2022年机械设计方案之带式运输机传动装置的设计方案 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 一带式运输机传动装置的设计- 4 - 二原动机的挑选 - 4 - 三传动方案设计 - 6 - 四传动装置总体设计 - 6 - 1运算总传动比及安排各级传动比- 6 - 2运算各轴的功率和转矩- 7 - 五.轴径的初算 - 8 - 1.大轴的运算 - 8 - 2.小轴的运算 - 8 - 六.设计带传动 - 8 - 七大小齿轮的挑选与设计- 11 - 1.材料及确定许用应力 - 11 - 2.按齿面接触强度设计 - 12 - 3.验算轮齿的弯曲强度 - 13 - 4.齿轮的圆周速度 - 13 - 5.小齿轮的结构设计 - 13 - 6.大齿轮的结构

2、设计 - 14 - 八减速器各轴结构设计- 15 - 一.从动轴的设计 - 15 - 1.初步确定轴的尺寸进行轴的结构设计：- 16 - - 1 - / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2运算作用在轴上的力：- 16 - 3挑选联轴器型号： - 16 - 4初选轴承挑选 - 17 - 5.确定轴的轴向尺寸 - 17 - 6.轴承端盖的挑选 - 17 - 二.主动轴的设计 . - 18 - 1.受力分析 - 18 - 2.确定轴上零件的位置与固定方式. - 18 - 3.初步确定轴的尺寸进行轴的结构设计- 1

3、9 - 4.确定轴的径向尺寸 - 19 - 5.确定轴的轴向尺寸 - 19 - 6.轴承端盖的挑选 - 20 - 九.输入轴和轴承的校核 - 21 - 1.求垂直面的支座反力 - 21 - 2.绘制垂直面弯矩图 - 21 - 3.绘制水平面弯矩图 - 21 - 4.轴传递的转矩的弯矩图 - 21 - 5.求危急截面的当量弯矩 - 22 - 6.运算危急截面处轴的直径- 22 - 7.滚动轴承的挑选及校核运算- 23 - 十输出轴和轴承的校核- 23 - 1.求垂直面的支座反力 - 24 - - 2 - / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 33 页精选学习资料 -

4、- - - - - - - - 2.求水平面的支座反力 - 24 - 3.F力在支点产生的支撑反力- 24 - 5.绘制水平面弯矩图 - 24 - 6.F力产生的弯矩图 - 24 - 8.求危急截面的当量弯矩 - 25 - 9.运算危急截面处轴的直径- 25 - 10.滚动轴承的挑选及校核运算- 26 - 十一.键联接的挑选及校核运算. - 27 - 一依据轴径的尺寸选定键- 27 - 二.键的强度校核 . - 27 - 1.大带轮处的键 - 27 - 2.大齿轮与轴上的键 . - 27 - 3.联轴器处的键 - 28 - 十二.减速器箱体、箱盖及附件的设计运算. - 28 - 十三.润滑与密

5、封 . - 32 - 小结- 33 - 十四参考文献 - 34 - - 3 - / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 一带式运输机传动装置的设计已知条件：1.工作条件：单班制,十年一大修,传动平稳 2.运输机工作拉力 F=1.8KN 3.运输带工作速度 V=1.2m/s 4.卷筒直径 D=400mm 二原动机的挑选1. 工作现场有三相沟通电源,因无特别要求,一般选用三相沟通异步电动机；最常用的电动机为 Y 系列鼠笼式三相异步沟通电动机,其效率高,工作牢靠,结构简洁,保护便利,价格低,适用于不易燃、不易爆,无腐

6、蚀性气体和无特殊要求的场合；本装置的工作场合属一般情形,无特别要求；故采纳此系列电动机；2.挑选电动机的功率 工作机所需功率 Pw= 故Pw= = 2.16 kw 工作机实际需要的电动机输出功率 Pd=其中查表得：为联轴器的效率为 0.98 为8级精度的一般齿轮的传动效率为 0.97 为V带轮的传动效率为 0.96 - 4 - / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 为球轴承的效率为 0.99 平带无压紧轮的开式传动效率0.98 r/min 故Pd=2.464 KW 3.挑选电动机的转速查表得： V带传动其传动

7、比常用值 i1为 2-4 圆柱齿轮其传动比常用值 i2为3-5 故电动机的转速大致范畴为：r/min r/min 故对 Y系列电动机来说可挑选同步转速为1500r/min.1000r/min和750r/min 但由于 750r/min的电动机价格比较高 .如挑选 1500r/min就减速器的体积会过大,故挑选转速为 1000r/min的；电动机的主要技术数据电动机额定功满载转堵转转最大速转矩/率矩/ 额定型号r/min额定比N.m 2.464 24.5 960 i轴名电动3.8 机轴1 轴2.365 89.4 252.6 4.42 轴2.272 378.5 57.3 09 - 7 - / 33

8、 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 1 工作2.204 367.2 57.3 机轴五.轴径的初算1.大轴的运算挑选轴的材料为 45钢P=2.272KW n=57.3r/min 查表得有键槽时直径增大 3%5%即 d 39.4mm 2.小轴的运算 挑选轴的材料为 45crP=2.365KW n=252.6r/min查表得 c=100 有键槽时直径增大 3%5%即 d 22.13mm 六.设计带传动 由电动机的型号 Y132S-6可知其外伸毂轮直径 D=38mm 其输入功率 P为2.464KW 转速n=960 r/

9、min 1. 运算功率 PC 查表得 KA=1.1故PC=KAP=1.1 2.464=2.71 KW - 8 - / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2. 挑选 V带型号挑选窄 V带 依据PC=2.71 KW n=960 r/min查表得挑选 A型带3. 求大小带轮的基准直径 d2 d1 查表得 d1不小于 75mm 现取 d1=100mmd2=mm查表得取 d2=375 mm 4. 验算带速 V m/s在5 25 m/s之间 故合适5. 求V带基准长度 Ld和中心距 a 初步选取中心距 a= d2+d1=

10、375+100=475 mm取 500 mm 符合 0.7d2+d1） 2d2+d1）求带长 L0=2a0+ +n=45+10=55mm 故 L=L1+L2+L3+L4+L5+l6=335mm 设计的外形和尺寸如下：- 17 - / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 二.主动轴的设计1.受力分析已知：分度圆直径,初步估算轴的直径：材料为 45cr 钢, 调质处理运算作用在轴上的力：右端轴受到的压力 F=FQ=907.2N 2.确定轴上零件的位置与固定方式考虑到减速器主动轴和从动轴上齿轮的正确啮合,故将齿轮支

11、配在箱体中心,轴承对称布置且跨距相等；由于齿轮的分度圆直径比较小故将轴做成齿轮轴,轴向定位和固定,两端轴承靠挡油环实现轴向定位,靠过盈协作实现周向固 定 ,轴通过两端轴承盖实现轴向定位- 18 - / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.初步确定轴的尺寸进行轴的结构设计轴的大致外形如下：4.确定轴的径向尺寸初步选取可同时承担径向力与轴向力的深沟球轴承,挑选 6208 深沟球轴承轴承,其尺寸为故, 由 大 带 轮 的 孔 径ds=30mm 可 得d1=30mm,d2=35mm 5.确定轴的轴向尺寸考虑到减速

12、器主动轴和从动轴上齿轮的正确啮合轴承支撑距离相等因素；其中挡油环厚度取 m=20mm 故L7=L3=B+m=18+20=38mm,由齿轮的宽度 b=60mm 得 L5=60mm ,考虑到齿轮 的 正 确 啮 合 , 由 从 动 轮 两 轴 承 之 间 的 跨 距 可 得- 19 - / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 6.轴承端盖的挑选其轴承端盖同样挑选凸缘式轴承端盖查表得：端盖上螺钉的个数为 4 螺钉直径 d3=8mm e=1.2d3=9.6mm.端盖处密封件的挑选,挑选半粗羊毛毡由于查表得能满意要求的

13、挑选：毡圈 40. 其中装毡圈的沟槽尺寸 B=20mm,毡圈厚度 B1=8mm b=7mm d1=39mm 螺 钉 直 径 d3=8mm, D0=D+2.5d3=100mm,D2=D0+2.5d3=120mm,d0=d3+1=9mm 其中轴承端盖的材料选择铸铁且 e+m=46mm同时考虑到轴承端盖上螺钉的拆装问题故轴承端盖和大带轮 之 间 的 间 隙n 3.54d3=3.5 84 8=2832mm取n=34mm 故L2=e+m+n=46+34=80mm, 由带轮的宽度B=50mm,为了保证带轮的轴向固定故取L1=48mm故 L=L1+L2+L3+L4+L5+l6+L7=48+80+38+16+

14、60+16+38=296mm 设计的外形和尺寸如下：九.输入轴和轴承的校核已知：作用在齿轮上的圆周力 Ft=2980N 径向力 Fr=1084.6N 右端中轴受到的压力F=FQ=907.2N 且其方向与 Fr 同向,其中两轴承之间的距离 L=150mm,K=114mm - 20 - / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1.求垂直面的支座反力F1v+F2v=Fr+F 带入数据运算得F1v=-147.2N F2v=2139N 1. 求水平面的支座反力2.绘制垂直面弯矩图3.绘制水平面弯矩图4.轴传递的转矩的弯

15、矩图T=89.4N.m 5.求危急截面的当量弯矩a-a 处水平面和垂直面的和弯矩其当量弯矩为假如认为轴的扭切应力是脉动循环的变应力,取折合系数中 =0.6 - 21 - / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 6.运算危急截面处轴的直径轴的材料选用 45cr 钢,调质处理查表得故该轴的设计合理,满意强度要求7.滚动轴承的挑选及校核运算依据条件单班制,十年一大修可得轴承的估计寿命1. 由初选轴承的型号为： 6208 - 22 - / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页,共 33 页精选学

16、习资料 - - - - - - - - - 查表可知 d=40mm 外径 D=80mm 宽度 B=18mm 基本额定动载荷 cr=29.5KN极限转速 n=8000r/min已知转速 n=252.6r/min 取轴承径向载荷大的一个故轴受径向载荷P=2607N 故其可以达到的寿命为21000 故能满意使用要求十输出轴和轴承的校核已知：作用在齿轮上的圆周力 Ft=2980N 径向力 Fr=1084.6N 右端中轴受到的压力 距离L=150mm,K=114mm 1.求垂直面的支座反力F1v=F2v= =520 带入数据运算得2.求水平面的支座反力F=FQ=907.2N 其中两轴承之间的- 23 -

17、 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.F力在支点产生的支撑反力4.绘制垂直面弯矩图5.绘制水平面弯矩图6.F力产生的弯矩图a-a 面7.轴传递的转矩的弯矩图T=378.5N.m 8.求危急截面的当量弯矩a-a 面最危急其当量弯矩为假如认为轴的扭切应力是脉动循环的变应力,取折合系数中 =0.6 - 24 - / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 9.运算危急截面处轴的直径轴的材料选用 45cr 钢,调质处理查表得考虑

18、到键槽对轴的减弱将 d 值增大 5% 故D=37.8x1.05=39.7mm 故该轴的设计合理,满意强度要求- 25 - / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 10.滚动轴承的挑选及校核运算依据条件单班制,十年一大修可得轴承的估计寿命由初选轴承的型号为： 6210 查表可知 d=50mm外径 D=90mm基本额定动载荷 cr=35KN极限转速 n=8000r/min由于轴承担水平和垂直方向的力相等只有外力F 对它们的作用力不同且与直接相加算得轴承的径向力 =5002N 故轴受径向载荷P=5002N 故其可以

19、达到的寿命为21000 故能满意使用要求十一 .键联接的挑选及校核运算一依据轴径的尺寸选定键1.高速轴与 V 带轮联接的键为：键 8 7 36 GB/T 1096-2003 2.大齿轮与轴连接的键为：键 16 10 56 GB/T 1096-2003 3.轴与联轴器的键为：键 12 8 80 GB/T 1096-2003 - 26 - / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 26 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 二.键的强度校核1.大带轮处的键依据轴的直径挑选：键8 7 36 GB/T 1096-2003 b h=8 7,L=36, 就 l=L-

20、b=28mm 转矩 T=89.3N.m 故挤压强度为：小于 125150MPa= p 因此挤压强度足够2.大齿轮与轴上的键依据轴的直径挑选：键 16 56 GB1096-79 bh=16 10,L=56, 就 l=L-b=40mm, 转矩 T=378.5 N.m 故挤压强度为：小于125150MPa= p 因此挤压强度足够3.联轴器处的键依据轴的直径挑选：键 12 80 GB1096-79 bh=12 8,L=80, 就 l=L-b=68mm, 转矩 T=367.2 N.m - 27 - / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 27 页,共 33 页精选学习资料 - - - -

21、- - - - - 故挤压强度为：小于箱座壁厚=0.025a+1=0.025 162.5+1= 5.025 由于壁厚要8 故取=8mm 2箱盖壁厚 =0.02a+1=0.02162.5+1= 4.25mm 3箱盖凸缘厚度由于壁厚要8 故取=8mm b1=1.5=1.5 8=12 - 29 - / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 29 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4箱座凸缘厚度 b=1.5 =1.5 8=12 5箱座底凸缘厚度 b2=2.5 =2.5 8=20 6地脚螺钉直径 =0.036a+12= 0.036 162.5+12=17.85

22、 取 18 7地脚螺钉数目 n=4 由于 a 8轴承旁连接螺栓直径 = 0.75 =0.75 18= 13.5 取 14 9盖与座连接螺栓直径 =0.5-0.6 =0.55 18=9.9 取 10 10 连接螺栓 的间距L=150-200 取 150mm 11 轴承端盖螺钉直 =0.4-0.5 =0.4 18=7.2 取 8 12 检查孔盖螺钉 =0.3-0.4 =0.3 18=5.4 取 6 13 定位销直径 d=0.7-0.8 =0.8 10=8 14 . . 至外箱壁距离 C1 查表得分别为： 24.27.16 15 . . 至凸缘边缘的距离 c2 查表得分别为22.21.14 16 凸

23、台高度：依据低速级轴承座外径确定,以便于扳手操作为准；取 45mm 17外箱壁至轴承座端面的距离C1C2齿轮顶圆与内箱壁间的距离：9.6 mm 取 15mm 19齿轮端面与内箱壁间的距离取 24mm 20箱座肋厚 取 8mm 21轴承端盖外径从动轴的： D2=D+5d3=90+40=130mm - 30 - / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 30 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 主动轴的： D2=D+5d3=80+40=120mm 总结列表如下：减速器箱体用 HT200 制造；铸铁具有良好的铸造性能和切削加工性能,成本低；铸造箱体多用于批量

24、生产；箱体主要结构尺寸名称 数值mm 箱座壁厚 1=8 箱盖壁厚 =8 b=12 箱体凸缘厚度 b1=12 b2=20 加强肋厚dm=7 m1=7 地脚螺钉直径18 地脚螺钉数目n=4 轴承旁联接螺栓直径M14 箱盖、箱座联接螺栓直M10 径观看孔盖螺钉直径M6 24 fdf、d1、d2至箱外dC127 壁距离1= d16 2- 31 - / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 31 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - d22 fdf、d1、d2至凸缘dC220 边缘的距离1= d14 2轴承旁凸台半径 R1 凸台高度外箱壁至轴承端盖距离l1 大齿轮

25、顶圆与内壁距离齿轮端面与内机壁距离R1=C2=22 90mm 60 15 24 十三 .润滑与密封1.齿轮的润滑采纳浸油润滑,由于为单级圆柱齿轮减速器,速度 12m/s,浸油深度 h 约为 1 个齿高,但不小于10mm ,所以浸油高度约为36mm ；2.滚动轴承的润滑由于轴承周向速度分别为 v1=252.6=0.6612m/s ,v1=57.3 =0.122m/s 所以采纳脂润滑；挑选 GB/T491-1987 L-XAAMHA1 3.润滑油的挑选- 32 - / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 32 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 齿轮的润滑挑选油润滑,润滑油选用 润滑油；4.密封方法的选取GB443-1989 全损耗系统用油 L-AN32选用凸缘式端盖易于调整密封圈型号按所装配轴的直径选取且