带式运输机动力及传动装置设计Word格式文档下载.docx
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摘要
本次设计的题目是带式运输机动力及其传动装置设计。
根据题目要求和机械设计的特点作者做了以下几个方面的工作：
①决定传动装置的总体设计方案；
②选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数；
③传动零件以及轴的设计计算，轴承、联接件、润滑密封和联轴器的选择及校验计算；
④机体结构及其附件的设计和参数的确定；
⑤绘制装配图及零件图，编写计算说明书。
关键词：
减速器带式运输机机械设计疲劳强度
引言
附：
参考文献
机械图纸
引言
为便于整台机器的设计、制造、装配、运输、和维修等常将其中的减速传动部分设计合格制造成独立部件的闭式传动装置，称为减速器。
由于减速器的应用十分广泛，为了降低成本，提高产品质量，简化构造形式和尺寸，我国机械、化工、航空等一些机器制造部门专门制定并生产了系列化的标准通用减速器。
常用的标准减速器有：
展开式圆柱齿轮减速器、圆弧齿轮减速器、阿基米德圆柱蜗杆减速器、圆弧齿轮圆柱蜗杆减速器、行星齿轮减速器、摆线针轮减速器、XB星谐波齿轮减速器等。
这些标准减速器广泛用于起重、运输、冶金、水泥、建筑、化工、纺织等机械的减速传动。
有关标准减速器的主要参数、技术指标及其选用方法，可参阅机械工程手册或机械设计手册中的有关部分。
一、设计的要求
1.1设计任务书
设计任务书
题目带式运输机动力及其传动装置设计
设计者
指导教师
班级
设计时间2013年12月23日—2014年1月3日
1.2设计要求
设计带式输送机的动力及传动装置，设计原始数据如附表H，可供选用的传动方案如附图H2所示，其中原始数据为：
（数据编号；
传动方案编号）的组合。
注：
本题共有题目数＝数据编号数×
方案数＝80
工作条件：
一班制，连续单向运输。
载荷平稳，室内工作，有粉尘（运输带与卷筒及支承间、包括卷筒轴承的摩擦阻力影响已在F中考虑）。
使用期限：
十年，大修期三年。
生产批量：
10台。
生产条件：
中等规模机械厂，可加工7-8级精度齿轮及蜗轮。
动力来源：
电力，三相交流（220/380V）。
运输带速度允许误差：
±
5％。
附表八
数据编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
运输带工作拉力Ｆ（Ｎ）
1500
2200
2300
2500
2600
2800
3300
4000
4300
3000
运输带工作速度Ｖ（ｍ/ｓ）
1.1
1.4
1.2
1.6
1.25
0.8
卷筒直径Ｄ（ｍｍ）
220
240
300
400
200
350
500
250
1.3任务要求
1.减速器装配图一张（0号或1号图纸）
2.零件图2张（由指导教师指定）
3.设计说明书一份（不少于6000字）
1.4其它要求
设计步骤清晰，计算结果正确，说明书规范工整，制图符合国家标准。
按时、独立完成任务。
二、传动方案的分析和拟定（附传动方案简图）
1.2、工作条件：
使用年限10年，工作为单班工作制，载荷平稳，环境清洁。
1.3、原始数据：
输送带拉力F=1500N；
带速V=1.1m/s；
卷筒直径Ｄ=220mm；
滚筒长度L=500mm。
三、电动机的选择
3.1、电动机功率选择：
（1）传动装置的总功率：
η总=η带×
η2轴承×
η齿轮×
η联轴器×
η滚筒
=0.96×
0.982×
0.97×
0.99×
0.96
=0.885
（2）电机所需的工作功率：
P工作=FV/（1000η总）
=1500×
1.1/（1000×
0.885）
=1.86KW
3.2、电动机转速选择：
计算卷筒工作转速：
n筒=60×
1000V/（πD）
=60×
1000×
1.1/（π×
220）
=95.54r/min
按《机械设计课程设计》P14表3-2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’a=3~5。
取V带传动比I’1=2~4，则总传动比理时范围为I’a=6~20。
故电动机转速的可选范围为n’d=I’a×
n筒=（6~20）×
95.54=573.24~1910.8r/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《机械设计课程设计》P14表17-7查出有三种适用的电动机型号，因此有三种传支比方案。
综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见选n=1000r/min
比较适合。
3.3、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Y112M-6。
其主要性能：
额定功率：
2.2KW，满载转速940r/min。
3.4、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=940/95.54=9.84
（2）分配各级传动比
取齿轮i齿轮=3
∵i总=i齿轮×
I带
∴i带=i总/i齿轮=9.84/3=3.28
四、传动零件的设计计算
4.1、皮带轮传动的设计计算
（1）选择普通V选带截型
由课本P156表8-8得：
kA=1.1
由课本P157图8-11得：
选用A型V带
（2）确定带轮基准直径，并验算带速
由课本P157图8-11得，推荐的小带轮基准直径为75~100mm
则取dd1=85mm>
dmin=75mmdd2=n1/n2·
dd1=940/286.59×
85mm=278.79mm
由课本P157表8-9，取dd2=280mm
实际从动轮转速n2’=n1dd1/dd2=940×
85/280
=285.36r/min
转速误差为：
（n2-n2’）/n2=（286.59-285.36）/286.59
=0.004<
0.05（允许）
带速V：
V=πdd1n1/（60×
1000）
=π×
85×
940/（60×
=4.18m/s
在4~16m/s范围内，带速合适。
（3）确定带长和中心矩
根据课本P154式（8-20）得
1.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2）
1.7（85+280）≤a0≤2×
（85+280）
所以有：
255.5mm≤a0≤730mm,取a0=500mm
由课本P157式（8-22）得：
=2a0+1.57（dd1+dd2）+（dd2-dd1）/4a0
=2×
500+1.57（85+280）+（280-85）2/4×
=1592.06mm
根据课本P145表（8-2）取Ld=1600mm
根据课本P158式（8-23）得：
=500+（1600-1592.06）/2
=503.97mm
（4）验算小带轮包角
α1=1800-（dd2-dd1）/a×
57.30
=1800-（280-85）/503.97×
=1800-22.170
=157.830>
1200（适用）
（5）确定带的根数
查表得P1=0.77KW△P1=0.11KW
Kα=0.95KL=0.99
得
Z=PC/P’=PC/（P1+△P1）KαKL
=2.42/[（0.77+0.11）×
0.95×
0.99]
=2.92
取Z=3
（6）计算轴上压力
查表得q=0.1kg/m，单根V带的初拉力：
F0=[500PC/（ZV）]×
（2.5/Kα-1）+qV2
=[500×
2.42/（3×
4.18）]×
（2.5/0.95-1）+0.1×
4.182N
=159.19N
则作用在轴承的压力FQ，
FQ=2ZF0sin（α1/2）
3×
159.19sin（157.830/2）
=936.04.58N
4.2、齿轮传动的设计计算
（1）选择齿轮材料、类型、精度等级及齿数
按所选的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，压力角为。
考虑减速器传递功率不在，所以齿轮采用软齿面。
小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为240~260HBS。
大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度220HBS；
根据表选7级精度。
齿面精糙度Ra≤1.6~3.2μm。
传动比i齿=3，取小齿轮齿数Z1=20，则大齿轮齿数：
Z2=i齿Z1=3×
20=60
（2）按齿面接触疲劳强度设计
由试计算小齿轮分度圆直径
1）确定公式中的各参数值
试选。
转矩T1=9.55×
106×
P/n1=9.55×
1.7/95.53
=169946.61N·
mm
查表的φd=0.9，，查图得。
计算接触疲劳强度用重合系数。
许用接触应力[σH]。
查表得：
σHlim1=570MpaσHlim2=350Mpa
由课本P209式10-15计算应力循环次数
N1=60=60×
95.53×
8×
365×
10
=1.67×
108
N2=NL1/=1.67×
108/3=5.57×
107
查表得接触疲劳的寿命系数：
KHN1=0.92KHN2=0.98
取失效概率为0.01，安全系数SH=1.0。
由公式[σH]=σHlimKHN/S得
[σH]1=σHlim1ＫHN1/S=570×
0.92/1.0Mpa
=524.4Mpa
[σH]2=σHlim2ＫHN2/S=350×
0.98/1.0Mpa
=343Mpa
故[σH]=[σH]1=343Mpa
2）由上述数据计算得：
d1≥97.8mm
模数：
m=d1/Z1=97.8/20=4.98mm
根据课本表取标准模数：
m=5mm
（3）校核齿根弯曲疲劳强度
确定有关参数和系数
分度圆直径：
d1=mZ1=5×
20mm=100mm
d2=mZ2=5×
60mm=300mm
齿宽：
b=φdd1=0.9×
100mm=90mm
取b=90mmb1=90mm
齿形系数YFa和应力修正系数YSa
根据齿数Z1=20,Z2=60并查表得
YFa1=2.80YSa1=1.55
YFa2=2.28YSa2=1.69
许用弯曲应力[σF]
[σF]=σFlimYSTYNT/SF
由设计手册查得：
σFlim1=290MpaσFlim2=210Mpa
YNT1=0.88YNT2=0.9
试验齿轮的应力修正系数YST=2
按一般可靠度选取安全系数SF=1.25
计算两轮的许用弯曲应力
[σF]1=σFlim1YSTYNT1/SF=290×
2×
0.88/1.25Mpa
=408.32Mpa
[σF]2=σFlim2YSTYNT2/SF=210×
0.9/1.25Mpa
=302.4Mpa
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