带式运输机传动装置设计.docx
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带式运输机传动装置设计
目录
设计任务书…………………………………………………2
第一部分传动装置总体设计……………………………4
第二部分V带设计………………………………………6
第三部分各齿轮的设计计算……………………………9
第四部分轴的设计………………………………………13
第五部分校核……………………………………………19
第六部分主要尺寸及数据………………………………21
设计任务书
一、课程设计题目：
设计带式运输机传动装置（简图如下）
原始数据：
数据编号
3
5
7
10
运输机工作转矩T/（N.m）
690
630
760
620
运输机带速V/（m/s）
0.8
0.9
0.75
0.9
卷筒直径D/mm
320
380
320
360
工作条件：
连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期限为10年，小批量生产，单班制工作（8小时/天）。
运输速度允许误差为。
二、课程设计内容
1）传动装置的总体设计。
2）传动件及支承的设计计算。
3）减速器装配图及零件工作图。
4）设计计算说明书编写。
每个学生应完成：
1）部件装配图一张（A1）。
2）零件工作图两张（A3）
3）设计说明书一份（6000~8000字）。
本组设计数据：
第三组数据：
运输机工作轴转矩T/（N.m）690。
运输机带速V/（m/s）0.8。
卷筒直径D/mm320。
已给方案：
外传动机构为V带传动。
减速器为两级展开式圆柱齿轮减速器。
第一部分传动装置总体设计
一、传动方案（已给定）
1）外传动为V带传动。
2）减速器为两级展开式圆柱齿轮减速器。
3）方案简图如下：
二、该方案的优缺点：
该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。
减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速，这是两级减速器中应用最广泛的一种。
齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。
高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边，以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。
原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。
总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。
计算与说明
结果
三、原动机选择（Y系列三相交流异步电动机）
工作机所需功率：
=0.96（见课设P9）
传动装置总效率：
（见课设式2-4）
（见课设表12-8）
电动机的输出功率：
（见课设式2-1）
取
选择电动机为Y132M1-6型（见课设表19-1）
技术数据：
额定功率（）4满载转矩（）960
额定转矩（）2.0最大转矩（）2.0
Y132M1-6电动机的外型尺寸（mm）：
（见课设表19-3）
A：
216B：
178C：
89D：
38E：
80F：
10G：
33H：
132K：
12AB：
280AC：
270AD：
210HD：
315BB：
238L：
235
四、传动装置总体传动比的确定及各级传动比的分配
1、总传动比：
（见课设式2-6）
2、各级传动比分配：
（见课设式2-7）
初定
第二部分V带设计
外传动带选为普通V带传动
1、确定计算功率：
1）、由表5-9查得工作情况系数
2）、由式5-23（机设）
2、选择V带型号
查图5-12a（机设）选A型V带。
3.确定带轮直径
（1）、参考图5-12a（机设）及表5-3（机设）选取小带轮直径
（电机中心高符合要求）
（2）、验算带速由式5-7（机设）
（3）、从动带轮直径
查表5-4（机设）取
（4）、传动比i
（5）、从动轮转速
4.确定中心距和带长
（1）、按式（5-23机设）初选中心距
取
（2）、按式（5-24机设）求带的计算基础准长度L0
查图.5-7（机设）取带的基准长度Ld=2000mm
（3）、按式（5-25机设）计算中心距:
a
（4）、按式（5-26机设）确定中心距调整范围
5.验算小带轮包角α1
由式（5-11机设）
6.确定V带根数Z
（1）、由表（5-7机设）查得dd1=112n1=800r/min及n1=980r/min时，单根V带的额定功率分呷为1.00Kw和1.18Kw，用线性插值法求n1=980r/min时的额定功率P0值。
（2）、由表（5-10机设）查得△P0=0.11Kw
（3）、由表查得（5-12机设）查得包角系数
（4）、由表（5-13机设）查得长度系数KL=1.03
（5）、计算V带根数Z，由式（5-28机设）
取Z=5根
7．计算单根V带初拉力F0，由式（5-29）机设。
q由表5-5机设查得
8．计算对轴的压力FQ，由式（5-30机设）得
9．确定带轮的结构尺寸，给制带轮工作图
小带轮基准直径dd1=112mm采用实心式结构。
大带轮基准直径dd2=280mm，采用孔板式结构，基准图见零件工作图。
第三部分各齿轮的设计计算
一、高速级减速齿轮设计（直齿圆柱齿轮）
1.齿轮的材料，精度和齿数选择，因传递功率不大，转速不高，材料按表7-1选取，都采用45号钢，锻选项毛坯，大齿轮、正火处理，小齿轮调质，均用软齿面。
齿轮精度用8级，轮齿表面精糙度为Ra1.6，软齿面闭式传动，失效形式为占蚀，考虑传动平稳性，齿数宜取多些，取Z1=34则Z2=Z1i=34×2.62=89
2.设计计算。
（1）设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。
（2）按齿面接触疲劳强度设计，由式（7-9）
T1=9.55×106×P/n=9.55×106×5.42/384=134794N·mm
由图（7-6）选取材料的接触疲劳，极限应力为
бHILim=580бHILin=560
由图7-7选取材料弯曲疲劳极阴应力
бHILim=230бHILin=210
应力循环次数N由式（7-3）计算
N1=60n,at=60×（8×360×10）=6.64×109
N2=N1/u=6.64×109/2.62=2.53×109
由图7-8查得接触疲劳寿命系数；ZN1=1.1ZN2=1.04
由图7-9查得弯曲；YN1=1YN2=1
由图7-2查得接触疲劳安全系数：
SFmin=1.4又YST=2.0试选Kt=1.3
由式（7-1）（7-2）求许用接触应力和许用弯曲应力
将有关值代入式（7-9）得
则V1=（πd1tn1/60×1000）=1.3m/s
（Z1V1/100）=1.3×（34/100）m/s=0.44m/s
查图7-10得Kv=1.05由表7-3查和得KA=1.25.由表7-4查得Kβ=1.08.取Kα=1.05.则KH=KAKVKβKα=1.42,修正
M=d1/Z1=1.96mm
由表7-6取标准模数：
m=2mm
（3）计算几何尺寸
d1=mz1=2×34=68mm
d2=mz2=2×89=178mm
a=m（z1＋z2）/2=123mm
b=φddt=1×68=68mm
取b2=65mmb1=b2+10=75
3.校核齿根弯曲疲劳强度
由图7-18查得，YFS1=4.1，YFS2=4.0取Yε=0.7
由式（7-12）校核大小齿轮的弯曲强度.
二、低速级减速齿轮设计（直齿圆柱齿轮）
1.齿轮的材料，精度和齿数选择，因传递功率不大，转速不高，材料按表7-1选取，都采用45号钢，锻选项毛坯，大齿轮、正火处理，小齿轮调质，均用软齿面。
齿轮精度用8级，轮齿表面精糙度为Ra1.6，软齿面闭式传动，失效形式为占蚀，考虑传动平稳性，齿数宜取多些，取Z1=34
则Z2=Z1i=34×3.7=104
2.设计计算。
（1）设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。
（2）按齿面接触疲劳强度设计，由式（7-9）
T1=9.55×106×P/n=9.55×106×5.20/148=335540N·mm
由图（7-6）选取材料的接触疲劳，极限应力为
бHILim=580бHILin=560
由图7-7选取材料弯曲疲劳极阴应力
бHILim=230бHILin=210
应力循环次数N由式（7-3）计算
N1=60nat=60×148×（8×360×10）=2.55×109
N2=N1/u=2.55×109/3.07=8.33×108
由图7-8查得接触疲劳寿命系数；ZN1=1.1ZN2=1.04
由图7-9查得弯曲；YN1=1YN2=1
由图7-2查得接触疲劳安全系数：
SFmin=1.4又YST=2.0试选Kt=1.3
由式（7-1）（7-2）求许用接触应力和许用弯曲应力
将有关值代入式（7-9）得
则V1=（πd1tn1/60×1000）=0.55m/s
（Z1V1/100）=0.55×（34/100）m/s=0.19m/s
查图7-10得Kv=1.05由表7-3查和得KA=1.25.由表7-4查得Kβ=1.08.取Kα=1.05.则KH=KAKVKβKα=1.377,修正
M=d1/Z1=2.11mm
由表7-6取标准模数：
m=2.5mm
（3）计算几何尺寸
d1=mz1=2.5×34=85mm
d2=mz2=2.5×104=260mm
a=m（z1＋z2）/2=172.5mm
b=φddt=1×85=85mm
取b2=85mmb1=b2+10=95
3.校核齿根弯曲疲劳强度
由图7-18查得，YFS1=4.1，YFS2=4.0取Yε=0.7
由式（7-12）校核大小齿轮的弯曲强度.
总结：
高速级z1=34z2=89m=2
低速级z1=34z2=104m=2.5
第四部分轴的设计
高速轴的设计
1.选择轴的材料及热处理
由于减速器传递的功率不大，对其重量和尺寸也无特殊要求故选择常用材料45钢,调质处理.
2.初估轴径
按扭矩初估轴的直径,查表10-2,得c=106至117,考虑到安装联轴器的轴段仅受扭矩作用.取c=110则:
D1min=
D2min=
D3min=
3.初选轴承
1轴选轴承为6008
2轴选轴承为6009
3轴选轴承为6012
根据轴承确定各轴安装轴承的直径为:
D1=40mm
D2=45mm
D3=60mm
4.结构设计（现只对高速轴作设计,其它两轴设计略,结构详见图）为了拆装方便,减速器壳体用剖分式,轴的结构形状如图所示.
（1）.各轴直径的确定
初估轴径后,句可按轴上零件的安装顺序,从左端开始确定直径.该轴轴段1安装轴承6008,故该段直径为40mm。
2段装齿轮，为了便于安装，取2段为44mm。
齿轮右端用轴肩固定，计算得轴肩的高度为4.5mm，取3段为53mm。
5段装轴承，直径和1段一样为40mm。
4段不装任何零件，但考虑到轴承的轴向定位，及轴承的安装，取4段为42mm。
6段应与密封毛毡的尺寸同时确定，查机械设计手册，选用JB/ZQ4606-1986中
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