带式输送机传动系统减速器设计.docx

带式输送机传动系统减速器设计.docx

《带式输送机传动系统减速器设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《带式输送机传动系统减速器设计.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

带式输送机传动系统减速器设计

学院

机械设计课程设计说明书

（2013-2014学年第二学期）

一课题题目及主要技术参数说明

1.1课题题目

1.2主要技术参数说明

1.3传动系统工作条件

1.4传动系统方案的选择

二减速器结构选择及相关性能参数计算

2.1减速器结构

2.2电动机选择

2.3传动比分配

2.4动力运动参数计算

三V带传动设计

3.1确定计算功率

3.2确定V带型号

3.3确定带轮直径

3.4确定带长及中心距

3.5验算包角

3.6确定V带根数Z

3.7确定粗拉力F0

3.8计算带轮轴所受压力Q

四齿轮的设计计算（包括小齿轮和大齿轮）

4.1齿轮材料和热处理的选择

4.2齿轮几何尺寸的设计计算

4.2.1按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸

4.2.2齿轮弯曲强度校核

4.2.3齿轮几何尺寸的确定

4.3齿轮的结构设计

五轴的设计计算（从动轴）

5.1轴的材料和热处理的选择

5.2轴几何尺寸的设计计算

5.2.1按照扭转强度初步设计轴的最小直径

5.2.2轴的结构设计

5.2.3轴的强度校核

六轴承、键和联轴器的选择

6.1轴承的选择及校核

6.2键的选择计算及校核

6.3联轴器的选择

七减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构

尺寸的计算

7.1润滑的选择确定

7.2密封的选择确定

7.3减速器附件的选择确定

7.4箱体主要结构尺寸计算

参考文献

一、课题题目及主要技术参数说明

1.1课题题目

带式输送机传动系统中的减速器。

要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器及V带传动。

1.2主要技术参数说明

输送带的最大有效拉力F=2400KN，输送带的工作速度V=1.6m/s，输送机滚筒直径D=450mm。

1.3传动系统工作条件

两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温35℃，工作寿命10年，每年250工作日，大修期3年。

电力，三相交流，电压380/220V。

运输带速度允许误差-5%—+5%。

一般机械厂制造，小批量生产。

1.4传动系统方案的选择

图1带式输送机传动系统简图

二、减速器结构选择及相关性能参数计算

2.1减速器结构

本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。

2.2电动机选择

（一）工作机的功率Pw

=FV/1000=2400×1.6/1000=3.84kw

（二）总效率

=

=0.96×0.98×0.99×0.96×0.99×0.99×0.99=0.868

（三）所需电动机功率

Pd=4.42

查《机械零件设计手册》得Ped=5.5kw

电动机选用Y160m1-8n满=720r/min

2.3传动比分配

工作机的转速n=67.941

I总=10.597

取i带=3则i齿=3.532

电动机

选用：

Y-160m1-8

i带=3

=3.532

计算及说明

结果

2.4动力运动参数计算

（一）转速n

==720（r/min）

=/=/=720/3=240（r/min）=/=240/3.532=67.95（r/min）

==67.95（r/min）

（二）功率P

P0=4.421

P1=4.244

P2=4.118

P3=4.36

（三）转矩T

T0=58.64（N﹒m）

T1=168.883

T2=554.27（N﹒m）

T3=516.24（N﹒m）

计算及说明

结果

将上述数据列表如下：

轴号

功率

P/kW

N/（r.min-1）

/

（N﹒m）

i

0

4.421

720

58.640

4

0.90

1

4.244

240

168.883

2

4.118

67.950

578.719

3.532

0.98

3

4.036

67.950

567.202

1

0.96

三、V带传动设计

3.1确定计算功率

查表得KA=1.0，则

PC=KAP=1.0×5.5=6.05KW

3.2确定V带型号

按照任务书得要求，选择普通V带。

根据PC=6.05KW及n1=240r/min，查图确定选用B型普通V带。

3.3确定带轮直径

（1）确定小带轮基准直径

根据图推荐，小带轮选用直径范围为112—140mm，选择dd1=140mm。

（2）验算带速

v=5.27m/s

5m/s＜v＜25m/s,带速合适。

（3）计算大带轮直径

dd2=idd1（1-ε）=3×140×（1-0.02）=411.6mm

根据GB/T13575.1-9规定，选取dd2=400mm

3.4确定带长及中心距

（1）初取中心距a0

得378≤a0≤1080，根据总体布局，取ao=800mm

（2）确定带长Ld：

根据几何关系计算带长得

==2469.36mm

根据标准手册，取Ld=2500mm。

（3）计算实际中心距

==815.32mm

3.5.验算包角

==161.73°＞120°，包角合适。

3.6.确定V带根数Z

Z≥

根据dd1=140mm及n1=705r/min，查表得P0=1.69KW,ΔP0=0.22KW

中心距a=815.32mm

包角α=161.73°

包角合适

Kα==0.956

KL=1+0.5（lg2500-lg2240）=1.024

则Z≥=1.82，取Z=2

3.7.确定初拉力F0

F0=500

查表得q=0.17㎏/m,则

F0=192.03N

3.8.计算带轮轴所受压力Q

Q=2ZF0sin=2×2×192.03×sin=758N

四、齿轮的设计计算

4.1齿轮材料和热处理的选择

小齿轮选用45号钢，调质处理，HB＝236

大齿轮选用45号钢，正火处理，HB＝190

4.2齿轮几何尺寸的设计计算

4.2.1按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸

由《机械零件设计手册》查得

SHlim=1

由《机械零件设计手册》查得

ZN1=ZN2=1YN1=YN2=1.1

由

PC=3.3KW

选用B型普通V带

dd1=140mm

v=5.17m/s,带速合适

dd2=411.6mm

取ao=800mm

取Ld=2500mm

中心距a=815.32mm

包角α=161.73°

包角合适

计算及说明

结果

（一）小齿轮的转矩

T1=168.876

（二）选载荷系数K

由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对称布置。

查《机械原理与机械零件》教材中表得，取K＝1.1

（三）计算尺数比

=3.532

（四）选择齿宽系数

根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。

查《机械原理与机械零件》教材中表得，取＝1

（五）计算小齿轮分度圆直径

计算及说明

结果

≥766=72.521（mm）

（六）确定齿轮模数m

a=164.333

m=（0.007～0.02）a=（0.007～0.02）×198.764

取m=2

（七）确定齿轮的齿数和

Z1=35.26取Z1=36

Z2=127.152取Z2=127

（八）实际齿数比

齿数比相对误差

Δ<±2.5%允许

（九）计算齿轮的主要尺寸

d1=72

d2=124

Z1=36

Z2=127

=72mm

=124mm

计算及说明

结果

中心距

齿轮宽度

B1=B2+（5～10）=77～82（mm）

取B1=81（mm）

（十）计算圆周转速v并选择齿轮精度

V=0.904

根据设计要求齿轮的精度等级为7级。

4.2.2齿轮弯曲强度校核

（一）由3.2.1中的式子知两齿轮的许用弯曲应力

（二）计算两齿轮齿根的弯曲应力

由《机械零件设计手册》得

=2.65

=2.18

比较的值

/[]=2.65/244=0.0109>/[]=2.19/204=0.0107

计算大齿轮齿根弯曲应力为

a=163mm

B1=72mm

B2=81mm

V=0.590

（m/s）

定为IT7

计算及说明

结果

齿轮的弯曲强度足够

4.2.3齿轮几何尺寸的确定

齿顶圆直径由《机械零件设计手册》得h*a=1c*=0.25

齿距P=2×3.14=6.28（mm）

齿根高

齿顶高

齿根圆直径

4.3齿轮的结构设计

小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构大齿轮的关尺寸计算如下：

轴孔直径d=50

轮毂直径=1.6d=1.6×50=80

轮毂长度L=81

轮缘厚度δ0=（3～4）m=6～8（mm）取=8

轮缘内径=-2h-2=204-2×4.5-2×8

强度足够

=76mm

=258mm

h=4.5mm

S=3.14mm

P=6.28mm

hf=2.5mm

ha=2mm

df1=67mm

df2=249mm

计算及说明

结果

=233（mm）

取D2=234（mm）

腹板厚度c=0.3=0.3×81=24.3取c=15（mm）

腹板中心孔直径=0.5（+）=0.5（80+234）=157（mm）

腹板孔直径=0.25（-）=0.25（180-80）

=38.5（mm）

取=38（mm）

齿轮倒角n=0.5m=0.5×2=1

计算及说明

结果

五、轴的设计计算

5.1轴的材料和热处理的选择

由《机械零件设计手册》中的图表查得

选45号钢，调质处理，HB217～255

=650MPa=360MPa=280MPa

5.2轴几何尺寸的设计计算

4.2.1按照扭转强度初步设计轴的最小直径

主动轴=c=115=29.96

从动轴=c=115=45.17

考虑键槽=23.44×1.05=31.458

考虑键槽=37.14×1.05=47.428

选取标准直径=32

选取标准直径=48

5.2.2轴的结构设计

根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。

5.2.3轴的强度校核

主动轴的强度校核

圆周力==2000×158.872/204=4486.19N

径向力=tanα=1557.57×tan20°=1615.028N

由于为直齿轮，轴向力=0

作主动轴受力简图：

（如下图所示）

L=98mm

==0.5=0.5×4486.19=2243.095

=0.5L=90.845

==0.5=0.5×1615.028=807.514

=0.5L=807.514×81×0.5/1000=32.71

转矩T=168.883

校核

===96.55

===96.55

由图表查得，=55MPa

d≥10=10=25.99（mm）

考虑键槽d=25.99mm<30m