一级带式运输机传动装置机械设计课程设计.doc
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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
姓名：
、学号：
班级：
成绩：
指导教师：
完成时间：
2
机械设计课程设计任务书
班级：
姓名：
学号：
设计题目：
设计带式运输机传动装置
运动简图：
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），带式输送机工作载荷平稳，单向运转。
输送带拉力F＝1.4kN；
输送带速v＝1.55m/s；
滚筒直径D＝250mm
设计工作量：
1.减速器0#装配图1张（0#坐标草图一同交上）
2.主要零件图2～3张（输入轴、输出轴、大齿轮，均为3#白图）
3.设计说明书1份（手写、打印均可）
完成时间：
目录
1、传动方案拟定………………………………………………………3
2、电动机的选择………………………………………………………3
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………………………………………………7
6、轴的设计计算………………………………………………………14
7、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……………………………………………………25
11、联轴器设计………………………………………………………25
12、设计参考资料……………………………………………………26
13、设计小结…………………………………………………………26
计算过程及计算说明
结果
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=1400N；带速V=1.55m/s；
滚筒直径D=250mm。
3、传动简图：
图一
二、电动机选择
1、电动机类型的选择：
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：
ηa=η带×η3轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒
=0.95×0.993×0.97×0.99×0.96
=0.849
4、电机所需的工作功率：
Pw=FV/1000
=1400×1.55/1000=2.17KW
Pd=Pw/η总
=2.17/0.849=2.56KW
5、确定电动机转速：
计算滚筒工作转速：
n筒=60×1000V/πD
=60×1000×1.55/（π×250）
=118.47r/min
按手册表1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=3~5。
取V带传动比I带=2~4，则总传动比理时范围为Ia=6~20。
故电动机转速的可选范围为
nd=Ia×n筒=（6~20）×118.47=711~2374r/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：
方案
电动机型号
额定
Kw
电动机转速n（r/min）
同步转速
满载转速
1
Y100L2-4
3
1500
1440
2
Y132S-6
3
1000
960
3
Y132M-8
3
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Y132S-6，则电动机的技术参数如下表：
方案
电动机型号
额定功
Kw
电动机转速n（r/min）
同步转速
满载转速
2
Y132S-6
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Y132S-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筒=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=3~5合理）
∵i总=i齿轮×i带
∴i带=i总/i齿轮=8.10/4=2.025
四、运动参数及动力参数计算
1、计算各轴转速
n电机=960r/min
nI=n电机/i带=960/2.025=474.07（r/min）
nII=nI/i齿轮=474.07/4=118.51（r/min）
2、计算各轴的功率（KW）
P电机=2.56KW
输入轴：
PI=P电机×η带×η轴承=2.56×0.95×0.99=2.41KW
输出轴：
PII=
=2.56×0.95×0.992×0.97
=2.31KW
滚筒轴：
PIII=η带×η3轴承×η齿轮×η联轴器
=2.56×0.95×0.993×0.97×0.99
=2.27KW
4、计算各轴扭矩（N·mm）
TI=9.55×106PI/nI=9.55×106×2.41/474.07
=48549N·mm
TII=9.55×106PII/nII
=9.55×106×2.31/118.51
=186149N·mm
TIII=9.55×106PI/nI=9.55×106×2.27/118.47
=182987N·mm
轴的明细表：
轴名
功率P（KW）
转矩T（N·mm）
转速
r/min
传动比
电动机轴
2.56
25467
960
4
Ⅰ轴
2.41
48549
474.07
Ⅱ轴
2.31
186149
118.51
2.025
卷筒轴
2.27
182987
118.47
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：
ka=1.1
PC=KaP=1.1×2.56=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≥75mm
则取dd1=125mm
dd2=n1/n2·dd1=960/474.07×125=253mm
取dd2=250mm
实际从动轮转速n2’=n1dd1/dd2=960×125/250
=480r/min
传动比误差为：
（i。
—i）/i=2.025-2/2.025
=0.0125<0.05（允许）
带速V：
V=πdd1n1/60×1000
=π×125×960/60×1000
=6.28m/s
在5~25m/s范围内，带速合适。
（3）、确定带长和中心矩
0.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2）
0.7（100+200）≤a0≤2×（100+200）
所以有：
262.5mm≤a0≤750mm
初选a0=600mm
L0=2a0+1.57（dd1+dd2）+（dd2-dd1）/4a0
=2×600+1.57（125+250）+（250-125）2/4×600
=1795.26mm
取Ld=1800mm
a≈a0+Ld-L0/2=600+（1800-11795.26）/2
=602.37mm
（4）验算小带轮包角
α1=1800-（dd2-dd1）/a×57.30
=168.10>1200（适用）
（5）确定带的根数
根据课本表（2-5）P0=1.37KW
根据课本表（2-7）△P0=0.11KW
根据课本表（2-9）Kα=0.974
根据课本表（2-2）KL=1.01
Z=PC/（P0+△P0）KαKL
=2.82/（1.37+0.11）×0.974×1.01
=1.87根
Z=2根
（6）计算轴上拉力
由课本表2-1查得q=0.1kg/m，由式单根V带的初拉力：
F0=+qV2
=[×（2.5/0.974-1）+0.1×6.282]N
=177.33N
则作用在轴承的压力FQ
FQ=2ZF0sinα1/2=2×2×177.33sin（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241~286HBW，取260HBW。
大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度197~255HBW，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i齿=4
取小齿轮齿数Z1=24。
则大齿轮齿数：
Z2=iZ1=4×24=96
齿数比：
u=i=4
查表4.19—3得：
αHlim1=710MpaαHlim2=580Mpa
查表4.21—3得：
αFlim1=600MpaαFlim2=450Mpa
查表4—10得：
SHlim1=1.1
FHlim1=1.25
N1=60×474.07×8×300×12
=8.19×108
N2=N1/u=2.05×108
查图4—20ZN1=1.016ZN2=1.068
查图4—22YN1=0.872YN2=0.898
查图4—23YX1=YX2=1
[σH]1=σHlim1ZN1/SHmin=（710×1.016/1.1）Mpa
=655.78Mpa
[σH]2=σHlim2ZN2/SHmin=（580×1.068/1.1）Mpa
=563.13Mpa
[σF]1=σFlim1YX1YN1/SFmin=（600×0.872/1.25）Mpa
=418.56Mpa
[σF]2=σFlim2YX2YN2/SFmin=（450×0.898/1.25）Mpa
=323.28Mpa
（3）按齿面接触疲劳强度设计
1、转矩T1
TI=9.55×106PI/nI=9.55×106×2.41/474.07
=48549N·mm
2、初步算小齿轮的直径
d1≥Ad
取Ad=96=1
d1≥96=55.24mm
取d1=60mm
则齿宽B1=×d1=60mm
2、按齿面接触疲劳强度设计
d1≥
KA=1.5
设计齿轮精度等级为8级，
V=取Kv=1.02
=1查图4.12，取=1.05
表4—5=1.1
K=KAKv=1.5×1.02×1.05×1.1=1.77
4、计算齿面接触应力
查图4.14得=2.5
查表4—6得=189.8
==1.713
=
d1≥
=
=50.83mm
模数：
m=d1/Z1=50.83/24=2.12mm
取标准模数：
m=2.5mm
d1=m×Z1=60mm=60mm
（4）校核齿根弯曲疲劳强度
有图4.18查得=2.58=2.22
有图4.16查得=1.62=1.75
因=1.713所以得
=0.25+0.75/=0.25+0.75/1.713=0.688
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