螺旋输送机传动装置课程设计说明.docx
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螺旋输送机传动装置课程设计说明
机械设计课程设计
计算说明书
设计题目螺旋输送机传动装置
班级
设计者
指导教师
年月日
中国石油大学（北京）
一、传动方案拟定..................................4
二、电动机的选择..................................4
三、传动装置的总传动比及分配各级的传动比的计算....5
四、传动装置的运动和动力参数的计算................6
五、齿轮传动的设计................................6
六、轴的设计......................................8
七、轴承及其组合部件的设计........................9
八、键连接的选择与校核............................13
九、箱体、润滑及附件的设计.......................14
十、总结.........................................16
十一、参考资料....................................17
设计带式输送机的传动装置
工作条件：
螺旋输送机连续单向运转，工作有轻微震动，输送机工作轴转速允许误差±5%；两班制工作（每班按8小时计算），使用期限8年，小批量生产。
一、传动方案拟定
第一组数据：
设计一个用于螺旋运输机上的单级圆柱齿轮减速器
1、工作条件：
运输机连续工作，单向运动，载荷变化不大，减速器小批量生产，使用期限8年，两班制工作（每班8小时）。
2、原始数据：
输送机工作轴扭矩T=240N·m,输送机工作轴转速n=155r/min。
二、电动机的选择
1、电动机类型的选择：
按已知的工作要求和条件，选用Y系列三相异步电动机，其结构形式选择基本安装
T=240N·m
n=155r/min
Y系列三相异步电动机
=0.868
工作功率
=9062.5kw
=1460r/min
nm=1460r/min
B3型，机座带底脚，端盖无凸缘，额定电压380V。
2、确定电动机的功率：
（1）计算工作机所需功率
—工作扭矩，单位为N·m；
—工作机效率，螺旋运输机；
—工作机转速，单位为r/min；
=0.4
（2）传动装置的总效率：
=0.985×××0.975=0.868
（3）电机所需的工作功率：
=10440.67W
3、确定电动机的转速：
=11484.74W
和同步转速，由有关手册查出合适电动机型号Y160L-4
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，则选nm=1460r/min 。
4、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Y160L-4。
Y160L-4
Pm=11.5KW
=1460r/min
=10.07
=4
=2.5
其主要性能：
额定功率15KW，满载转速1460r/min
5、计算结果：
型号
额定功率/
KW
同步转速/
（r/min）
满载转速/
（r/min）
Y160L-4
15
1500
1460
三、传动装置的总传动比及分配各级的传动比的计算
1、总传动比：
通常，单级圆柱齿轮传动比范围=3~5，则合理总传动比i的范围为i=6~20，根据电动机额定转速
2、分配各级传动比：
（1）取=4
（2）因为=×
所以
3、计算结果：
参数
总体
齿轮
V带
传动比i
10.07
4
2.5
四、传动装置的运动和动力参数的计算
1、计算各轴转速：
=1460r/min
=584r/min
=10.336kw
=10.181kw
=67610.478N.m
=163995.405N.m
2、计算各轴的功率：
3、计算各轴转矩：
4、计算结果：
轴号
输入功率P/KW
转矩T/N.m
转速n/（r/min）
1
10.336
67610.478
1460
2
10.026
163395.41
584
五、齿轮传动的设计
1、选择齿轮材料及精度等级：
所设计齿轮传动属于闭式传动，通常齿轮采用软齿面。
根据课本
小齿轮45钢，197~286HBS
大齿轮45钢，156~217HBS
7级精度
u==4
=0.8
T1=67610.478N·m
=375Mpa
=585Mpa
=340.91Mpa
=531.818Mpa
p167
YFa1=2.6
YFa2=2.11
YSa1=1.62
YSa2=1.82
[σF1]=284Mpa
[σF2]=356Mpa
45钢，
表11-1，小齿轮材料选用45钢，调质处理，齿面硬度
200HBS
σB=600Mpa
[σ+1b]=200Mpa
[σ0b]=95Mpa
[σ-1b]=60Mpa
C=115
197-286HBS；大齿轮材料选用
d1=22mm
d2=25mm
d3=31mm
深沟球6206
d4=36mm
d5=69mm
d6=56mm
45钢，正火处理，齿面硬度为156~217HBS
l1=76mm
l2=33mm
l3=66mm
=7mm
l5=7mm
l6=18mm
L=207mm
lAB=107mm
lK=100mm
T1=166490.84N.mm
Ft1=924.95N
Fr1=336.65N
精度等级：
运输机是一般机器，速度不高，故选7级精度。
2、齿面接触疲劳强度计算：
（1）初步计算：
齿数比u==4
由课本P175表11-6得齿宽系数：
=0.8
转矩T1=67610.478N.m
根据课本P166图11-1得接触疲劳极限：
=375Mpa，=585Mpa
由171页表11-5得：
最小安全系数，
许用接触应力
由p171表11—4得
=189.8,=2.5,荷载系数K=1.5,u=4
小齿轮直径
==85mm
小齿轮齿数取
实际传动比i=4
模数
初步齿宽b=φdd1=0.8×85=68mm
取mmmm
按照表4-1取m=3，
实际得
齿顶圆
齿顶圆
齿根圆
中心距
（2）验算弯曲强度
根据课本图11-8得齿形系数：
YFa1=2.6，YFa2=2.11
根据课本图11-9正系数：
YSa1=1.62，YSa2=1.82
许用弯曲应力
[σF1]=248Mpa，
[σF2]=356Mpa
验算
FBV=168.33N
FAV=168.33N
FBH=462.475N
FAH=462.475N
MaV=9005.66N.m
MaH=24742.4125N.m
Ma=26330.38N.m
=
33.258Mpa
所以，轮齿齿根弯曲疲劳强度足够，原设计合格
4、计算结果：
参数
齿数z
模数/mm
直径/mm
齿宽/mm
传动比
中心距/mm
齿轮1
30
3
90
75
4
2.5
225
齿轮2
120
360
70
齿轮圆周速度：
对照表11-2可知选用是正确的。
六、轴的设计
1、主动轴设计：
（1）选择轴的材料，确定许用应力：
轴的材料选为45号钢，调质处理，硬度217~255HBS，取240HBS。
根据课本P241表14-3得许用弯曲应力：
σB=600Mpa，[σ+1b]=200Mpa，[σ0b]=95Mpa，[σ-1b]=60Mpa
（2）计算基本直径：
按扭转强度估算轴直径：
查表14-2得=35c=110
45号钢240HBS
d1=29mm
d2=30mm
深沟球6206
d3=37mm
d4=44mm
d5=75mm
d6=66mm
l1=102mm
l2=35mm
l3=66mm
l4=7mm
l5=7mm
l6=18mm
L=235mm
高速轴
取=22mm
低速轴
取=29mm
（3）轴上零件的定位，固定和装配：
单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮一面由轴肩定位，令一面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和套筒定位，靠过盈配合实现周向固定，轴通。
（4）绘制结构简图：
（5）确定各轴段尺寸：
1）确定各轴段直径：
1.段：
依据公式的估算值d1=22mm
2.段：
根据油封标准d2=25mm
3.段：
与轻系列深沟球轴承6206配合d3=31mm
4.段：
与齿轮做成整体d4=36mm
5.段：
根据定位轴肩得高度d5=69mm
6.段：
查表得轻系列深沟球轴的承得安装直径
=1
=1
ε=3
C=22.0KN
Lh=75320h
A型平键8×63
2）确定轴上各轴段长：
1.段：
l1=76mm
2.段：
l2=33mm
3.段：
l3=66mm
4.段：
小于轮毂2~3mm，便于定位可靠，l4=7mm
5.段：
l5=7mm
6.段：
l6=18mm
总轴+=207mm
（6）校核轴的强度：
11）轴受力分析：
转矩T1=9.55×106PⅡ/nⅡ=166490.84N.mm
1齿轮受力：
圆周力Ft1=2T1/d2=2x166490.84/360=924.95N
σP=19.07Mpa
A型平键8x56
σP=88.472Mpa
A型平键8x56
l’=54mm
径向力Fr1=Ft1tanan=924.95×tan200=336.65N
2AB轴承垂直面直反力：
FBV=FAV=/2=168.33N
3AB轴承水平面直反力：
FBH=FAB=Ft1/2=462.475N
2）危险截面弯矩：
①垂直面弯矩：
MaV=FBVlAB/2=168.33x107/2=9005.66N.m
②水平面弯矩：
MaH=FBHlAB/2=462.475x107/2=24742.4125N.m
3）合成弯矩：
a-a截面合成弯矩：
Ma=（MaV2+MaH2）1/2=（9005.662+24742.41252）1/2=26330.38N.m
4）危险截面的当量弯矩：
取折合系数a=0.6，则当量弯矩为：
=33.258MPa
所以，原设计强度合格
（3）轴上零件的定位，固定和装配：
单级减速器中，可将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置在齿轮两边，轴外伸端安装联轴器，齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定
z=8mm
z1=10mm
b=12mm
b1=15mm
b2=20mm
df=22mm
n=8个
d1=16mm
d2=11mm
l=175mm
d3=9mm
d4=7m
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