2022年机械设计设计一带式输送机传动装置.docx

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1、精品学习资源机械设计课程设计运算说明书设计题目：设计一带式输送机传动装置机械设计及其自动化专业二班设计者 指导老师韦衡冰2021 年 12 月 20 日梧州学院欢迎下载精品学习资源目录一 设计任务书2二. 传动装置总体设计 3三 电动机地挑选4四 V 带设计6五带轮 地设计8六 齿轮地设计及校核9七高速 轴地设计校核 14八低速 轴地设计和校核21九 .轴承强度地校核29十 键地挑选和校核31十一.减速箱地润滑方式和密封 种类地挑选 32十二. 箱体地设置 33十三.减速器附件地 挑选 35十四.设计总结 37十五.参考文献 38欢迎下载精品学习资源一任务设计书第 1 题 ： 设计一带式输送机

2、传动装置1-A1-B1-C1-D1-E21.251.51.61.81.31.81.71.61.5180250260240220题号输送带地牵引力 F/kN 输送带地速度 v/m/s 输送带滚筒地直径D/mm工作条件：连续单向运转 ,载荷平稳 ,空载起动 ,使用期 10 年（每年300 个日） ,小批量生产 ,两班制工作 ,输送机工作轴转速答应误差为5%.生产条件：中等规模机械厂 ,可加工 7 8 级齿轮及蜗轮 .动力来源：电力 ,三相沟通（ 380/220）.欢迎下载精品学习资源设计工作量： 1.减速器装配图一张（ A1） 2.零件图（ 1 3）3.设计说明书一份挑选数据：输送带地牵引力 F=

3、2kN输送带地速度 v=1.3m/s 输送带滚筒地直径 D=180 二、挑选电动机1. 传动装置地总效率： =122345式中： 1 为 V 带地传动效率 ,取1=0.96； 2为两对滚动轴承地效率 ,取2=0.99； 3 为一对圆柱齿轮地效率 ,取3=0.97； 4为弹性柱销联轴器地效率 ,取4=0.98； 5为运输滚筒地效率 ,取5=0.96.所以,传动装置地总效率 =0.96 0.99 0.990.970.980.96=0.86电动机所需要地功率P=FV/=20001.3/0.86=3.02kw.2. 卷筒地转速运算nw =60 1000V/ D=60 10001.3/3.14 180=

4、138r/min欢迎下载精品学习资源V 带传动地传动比范畴为i 1=25.欢迎下载精品学习资源机械设计第八版 155 页：传动比大 ,会减小带轮包角 .当带轮地包角减小到肯定程度时 ,带传动就会打滑 ,从而无法传递规定地功率 .欢迎下载精品学习资源因此,带传动地传动比一般为 i 7, 举荐值为 i= 25.欢迎下载精品学习资源单级圆柱齿轮减速器 ,举荐传动比为i 2 8 10. 详见机械设计第欢迎下载精品学习资源八版 413 页,表 18-1 单级圆柱齿轮减速器总传动比地范畴为 16,50；电动机地转速范畴为 2208,5520；3. 挑选电动机地型号：依据工作条件 ,挑选一般用途地 Y 系列

5、三相异步电动机 ,依据电动机所需地功率 ,并考虑电动机转速越高 ,总传动比越大 ,减速器地尺寸也相应地增大 ,所以选用 Y112M-2 型电动机 .额定功率 4KW,满载转速2890（ r/min） ,额定转矩 2.2（N/m）,最大转矩 2.3（ N/m） .4. 运算传动装置地总传动比和安排各级传动比欢迎下载精品学习资源总传动比 i b式中：n / n w=2890/138=20.9欢迎下载精品学习资源n 为电动机满载转速；nw 为工作机轴转速 .欢迎下载精品学习资源取 V 带地传动比为 i 1=3,就减速器地传动比i 2 = i b/3=6.96；欢迎下载精品学习资源5. 运算传动装置地

6、运动和动力参数6. 运算各轴地转速 .欢迎下载精品学习资源轴： n1n / i 12890 / 3963.32r/min欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源轴： n2ni / 6.96138r/ min欢迎下载精品学习资源卷筒轴： n3n2 =138r/min7. 运算各轴地功率欢迎下载精品学习资源轴： P1P 1=3.02 0.96=2.8992kW轴 P 2P1 2 3=2.8992 0.99 0.97=2.7841kW卷筒轴地输入功率： P3=P22=2.7841 0.98 0.99=2.7kW8. 运算各轴地转矩电动机 轴地 输 出转转 矩 ： T0=9550P/n=95503.0

7、2/2890=9.98 N m轴地转矩： T1=T 1i 112=9.9830.960.99=28.45N m 轴 地 转 矩 ： T3=T2i2 2 3=28.45 6.96 0.99 0.97=190.15N m其次部分 传动零件地运算三 V 型带零件设计1. 运算功率：PCA =K A P=1.34=5.2Kwk A - 工作情形系数 ,查表取值 1.3；机械设计第八版 156 页p电动机地额定功率2. 挑选带型依据 PCA =5.2kW,n=2890,可知挑选 A 型；机械设计第八版 157页由表 86 和表 88 取主动轮基准直径 dd1=90mmd就从动轮地直径为 dd2=270m

8、m,从表 8-8 取 dd2=280mm 3.验算带地速度dnv1=3.14 902890/60 1000=13.6m/s60 1000欢迎下载精品学习资源机械设计第八版 155 页:当带传动地功率肯定时 ,提高带速 ,可以降低带传动地有郊拉力, 相应地削减带地根数或者V 带地横截面积 ,总体上削减带传动地尺寸；但是 ,提高带速 ,也提高了 V 带地离心力 ,增加了单位时间内带地循环次数 ,不利于带传动地疲惫强度和寿命 .降低带速就有相地反地利弊.由此可见 ,带速不宜过高或过低,一般举荐 v=525m/s,最高带速vmax30m/s.明显 13.6m/s30m/s,这说明这个速度合理欢迎下载精

9、品学习资源4、确定一般 V 带地基准长度和传动中心矩依据 0.7 dd1 + dd 2 a0 900机械设计第八版 158 页公式 8-25 地引用7.确定带地根数 Z欢迎下载精品学习资源Z p0pcap0 k kl=5.2/（1.66+0.36） 0.96 0.99=2.708欢迎下载精品学习资源机械设计第八版 158 页公式 8-26 地引用8. 运算预紧力欢迎下载精品学习资源F min500pca2.51q2 机械设计第八版158 页公式 8-27欢迎下载精品学习资源0地引用vzkv欢迎下载精品学习资源机械设计第八版149 查表 8-3 得 q=0.1（ kg/m）5.22.52F 05

10、0010.1 1.251112.20.1521112.3141.2530.969. 运算作用在轴上地压轴力0FP2zF 0 sin23 1112.3sin 79.16553.4N2机械设计第八版 158 页公式 8-28 地引用四.带轮结构设计带轮地材料采纳铸铁主动轮基准直径 dd1=90mm,故采纳腹板式（或实心式） ,从动轮基准直径 dd2=280mm,采纳孔板式 .五齿轮地设计1. 选定齿轮地类型 ,精度等级 ,材料以及齿数；（ 1）.按传动方案 ,选用直齿圆柱齿轮传动；(2). 减速器运输机为一般工作机器,工作速度不是太高 ,所以选用 7级精度（ GB10095-88）；(3). 挑选

11、材料 .由表 10-1 可挑选小齿轮地材料为 45Gr调质,硬度为欢迎下载精品学习资源280HBS,大齿轮地材料为 45 刚（调质） ,硬度为 240HBS,二者地材料硬度相差为 40HBS.4.选小齿轮地齿数为 24,就大齿轮地齿数为 z2=24 6.96=167.04,取 z2=1682 按齿面接触强度进行设计由设计公式进行运算 ,即欢迎下载精品学习资源d 1t2.32 3ktT 1u1 2Z E 欢迎下载精品学习资源duH机械设计第八版 203 页公式 10-9a地引用欢迎下载精品学习资源选用载荷系数 K=1.3t欢迎下载精品学习资源3.运算小齿轮传递地转矩54T1=95.510 2.8

12、99/963.3=2.87410 Nm机械设计第八版205 页: 由表 10-7 选定齿轮地齿宽系数；1d机械设计第八版 201 页:由表 10-6 查得材料地弹性影响系数1ZE =189.8MPa 2由 图 10-21d 按 齿 面 硬 度 查得小 齿 轮 地接 触 疲 劳 强 度极 限欢迎下载精品学习资源H lim 1 =600Mpa；大齿轮地接触疲惫强度极限H lim2 =550MPa欢迎下载精品学习资源N1 = 60 n1 j Lh =60963.3 1（ 1630010）=2.77 1098N2=60n2jLh=6 0 138 116 300 10=3.97 10机械设计第八版 20

13、6 页公式 10-13 地引用4.运算接触疲惫许用应力 .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KHN 1H1Slim 1 =540Mpa欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源KHN 2H2Slim 2=522.5Mpa欢迎下载精品学习资源机械设计第八版 205 页 公式 10-12机械设计第八版 207 页 K HN1=0.9, KHN2 =0.95欢迎下载精品学习资源5. 运算接触疲惫许用应力 .试算小齿轮分度圆地直径1tHd,带入中较小地值欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源d 1t2.32 3K tT 1d2u1 Z EuH欢迎下载精品学

14、习资源欢迎下载精品学习资源=2.32 31.32.8741046.961189.82=41.296mm欢迎下载精品学习资源16.96522.5(1) 运算圆周地速度 V欢迎下载精品学习资源dnV1t1 = 3.1441.296963.32.08mm / s欢迎下载精品学习资源60 1000601000(2) 运算齿宽 b欢迎下载精品学习资源bdd1t=1 41.296mm=41.296mm欢迎下载精品学习资源(3) 运算齿宽和齿高之比 .欢迎下载精品学习资源t模数md1t = 41.2961.72z241欢迎下载精品学习资源齿高h2.25m=2.25 1.72=3.87 mm欢迎下载精品学习资

15、源tb41.29610.67h3.874）运算载荷系数 .欢迎下载精品学习资源v依据 V=2.08mm/s；7 级精度,可查得动载系数 k计第八版 194 页图 10-8=1.08；机械设欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源H直齿轮kK=1；F欢迎下载精品学习资源A可得使用系数k=1；机械设计第八版 193 页Hk=1.31；机械设计第八版197 页表 10-4欢迎下载精品学习资源由 b10.67,k=1.31可得K=1.25欢迎下载精品学习资源hH故载荷系数 KKFKKKAVH=1 1.0811.311.41H欢迎下载精品学习资源机械设计第八版 192 页 公式 10-2 地引用5）按实

16、际地载荷地系数校正所算得地分度圆直径.欢迎下载精品学习资源K3dd3= 41.2961.4142.477mm欢迎下载精品学习资源11tKt4.3欢迎下载精品学习资源6）运算模数 m.欢迎下载精品学习资源md1 = 42.477z241=1.77mm；欢迎下载精品学习资源6. 按齿根弯曲强度设计弯曲强度地运算公式欢迎下载精品学习资源m2 KT 1YFa YSa32；机械设计第八版201 页欢迎下载精品学习资源d z1F欢迎下载精品学习资源（1） 确定公式内各运算数值1) 查 表 可得 小 齿轮 地弯 曲 疲 劳强 度极 限FE 1=500Mpa ；欢迎下载精品学习资源FE 2FN 2大齿轮地弯曲

17、强度极限=380 Mpa机械设计第八版 208欢迎下载精品学习资源页2） 查表可得弯曲疲惫寿命系数 KFN 1=0.86, K=0.87；欢迎下载精品学习资源3） 运算弯曲疲惫许用应力 .取弯曲疲惫安全系数 S=1.4,由式可得欢迎下载精品学习资源KFN 1F1SFE 1 =0.865001.4307.14 Ma欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源KFN 2F2SFE 2 =0.873801.4236.14 Ma欢迎下载精品学习资源4) 运算载荷系数 K欢迎下载精品学习资源KKKKAVK=1 1.081 1.25 =1.35FF欢迎下载精品学习资源5) 查取齿形系数 .欢迎下载精品学习资源

18、查得 YFa 12.65YFa 22.145欢迎下载精品学习资源Sa2机械设计第八版 200 页6查取应力校正系数 .欢迎下载精品学习资源查表可得 YSa1=1.58Y=1.97欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源机械设计第八版 200 页YFa YSa7运算大 ,小齿轮地F并加以比较 .欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源YYFa1FSa1 =12.651.58307.140.1363欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源YYFa2FSa22= 2.1451.8450.01676236.14欢迎下载精品学习资源大齿轮地数值大 .（ 2）设计运算 .欢迎下载精品学习资源32 1.35

19、2.874 104m12420.016761.31欢迎下载精品学习资源对比运算结果 ,由齿面接触疲惫强度运算地模数m 大于由齿根弯欢迎下载精品学习资源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,可取由弯曲强度算得地模数2.3 并就近圆整为标准值 m=1.5,按 接触强度运算得地分度圆直径1d=42.477mm,算出小齿轮数Zd1 = 42.47728.3 ,取 291m1.5欢迎下载精品学习资源大齿轮地齿数 Z=296.96=2022欢迎下载精品学习资源综上所述 ,这样设计出地

20、齿轮传动比稳固 ,不仅满意了齿面接触疲惫强度 ,而且满意了齿根弯曲疲惫强度,并做到结构紧凑 ,提高了效率 , 有效削减各种失效 ,再者防止了铺张 ,故设计这种齿轮 .7. 几何尺寸地运算（1）运算分度圆直径 d1=z1 m=291.5=43.5mm d2=z2 m=202 1.5=303mm2运算中心距欢迎下载精品学习资源dda122= 43.52303173.25欢迎下载精品学习资源3）运算齿轮地宽度bd43.5mmd1六轴地设计与校核（一）低速轴地运算1.轴地材料选取欢迎下载精品学习资源选取 45 钢,调制处理 ,参数如下 :硬度为 HBS 220抗拉强度极限 B650MPa屈服强度极限

21、s 355MPa弯曲疲惫极限 1 275MPa剪切疲惫极限 1 155MPa许用弯应力 1=60MPa 2.初步估量轴地最小直径轴上地转速 n2功率 P2 由以上机械装置地运动和动力参数运算部分可知欢迎下载精品学习资源n2=138 r/ min； P2 =2.7841kw取 AO =115欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源dminpA32on21153p2n231.31mm欢迎下载精品学习资源上式为机械设计第八版370 页公式 15-2 地引用欢迎下载精品学习资源输出轴地最小直径明显是安装联轴器处地直径d III.为了使所选地欢迎下载精品学习资源轴地直径 dI II 与联轴器地孔径相适应

22、 ,故需要同时选取联轴器型号 .欢迎下载精品学习资源联轴器地运算转矩TcaK AT2 ,查表 14-1,考虑到转矩变化小 ,故取欢迎下载精品学习资源K A1.5 .就欢迎下载精品学习资源TcaK AT2 1.5190285 Nmm 依据运算转矩Tca 应小于联轴器公称欢迎下载精品学习资源转矩地条件 .查机械零件手册（第 5 版） ,选 HL2 型弹性套柱销联轴器,半联轴器孔地直径d1=32mm,长度 L 82mm,半联轴器与轴协作地毂孔长度 L 1=60mm,取d I II 32mm欢迎下载精品学习资源3. 拟定轴地装配方案4. 依据轴向定位地要求确定轴地各段直径和长度.（1） 选取 d I=

23、32mm, LI60mm.因 I-II 轴右端需要制出一个定位轴肩 ,故取 dIII 37mm.（2） 初选滚动轴承 .因轴承只受径向力地作用 ,应选用深沟球轴承 , 参照工作要求 ,由轴知其工作要求并依据d=38mm,查机械零件手册 （ 第 五 版 ） ,选 取 轴 承 型 号 为6280,其 中d=40mm,D=80mm,B=18mm,所以 d - =d- =40mm,l- =l - =18mm.（3） 取做成齿轮处地轴段 -地直径 d 45mm,齿轮地右端与右轴承之间采纳套筒定位 ,齿轮地宽度为 44mm,取 l - =44mm.（4） 轴承端盖地总宽度为 20mm.依据轴承端盖地装拆及

24、便于对轴承添加润滑脂地要求 ,取端盖地外端面与带轮右端,面间地距离欢迎下载精品学习资源l30mm, 故取l IIIII 50mm.欢迎下载精品学习资源（5） 齿轮距箱体内壁 a=10mm,轴承位距箱体内壁 s=5mm, l - =l - =a+s=15mm,d - =d- =42mm.5 运算过程欢迎下载精品学习资源依据轴上地结构图作出轴地运算简图.确定轴承地支点位置大致在轴承宽度中间 .欢迎下载精品学习资源L 1=l - +l - + 12l - =119mm欢迎下载精品学习资源L2= 1 l - +l - + 1 l - =4622欢迎下载精品学习资源L3= 12l - +l - + 12

25、l - =46欢迎下载精品学习资源L2+L3=92mm 运算支反力欢迎下载精品学习资源作用在低速轴上地 Ft2T 2d23= 2190101254 N303欢迎下载精品学习资源Fr=Ft tan cos=460.9N欢迎下载精品学习资源水平面方向 MB 0FNH 4 92-Ft 46=0FNH 4=627N欢迎下载精品学习资源F =0, FNH 3FtFNH 41254627627N欢迎下载精品学习资源垂直面方向 MB 0,欢迎下载精品学习资源FNV 4 92Fr460, 故FNV 4230.45欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源F0, FNV 3Fr运算弯距水平面弯距FNV 4460.

26、9N230.45N230.45N欢迎下载精品学习资源M CHF NH 4L= 6274628842 N mm3欢迎下载精品学习资源垂直面弯矩欢迎下载精品学习资源MCV3 =FNV3L 2230.454610600.7 Nm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源M CV 4FNH 4L 3230.454610600.7 N m欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源支反力FNH 3FNH 4627N627NFNV 3FNV 4230.45N230.45N欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源弯距 MM H28842NmmM cV 3M cV 410600.7N.mm10600.7N .mm欢

27、迎下载精品学习资源M 130728.4N .mm欢迎下载精品学习资源总弯距M 230728.4N.mm欢迎下载精品学习资源扭距 TT190 Nm合成弯矩6.按弯扭合成应力校核轴地硬度进行校核时 ,通常只校核轴上承担最大弯距和扭距地截面（即危急欢迎下载精品学习资源截面 C）地强度 .依据课本式 373 页 155 及上表中地值 ,并扭转切应力为脉动循环变应力 ,取 0.6,轴地运算应力欢迎下载精品学习资源Mc 2caWT 2欢迎下载精品学习资源30728.420.6190 103 210003MPa12.96 MPa0.145已由前面查得许用弯应力 1=60MPa,因 ca S1.6欢迎下载精品学习资源S2S243.5210.12欢迎下载精品学习资源（因运算精度较低 ,材料不够匀称 ,应选取 s1.6）故该轴在截面右侧地强度也是足够地.因无大地瞬时过载及严峻地应力循环不对称性 ,故可略去静强度校核 .欢迎下载