皖西学院机械设计课程设计报告带式输送机传动装置设计.docx

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皖西学院机械设计课程设计报告带式输送机传动装置设计

机械设计课程设计

一、总体方案设计.......................2

二、设计要求.............................2

三、设计步骤..............................

1.传动装置总体设计方案........................2

2.电动机的选择.................................3

3.计算传动装置的传动比及各轴参数的确定......4

4.齿轮的设计..................................6

5.滚动轴承和传动轴的设计.......................8

附：

两根轴的装配草图..........................16

6.键联接设计....................................18

7.箱体结构的设计...............................19

8.润滑密封设计.................................20

四、设计小结.....................................20

五、参考资料.....................................21

一、总体方案设计

课程设计题目：

带式运输机传动装置设计（简图如下

1——V带传动

2——电动机

3—-圆柱齿轮减速器

4——联轴器

5——输送带

6——滚筒

1.设计课题：

设计一用于带式运输上的单级圆柱齿轮减速器。

运输机连续工作，使用寿命5年，每年365天，每天24小时，传动不逆转，载荷平稳，起动载荷为名义载荷的1.25倍，输送带速度允许误差为+_5%。

2.原始数据：

题号3第一组

运送带工作拉力F/KN

运输带工作速度v/（m/s）

滚筒直径D/mm

1.9

1.6

400

二、设计要求

1．减速器装配图1（三视图，A1图纸）；

2.零件图两（A3图纸，齿轮，轴，箱体）；

3.设计计算说明书1份（8000字左右）。

三、设计步骤

1.传动装置总体设计方案

1）外传动机构为V带传动。

2）减速器为一级展开式圆柱齿轮减速器。

3）方案简图如下图：

1——V带传动；2——电动机；3——圆柱齿轮减速器；

4——联轴器；5——输送带；6——滚筒

一传动方案拟定：

采用V带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比需求，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，结构简单，成本低，使用维护方便。

2、电动机的选择

1）选择电动机的类型

按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V。

2）选择电动机的容量

工作机的有效功率为

从电动机到工作机传送带间的总效率为

由《机械设计基础课程设计指导书》表2-3可知：

η1：

带传动0.96（球轴承）

η2：

齿轮传动的轴承0.99（8级精度一般齿轮传动）

η3：

齿轮传动0.97（弹性联轴器）

η4：

联轴器0.97

η5：

卷筒轴的轴承0.98

η6：

卷筒的效率0.96

所以电动机所需工作功率为

3）确定电动机转速

V带传动的传动比i1=（2-4），单级齿轮传动比i2=（3-5），一级圆柱齿轮减速器传动比围为i=（6-20），而工作机卷筒轴的转速为

所以电动机转速的可选围为：

根据电动机类型、容量和转速，由《机械设计基础课程设计指导书》附录8，附表8-1选定电动机型号为Y132M1-6。

其主要性能如下表：

电动机型号

额定功率/kw

满载转速/（r/min）

Y1600M1-8

4

720

2.0

2.0

Y132M1-6

4

960

2.0

2.0

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000的电动机，所以电动机的类型为Y132M1-6。

3.计算传动装置的传动比及各轴参数的确定

（1）传动比为

（为电动机满载转速，单位：

r/min）

分配各级传动比时由《机械设计基础课程设计指导书》表2—2

{圆柱直齿轮传动比围i1=（3—5）

V带传动围（2—4）取值i0=3

所以i=13

1）.各轴的转速

I轴n1=

II轴

卷筒轴

nm为电动机的满载转速r/min；n1﹑n2为I轴﹑II轴（I轴高速轴﹑II轴为低速轴）的转速，i0电动机至I轴的传动比，i1为I轴至II轴的传动比。

2）.各轴的输入功率

电动机轴w

轴I

滚筒轴

3）.各轴的输入转矩

电动机轴的输出转矩为：

I轴

II轴

滚筒轴

将上述计算结果汇总如下表所示：

轴名

功率P/kw

转矩T/（N·m）

转速n/（r/min）

传动比

效率

I轴

3.552

106.01

320

3

0.97

II轴

3.2

400

76.4

4．118

0.90

卷筒轴

3.01

376.25

76.4

电动机

3.7

36.8

960

4.齿轮的设计

1）选择齿轮材料及精度等级

小齿轮选用45钢调质，硬度为220-250HBS；大齿轮选用45钢正火，硬度为170-210HBS。

因为是普通减速器，由表10.21选9级精度，要求齿面粗糙度R≤3.2～6.3.

（2）按齿面接触疲劳强度设计

因两齿轮均为钢质齿轮，可应用式（10.22）求出d1值。

确定有关参数与系数：

1）、转矩T1

2）、载荷系数K

查表10.11取K=1.1

3）、齿数z1齿宽系数

小齿轮的齿数z1取为25，则大齿轮齿数z2=100.因单级齿轮传动为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，由表10.20选取。

4）、许用接触应力

由图10.24查得

由表10.10查得SH=1。

查图10.27得

由式（10.13）可得

故

由表10.3取标准模数m=2.5㎜。

（3）计算主要尺寸

经圆整后取b2=65㎜。

（4）按齿根弯曲疲劳强度校核

由式（10.24）得出，如则校核合格。

确定有关系数与参数：

1）齿形系数YF

查表10.13得YF1=2.65，YF2=2.18。

2）应力修正系数YS

查表10.14得YS1=1.59，YS2=1.80。

3）许用弯曲应力

由图10.25查得。

由表10.10查得。

由图10.26查得。

由式（10.14）可得

故

齿轮弯曲强度校核合格。

（5）验算齿轮的圆周速度v

由表10.22可知，选9级精度是合适的。

（6）计算几何尺寸及绘制齿轮零件工作图。

略。

将上述计算结果整理如下表所示：

名称

小齿轮（mm）

大齿轮（mm）

分度圆直径d

62.，5

250

齿顶高

2.5

2.5

齿根高

3.75

3.75

齿全高h

6.25

6.25

齿顶圆直径

64.5

252

齿根圆直径

55

242.5

基圆直径

58.73

234.92

中心距a

156.25

传动比i

4

5V带的设计

（1）确定计算功率Pc

由表8.21查得KA=1.3，由式（8.12）得

（2）选取普通V带型号

根据Pc=7.15kW、n1=960r/min，由图8.12选用B型普通V带。

（3）确定带轮基准直径dd1、dd2

根据表8.6和图8.12选取dd1=140mm，且dd2=140mm＞ddmin=125mm。

大带轮基准直径为

按表8.3选取标准值dd2=500mm，则实际传动比i、从动轮的实际转速分别为

从动轮的转速误差率为

在以为允许值。

（4）验算带速v

带速在5～25m/s围。

（5）确定带的基准长度Ld和实际中心距a

按结构设计要求初定中心距a0=1500mm。

由式（8.15）得

由表8.4选取基准长度Ld=4000mm。

由式（8.16）的实际中心距a为

中心距a的变化围为

（6）校验小带轮包角

由式（8.17）得

（7）确定V带根数z

由式（8.18）得

根据dd1=140mm，n1=960r/min，查表8.10，根据插法可得

取P0=2.82kW。

由式（8.11）得功率增量为

由表8.18查得Kb=

根据传动比i=3.35，查表8.19得Ki=960r/min则

由表8.4查得带长度修正系数Kl=1.13，由图8.11查得包角系数Ka=0.95，得普通V带根数

圆整得z=4。

（8）求初拉力F0级带轮轴上的压力FQ

由表8.6查得B型普通V带的每米长质量q=0.17kg/m，根据式（8.19）得单根V带的初拉力为

由式（8.20）可得作用在轴上的压力FQ为

（9）带轮的结构设计

按本章8.2.2进行设计（设计过程及带轮零件图略）。

（10）设计结果

选用3根B-3150GB/T11544—1997的V带，中心距a=968mm，带轮直径dd1=140mm，dd2=469.0mm，轴上压力FQ=2067.4N。

6.传动轴的设计

齿轮轴的设计

（1）确定输入轴上各部位的尺寸（如图）

（2）按扭转强度估算轴的直径

选用45并经调质处理，硬度217~255HBS

轴的输入功率为PI=4.03KW

转速为nⅠ=286.57r/min

根据《机械设计基础》P265表14.1得C=107～118.又由式（14.2）得：

d≥

（3）确定轴各段直径和长度

从大带轮开始右起第一段，由于带轮与轴通过键联接，则轴应该增加3%～5%，取D1=Φ30mm，又带轮的宽度

B=（Z-1）·e+2·f=（3-1）×18+2×8=52mm

则第一段长度L1=60mm

右起第二段直径取D2=Φ38mm

根据轴承端盖的装拆以及对轴承添加润滑脂的要求和箱体的厚度，取端盖的外端面与带轮的左端面间的距离为30mm，则取第二段的长度L2=70mm

右起第三段，该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，则轴承有径向力，而轴向力为零，选用6208型轴承，其尺寸为d×D×B=40×80×18，那么该段的直径为D3=Φ40mm，长度为L3=20mm（因为轴承是标准件，所以采用基孔制，轴与轴承间为过盈配合P7/h6）

右起第四段，为滚动轴承的定位轴肩,其直径应小

于滚动轴承的圈外径，取D4=Φ48mm，长度取L4=10mm

右起第五段，该段为齿轮轴段，由于齿轮的齿顶圆直径为d5=67.5mm，分度圆直径为Φ62.5mm，齿轮的宽度为70mm，则，此段的直径为D5=Φ67.5mm，长度为L5=70mm

右起第六段，为滚动轴承的定位轴肩,其直径应小于滚动轴承的圈外径，取D6=Φ48mm长度取L6=10mm（因为轴承是标准件，所以采用基孔制，轴与轴承间为过盈配合P7/h6）

右起第七段，该段为滚动轴承安装出处，取轴径为D7=Φ40mm，长度L7=18mm

（4）求齿轮上作用力的大小、方向：

小齿轮分度圆直径：

d1=62.5mm

作用在齿轮上的转矩为：

T=9.55×10