带式运输机传动装置的课程设计Word下载.doc

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5.1选择V带型号 7

5.2确定带轮基准直径 7

5.3验算带的速度 7

5.4确定中心距和V带长度 7

5.5验算小带轮包角 8

5.6确定V带根数 8

5.7计算初拉力 8

5.8计算作用在轴上的压力 8

5.9带轮结构设计 8

6.高速级斜齿圆柱齿轮的设计计算 9

6.1选择材料、热处理方式和公差等级 9

6.2初步计算传动的主要尺寸 9

6.3确定传动尺寸 10

6.4校核齿根弯曲疲劳强度 12

6.5计算齿轮传动其他几何尺寸 13

7.低速级直齿圆柱齿轮的设计计算 14

7.1选择齿轮的材料 14

7.2确定齿轮许用应力 14

7.3计算小齿轮分度圆直径 15

7.4验算接触应力 15

7.5验算弯曲应力 16

7.6计算齿轮传动的其他尺寸 16

7.7齿轮作用力的计算 17

8中间轴的设计计算 17

8.1已知条件 17

8.2选择轴的材料 18

8.3初算轴径 18

8.4结构设计 18

8.5键连接 20

8.6轴的受力分析 20

8.7校核轴的强度 22

8.8校核键连接的强度 22

8.9校核轴承寿命 22

9.高速轴的设计与计算 23

9.1已知条件 23

9.2选择轴的材料 23

9.3初算最小轴径 23

9.4结构设计 24

9.5键连接 26

9.6轴的受力分析 26

9.7校核轴的强度 28

9.8校核键连接的强度 29

9.9校核轴承寿命 29

10.低速轴的设计与计算 30

10.1已知条件 30

10.2选择轴的材料 30

10.3初算轴径 30

10.4结构设计 30

10.5键连接 32

10.6轴的受力分析 32

10.7校核轴的强度 34

10.8校核键连接的强度 34

10.9校核轴承寿命 35

11润滑油与减速器附件的设计选择 35

11.1润滑油的选择 35

11.2油面指示装置 35

11.3视孔盖 36

11.4通气器 36

11.5放油孔及螺塞 36

11.6起吊装置 36

11.7起盖螺钉 36

11.8定位销 36

12箱体结构设计 37

13设计小结 38

14参考文献 38

附：

装配图与零件图

设计任务

带式运输机传动装置的设计。

已知条件：

1．运输带工作拉力F=2kN；

2．运输带工作速度v=1.1m/s；

3．滚筒直径D=300mm；

4．滚筒效率ηj=0.96（包括滚筒与轴承的效率损失）；

5．工作情况：

两班制，连续单向运转，载荷较平稳；

6．使用折旧期：

8年；

7．工作环境：

室内，灰尘较大，环境最高温度35℃；

8．动力来源：

电力，三相交流，电压380/220V；

9．检修间隔期：

4年一次大修，2年一次中修，半年一次小修；

10．制造条件与生产批量：

一般机械厂制造，小批量生产。

图1

动力及传动装置

D

v

F

设计计算及说明

结果

1.传动方案的分析论证

机器通常是由原动机、传动装置和工作机三部分组成。

其中传动装置是将原动机的运动和动力传递给工作机的中间装置。

它通常具备减速（或增速）、改变运动形式或运动方向以及将动力和运动进行传递与分配的作用。

1.1传动装置的组成：

传动装置由电机、减速器、工作机组成。

1.2传动装置的特点：

齿轮相对于轴承的位置不对称，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。

1.3确定传动方案：

合理的传动方案首先应满足工作机的性能要求，还要与工作条件相适应。

同时，还要求工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、使用维护方便、工艺性和经济性好。

若要同时满足上述各方面要求是比较困难的。

因此，要分清主次，首先满足重要要求，同时要分析比较多种传动方案，选择其中既能保证重点，又能兼顾其他要求的合理传动方案作为最终确定的传动方案。

初步确定传动系统总体方案为二级展开式圆柱齿轮减速器，设计图如下：

图一：

传动系统总体方案设计图

1.4传动方案的分析：

结构简单，采用Ｖ带传动与齿轮传动组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，成本低，使用维护方便。

2.电动机的选择

2.1选择电动机的类型

根据用途选用Y（IP44）系列一般用途的全封闭式自冷式三相异步电动机

2.2选择电动机的功率

由已知条件可知，传送带所需的拉力F=2KN，传输带工作速度v=1.1m/s，故

输送带所需功率为==2.2KW

由【2】表1-7查得滚筒效率=0.96，轴承效率=0.99，联轴器效率=0.99，带传动的效率=0.96，齿轮传递效率=0.97。

电动机至工作机之间传动装置的总效率为

=0.8246

电动机总的传递效率为=2.66kw

查[2]表12-1，选取电动机的额定功率为=3KW

2.3确定电动机的转速

由已知，滚筒的直径为D=300mm，工作速度为v=1.1m/s，所以

输送带带轮的工作转速为==70

V带传动比=2~4，二级减速器常用的传动比为=8~40

总传动比的范围=*=16~160

电动机的转速范围为=*=1120~11200

查[2]表12-1，符合这一转速的范围的电动机同步转速有1500，3000三种，初选1500，满载转速=1420型号Y100L2-4的电动机。

3.传动比的计算及分配

3.1总的传动比

===20.28

3.2分配传动比

根据带传动比范围，取V带传动比为=2.46，则

减速器的传动比为i==8.23

高速级传动比为==3.27~3.39。

取=3.3

低速级传动比为===2.49

4.传动装置运动及动力参数计算

4.1各轴的转速

Ⅰ轴（高速轴）

Ⅱ轴（中间轴）

Ⅲ轴（低速轴）

Ⅳ轴（滚筒轴）

4.2各轴的功率

Ⅰ轴（高速轴）=*=0.96*2.66kw=2.55kw

Ⅱ轴（中间轴）=**=0.99*0.97*2.55kw=2.45kw

Ⅲ轴（低速轴）=**=0.45*0.99*0.97kw=2.35kw

Ⅳ轴（滚筒轴）==**=0.99*0.99*2.35kw=2.31kw

4.3各轴的转矩

电动机轴=9550*=9550*=17.89

Ⅰ轴（高速轴）=9550*=9550*=42.19

Ⅱ轴（中间轴）=9550*=9550*=133.77

Ⅲ轴（低速轴）=9550*=9550*=319.51

Ⅳ轴（滚筒轴）=9550*=9550*=314.07

表一传动装置各轴主要参数计算结果

轴号

输入功率P/kW

转速n/（r/min）

转矩T/N•m

传动比i

电动机轴

2.66

1420

17.89

=2.46

=3.3

=2.49

Ⅰ轴（高速轴）

2.55

577.23

42.19

Ⅱ轴（中间轴）

2.45

174.91

133.77

Ⅲ轴（低速轴）

2.35

70.24

319.51

2.31

314.07

5.减速器的外传动件的设计

5.1选择V带型号

考虑到在和变动较小，查【1】表7-5得工作情况系数=1.1，则

=*=1.1*2.66kw=2.93kw

根据=1420r/min，=2.93kw，由【1】图7-17选择A型普通V带。

5.2确定带轮基准直径

由【1】图7-17可知，A型普通V带推荐小带轮直径=80~100，选小带轮=100mm，则大带轮直径为

=*=2.46*100mm=246mm，由【1】表7-7，取=250mm。

5.3验算带的速度

===7.45m/s<

25m/s

5.4确定中心距和V带长度

根据0.7（+）mm=245mm<

<

2（+）mm=700mm

为了使结构紧凑，取偏低值=350mm

V带基准长度为，

L=2a+（+）+

=2×

350+（100+250）+=1265.85mm

由[1]表7-3选V带基准长度=1250mm,则实际中心距为

a=+=（350+）mm=342.08mm

5.5验算小带轮包角

-×

=-

=>

5.6确定V带根数

查【1】表7-9=0.95,由表7-3得，=1.11，由表7-10得，=0.17，由表7-8，得=0.63

z===3.47

取整z=4

5.7计算初拉力

由【1】表7-11查得V带单位长度质量m=0.1kg/m,则单根V带张紧力

=

=500×

（）+0.1×

=103.97N

5.8计算作用在轴上的压力

Q=2zsin=2×

4×

103.7×

sin=813.3N

5.9带轮结构设计

小带轮采用实心质，由【1】表7-4，e=150.3，=9，取f=10.在【2】表12-5查得=28mm

轮毂宽：

=（1.5~2.0）=42~56mm，初选=50mm

轮缘宽：

=（z-1）*e+2f=65mm

大带轮采用孔板式结构，轮缘宽可与小带轮相同，轮毂宽可与轴的结构设计同步进行。

6.高速级斜齿圆柱齿轮的设计计算

6.1选择材料、热处理方式和公差等级

考虑到带式运输机为一般机械，故大、小齿轮均选用45钢，小齿轮调质处理，大齿轮正火处理，由【3】表8-17的齿面平均=236,=190HBW，HBW-=46HBW，在30~50HBW之间。

选用8级精度

6.2初步计算传动的主要尺寸

因为平均硬度小于350HBW，则齿轮为软面闭式传动，故按齿轮接触强度进行设计（外啮合）。

（1）小齿轮传递的转矩为=42190N*mm

（2）初选=1.2，由【3】表8-18得=1.1

（3）由【3】表8-19得弹性系数=189.8

（4）初选β=12º

，由【3】图9-2查得查得节点系数=1.72。

（5）齿轮的传动比为u=3.3，初选=23，则=u*=3.3*23=75.9，取整数76,则端面重合度为=[1.88-3.2*（）]cosβ=1.66轴向重合度为=0.318***=1.71

（6）由[3]图8-3查得重合度系数=0.775

（7）由[3]图11-2查得螺旋角系数=0.99

（8）许用接触应力可用下式计算

计算=2