课程设计报告带式运输机传动装置设计.docx
《课程设计报告带式运输机传动装置设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课程设计报告带式运输机传动装置设计.docx（44页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
课程设计报告带式运输机传动装置设计
带式运输机传动装置的设计
一、传动方案拟定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4
二、电动机的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4
三、计算总传动比及分配各级的传动比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6
四、运动参数及动力参数计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6
传动零件的设计计算
1.V带传动的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
7
2.高速级齿轮传动的设计及校核⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
10
3.低速级齿轮传动的设计及校核⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
14
五、轴的设计计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
16
七、滚动轴承的校核计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
25
八．键联结的选择及计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
26
..
带式运输机传动装置设计（第三组）
（1）原始数据
F=2300N
已知条件：
输送带工作拉力F=2300N
V=1.1m/s
F6.5KN
输送带速度V=1.1m/s
D=300mm
卷筒直径D=300mm
（2）已知条件
1）工作条件：
两班制工作（每班按
8h计算），连续
单向运转，载荷平稳，室内工作，有粉尘，环境
最高温度35℃；滚筒效率0.96。
2）使用折旧期：
8年。
3）检修间隔期：
4年一次大修，两年一次中修，半年
一次小修。
4）动力来源：
电力，三相电流，电压380/220V。
5）输送带速度容许误差：
±5%
6）制造条件及批量：
一般机械厂制造，小批量生产。
..
总体设计
nw52.521r/min
一．传动方案的拟定
根据已知条件计算出工作机滚筒的转速为
若选用同步转速为1500r/min或1000r/min的电动机，
则可估算出传动装置的总传动比i约为30或20
二．电动机的选择
1）电动机类型的选择：
电动机的类型根据动力源和工作
Pw7.15KW
条件，选用Y系列三相异步电动机
2）电动机功率的选择：
工作机所需要的有效功率为
Pw
Fv
65001.1
1000
7.15KW
1000
..
设1,2,3,4,5分别为弹性联轴器,闭式齿轮传动（设齿轮精度为8级）,滚动轴承,V形带传动。
滚筒的效率，
0.8079
由表
2-2差得η1=0.99η2=0.97
η3=0.99η4=0.95
η5=0.96
则
传动
装
置
的
总效率
为
Pd8.850KW
2
2
4
0.99
2
0.97
2
0.99
4
0.95
0.96
0.8079
1
2
3
4
5
Pd
Pw
7.15
8.850KW
0.8079
电机所需功率为
由第十六章表16-1
选取电动机的额定功率为11KW
3）电动机转速的选择：
选择常用的同步转速为1500r/min和1000r/min两种。
4）电动机型号的确定：
根据电动机所需功率和同步转速，查第十六章表16-1
可知，电动机型号为Y160M-4和Y160L-6。
相据电动机
的满载转速nm和滚筒转速nw可算出总传动比。
现将此
两种电动机的数据和总传动比列于下表中：
方
电动机
额定
同步
满载转
总传动
轴外
轴外
案型号
功率转速速
比
伸轴
伸长
号
/kw
r/min
r/min
径/mm
度/mm
1
Y160M-4
11
1500
1460
27.80
42
110
电动机型号
2
Y160L-6
11
1000
970
18.47
42
110
..
由上表可知，方案1中虽然电动机转速高，价格低，但为Y160L-6
总传动比大。
为了能合理分配传动比，使传动比装置结
构紧凑决定选用方案2，即电动机型号为Y160L-6。
查第
十六章表16-2知，该电动机中心高H=160mm轴外伸轴径
为42mm，轴外伸长度为110mm减速器的总
传动比为
三.传动比的分配
根据表2-3，取带传动比为i33，则减速机的总传动比
i
18.47
6.16
为
3
双级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为
i1
1.3i
1.3
6.16
2.830
i2
i2.177
低速级的传动比为
i1
四.传动装置的运动和动力参数计算
（1）各轴的转速计算：
n1
nm
970r/min
n2
n1
970
i1
342.76r/min
2.830
n3
n2
342.76
i2
157.45r/min
2.177
n4
n3
157.45r/min
（2）各轴的输入功率计算
i6.16
i12.830
i22.177
n1
970r/min
n2
342.76r/min
n3
157.45r/min
n4
157.45r/min
P1
8.762KW
P2
8.414KW
P3
8.080KW
P4
7.919KW
..
P1
Pd
1
8.8500.99KW
8.762KW
P2
P1
2
3
8.762
0.97
0.99KW
8.414KW
P3
P2
2
3
8.414
0.97
0.99KW
8.080KW
86.265Nm
P4
P3
8.080
0.99
0.99KW
T1
3
1
7.919KW
234.431N
m
T2
（2）各轴的输入转矩计算
T3
490.086N
m
T1
9550
P
9550
8.762
86.265Nm
T4
480.320N
m
1
n1
970
T2
9550
P2
9550
8.414
234.431N
m
n2
342.76
T3
9550P3
9550
8.080
490.086N
m
n3
157.45
T4
9550
P4
9550
7.919
480.320N
m
n4
157.45
各轴的运动及动力参数
轴
转速
功率P/KW
转矩
传动比i
号
n/（r/min）
T/（Nm）
1
970
8.762
86.265
2
342.76
8.414
234.431
3
157.45
8.080
490.086
Pca13.2KW
4
157.45
7.917
480.320
五．传动零件的设计计算
1.选V带⒈确定计算功率Ρca
由表8-7
查得工作情况系数KA
1.2,故
PcaKAP1.2
11KW13.2KW
⒉选择V带的带型
..
根据Ρca?
n1由图8-11选用B型
⒊确定带轮的基准直径dd并验算带速v
1）初选小带轮的基准值径dd1由表8-6和表8-8，取
小带轮的基准直径
dd1140mm
2）验算带速v
v
dd1n1
140970
1000
60
7.11m/s
60
1000
因为5m/s＜v＜25m/s,故带速合适。
3﹚计算大带轮的基准直径dd2
dd2idd16.16140mm862mm
根据表8-8，为dd2=900
验算i误差：
900
6.43
i
140
6.43
6.16
100%
4.4%小于5%
6.16
Ld04730mm
⒋确定V带的中心距α和基准长度Ld
1﹚初定中心距
0.7（dd1
dd2）a0
2（dd1
dd2）
728mma0
2080mm
a0
1500mm
2﹚计算带所需的基准长度
Ld02a0
（dd1
dd2）
（dd2
dd1）2
4a0
2
2
1500
（900
140）
2
（140900）
1500
mm
2
4
4730mm
..
由表8-2选带的基准长度Ld=4500mm
3﹚计算实际中心距α
aa0
LdLd0
1500450047301385mm
2
2
中心距的变化范围为728-2080mm
⒌验算小带轮上的包角1
57.3
1180（dd2dd1）
180（900140）57.3
1385
149120
⒍计算带的根数Z
Z=6
1﹚计算单根V带的额定功率Ρr
由dd1=140mm和n1=970r/min,查表8-4a得P0
2.111KW
根据n1
970r
/min
i6.16和B
型带查表
8-4b得
p00.31KW
查表8-5
得K
0.902,查表8-2得ΚL=1.15，于是
Pr
（P0
P0）KKL
（2.111
0.31）
0.902
1.15KW
2.51KW
2﹚计算V带根数Z
Z
Pca
13.2
5.26
Pr
2.51
取6根
⒎计算单根V带的初拉力的最小值（F0）min
由表8-3得B型带的单位长度质量q0.18kg/m所以
F0lmin283N
..
（F0）min
500（2.5
K）Pca
qv2
K
Zv
500（2.50.902）13.20.187.112
0.90267.11
283N
F06.5KN（F0）min
Fpmin3272N
⒏计算压轴力Fp
压轴力的最小值为:
1
（Fp）min2Z（F0）minsin
149
26283sin3272N
2
2.高速级齿轮传动设计
已知输入功率P1=8.672KW，小齿轮的转速n1=970r/min，齿数比u1=2.829.由电动机驱动，寿命为8年（设每年年工作300天），2班制
则
（1）选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数
a.按图10-23所示传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动
b.运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度
（GB10095-88）
c.材料选择。
由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS
a.选小齿轮齿数
Z=24，则大齿轮齿数
Z=2.829×
1
2
24=67.896取Z2=68
T186265Nmm
..
（2）按齿面接触强度设计
a.试选载荷系数Kt=1.3
b.计算小齿轮传递的扭矩T1=95.5×105P1/n1=95.5×105
×8.762/970=86265×105Nmm
c.由表10-7选取齿轮宽系数?
d=1
1
d.由表10-6查得材料弹性系数ZE=189.8MPa2
e.由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度
极限σHlim1=600Mpa;大齿轮的接触疲劳强度疲劳极限σ
Hlim2=550Mpa
f.计算应力循环次数
N1=60n1jLh=60×970×（2×8×300×8）×1=2.235×109
N2=2.235×109/2.829=7.9×108
g.由图10-19取接触疲劳寿命KHN1=0.9；KHN2=0.92
h.计算接触疲劳许用应力（取失效概率为1%，安全系数
S=1）
[σH]1=KHN1×σHlim1/S=0.9×600/1=540Mpa
[σH]2=KHN2×σHlim2/S=0.92×550/1=506Mpa
计算：
a.小齿轮分度圆直径d1t,代入[σH]3中较小的值
2
64.365mm
d1t
2.323KtT1u
1
ZE
d1t
d
u
H
..
1.3
862651051
2.829
189.8
2
2.323
=64.365mm
1
2.829
506
b.计算圆周速度v
v=
d1tn1
=
64.365970=3.27m/s
60
1000
60
1000
c.计算齿宽b
b=d×d1t=1×64.365=64.365
d.计算齿宽和齿高之比b
h
模数mt=d1t=64.365=2.682mm
Z1
24
齿高h=2.25m
t=2.25×2.682=6.03mm
b=64.365=10.67
h6.03
e.计算载荷系数
根据v=3.27m/s,7级精度，由图10-8查得动载系数
Kv=1.14
直齿轮KH=KF=1查10-4表，当小齿轮相对支承非对
称位置时KH=1.422
由b=10.67KH=1.422查图10-13得KF=1.4，故载
h
荷系数
K=KAKVKHKH=1×1.14×1×1.422=1.621
f.按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式可得
d1=d1t3
K
=64.36531.621=69.278
Kt
1.3
..
g.计算模数m
m=d1=69.278=2.89mm
Z124
（3）按齿根弯曲强度设计
1）确定各公示内的计算数值
a.由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳极限FE1=500Mpa
大齿轮的弯曲极限FE2=380Mpa
b.由图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.88KFN2=0.9
c.计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S=1.4，则
F
1
=KFN1
FE1
S
F
2
=KFN2
FE2
S
=0.88500=314.286K1.596
1.4
=0.9380=244.286
1.4
e.计算负载系数K
K=KAKVKFαKFβ=1×1.14×1×1.4=1.596
f.查取齿形系数
由表10-5查得YFa1=2.65YFa2=2.248
g.查取应力校正系数
由表10-5查得YSa1=1.58YSa2=1.746
h.计算大小齿轮的YFaYSa并加以比较
F
YSa1YFa1
=2.651.58=0.01332
F1
314.286
..
YSa2YFa2
=2.2481.746=0.01607
F2
244.286
由此可见，大齿轮数值大
2）设计计算
m3
2KT1
YFaYSa=32
1.5968.6265
105
0.01607=1.97
dZ12
F
1242
圆整后得m=2
按接触强度算得分度圆直径d1=74.721
1
d1
=
69.278
35
所以，Z=
m
2
Z
2
=2.829×35
99.05取Z=100
2
（4）几何尺寸计算a.计算分度圆直径
d1=Z1m=35×2=70mmd2=Z2m=100×2=200mm
b.计算中心距
a=
d1d2
70200
2
135mm
2
c.计算齿轮宽度
b=dd1=1×70=70mm取B2=70mm,B1=75mm
3、低速级齿轮传动设计
（原理同高速级齿轮传动设计方案，求得以下数据）
M=2mm
Z135
Z2100
..
1.材料：
小齿轮40Cr280HBS大齿轮45钢（调质）
240HBS
2.选Z1=24Z2=24×2.176=52.224取Z2=53Kt=1.3
1
d1ZE=189.8MPa2
3.T=
95.5
105P3
=490086N.mm
3
n3
4.查得Hlim1
=600MpaHlim2
=550Mpa
5.
N1
60n3jLn=60×15745×1×（2×8×300×8）=3.628
×108
8
N2
N1
3.628
10
1.667
108
u
2.176
由图取KHN1
=0.92
KHN2=0.95
6.
H
1
KHN1
lim1
552MPa
H
2
KHN2
lim2
552.5MPa
S
S
7.d3t=115.285mm
v
0.95m/s
b115.285mm
8.mt
4.804
h
10.808
b
10.667
h
9.
Kv1.05
KH
KF
1
KA1
KH1.435
KF
1.35
所以，K
1.507
10.d3=121.105mmm=5.046mm
d170mm
d2200mm
A=135mm
b70mmB175mmB270mm
11.查得FE1500MPa
KFN10.9
FE2380MPa
KFN1
0.88
K1.4175
所以，
F1
MPa
F2244.286MPa
314.286
..
12.K
KAKvKF
KF
1.4175
13.查得
YFa1
2.65
YFa2
2.248
YSa1
1.58
YSa2
1.746
YFa1YSa1
0.01332
YFa2
YSa2
0.01607
F1
F2
所以，大齿轮的数值大
14.
15.
m2.720圆整m=3
Z1d331Z2242.17653
m
d1
Z1m31393mm
d2
Z2m
683204mm
a
d1
d2
148
升级会员 