带式输送机传动装置课程研究设计减速器研究设计.docx

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带式输送机传动装置课程研究设计减速器研究设计

燕山大学

机械设计课程设计说明书

题目：

带式输送机传动装置

学院（系）：

机械工程学院

年级专业：

09机制（三）班

学号：

学生姓名：

指导教师：

周玉林

教师职称：

教授

目录

1.任务说明书--------------------------------------------------1

2.传动方案的分析--------------------------------------------2

3.电动机选择及计算-----------------------------------------2

4总传动比的确定和各级传动比的-----------------------3

5传动装置的动力和运动参数计算-----------------------4

6.齿轮的选择和计算-----------------------------------------5

7.轴的设计计算----------------------------------------------10

8.轴承的选择和校核----------------------------------------16

9.键的选择和键连接的强度计算------------------------18

10.联轴器的选择--------------------------------------------20

11.润滑和密封选择-----------------------------------------21

12.拆装和调整的说明--------------------------------------21

13.减速箱体的附件的说明--------------------------------22

14设计小结.------------------------------------------------22

15.参考材料-------------------------------------------------23

计算及说明

二、传动方案分析

1．斜齿轮传动

斜齿轮传动的平稳性较直齿圆柱齿轮传动好，常用在高速级或要求传动平稳的场合。

因此将斜齿轮传动布置在第一、二级。

2．带传动承载力低，但传动平稳，缓冲吸振能力强，置在最4布置在高速级。

因此，斜齿圆柱齿轮传动—带传动对室内平稳环境而言，这样的传动方案是比较合理的。

三．电动机选择计算

1）．原始数据如下：

运输带牵引力F=1737N

输带工作速度V=0.61m/s

滚筒直径D=0.30m

2）．电动机型号选择

主要参数：

（1）选择电机类型

按照工作要求和工作条件，选择Y系列三相笼形异步电动机全封闭自扇冷式结构。

（2）确定电机容量电动机的输出功率为

由式

式中取

传动总效率式中

所以有

（3）选择转速卷筒轴Ⅰ工作转速为

r／min

由二级齿轮减速器，固电动机转速

／min

符合这一范围的同步转速有750r／min，1000r／min，1500r／min，

综合考虑选择同步转速为1000r／min，型号为Y100L-6

电动机主要性能参数

型号

额定功率（w）

同步转速（r／min）

满载转速（r／min）

Y100-L6

1.5

1000

940

2.0

2．2

四、总传动比的确定和各级传动比的分配

满载时电机转速r／min

总传动比

由，所以，取，

五、运动和动力参数得计算

各轴转速如下:

１轴转速r／min

2轴转速r／min

3轴转速r／min

卷筒轴的转速r／min

电动机输出功率为，

1轴输入功率

2轴输入功率

3轴输入功率

卷筒轴输入功率

由得，各轴输出转矩值如下

电动机轴

1轴

2轴

3轴

卷筒轴

其运动和动力学参数整理于下表

运动和动力学参数

转速n（r／min）

转矩T（）

功率P（kw）

传动比i

效率

电机轴

940

13.11

1.29

1

1.0.99

1轴

940

12.98

1.28

4.92

0.0.95

2轴

191.06

54.61

1.22

4.92

0.0.95

3轴

38.8

283.94

1.16

1

1.0.97

卷筒轴

38.8

275.48

1.13

六、传动零件的设计计算

齿轮传动的设计

1）传动件的选择

（1）由使用条件，选择圆柱斜齿轮，小齿轮选用45钢，调质，

（2）选取8级精度，按GB/T10095

（3）选取齿数初选小齿轮齿数=4.92×23=113.16，圆整取=114

=114/23=4.957％，×100％==0.75％满足要求

（4）选取螺旋角初选β=14°齿宽系数ψ=0.8

2）按齿面接触强度设计按式

（1）确定载荷系数K由表使用系数

齿轮为8级精度,估计圆周速度v=4，，动载系数

由图齿间载荷分布系数，齿向载荷分布系数

（2）转矩

（3）查的区域系数

（4）重合度系数因。

（1）螺旋角系数。

查的影响弹性系数

（2）由图可查得接触疲劳极限应力，

（3）由公式计算应力循环次数

（4）查得寿命系数,

（5）计算接触疲劳许用应力

取

（6）计算小齿轮分度圆直径

（11）计算圆周速度

（12）修正载荷系数：

按查表得可查得

（13）校正试算的分度圆直径

（14）法向模数

取

（15）计算中心距

圆整取a=140mm

（16）

按圆整后的中心距修正螺旋角

由于β值变化后，修正后

（17）计算分度圆直径

取=47mm=233mm

（18）计算齿轮宽度

圆整取

3）校核齿根弯曲疲劳强度由公式

（1）重合度系数

（2）螺旋角系数

（3）计算当量齿数

（4）查取齿形系数可得

（5）查取应力修正系数可得

（6）查取弯曲疲劳极限应力及寿命系数可得分别查得

（7）计算弯曲疲劳许用应力取失效率为1％，安全系数S=1,由公式得

（8）1

（9）计算弯曲应力

七．轴的设计和计算

1）.初步计算轴径

轴的材料选用常用的45钢

当轴的支撑距离未定时，无法由强度确定轴径，要用初步估算的方法，即按纯扭矩并降低许用扭转切应力确定轴径d，计算公式为：

1，3轴为外伸轴，初算轴径作为最小直径，应取较小的A值；2轴为非外伸轴，初算轴径作为最大直径，应取较大的A值；查表取A1=A3=112，A2=118。

考虑到1轴要与电动机联接，初算直径d1必须与电动机轴和联轴器空相匹配，所以初定

d1=20mmd2=25mm；d3=35mm

2）．轴的结构设计

2齿轮轴的初步设计如下图：

装配方案是：

齿轮、套筒、轴承依次从轴的左端向左端安装，右端只安装轴承。

轴的径向尺寸：

当直径变化处的端面用于固定轴上零件或承受轴向力时，直径变化值要大些，可取（6~8）mm，否则可取（1~4）mm

轴的轴向尺寸：

轴上安装传动零件的轴段长度是由所装零件的轮毂宽度决定的，而轮毂宽度一般是和轴的直径有关，确定了直径，即可确定轮毂宽度。

轴的端面与零件端面应留有距离L，以保证零件端面与套筒接触起到轴向固定作用，一般可取L=（1~3）mm。

轴上的键槽应靠近轴的端面处。

3）．输出轴的校核

齿轮上的作用力：

（2）计算轴承反力

水平面

竖直面

画水平面弯矩图，竖直面弯矩图和合成弯矩图及轴转矩图

（3）判断危险截面初步分析A面有较大应力集中。

疲劳极限σb=650Mpa,σs=360Mpa，由表查的疲劳极限

σ-1=0.45σb=0.45×650Mpa=293Mpa

σ0=0.81σb=0.81×650Mpa=527Mpa

τ-1=0.26σb=0.26×650Mpa=169Mpa

τ0=0.50σb=0.5×650Mpa=325Mpa

由式，得

Ψσ=得

4）求截面A的应力

弯矩

（5）截面A的配合零件的综合影响系数

由σb=650Mpa查得（Kσ）=3.002，（Kτ）=2.2012

（6）求表面状态系数β及尺寸系数由查表得β=0.92（Ra=3.2μm，σb=650Mpa）。

（7）求安全系数（设为无限寿命，kN=1）得

则综合安全系数为

结论：

截面A足够安全

八、轴承的选择轴承的校核

选择使用圆锥滚子轴承，根据轴直径d=40mm，选用圆锥滚子轴承的型号

为3020E8，

主要参数如下：

D=80mm；B=18mm；a=16.9mm

基本额定静载荷Co=42.8kN

基本额定动载荷C=59.8kN

极限转速Vmax=6300r/min

对滚动轴承30208E查表得Y=1.6，e=0.37=15°

S1=

S2=

，查表得X1=1，Y1=0

，查表得X2=0.4Y2=1.6

静载验算

由查表得X0=0.5Y0=0.9

则

故取==1321.85N<

极限转速验算

由表查得f11=1f12=1

查表得f21=0.98f22=0.95

则f11f21nlim=

结论：

选用30208E型轴承符合要求。

九、键连接的选择和计算

1）．键的选择

1轴键槽部分的轴径为28mm，选择普通圆头平键

键

2轴左端键槽部分的轴径为50mm，选择普通圆头平键

键

3轴键槽轮毂处部分的轴径为42mm，选择普通圆头平键

键

联轴器轴段轴颈为34mm，选择普通圆头平键

键

2）．键的强度计算

假定载荷在键的工作面上均匀分布，普通平键联接的强度条件为

查表6-2得，钢材料在轻微冲击下的许用挤压应力为100~120MPa，所以取

（1）.1轴上键的强度计算

所以

满足强度条件

（2）2轴上键的强度计算

所以

满足强度条件

（3）.3轴轮毂段键的强度计算

所以

满足强度条件

联轴器段键的强度计算

所以

满足强度条件

十．联轴器的选择计算

1）．计算联轴器的计算转距

输入轴

输出轴

查表得小转距、电动机作原动机情况下及带式传动情况分别取

2）．型号选择

根据计算转距输入轴选择挠性联轴器HL2-J型输出轴选择HL3-Y

主要参数如下：

输入轴上

公称扭距（满足要求）

许用转速（满足要求）

轴孔直径

轴孔长度

输出轴上

公称扭距（满足要求）

许用转速（满足要求）

轴孔直径

轴孔长度

十一．润滑和密封说明

1）．润滑说明

因为第二轴上浸油齿轮分度圆圆周速度

V=>2m/s

故取润滑油润滑

取浸油深度h=50mm；大、小斜齿圆柱齿轮采用飞溅润滑；润滑油使用普通工业齿轮油SH-150滑油。

轴承采用润滑油飞溅润滑，结构设计油沟。

2）．密封说明

在试运转过程中，所有联接面及轴伸密封处都不允许漏油。

剖分面允许涂以密封胶或水玻璃。

轴伸处密封应涂上润滑脂。

十二．拆装和调整的说明