本科毕业设计论文带式输送机传动设置机械设计课程设计报告Word文档格式.docx
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1.2.1设计题目：
带式输送机传动设置
1.2.2传动简图：
1.2.3数据：
F=1969ND=0.31mV=0.35m/s
1.2.4其他条件：
使用地点：
煤厂生产批量：
中批
载荷性质：
中等冲击使用年限：
八年一班
2、传动系统方案制定与分析
1、二级圆柱齿轮减速器：
传动比一般为8-40，结构简单，应用广泛。
展开式的高速级常用斜齿，由于齿轮相对于轴承为不对称布置，因而延齿向载荷分布不均，要求轴有较大刚度，用于载荷平稳的场合。
2、二级圆锥齿轮减速器：
锥齿轮布置在高速级，圆锥齿轮为直齿时i=8-20，为斜齿或曲线齿时i=8-40。
3、齿轮蜗杆减速器：
传动比一般为15-60，最大到480。
蜗杆传动在高速级，传动效率较高。
本设计传动比大于40，且要求结构紧凑，故选择齿轮蜗杆减速器。
3、传动方案的技术设计与分析
3.1电动机选择与确定
3.1.1电动机类型和结构形式选择：
无特殊要求，一般选用Y系列三相交流异步电动机，它具有高效、节能、噪音小、振动小、运行安全可靠的特点，安装尺寸和功率等级符合国际标准（IEC），适用于无特殊要求的各种机械设备，如机床、运输机、鼓风机以及农业机械、食品机械等。
对于频繁启动、制动和换向的机械（如起重机械），宜选用允许有较大振动和冲击，转动惯量小，过载能力大的YZ和YZR系列起重用三相异步电动机。
本设计无特殊要求，故选择Y系列三相交流异步电动机。
3.1.2电动机容量确定：
工作机输出功率=0.781kW
取η1=0.99（弹性联轴器）,η2=0.8（蜗杆）,η3=0.97（齿轮）,η4=0.98（轴承）,ηw=0.96（卷筒）
电动机的容量的选择对其工作和经济性影响很大。
容量小于工作要求，就不能保证工作机正常工作，或使电动机长期过载而过早损坏；
容量过大则电动机价格高，能力又不能充分利用，由于经常不能充分利用，由于经常不满载运行，效率和功率因数都较低，增加电能消耗。
电动机的容量主要根据运行时的发热条件来决定。
本题目给的工作机在载荷变化中等条件下连续运转的机械，而且传递功率较小，只需使电动机的额定功率Ped稍大于电动机的实际输出功率Pd就可以，一般不需要校核发热和启动力矩。
3.1.3电动机转速选择：
按推荐的传动比合理范围，二级蜗杆-圆柱齿轮减速器，故电动机转速可选范围
符合这一范围的同步转速为940r/min、910r/min，综合考虑选用同步转速为940r/min，电动机型号为Y100L-6，主要性能如下表：
电动机型号
额定功率
（Kw）
同步转速
（r/
min）
满载转速
Y100L-6
1.5
1000
940
2.0
2.2
3.2传动装置总传动比确定及分配
3.2.1传动装置总传动比确定：
总传动比为
3.2.2各级传动比分配：
蜗杆齿轮减速器一般可取齿轮的传动比：
传动比的分配直接影响传动装置的外廓尺寸、重量及润滑条件等。
传动比分配原则：
1）各级传动比都应在常用的合理范围内，以符合各级传动形式的工作特点，并使结构比较紧凑。
2）尽量使传动装置外廓尺寸或重量较小。
3）在两级或多级齿轮减速器中尽量使各级大齿轮浸油深度合理。
4）使各级传动尺寸协调，结构匀称合理，便于安装。
综合考虑，取i1=20，则i2=2.18
3.2.3传动装置的运动和动力参数的计算
设蜗杆为1轴，蜗轮轴为2轴，齿轮轴为3轴,卷筒轴为4轴
1）各轴转速：
n
I=nm=940r/min
nII=n
I/i1=940/20=47r/min
nIII=nII/i2=47/2.18=21.56r/min
nIV=nIII=21.56r/min
2）各轴输入功率：
PI=Pd×
η1=1.013×
0.99=1.003kW
PII=P
I×
η2×
η4=1.003×
0.8×
0.98=0.786kW
PIII=PII×
η3×
η4=0.786×
0.97×
0.98=0.7475kW
PIV=PIII×
η1×
η4==0.7475×
0.99×
0.98=0.725kW
3）各轴输入转距：
Td=9550×
Pd/nm=9550×
1.013/940=15.24N·
m
TI=9550×
PI/nI=10.19N·
TII=9550×
PII/nII=159.7N·
TIII=9550×
PIII/nIII=331.1N·
TIV=9550×
PIV/nIV=321.1N·
运动和动力参数计算结果整理于下表：
轴号
功率P（Kw）
转矩T（N·
m）
转速n（r/min）
传动比i
效率η
电机轴
1.013
15.24
1.00
0.99
Ⅰ轴
1.003
10.19
20
0.784
Ⅱ轴
0.786
159.7
47
2.18
0.9506
Ⅲ轴
0.7475
331.1
21.56
0.9702
卷筒轴
0.725
321.1
4、传动零件的设计计算
4.1齿轮传动设计方案
4.1.1软齿面硬齿面方案选择
齿面承载能力与齿面硬度有关，硬度越高，承载能力越强。
本设计中载荷较小，工作年限较短，故选择齿轮选择软齿面。
4.1.2齿轮设计及校核原则
闭式软齿面主要失效形式是齿面点蚀，故设计齿轮时应按齿面接触疲劳强度进行设计，并按齿根弯曲疲劳强度校核。
4.2蜗杆蜗轮的选择计算
4.2.1选择蜗杆的传动类型
根据GB/T10085—1988的推荐,采用渐开线蜗杆（ZI）。
4.2.2初选材料、精度等级和蜗杆头数
a.材料：
蜗杆:
45钢，调质处理；
蜗轮：
铸锡青铜ZCuSn10P1，金属膜铸造。
轮芯用45钢制造。
b.精度等级：
初选取8级
c.蜗杆头数：
z1=2（由i=20取）
则z2=i1×
z1=40
1）按齿面接触疲劳强度进行计算
根据闭式蜗杆传动的设计准则,先按齿面接触疲劳强度进行设计,再校核齿根弯曲疲劳强度。
a.计算公式
查表得：
9.47cosγ=9.26
b.确定载荷：
K=KA·
Kβ·
KV
c.工作机中等冲击，取工作情况系数KA=0.9-1.5，取KA=1.0
d.取齿间载荷分布系数Kβ=1.1
e.假定取Kv=1.06
则K=1.0×
1.1×
1.06=1.17
f.作用在蜗轮上的转距T2=159700N·
mm
查表得ZE=155.0
b=220MPa
应力循环次数：
60×
47×
8×
300×
8=5.41×
107
则=160Mp
=9.26×
1.17×
163000×
=974mm3
据m3q974,由表7-4取查取当m3q=1000时
m=5mm，d1=40mm，q=8
2）蜗杆与蜗轮的主要参数及几何尺寸
中心距a
mm
A、蜗杆
导程角γ=
头数z1=2，直径系数q=8；
分度圆直径d1=40mm；
分度圆导程角γ=
B、蜗轮
a.蜗轮齿数z2=40
b.蜗轮分度圆直径d2=m×
z2=5×
40=200mm
c.蜗轮喉圆直径da2=d2+2m=200+2×
5×
1=210mm
d.蜗轮齿根圆直径df2=d2-2×
m=200-2×
（1+0.2）=187mm
e.确定精度等级
<
3m/s,则
Kv不变
Vs=
故初选9级精度等级合适。
3）校核齿根弯曲疲劳强度
当量齿数zv=z2/cos3γ=41.2
由此，查表可得齿形系数YF=1.76-（1.76-1.68）×
1.2=1.74。
螺旋角系数Yβ=1-γ/140°
=0.90
许用弯曲应力由表7-11，由于轮齿双面受力，则弯曲应力
Mpa
由于<
42.2Mpa
则满足弯曲强度。
4）效率计算
a.啮合效率
由表7-10查得=2°
b.搅油效率取0.99，滚动轴承效率取0.98/对
则
c.复核
误差，故无应力问题，不必再做修正。
5）精度等级公差和表面粗糙度的确定
考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动，属于通用机械减速器，从GB/T10089—1988圆柱蜗杆、蜗轮精度中选择8级精度，侧隙种类为f，标注为8fGB/T10089—1988。
6）热平衡核算。
其中t=20℃，η=0.81，P1=1.25Kw，取Kd=15W/（m2·
℃）
箱体面积
则工作油温为
80℃，满足温度要求。
4.3斜齿轮传动选择计算
1）.选精度等级、材料及齿数
运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度。
材料选择，选择小齿轮材料为45钢（正火），硬度为240HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为190HBS。
选小齿轮齿数z1=25，大齿轮齿z2=25×
2.18=54.5
圆整为z2=55
选取螺旋角螺旋角一般为8o-25o，选用β=15o。
齿宽系数选用
2）.按齿面接触疲劳强度设计
确定小齿轮分度圆直径
确定公式内各计算数值
a.KA-使用系数查表6-4由于运输机的工作机和原动机中等冲击，取KA=1.25
b.KV-动载系数预估圆周速度v=4m/s，则vZ1/100=1m/s
查图6-11a）得KV=1.06
c.齿间载荷分配系数
端面重合度
=
轴向重合度
总重合度
查图6-13取
d.齿向载荷分布系数查图6-17取
则K=KA·
KV·
Kα·
Kβ=1.25×
1.08×
1.43×
1.07=1.98
e.弹性影响系查表6-5得ZE=189.8
f.区域系数查图6-19取ZH=2.41
g.重合度系数
h.螺旋角系数
i.接触疲劳强度极限
查图取σHlim1=560MPa
σHlim2=450MPa
j.应力循环次数
查表6-25得接触疲劳寿命系数KHN1=KHN2=1.0
k.计算接触疲劳许用应力，取安全系数SH=1
则
故
小齿轮分度
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