2022年带式运输机传动装置方案单圆柱齿轮减速器方案.docx

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1、精品学习资源课 程 设 计带式运输机传动装置设计单级圆柱齿轮减速器设计课程设计任务书机械工程学院 系、部）机械设计与制造专业班级课程名称：机械设计设计题目：带式运输机传动装置设计单级圆柱齿轮减速器设计完成期限：一、设计的主要技术参数带的圆周力 F/N）700带速 v/m/s ）2.5内滚筒直径 D/mm） 300容二、传动方案及单级圆柱齿轮减速器任三、设计任务务1. 依据给定的设计数据和传动方案设计减速器装置；2. 完成减速器装配图 1 张M. 北京：高等训练出版社，2006.53 骆素君，等 .机械设计课程设计简明手册社， 2006.第一版M .北京：化学工业出版4 徐学林，等 .互换性与测

2、量技术基础2006. 第一版M .长沙：湖南高校出版社，5 郑文纬，吴克坚 .机械原理 M.北京: 高等训练出版社， 2006.12指导老师签字）：年月日系 教研室）主任机械工程学院机械设计课程设计带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器的设计一、 传动装置简图：欢迎下载精品学习资源带式运输机的传动装置如图 1图 1带式运输机的传动装置二、 原始数据如表 1表 1带式输送机传动装置原始数据题号5带的圆周力 F/N700带速2.5滚筒直径 D/mm300三、 工作条件三班制，使用年限 10 年，每年按 365 天运算，连续单向，载荷平稳， 小批量生产，运输链速度答应误差为链速度的5 %；欢迎下载精品学习

3、资源四、 传动方案如图 2图 2传动方案五、设计任务设计运算说明书一份，零件图 3 张，装配图 1 张；运算与说明主要结果欢迎下载精品学习资源一、设计方案分析I 挑选电动机的类型和结构1 挑选电动机的类型由于装置的载荷平稳，单向连续长期工作，因此可选用Y 型闭式笼型三项异步电动机，电压为380V；该电机工作牢靠，保护简洁，价 格低廉，、配调速装置，可提高起动性能；2 确定电动机功率1）依据带式运输机工作类型，选取工作机效率为w=0.96欢迎下载精品学习资源工作机所需功率PW =FV= 7002.5=1.823kww =0.96欢迎下载精品学习资源1000 W10000.96欢迎下载精品学习资源

4、2）查机参考文献 1 表 10-2 可以确定各部分效率： 联轴器效率：联 =0.98；滚动轴承传动效率：滚 =0.99；闭式直齿圆柱齿轮传动效率：查参考文献 2 表 16-2，选取齿轮精度等级为 8 级，传动效率齿 不低于 0.97包括轴承不低于 0.965）故取齿 =0.97；滚筒传动效率：一般选取 筒 =0.99；V 带传动效率：查参考文献 2 表 3 确定选用一般 V 带传动，一般选取带 =0.96；由上数据可得传动装置总效率：总 =联 滚 3 齿 筒 带= 0.98 0.993 0.97 0.99 0.96 =0.87663）电动机所需功率：PW =1.823kw联 =0.98滚 =0

5、.99齿 =0.97筒 =0.99带 =0.96总 =0.8766欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源pwpd =a= 1.823kw 0.8766=2.08kw欢迎下载精品学习资源4）确定电动机的额定功率pcd：欢迎下载精品学习资源由于载荷平稳，连续运转，电动机额定功率pcd略大于 pdpd =2.08kw欢迎下载精品学习资源运算与说明主要结果欢迎下载精品学习资源查参考文献 1 表 19-1， Y 系列三相异步电动机的技术参数，选电动欢迎下载精品学习资源机额定功率为pcd=2.2kw；pcd=2.2kw欢迎下载精品学习资源3 确定电动机转速1）滚筒轴工作转速n筒 = 601000v =

6、6010002.5r/min=159r/minn筒 =159r/min欢迎下载精品学习资源D2）传动比齿轮3.14300欢迎下载精品学习资源查参考文献 1 表 2-2，给定的传动比范畴， i直齿 4， i斜齿 6；可以确定圆柱齿轮传动一级减速器传动比范畴是i直齿 =35 或i斜齿 =57；但查参考文献 2 表 18-1，举荐传动比 i 810，选用速度较低扫兴直齿圆柱齿轮，故可选i齿 = i直齿 =35；带V 带传动比范畴是 24；总传动比范畴 i总 =620；3）电动机转速范畴n电动 =620） 159r/min= 9543180）r/min查参考文献 1 表 19-1，符合这一范畴的同步转

7、速有： 1000 r/min ；1500 r/min ；3000 r/min ；4 初定方案依据容量和转速，查参考文献 1 表 19-1，初步确定 3 种方案如表 2表 23 种初选方案比较i总 =620n电动=堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩参考价格1 元6 极Y112M-62.29402.02.2454 极Y100L1-2.214302.22.3322 极4Y90L-22.228402.32.225运算与说明主要结果欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源5 确定电动机型号由于对于额定功率相同的类型电动机，选用转速较高，就极对数 少，尺寸和重量小，价格也低，但传动装置传动比大，从而使传动装

8、置结构尺寸增大，成本提高；选用低速电动机就正好相反；因 此，综合考虑高、低速的优缺点，采纳方案，即选定电动机型号为： Y100L1-4，其主要性能是：额定功率：2.2kw满载转速： 1430r/min ； 传动装置总传动比的运算和各级传动比的安排1 总传动比i总 = n电动 / n筒 = n满载 / n筒 =1430/159=8.994 6 8.994 20，合适；2 安排各级传动比1）依据参考文献 1 表 2-2，选取齿轮传动比为： i齿 =4，单级直齿圆柱齿轮减速器 i =35，合理；2）由于 i总 = i齿 i带 ，所以 i带 = i总 / i齿 =8.994/4=2.25 ；二、各轴的

9、转速、功率和转速1 各轴的转速可以依据电动机满载转速和各相邻轴间传动比进行运算；电动机轴： n电动 = n满载 =1430 r/min轴： n= n电动 / i带 = r/min=158.89 r/min 轴： n= n=158.89 r/min方案电动机型号Y100L1-4i总 =8.994i齿 =4i带 =2.25n=158.89r/minn=158.89r/min欢迎下载精品学习资源验算带速 :v工作带d筒n/ 60 10002.495n=158.89欢迎下载精品学习资源误差:v2.52.495 / 2.5100% = 0.2%r/min欢迎下载精品学习资源-5% v 5% ，合适；2

10、运算各轴的功率欢迎下载精品学习资源电动机轴： pdpw /总1.823/ 0.8766kw2.08kw欢迎下载精品学习资源轴：ppd带2.080.96kw1.9968kwpd2.08kwp1.9968kw欢迎下载精品学习资源轴：轴：pp滚 齿pp联 齿1.99680.990.971.918kw1.9180.980.971.823kwp1.918kwp1.823kw欢迎下载精品学习资源运算与说明主要结果欢迎下载精品学习资源3 运算各轴的输入转矩电动机轴：欢迎下载精品学习资源Td9550pd/ n电动95502.08/1430 N m13.891N mTd13.891N m欢迎下载精品学习资源轴：

11、欢迎下载精品学习资源T9550 p / n9550 1.9968/ 635.56N m30.00N mT30.00N m欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源轴：T9550p/ n轴：T9550p/ n9550 1.918/158.89 N m9550 1.823/158.89 N m115.28N m106.586N mT115.28N mT106.586N m欢迎下载精品学习资源4 将以上结果记入表 3I 轴II 轴III 轴635.56158.89158.891.99681.9181.82330.00115.28106.586表 3运动和动力参数转速r/min ） 输入功率Pkw） 输

12、入扭矩 T N m ）传动比i）41效率）0.960.95三：传动零件设计运算1 皮带轮传动的设计运算 外传动）欢迎下载精品学习资源kApca1.32.704kw欢迎下载精品学习资源16 h ，且选用带式输送机，所以查参考文献2 表 8-A 型 V 带欢迎下载精品学习资源11，选取工作系数 kA2）挑选 V 带类型1.3所以 pcakA Pd1.32.082.704kw ；dd =100mm欢迎下载精品学习资源1依据 pca ， n ，查参考文献 2 图 8-11，选用 A 型 V 带3）确定带轮基准直径 dd ，并验算带速v小带轮7.45m / s欢迎下载精品学习资源1初选小带轮基准直径 d

13、d欢迎下载精品学习资源查参考文献 2 表 8-6 和表 8-8，取小带轮直径验算带速 v带d=100mmd21dd =224mm欢迎下载精品学习资源v小带轮dd n2 / 60 10007.45m/ s，查参考文献 2 表 8-9 知道 v带 范欢迎下载精品学习资源2围是 6.510，故带速合适；0.4%欢迎下载精品学习资源运算大带轮基准直径欢迎下载精品学习资源ddi带dd2.25 100mm225， 查 参考 文 献 2 表 8-8 ， 圆整 为欢迎下载精品学习资源212dd =224mm验算弹性功率n20%欢迎下载精品学习资源v小带轮v大带轮 / v小带轮0.4%，很小，满意要求；欢迎下载

14、精品学习资源验算转速误差欢迎下载精品学习资源i带实dd / dd1224/10010.0042.25欢迎下载精品学习资源21从动轮实际转速 n2n1 / i带实 635.56r/mina0 =500mm欢迎下载精品学习资源转速误差n2635.56635.56635.560% ，对于带式输送装置，转速误差在 5%范畴内，故合适；4）初选中心距欢迎下载精品学习资源2依据 0.7d1dd a02d1dd Ld1600mm欢迎下载精品学习资源211欢迎下载精品学习资源得0.7100224a02100224 ，初定a0 =500mm；欢迎下载精品学习资源 运算实际中心距 aLd =1600mm；欢迎下载

15、精品学习资源aa LL / 25001600 1516.368/ 2541.816mm166.886；欢迎下载精品学习资源0由于 amind0a0.015Ld1541.8160.015 1600517.816mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源amaxa0.03Ld541.8160.03 1600589.816mm欢迎下载精品学习资源所以实际中心距的变化范畴是 517.816mm589.816mm.7）验算小带轮包角1欢迎下载精品学习资源180；（d-d ） 57.3 ；/ a166.886；120；，合适；k0.968欢迎下载精品学习资源1d2d18）运算单根 V 带额定功率 prk

16、L0.99欢迎下载精品学习资源由dd 1100mm, n11430r/ min 查参考文献 2 表 8- 4a得一般 V 带的pr1.409kw欢迎下载精品学习资源基本额定功率p01.30kw ；依据n11430r/ min ；欢迎下载精品学习资源；i带2.25和A型带 ，查参考文献 2 表 8- 4b 得 p查参考文献 2 表 8-5得包角修正系数 k0.17kw ；0.968；查参考文献 2 表z=2 根欢迎下载精品学习资源8-2 得长度系数 kL0.99欢迎下载精品学习资源所以： pr p0p0 k kL1.409kw欢迎下载精品学习资源9）运算 V 带根数 zzpca / pr2.70

17、4/1.4091.919 ,圆整取 2 根；10）运算轴上压力欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源确定单根 V带的出拉力的最小值 F0 min欢迎下载精品学习资源运算与说明主要结果欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源查参考文献 2 表 8-3得 A 型带单位长度质量 q=0.1kg/m, 所以有： F0 min=148.626欢迎下载精品学习资源F =5002.5k p/ k zvqv2148.626NN欢迎下载精品学习资源0 min应使实际初拉力运算轴上压力压轴力最小值：11）运算结果F0FpcaF0 minmin2 z F0sin12590.615 N Fp min590.615N

18、欢迎下载精品学习资源查参考文献 3 ，选用 2 根 A1600GB / T 115441997 V 带欢迎下载精品学习资源2 齿轮传动的设计运算 内传动）1）挑选齿轮类型，材料及精度等级依据传动方案及设计要求可初选为直齿圆柱齿轮依据参考文献 3 表 6-19 由于载荷小，且要求以可以选用 8 级精度；v圆周速度5m s，所欢迎下载精品学习资源1查参考文献 1 表 10-1 选小齿轮材料为 40C调质），齿面硬度为241 286HBS，取 270HBS；大齿轮选用 45 钢调质），齿面硬度为217 255HBS，取 230HBS；依据参考文献 2P192 的要求，大，小齿轮均属软齿面，二者硬度差

19、为 30 50HBS，此处相 40HBS）；齿面粗糙度欢迎下载精品学习资源查参考文献 4 表 5-6，得 Ra确定齿数3.26.3 mRa3.26.3 m欢迎下载精品学习资源取小齿轮齿数为z1 =25，传动比为 i齿 4 ，z1 =25欢迎下载精品学习资源就大齿轮齿数为z =iz425100z2 =100欢迎下载精品学习资源2齿12）按齿面接触疲惫强度设计由设计运算公式参考文献 2 进行试算，欢迎下载精品学习资源即 d1t32.32RT1uu1zE22欢迎下载精品学习资源dH1 确定公式内各运算数值试选载荷系数 Kt=1.2运算小齿轮传递转矩Kt=1.2欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源

20、5T95.5 10 P / n95.5 101.9968/ 635.56N mm3.0 10 NmmT3.0 10 Nmm欢迎下载精品学习资源5441t11欢迎下载精品学习资源查参考文献 2 表 10-7 选取齿宽系数 d =1=1d11欢迎下载精品学习资源查参考文献 2 表 10-6 的材料弹性影响系数ZE =189.8 MPa 2ZE =189.8MPa 2欢迎下载精品学习资源运算与说明主要结果欢迎下载精品学习资源查参考文献 2 图 10-21d，按齿面硬度查得小齿轮接触疲惫强度极限 Hlim1570MPaH lim1570MPa欢迎下载精品学习资源同理，小齿轮接触疲惫强度极限1查参考文献

21、 2 运算应力循环次数H lim2530MPaH lim2530MPa欢迎下载精品学习资源小齿轮：N160n1 jL h60635.56 138365 103.341 109N =3.341109欢迎下载精品学习资源大齿轮：N2 = N1/ i齿 =3.341/4=0.835109N=0.83510 9欢迎下载精品学习资源2查参考文献 2 图 10-19，选取接触疲惫系数kHN10.95欢迎下载精品学习资源kHN 10.95;kHN 21.15kHN 21.15欢迎下载精品学习资源运算接触疲惫许用应力齿轮和一般工业齿轮按一般牢靠度要求，选安全系数S=1，失效概率为 1%；/ S0.95570/

22、1541.5MPa/ S1.15530/1609.5MPa查参考文献 2 得安全系数 S=1失效概率为 1%H 1541.5MPa欢迎下载精品学习资源H1 H 2 KH 1KH 1F lim1 F lim2H 2 609.5MPa欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源2 运算试算小齿轮分度圆直径d1t，代入 H 中较小的值 H 1 欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源即 d1t32.32RT1 uu1zE22欢迎下载精品学习资源dH31.2 3 10441 u1189.82d1t40.468mm欢迎下载精品学习资源2.321 4541.52mm40.468mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载

23、精品学习资源注：齿数比 u 与传动比 i 相等运算圆周速度 vvd1t n1 / 6010001.346m/ s5m / s ，v1.346m / s欢迎下载精品学习资源满意第按齿根弯曲强度设计查参考文献 2 得弯曲强度的设计公式为：32KT1Y FaYSamz 2d1F欢迎下载精品学习资源确定公式内的各运算值查参考文献 2 图 10-20c 得小齿轮弯曲疲惫强度极限FE1480MPa ；FE 1FE 2480MPa360MPa欢迎下载精品学习资源大齿轮弯曲疲惫强度极限FE 2360MPa ；K FN 10.9欢迎下载精品学习资源查参考文献 2 图 10-18 取弯曲疲惫寿命系数运算弯曲疲惫许

24、用应力按一般牢靠度选取弯曲疲惫安全系数S=1.3查参考文献 2 得：KFN 10.9 ； KFN 20.95KFN 20.95S=1.3263.077欢迎下载精品学习资源F 1欢迎下载精品学习资源F 1KFN 2FE 2 / S0.95360/1.3 MPa263.077MPaMPa欢迎下载精品学习资源运算载荷系数 KK= 1.412欢迎下载精品学习资源K= K A Kv KFKF11.09 11.295=1.412欢迎下载精品学习资源查参考文献 2 表 10-5,取齿型系数系数 YSa11.59 ,YSa11.79 .YFa12.62；YFa22.18；应力校正欢迎下载精品学习资源运算与说明

25、主要结果欢迎下载精品学习资源运算大，小齿轮的YFaYSa /F并加以比较欢迎下载精品学习资源YFa 1 YSa1 /F 1 =2.62 1.59/332.308=0.01254；欢迎下载精品学习资源YFa 2 YSa2 /F 2 =2.181.79/263.077=0.01483.欢迎下载精品学习资源大齿轮数值大，取大值；设计运算欢迎下载精品学习资源32KTY1FaYSa321.4123104m1.262mm欢迎下载精品学习资源2mz 2=1250.24569=1.262mm欢迎下载精品学习资源d1F分析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的模数m 大于由齿根弯曲疲惫强度的

26、是的模数，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1.262 并就近圆整为标准值m=1.5mm ，按 接触疲 劳强度算 得的分度原 直 径d1=43.241mm,算出小齿轮的齿数：m=1.5mm z129欢迎下载精品学习资源z1d1 / m43.241/1.528.8329； 小齿 轮的 齿数 ：z2116欢迎下载精品学习资源z2429116 ；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；mm,所以此处B1 =48.5mm；四

27、轴的设计运算输入轴 a齿宽欢迎下载精品学习资源291.520；1B1=48.5欢迎下载精品学习资源1 求输入轴上的功率前面已经求得：P1 ,转速n1 和转矩 T1欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源P1P1.9968kw ；n1n635.56r/ min ； T1T30.00N m欢迎下载精品学习资源2 求作用在小齿轮上的力由于分度圆直径 d1=43.5mm,圆周力 Ft=2 T1 /d1=230000/43.5N=1379.497N；径向力 Fr=Ft tan=1379.497 tan20；=502.096N沿啮合线作用在齿面上的法向载荷Fn=Ft/cos=1379.497/ cos20

28、；=1467.55N3 按扭矩初步确定轴的最小直径按参考文献 2 初步估算轴的最小直径，依据小齿轮的材料要求，齿轮轴也选用与小齿轮一样的材料，即40Cr调质），硬度为241268HBS；依据参考文献 2 表 15-3 取 A 0 =110，得：d1=43.5mm Ft= 1379.497N Fr=502.096NFn=1467.55N40Cr调质）241268HBS欢迎下载精品学习资源13 P31.977A 0 =110欢迎下载精品学习资源dminA0n111016.111mm635.56欢迎下载精品学习资源输入轴最小直径是安装大带轮的，轴上需开键槽，故需将直径增大5%，即 dmin=16.9

29、16mmdmin=16.916mm4 轴的结构设计1）轴的零件定位，固定和装配固定单级减速器中可以将齿轮安装在箱体中心，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒定位；左轴承用用轴肩和轴承端盖固定，右轴承用套筒和右轴承端盖固定；皮带轮在右端，用轴肩和轴端挡圈固定；周向定位键槽用键槽铣刀加工，同时为了保证齿轮与轴协作有良好的对中性，欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源大带轮与轴的协作为安装H 7 ；滚动轴承与轴的周向定位采纳过渡协作；k6欢迎下载精品学习资源轴呈阶梯状，左轴承和左轴承端盖依次从左面装入；齿轮，齿轮套筒，运算与说明主要结果欢迎下载精品学习资源右轴承，右轴承端盖和皮带轮依次从右面装入；2）确定轴各段直径和长度轴段欢迎下载精品学习资源由于 dmin轴段=16.916mm,所以暂取 d =24mm.暂取 d =24mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源轴肩为定位轴肩，查参考文献 2，定位轴肩高度h=0.070.1） d就d =d +2 h=1.141.2） d =27.3628.8）mm,暂取 d =28mm轴段查 参 考 文 献 1 表 13-2 ， 选 取 滚 动 轴 承6206 ， 其 内 径 为30mm, d=30mm,合适；由于轴肩， 为非定位轴肩，轴暂取 d =