机械设计之带式输送机传动装置设计.docx

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机械设计之带式输送机传动装置设计

机械设计《课程设计》

带式输送机传动装置课题名称设计

机械系系别

专业模具设计与制造

班级模具091

姓名尹利平

学号200902031077

指导老师刘静波

完成日期日252011年6月

第一章绪论

第二章课题题目及主要技术参数说明

2.1课题题目

2.2主要技术参数说明

2.3传动系统工作条件

2.4传动系统方案的选择

第三章减速器结构选择及相关性能参数计算

3.1减速器结构

3.2电动机选择

3.3传动比分配

3.4动力运动参数计算

第四章齿轮的设计计算（包括小齿轮和大齿轮）

齿轮材料和热处理的选择4.1

4.2齿轮几何尺寸的设计计算

4.2.1按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸

4.2.2齿轮弯曲强度校核

4.2.3齿轮几何尺寸的确定

4.3齿轮的结构设计

第五章轴的设计计算（从动轴）

5.1轴的材料和热处理的选择

5.2轴几何尺寸的设计计算

5.2.1按照扭转强度初步设计轴的最小直径

5.2.2轴的结构设计

5.2.3轴的强度校核

第六章轴承、键和联轴器的选择

6.1轴承的选择及校核

6.2键的选择计算及校核

6.3联轴器的选择

第七章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构

尺寸的计算

7.1润滑的选择确定

7.2密封的选择确定

7.3减速器附件的选择确定

7.4箱体主要结构尺寸计算

第八章总结

参考文献

第一章绪论

本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了《机械设计基础》、《机械制图》、《工程力学》、《公差与互换性》等多门课程AUTOCAD》软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践知识，并运用《,规范的实践训练。

通过这次训练，使我们在众多方面环节也是一次全面的、得到了锻炼和培养。

主要体现在如下几个方面：

1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和（其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。

2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了（一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。

3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的（能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。

4OfficeWord功能的认识和运用。

）加强了我们对（软件中

第二章课题题目及主要技术参数说明

2.1课题题目

带式输送机传动系统中的减速器。

要求传动系统中含有单级圆柱齿轮V带传动。

减速器及

主要技术参数说明2.2

输送带的最大有效拉力F=1800N，输送带的工作速度V=1.5m/s，输送机滚筒直径D=220mm。

2.3传动系统工作条件

带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作载荷较88年，大修期为小时）平稳；两班制（每班工作，要求减速器设计寿命为3380/220V。

年，中批量生产；三相交流电源的电压为2.4传动系统方案的选择

1带式输送机传动系统简图图

结果明说及算计．

第三章减速器结构选择及相关性能参数计算减速器结构3.1本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。

电动机选择3.2P

（一）工作机的功率wP=FV/1000=1800*1.5/1000=2.7kw

w?

（二）总效率总2?

?

?

?

?

=总带联轴器齿轮轴承=0.95*0.97*0.99^2*0.97=0.88

P（三）所需电动机功率d?

PP/=2.7/0.88=3.07kw=总wd=5.5kw

P查《机械零件设计手册》得ed1440r/min

电动机选用Y123sS-43.3传动比分配?

D）n=60×1000v/（工作机的转速1.4/3.14*260

1000×=60×=102r/min=4.4

齿=3.21.4取i带i带齿I=1.4-1.6）i3.4动力运动参数计算

（一）转速n

电动机选用：

Y123S-4

=3.2

带I=4.4

I齿

明说及算计．

结果

nn==1440r/min0满nnnii=1440/3.2=450r/min）/==/0I满带带nni=450/4.4=102r/min）=/III齿nn=102r/min=IIIIIP

（二）功率P0=Pd=3.07kw

P1=P0*n带=3.07*0.95*0.99=2.89kw

P2=p1*n齿n轴=2.89*0.97*0.99=2.78kw

P3=p2*n联n轴=2.78*0.97*0.99=2.67kw

（三）转矩T

T0=9550P0/n=9550*3.07/1440=20.9（KN.m）

T1=9550*P1/n2=9550*2.89/450=61.33（KN.m）

T2=9550*P1/P2=9550*2.78/102=258.9（KN.m）

明说及算计．

结果

将上述数据列表如下：

TN功率/轴号?

-1i

﹒）（P/kWNm）/（r.min

29.5

3.070

1440

0.96

3.2

89.1345012.89

0.9724.4102374.52.78

0.99102

2.67

3

382.5

1

第四章齿轮的设计计算

4.1齿轮材料和热处理的选择

小齿轮选用45号钢，调质处理，HB＝236

大齿轮选用45号钢，正火处理，HB＝190

4.2齿轮几何尺寸的设计计算

按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸4.2.1

由《机械零件设计手册》查得

?

?

?

530MP?

580MP,,S=1

Hlima2HaHlim1lim?

?

?

200MP,S,?

215MP?

1lim2aaFFFlim1limU=n1/n2=450/102=4.4

由《机械零件设计手册》查得

Z=Z=1Y=Y=1.1N2N2N1N1

?

Z580?

1?

?

11NHlim?

?

?

580MP?

由aH11SlimH?

Z1530?

?

?

N2limH2?

?

?

530?

MPaH2S1limH

明说及算计．

结果

?

Y1.?

1215?

?

1lim1NF?

MP244?

?

?

aF11SlimF?

Y1.200?

1?

?

N2lim2F?

MP?

?

?

204aF2S1Flim

T

（一）小齿轮的转矩IT1=9550*4.0/450=89.13N.m

（二）选载荷系数K

由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对称布置。

查《机械原理与机械零件》教材中表得，取K＝1.1

?

（三）计算尺数比?

=4.4

?

（四）选择齿宽系数d根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。

查?

＝1

《机械原理与机械零件》教材中表得，取dd（五）计算小齿轮分度圆直径1d≥1

明说及算计．

结果

3）1u?

KT（I=64mm

766d2?

?

u[]12dHm（六）确定齿轮模数a=64/2（1+4.4）=174mm

174）×m=（0.007～0.02）a=（0.007～0.02m=2

取zZ和（七）确定齿轮的齿数21=32

Z取Z1=64/2=321=142

ZZ2=u*Z1=4.4*32=140.8取2'?

（八）实际齿数比u=Z2/Z1=142/32=4.4375

'?

?

?

?

齿数比相对误差006.?

?

0?

?

?

<±2.5%允许Δ（九）计算齿轮的主要尺寸d1=m*z1=32*2=64d2=m*z2=142*2=284

Z=321

Z=1422

d=64mm

1d=284mm

2

明说及算计．

结果

a=1/2（d1+d2）=1/2（64+284）=174mm中心距B2=1*64=64mm

齿轮宽度10）=69--74（mm）～=B+（5B21=72（mm）B取1并选择齿轮精度（十）计算圆周转速vV=3.14*450*64/（60*1000）=1.5（m/s）查表应取齿轮等级为8级，但根据设计要求齿轮的精度等级为8级。

齿轮弯曲强度校核4.2.2

（一）由4﹒2﹒1中的式子知两齿轮的许用弯曲应力?

?

?

MP244?

aF1?

?

?

MP?

204a2F

（二）计算两齿轮齿根的弯曲应力由《机械零件设计手册》得

Y=4.071FY=3.91

2F?

?

?

/Y比较的值FF

Y?

?

Y]=3.91/204=0.019]=4.07/244=0.020>/[/[1F2F2F1F计算大齿轮齿根弯曲应力为

a=174mm

B=72mm1B=64mm2

V=1.5

（m/s）定为IT8

明说及算计．

结果

TF1=2*1.4*890000*3.91/（64*2^2*32）=118.94MPa<

?

?

?

MP244?

aF1齿轮的弯曲强度足够齿轮几何尺寸的确定4.2.3**d=0.25齿顶圆直径由《机械零件设计手册》得h=1caada1=d1+2h*m=64+2*1*2=68mmda2=d2+2h*m=284+2*1*2=288mm齿距P=2×3.14=6.28（mm）?

?

?

?

）2.5h?

h（?

cmmm?

齿根高af?

）mmm?

1?

2?

2hh?

（齿顶高aad齿根圆直径fdf1=d1-2*（ha*+c*）m=64-2*（1+0.25）*2=59mmdf2=d2-2*（ha*+c*）m=284-2*（1+0.25）*2=279mm

4.3齿轮的结构设计

小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构大齿轮的关尺寸计算如下：

?

62d=轴孔直径）mm（D=1.6d=1.6×62=99.2取110轮毂直径）mm（1轮毂长度L=B2=64mm

δ?

=8

取4）m=6～8（mm）轮缘厚度=（3～00d?

D=288-2×4.5-2×8

轮缘内径=-2h-22a20

强度足够

d=68mm1ad=284m2am

h=4.5mm

S=3.14mmP=6.28mm

h=2.5mmfha=2mm

d=59mmf1d=279mm

f2

明说及算计．

结果

=263（mm）=260（mm）取D2腹板厚度c=0.3=0.3×64=19.2B2取c=20mm）

腹板中心孔直径D=0.5（+）=0.5（260+100）=180（mm）

DD021腹板孔直径=0.25（-）=0.25（260-100）DDd120=80（mm）

d（mm）

取=200齿轮倒角n=0.5m=0.5×2=1

齿轮工作如图2所示：

计算及说明

结果

第五章轴的设计计算5.1轴的材料和热处理的选择由《机械零件设计手册》中的图表查得选45号钢，调质处理，HB217～255?

?

?

=59MPa=637MPa=353MPasb1?

5.2轴几何尺寸的设计计算5.2.1按照扭转强度初步设计轴的最小直径3P2=（40.4-36.65）从动轴=cd2n2d*1.05>=42.4-38.5

d=d*1.05>=42.4-38.5考虑键槽2?

?

mmd=选取标准直径=4525.2.2轴的结构设计

根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。

5.2.3轴的强度校核

从动轴的强度校

T=374510（N/m）

F=2*374510/284=2637N

圆周力tFFtan=2637×tan20°=960N径向力=trF=0

由于为直齿轮，轴向力a作从动轴受力简图：

（如图3所示）

=32mm

D2

明说及算计．

结果

L=110mmFR960=480=0.5×==0.5R）（NtHAHB=58*480=27840

MHCFR=1318N

=0.5=RrVAVB=58*1318=75444N/mm

MVC转矩T=374510N/mm校核22MM?

==81356N/mm=MCVCHC?

?

22aTM?

==237353N/mm

=MeC?

?

?

=59MPa由图表查得，1?

ba=237714/（0.1*62^2）=10<59MPa

则强度足够轴承、键和联轴器的选择第六章6.1轴承的选择及校核考虑轴受力较小且主要是径向力，故选用单列深沟球轴承主个择》设零机颈轴值查《械件计手册选62082据承动轴根6212个2）从动轴承（GB/T276-1993）（GB/T276-1993寿命计划：

从动轴承2个

明说及算计．

结果

两轴承受纯径向载荷F1Y=0X=P==602.34r从动轴轴承寿命：

深沟球轴承6212本额定功负荷?

=3

=1=62.8KNfCtr8年，两班制预期寿命为：

轴承寿命合格6.2键的选择计算及校核，考虑键在轴中部安装故选键，b=18L=90

（一）从动轴外伸端d=45?

?

?

=100MPa

45号钢，其许用挤压力h=11选pFT4000?

?

t?

?

I===52.84<=pp`lhhld则强度足够，合格，考虑键槽在轴中部安装，故同一方

（二）与齿轮联接处d=6245h=9mm，选位母线上，选键，b=14mm，L=50mm，?

?

?

=100MPa

号钢，其许用挤压应力pF4000T?

?

t?

?

I===73.21

从动轴端外伸×键1040

6GB/1092003—

与齿轮联接处键14×52

GB/T1096—2003

明说及算计．

结果

6.3联轴器的选择由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑拆装方便及经济问题，选用弹性套柱联轴器K=1.3KPIIN=9550=170.4TCnIIT，选用TL8型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩=374nTT孔长度型键轴孔直径，选d=45。

采用Y型轴孔，A

TL8型弹性套住联轴器有关参数

选用TL8型弹性套住联轴器

许用外键轴孔转速公称轴孔轴孔槽径材料型号转矩直径n/长度类型D/m类L/mm

d/mmT/（N·m）1?

型m（r·minHT20Y型A型374300045107220

TL80

减速器润滑、密封及附件的选择确定第七章以及箱体主要结构尺寸的计算及装配图润滑的选择确定7.1润滑方式7.1.1应用喷油润滑，但考虑成2V=1.＜＜12m/s1.齿轮本及需要，选用浸油润滑2.轴承采用润滑脂润滑7.1.2润滑油牌号及用量

齿轮浸油润滑轴承脂润滑

明说及算计．

结果

～20mm，1.齿轮润滑选用150号机械油，最低～最高油面距10需油量为1.5L左右2.型润滑脂，用油量为轴承间2L—3轴承润滑选用隙的为宜1/3～1/2

7.2密封形式

1.箱座与箱盖凸缘接合面的密封

选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法

2.观察孔和油孔等处接合面的密封

在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封

3.轴承孔的密封

闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部

轴的外伸端与透盖的间隙，由于V<3（m/s），故选用半粗羊毛毡加以密封

4.轴承靠近机体内壁处用挡油环加以密封，防止润滑油进入轴承内部

7.3减速器附件的选择确定

列表说明如下：

齿轮用150号机械油

轴承用2L—3型润滑脂

明说及算计．

结果

名称螺栓螺栓销垫圈螺母油标尺通气器7.4箱体主要结构尺寸计算箱座壁厚箱盖厚度箱底座凸缘厚度台半径R=20mm齿轮轴端面与内机壁距离大齿轮顶与内机壁距离小齿端面到内机壁距离上下机体筋板厚度主动轴承端盖外径从动轴承端盖外径地脚螺栓

功用安装端盖安装端盖定位调整安装安装测量油面高度

数量12242331

材料Q235Q2353565MnA3组合件

规格16

×M61986GB5782—25

×M8—1986GB578240

A6×GB117—198610—1987GB93M10—GB61701986

透气

1

A3

?

?

=15mm

b=1.5,箱座凸缘厚度=10mm?

?

b=12mm=1.5,箱盖凸缘厚度=8mm111b?

=25mm,轴承旁凸台高度h=45，凸=2.5,2l=18mm1?

=12mm1?

=15mm2mm=8.5mm=6.8mm,21D=105mm1D=130mm2M16，数量6根

总结第八章．

通过本次毕业设计，使自己对所学的各门课程进一步加深了理解，对于各方面知识之间的联系有了实际的体会。

同时也深深感到自己初步掌握的知识与实际需要还有很大的距离，在今后还需要继续学习和实践。

本设计由于时间紧张，在设计中肯定会有许多欠缺，若想把它变成实际产品的话还需要反复的考虑和探讨。

但作为一次练习，确实给我们带来了很大的收获，设计涉及到机械、电气等多方面的内容，通过设计计算、认证、画图，提高了我对机械结构设计、控制系统设计及步进电动机的选用等方面的认识和应用能力。

总之，本次设计让我受益非浅，各方面的能力得到了一定的提高。

参考文献

1，孙岩等主编，北京理工大学出版社。

、《机械设计课程设计》2、《机械设计课程设计》，银金光等主编，中国林业出版社；北京希望电子出版社。

3、《机械制图》教材4、《机械设计基础》教材5、《工程力学》教材6、其它机械类专业课程教材