一级带式运输机传动装置机械设计课程设计.pdf

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1、机械设计课程设计计算说明书设计题目：设计带式运输机传动装置.、号虫KW子成班级：指导教师：完成时间：2 机械设计课程设计任务书班级z.学号：设计题目：设计带式运输机传动装置运动简固zx 工作条件及原始数据：电动机驱动，工作寿命8年（每年工作300天、两班制、每班8小时），带式输送机工作载街平稳，单向运转。输送带拉力F=1.4 kN:输送带速v=1.55 m is;滚简直径D=250 mm 设计工作量：1.减速器。装配图l张（Otl坐标革图一同交上）2.主要零件阁23张（输入轴、输出轴、大齿轮，均为31+白图）3.设计说明书l份（手写、打印均可）完成时间z2 目录1、传动方案拟定2、电动机的选择

2、3、计算总传动比及分配各级的传动比.5 4、运动参数及动力参数计算.6 5、传动零件的设计计算.6、轴的设计计算.147、滚动轴承的选择及校核计算.20 8、键联接的选择及计算 21 9、箱体结构的设计 22 10、润滑密封设计m11、联轴器设计.2512、设计参考资料.2613、设计小结.263 计算过程及计算说明一、传动方案拟定第七组：设计带式运输机传动装置1、工作条件：使用年限8年，工作为二班工作制，载荷平稳，环境清洁。2、原始数据：滚筒圆周力F=l400N；带速V=l.55m/s;滚筒直径D=250mm。3、传动简图：l l l x 111 .L .幽飞x 图一二、电动机选择1、电动机

3、类型的选择：Y系列三相异步电动机2、电动机功率选择：3、传动装置的总功率：1.=1带13输敢齿轮吨联输揣n 浓筒结果F=l400N V=l.55m/s D=250mm 4=0.950.9930.970.990.96=0.849 4电机所需的工作功率：P.=FV/1000=14001.55/1000=2.17KW Pd=P暂同 单=2.17/0.849=2.56KW 5、确定电动机转速：计算滚筒工作转速：n俯60lOOOVD=60 10001.55/（250)=118.47r/min 按手册表l推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I齿轮3飞。取V带传动比I带24，那么总传动比

4、理时范围为I.=620。故电动机转速的可选范围为nd=I.n 饰(620)l 18.47=71 l2374r/min 符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。根据容量和转速，由有表19-1查出适用的电动机型号：q总O.849 PT=2.l 7KW Pd=2.56KW n 简118.47r/min 5 额定电动机转速n(r/min)方电动机型Kw 案号1 I YlOOL2-4 3 2 I Yl32S-6 3 3 I Yl32M-8 3 同步转满载转速速1500 1440 1000 960 750 710 综合考虑多方面因素，选择第二种方案，即选电动机型号为Yl32S-6，

5、那么电动机的技术参数如下表：额定功电动机转速n(r/min)方电动机型汽d同步转满载转速案号Kw 速2 I Yl32“|3 1000 960 6、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Yl32S-6。其主要性能：额定功率：3KW，满载转速960r/min，额定转矩2.0。三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i总n电动n 能960/118.47=8.10 2、分配各级传动比据指导书表2-1，取齿轮i齿轮4单级减速器i=35电动机型号Yl32S-6 i扭8.10 6 合理）:i.s).=i齿轮i带:.i带i单i齿轮8.10/4=2.025 四

6、、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速n也1=960rI min n1=n电机i带960/2.025=474.07(r/min)nu=n1/i齿轮474.07/4=118.5l(r/min)2、计算各轴的功率（KW)P 11!tn=2.56KW 输入抽：P1=P咆UL带制取2.560.950.99=2.41KW 输出铀：PP酬带2t耐也轮=2.560.950.9920.97=2.31KW 滚筒铀：P1u=Tl带Tl3轴if齿花刊联辘辘=2.560.950.9930.970.99=2.27KW 4、计算各轴扭矩N mm)T1=9.55106 Pi/n1=9.551062.41/474.07 i

7、岱轮4i带2.025n,u帆=960r/min n1=474.07r/min nu=118.5lr/min p电机2.56KW P1=2.41KW Pu=2.31KW P1 u=2.27KW 7=48549N mm I T1=Tu=9.55l06P1山111I 48549N mm=9.551062.31/118.51 I T11=186149N mm I 186149N m m T111=9.55l06P1/n1=9.551062.27/118.47 I T111=182987N mm I 182987N mm 铀的明细表：l轴名功率PKW)I转矩Tl问传动(N mm)Ir/mil比n 机轴I

8、轴2.41 48549 474.14 07 II轴2.31 186149 118.51 2.025 卷筒2.27 182987 118.轴I 47 五、传动零件的设计计算1、皮带轮传动的设计计算(1）、选择普通V带截型由课本表2-10得：k.=l.1 8 Pc=K.P=l.12.56=2.82KW 由课本2-17得：选用A型V带(2）、确定带轮基准直径，并验算带速推荐的小带轮基准直径为二三75mm那么取dd1=125mmda2=n1/n2 dd1=960/474.07125=253mm 取dd主250mm实际从动轮转速岛n1dd1/dd.2=960125/250=480r/min 传动比误差为

9、：“。i)/i=2.025-2/2.025=0.0125(0.05（允许）带速V:Vdd向601000 125960/601000=6.28m/s 在525m/s范围内，带速适宜。(3）、确定带长和中心矩0.7(dd1+d120（适用）(5）确定带的根数根据课本表（2-5)P。l.37KW 根据课本表（2-7)卒p。O.llKW 根据课本表（2-9)K=O.974 根据课本表（2-2)KL=l.01 Z=P,/(Po卒Po)KaKL=2.82/(1.37+0.11)0.974L 01=1.87根Z=2根(6）计算抽上拉力由课本表2-1查得q=O.lkg/m，由式单根V带的初拉力：_500皂2.

10、5Fo一一一（一一l)+qVZV Ka 旦巴兰2（2.5/0.974-1)+0.16.282 N 26.28=177.33N Ld=l800mm a=602.37mm P。l.37KW 卒Po=O.llKW KO.974 KL=l.01 2=2根F。177.33N 1 0 那么作用在轴承的压力FQFQ=2Zfosin1/2=22177.33sin(168.1/2)=705.51N 2、齿轮传动的设计计算(1）选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为241286HBW，取260 HBW。大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度197255HBW

11、，取230HBW；选8级精度。(2）确定许用应力确定有关参数如下：传动比1的4FQ=705.51N 取小齿轮齿数Z1=24。那么大齿轮齿数：Ii齿4Z2=iZ1=424=96 I Z1=24 齿数比：u=i=4查表4.19-3得：Hlim1=710Mpa查表4.21-3得：Flim1=600Mpa查表4-10得：SHliml=1.1 fHlim l=1.25 N1=60474.07830012=8.19108 N2=N1/u=2.05108 Z2=96 技lim2=580MpaI u=4 Flic2=450Mpa N1=8.19108 N2=2.05108 查图4-20Zx1=l.016 ZN

12、2=l.068 Zx1=l.016 Zx2=l.068 II 查图4-22YN1=0.872 Y阻O.898 查图4-23Yx,=YX2=1 a H J i=a旧im1Zx1/S出in=(7101.016/1.1)Mpa 0 H J l=655.78Mpa 655.78Mpa a H J 2=a Hlim2Zx2/SHmin=(5801.068/1.1)Mpa 0 HJ 2=563.13Mpa 563.13Mpa 0 F 1=0 Fliml Yx,Y阳S阳in6000.872/1.25)Mpa=418.56Mpa I a F ,=a F 2=a Fli昭YX2Yx2/S阳n=(4500.898

13、/1.25)Mpa 1418.56Mpa=323.28Mpa I a F 2=（峨齿面接触疲劳强度设计1323.栅a1、转矩TlT1=9.55106 PI/n1=9.551062.41/474.07 T1=48549N mm 48549N mm 2、初步算小齿轮的直径d,?:Ad 才一旦旦伊dI，H I M一川肌也60mmB1=60mm 取d,=60mm那么齿宽B1仇d,=60mm 2、按齿面接触疲劳强度设计1 2 d，注J！.旦丘1（半岛2V rpd u I川KA=1.5 KA=1.5 设计齿轮精度等级为8级，Kv=l.02 V主旦丘旦们60474.07=1.4伽Is取Kv=l.026010

14、00 601000-.Kp=1.05 伊d=1 查图4.12，取Kp=1.05 K,F K,2T,Id,1.524854560 一=4029 b b 60 Ka=1.1 K=l.77 表4-5Ka=1.1 K=KAKv Kp Ka=1.5L 021.05L l=l.77 4、计算齿面接触应力查图4.14得Z11=2.5 查表4-6得ZE=189.SJ币2211=2.5 什1.8川.2（去去）cos卡8-3.2（会主卡zE=189.8 z,=J平）平0.93sa=l.713 d，注13.旦（半岛2V rpd u I川z,=O.93 2)竹、Jny-nu-=J OO nz付10。0cJ-P、Jq,

15、-，、5-4 一一11。3、=50.83mm m=2.Smm 模数：m=d,/Z,=50.83/24=2.12mm 取标准模数：m=2.Smm d1=60mm s,=60mm d,=mZ1=60mm B,=60mm 13(4）校核齿根弯曲疲劳强度有图4.18查得YFal=2.58 有图4.16查得几.,=l.62 因sa=1.713 所以得凡O.25+0.75O.25+0.75/1.713=0.688 YFal=2.22 Ys,2=1.75 YF.,=2.58 YF.,=2.22 儿。，1.62Ys.2=1.75 根据（4-11）式几0.688VSS V忖V忖叫w。/O AU 句，/O l 。

16、，、J句，AY-475!-00呵4一-o JKU7一a-nu-6 句，=Fl=54.68 0 Fl=54.68(o F1=418.56Mpa 2KT.c,一一Yc_,Yc_,Y.bd,111-F2=37.09 飞、各轴间用圆角过渡倒角(1）按扭矩初算轴径选用45钢调质，硬度217255HBW根据表3-1，取C=l20do注C肌（2.川18.4俨mm=32.29mm 考虑有键槽，将直径增大5%，那么do=32.29(1+5%)mm=33.90mm 15 选出34mm2、轴的结构设计为满足轴上的零件的定位，紧固要求和便于轴的装拆，常将轴做成阶梯状。小齿轮的直径小，可以直接铸造到抽上，为了能选用适宜

17、的圆钢和减少切削加工量，阶梯抽各相邻抽段的直径不直相差太大，一般非定位轴肩取l2阳，定位抽肩取5lOmm。各段的两个阶梯之间的直径之差视具体情况而定。为了便于切削力日工，一根轴上的圆角半径应尽可能相同；各退刀槽砂轮越程槽）应取相同的宽度及相同的倒角尺寸；一根抽上各键槽应另在铀的同一甸线上。为了便于加工和检测，轴的直径应取圆整值；与标准件配合的抽段应取标准值。为了便于装配，轴端应加工出倒角。单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两车由承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒抽向固定，联接，以平键作过渡配合固定，两抽承分别以抽肩和大筒定位，那么采用过渡配合固定(2）确定轴各段直径、圆角和长度由

18、外向内确定各段直径，由内向外确定各段长度工段：也34mm长度取L1=50mmdo=34mm 16 有表12-13R=1.6mm h=3mm 考虑抽承端面和箱体内壁，齿轮端面和箱体内璧Il1=34mm 应有一定距离，通过密封盖袖段长应根据密封盖的宽IL1=50mm 度。Il2=40mm I I段：d2=d,+2h=34+23=40mmd2=40mm L2=40mm 初选用6009型申购球轴承，其内径为45阻，I L2=40mm 宽度为16mm.也45mm取套筒长为20mm，取该段长为m，安装齿轮段长IL3=42mm 度应比轮载宽度小2mm，故III段长：L3=(2+24+16)=42mm w段直

19、径：c=1 直径也45mmh=1.5 d,1=d3+2h=45+21.5=48mm 长度L4=54-2=52mmV段直径也56mm.长度Ls=l2mmVI段直径d&=45mm长度L&=28mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=224mm3、按弯矩复合强度计算(d1=34mm 求转矩：T2=186149N mm 求圆周力：Ft根据课本Pl 42得d4=48mm L噜52阳市56mmLs=l2mm d&=45mm L&=28mm L=224mm 17 Ft=2T2/d,=2186149/34=10949N 求径向力FrFr=Ft tan 10949tna20=3985.45 因为该抽两抽承对称，

20、所以：(1）绘制袖受力简图（如图a)(2）绘制垂直面弯矩图（如图b)抽承支反力：FAr=FaFFr/2=1992.73N Ft=10949N Fr=3958.45N FA:=Fa:=Ft/2=5474.5N I FAY=1992.73N 由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直IFA二5474.5N 面弯矩为lvki=FA,L/2=1992.7350/2=49818.25N mm I Mc,=(3）绘制水平面弯矩图（如图c)I 49818.3N 阻截面C在水平面上弯矩为：lvk2=FA:L/2=5474.550/2=136862.5N mm I Mc2=136862.5(4）绘制合弯矩图

21、如图d)INmm lvk=(Mc/+Mc）山(49818.32+136862.52）的=145647N mm Mc=l45647 N mm 18 y(a)T lr Ft c z去 B Fr Ft FBz(b)A111而阳(c)A111制时刨）A11l1俐际hT、rc r飞(5）绘制扭矩图（如图e)转矩：T=9.55(P2/n2)l06=186149N mm(6）绘制当量弯矩图（如图f)转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化，取=l，截面C处的当量弯矩：z r IE2、，ny A哇电E4户。口。电E牛”-,ll 1 21阳且、1，t飞nu叫J材tNt飞A哇武U武U仄d2MPh飞 H川A吐武U俨E

22、lL咽i内Jl叫，,户Lv-e Mm(7）校核危险截面C的强度a e=Mec/0.ld/=236356/0.1483 T=l86149 N mm Mee=236356N mm 19=21.31MPa a-lb=60MPa 该抽强度足够。2、高速轴的设计计算(1）按扭矩初算轴径选用45调质钢，硬度217255HBW)根据课本表6-3取c=ll 5do 二主 c(P3/n3）的11 5(2.41/474.07）的 19.8mm取do=22mma e=21.31Mpa a-1b=60MPa 故该轴强度足够6.2.2铀的结构设计I do=22mm(1）轴的零件定位，固定和装配单级减速器中，可以将齿轮安

23、排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用抽肩定位，右面用套筒车由向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位那么用过渡配合或过盈配合，抽呈阶状，左抽；意从左面装入，齿轮套筒，右轴承和皮带轮依次从右面装入。(2）确定轴的各段直径和长度初选6006型深沟球轴承，其内径为30mm，宽度为13阻。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，那么取套筒长为四川，那么该段长3lmm。do=22删20 d1=22mm d3=30mm do=48mm L,=40m 也28mmL2=40mm L3=3lmm d4=36m m L1=lOmm Lo=60mm d6=36

24、mm L6=10m m d1=30mm L1=3 lmm 铀的明细表：低速轴L=226mm 高速轴d1=34mm I L,=50mm d1=22mm L,=40mm d2=40mm I L2=40mm d2=28mm L2=30mm d3=45mm d4=48mm ds=56阳市45mmL3=42mm L4=52mm Ls=l2mm L6=28mm d3=30mm d,1=36mm ds=48mm L3=3lmm L4=10mm Ls=60mm L6=33mm d6=30mm L=224mm m一刁mL-m-=-YL m一七、滚动轴承的选择及校核计算低速抽轴承6009B=l6mm d=45mm

25、 D=75mm 低速袖轴承6006B=l3mm d=30mm D=55mm 八、键联接的选择及校核计算8.1输入轴与带轮联接采用平键联接抽径仇22阳，L,=40mmd1=22mm L,=40mm d2=28mm L2=40mm d3=30mm L3=3lmm d4=36mm L4=10mm ds=48mm Ls=60mm d6=36mm L6=10mm d;=30mm L;=3lmm L=222mm 21 查手册123页得，选用A型平键，得：键A632 GB/Tl096-2003 L=32mm T1=48549N mm h=6mm 根据课本Pl 49(6.15）式得_ 2Tlo 4T101 a

26、一一一一一一一一=448549/22632 kdl dhl=45.97Mpa(a 0 =llOMpa 8.2输出轴与大齿轮联接用平键联接车由径也48mmL4=64mm T2=186149N mm 查手册123页得，选用A型平键键1456GB/Tl096-2003 L=56mm h=9mm 据课本Pl49(6.15）式得。2TICY4T1 a1-kc/I dhl=4186149/48956=30.8Mpa a.=l lOMpa 8.3输出轴与传送带联接用平键联接抽径d,=34mmL,=50mm T2=186149N mm 查手册123页得，选用A型平键键1045GB/Tl096-2003 L=4

27、5mm h=8mm 据课本Pl49(6.15）式得。2TICY4T101-O kc/I dhl A型平键632 GB/Tl096-2003 a 0=45.97Mpa a A型平键1456 GB/Tl096-2003 a 0=30.8Mpa a.A型平键1045 GB/Tl096-2003 22=4186149/34845=60.8Mpa o.=l lOMpa 九、箱体结构的设计o 0=60.8Mpa 减速器的箱体采用铸造HT200）制成，采用剖分式Ica,J 结构为了保证齿轮佳合质量。1.机体有足够的刚度在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度2.考虑到机体内零件的润滑，密封散热。因其传

28、动件速度小于12m/s，故采用侵油润油，同时为了防止油搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离H大于40mm。为保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接外表应精创，其外表粗糙度为6.3 3.机体结构有良好的工艺性铸件壁厚为8阳，圆角半径为R=5。机体外型简单，拔模方便4.对附件设计A 视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有窥视孔，能看到传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的外表并用垫片加强密封，盖板用铸铁制戚，用MS紧固B 油螺塞：放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油孔用

29、螺塞墙住，因此23 油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。c 油标：油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而漏出D 通气孔：由于减速器运转时，机体内、温度丹高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便到达体内为压力平衡。E 位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度。F 吊钩：在机盖上直接铸出吊钩和吊环，用以起吊或搬运较重的物体。减速器机体结构尺寸如下：名称式公算牛l、LV符号结果箱座壁厚箱盖壁厚o I 0.025I；三88

30、 司I(o.s0.85)注88 箱盖凸缘厚Ibl I i.sl 12 24 箱座凸缘厚b 1.5 12 箱座底凸缘h2 2.So 20 厚度地脚螺钉直dl 0.03612 M lS 径地脚螺钉数ll a：三2504 目轴承旁联接d,0.7安ifMl4 螺栓直径机盖与机座联接螺栓直d2(0.50.6)df Ml2 径轴承端盖蝶、d3(0.40.5)d I MlO 钉直径视孔盖螺钉d4 0.30.4)d I MS 直径定位销直径d(0.70.8）的10 df饨，d2至c,查表4.2 24 外机壁距离20 18 d f d2至凸C2 查表4.2 22 缘边缘离16 25 外机壁至轴c1+c2+(81

31、2l I 48 承座端面距离大齿轮顶圆Ll I；主10 与内机壁距离齿轮端面与Ll2；主511 内机壁距离机座肋厚,n=8”1 1111臼0.85ll1l1=9 轴承端盖外D2 D2=D+径(55.5 l d3 I 98 轴承旁连接以矶和的互不干螺栓距离Is 预为准，一般取98 S旬D2十润滑密封设计对于单级圆柱齿轮减速器，因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度小于12m/s，所以采用漫油润滑。油的深度为h0=10+40=50 从密封性来讲为了保证机盖与机座连接处密封，凸缘应有足够的宽度，连接外表应精刨，密封的外表要经过刮研。而且，凸缘连接螺柱之间的距离不宜太大，并均匀布置，保证局部面

32、处的密封性。轴承端盖26 采用假入式端盖，易于加工和安装。十一联轴器设计1.类型选择为了隔离振动和冲击，选用弹性套柱销联袖器十三参考资料1、？机械设计？高等教育出版社主编吕宏王慧2、？机械原理？北京大学出版社主编王跃进3、？材料力学？高等教育出版社主编刘鸿文4、？互换性与技术测量根底？华南理工大学出版社主编黄镇昌十二、设计小结做了两周的课程设计，有很多的心得体会。在课程设计过程中，有时会感到有些心烦意乱。有好几次，因为不小心，我计算出错，只能重来。设计中还存在不少错误和缺点，需要继续努力学习和掌握有关机械设计的知识。通过这次机械课程设计，我对机械有了更深的理解，对减速器的原理和构造也有了一定的了解。通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致。27