22= FFr/22=5667N2 铅垂垂平面VV内的支支座反力力：RV1=RV22= FFt/22=15558NN (4)绘绘制弯矩矩图:1 水平平面H的的弯矩图图 MHH=65FHH1=65×5677=3668555N2 铅垂垂面V的的弯矩图图MV=RRV1=65×15558=11012270NN3 合成成弯矩图图见8-2(ff)M合=(MH2+MV2)1/22=(36885522+101127002)1/22=10777677N·mm4 绘制制扭矩图图 TT=12262339N·mm5 绘制制当量弯弯矩图单向转动动，故切切应力脉脉动循环环，取=0.6 ，bb截面当当量弯矩矩为： Mea=T=0.66×12662399=757743NN·mm7、校核核轴的强强度根据总合合成弯矩矩图、扭扭矩图和和轴的结结构草图图的判断断a、bb截面为为危险截截面，下下面分别别进行校校核：1） 校核a截截面 dda=23.96mmm 考虑虑键槽后后，由于于da=23.96××1.005=225.1158mmm<dd1=332mmm，故a截面安安全。2）校核核b截面面Meb=M合=10077667N·mm dbb =266.966mm 考考虑键槽槽后，由由于dbb=266.966×1.005=228.33mm<dd4=447.55mm，故故b截面安安全。 因因为危险险截面aa、b均安全全，所以以原结构构设计方方案符合合要求。8、绘制制轴的零零件图（略略）第七章 V带传传动的设设计 1、选择择V带型型号： 由由表111-7查查得KAA=1.1，PPC=KKA· pdd=1.1×4.446=44.9006kww根据PCC=4.9066kw，nnm=9960rr/miin，由由图111-8可可选取普普通B型型的。2、确定定带轮基基准直径径，并验验算带速速V：由图111-8可可知，小小带轮基基准直径径的推进进值为11121400由表111-8，则则取ddd1=1125mmm由dd22=ddd1·nm/n1=1255×9600/2440=5500mmm由表111-8取取dd22=5000mmm,实际际传动比比i为： ii=ddd2/ddd1=5000/1225=44由(111-144)式得得：v=ddd1n00/600·10000=66.288m/ss v值值在525mm/s范范围内，带带速合格格。3、确定定带长LLd和中中心距aa：由(111-155)式得得：0.7（ddd1+dd22）a02（ddd1+dd22）437.5mmma012550mmm初选中心心距：aa0= 5500mm由(111-166)式得得：L0=22a0+（ddd1+dd22）/2+（ddd2dd11）2/4a0=21445.117mmm由表111-2取取Ld=22440mmm由式（111-117）得得实际中中心距为为：aa00+（LLdLL0）/2=5997.4415mmm4、验算算小带轮轮的包角角a1，由由式（111-118）得得：a1=11800057.30×（ddd2ddd1）/a=144.0401200（满足要求）5、确定定V带的的根数zz： 查查表111-4，由由线性插插值法可可得：p=1.64+（1.931.664）/(122009500) ·（96609950）=1.665kww查表111-5，由由线性插插值法可可得：p=00.255+（0.30.225）/(98808800) ··（96608800）=0.2294kkw查表111-6，由由线性插插值法可可得：ka=00.899+（0.920.889）/(15501140) ··（1444.0441440）=0.9902查表111-2，可可得kLL=1.00由式（111-119）得得V带根根数z为为： z=p C/（pp）kaakL=4.9906/（1.650.2294）00.9002·1.000=2.8（根根） 取整数数：故zz=3（根根）6、计算算单根VV带预紧紧力F00:查表111-1得得q=00.177kg/m，由由式（111-220）得得单根VV带的预预紧力FF0为：F0=5000p CC/zV （22.5/ka）1qVV 2=5000×4.9006/3×6.228(2.55/0.99021)0.117×6.2282=2377.155KN7、计算算V带对对轴的压压力Q：由式（111-221）得得V带对对轴的压压力Q为为：Q=2zzF0ssin(a1/2)=2×3×2377.155sinn(1444.004o/2)=12232.23NN8、 VV带轮的的结构设设计，并并绘制VV带轮的的零件工工作图（略略）。第八章 键联接接的选择择标准键的的选择包包括键的的选择，联联轴器的的选择，螺螺栓、螺螺母、螺螺钉的选选择，销销的选择择、垫圈圈、垫片片的选择择。1、键的的选择查表4-1（机机械设计计基础课课程设计计）轴与齿齿轮相配配合的键键：b =100mm, h = 88 mmm, tt = 5.00mm, tt1=33mm轴与大大齿轮相相配合的的键：bb =116mmm, hh = 10mmm, t = 6.0mmm, t1 = 44mm轴与联联轴器相相配合的的键：bb = 12mmm, h = 88mm, tt = 5mmm, t 11= 33mm2、联轴轴器的选选择根据轴设设计中的的相关数数据，查查表4-1（机机械设计计基础课课程设计计），选选用联轴轴器的型型号为HHL2, GBB50114 855。3、螺栓栓、螺母母、螺钉钉的选择择考虑到减减速器的的工作条条件，后后续想体体的附件件的结构构，以及及其他因因素的影影响选用螺栓栓GB557822 86, M66*255和GB557822 86, M110*335 ，GB57782 886, M100*255三种。选用螺母母GB661700 86, M110和GB661700 86, M112两种种。选用螺钉钉GB557822 86, M66*255和GB557822 86, M66*300两种。第九章 减速器器的润滑滑与密封封1、减速速器的润润滑 为了降降低摩擦擦，减少少磨损和和发热，提提高机械械效率，减减速器的的传动零零件和轴轴承等必必须进行行润滑。润滑油粘粘度的荐荐用值见见表200-12、减速速器的密密封 为了阻阻止润滑滑剂流失失和防止止外界灰灰尘、水水分及其其他杂物物渗入，减减速器中中应该设设置密封封装置。由减速器器的结构构特点可可选择接接触式密密封中的的毡圈油油封密封封第十章 设计心心得第十一章章