带式运输机的传动机构综述.docx
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带式运输机的传动机构综述
带式运输机的传动机构
图2.394414885
1设计任务书----------------------------------------------------------------------------------------------1
2、电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算-------------------------------3
3、传动零件的设计计算（确定齿轮传动的主要参数）---------------------------6
4、轴的设计计算及校核及滚动轴承的选择和计算---------------------------------16
5、箱体设计及说明---------------------------------------------------------------------------27
6、键联接的选择和计算--------------------------------------------------------------------29
7、联轴器的选择------------------------------------------------------------------------------31
8、润滑和密封的选择-----------------------------------------------------------------------32
9、减速器附件的选择及说明--------------------------------------------------------------32
10、设计总结-----------------------------------------------------------------------------------33
参考资料-------------------------------------------------------------------------------------33
1、设计任务书
1.1课程设计的设计内容
设计带式运输机的传动机构，其传动转动装置图如下图-1所示。
1、电动机2、联轴器3、二级圆柱齿轮减速器4、联轴器5、卷筒6、运输带
图1.1带式运输机的传动装置
1.2课程设计的原始数据
已知条件：
①运输带的工作拉力：
F=2200N；
②运输带的工作速度：
v=1.00m/s；
③卷筒直径：
D=300mm；
④使用寿命：
10年（其中带、轴承寿命为3年以上）；
⑤工作条件：
用于码头运型砂，单班制，有轻微振动。
1.3课程设计的工作条件
设计要求：
①误差要求：
运输带速度允许误差为带速度的±5%；
②工作情况：
连续单向运转，载荷平稳；
③制造情况：
小批量生产。
2、电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算
1.电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算；
（1）选择电动机的类型
按要求选择Y系列三相异步电动机，电压380V
（2）选择电动机的容量
电动机所需工作功率为：
P
＝P
/η
工作机需要的工作功率：
=F*V=2200Nm*1.00m/s=2200w=2.2kw
滚动轴承的传动效率为
闭式齿轮的传动效率为
联轴器的效率为
传动滚筒的效率为
带效率
动机的功率为
=2.2kw/0.80=2.75kw
因载荷工作时有轻微振动，电动机额定功率
略大于P即可。
由表16-1，Y系列电动机技术数据，选动机的额定功率
为3.0kw
（3）确定电动机的转速
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格减速器的传动比，选定型号为Y100L-4的三相异步电动机，额定功率为3.0kw，满载转速
1420r/min，同步转速1500r/min。
2.确定传动装置的总传动比和分配传动比
（1）总传动比
卷筒的转速v1=v/（Π*D）*60=63.69r/min
由选定的电动机满载转速
和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为
＝
/n＝1420/63.69=22.3
（2）各级传动装置传动比
高速级传动比为
＝5.38
则低速轴传动比
＝
＝22.3/5.38=4.14
3.计算传动装置的运动和动力参数
电机轴：
P0=Pd=2.75KW
n0=1420r/minT0=
=18.49N
高速轴：
P1=P1*n01=2.75*0.99=2.72KW
n1=n0=1420r/minT1=
=18.29N
中间轴：
P2=P1*n12=2.72*0.97*0.95=2.51KW
n2=
=1420/5.38=263.94r/minT2=
=90.82N
低速轴：
P3=P2*n23=2.51*0.97*0.95=2.31KW
n3=
=263.94/4.14=63.75r/minT3=
=346.05N
滚筒轴：
P4=P3*n34=2.31*0.95*0.96=2.11KW
n4=n3/1=63.75/1=63.75r/minT4=
=316.09N
运动和动力参数结果如下表：
功率PKW
转矩TNm
转速r/min
电动机轴
2.75
18.49
1420
高速轴
2.72
18.29
1420
中间轴
2.51
90.82
263.94
低速轴
2.31
346.05
63.75
滚筒轴
2.11
316.09
63.75
3、传动零件的设计计算（确定齿轮传动的主要参数）
A高速齿轮的计算
1选精度等级、材料及齿数
（1）材料及热处理；
选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。
（2）精度等级选用7级精度；
（3）试选小齿轮齿数z1＝24，
大齿轮齿数z2＝z1*i=24*5.38=129.12；故取129
选螺旋角，初选螺旋角
=14
2按齿面接触强度设计
因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算。
（1）确定公式内的各计算数值
1）试选Kt＝1.6
2）选取尺宽系数φd＝1
3）材料的区域系数ZH＝2.433
4）
5）小齿轮传递的转矩为18.29N.m
6）材料的弹性影响系数ZE＝189.8
7）小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1＝600MPa
大齿轮的解除疲劳强度极限σHlim2＝550MPa
8）计算应力值环数
N
=60n
j
=60×1420×1×（1×8×300×10）
=2.045×10
h
N
=2.045×10
/3.23=6.33×10
h
9）查得：
K
=0.92K
=0.95
10）齿轮的接触疲劳需用应力
取失效概率为1%,安全系数S=1,
[
]
=
=0.92×600=552
[
]
=
=0.95×550=522.5
许用接触应力
（2）设计计算
①小齿轮的分度圆直径d
=
②计算圆周速度
③计算齿宽b和模数
计算齿宽b
b=
=31.50mm
初选螺旋角
=14
=
④计算齿宽与高之比
h=2.25m
t=2.25*1.31=2.95
=
=10.68
⑤计算纵向重合度
=0.318
=1.903
⑥计算载荷系数K
使用系数
=1.25
根据
7级精度,查课本由
表10-8得
动载系数K
=1.18
查课本由
表10-4得K
==1.446
查课本由
表10-3得:
K
=
=1.4
故载荷系数:
K＝K
K
K
K
=1.25*1.18*1.4*1.35=2.79
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径:
d
=d
=31.5×
=37.91
⑧计算模数
:
=
（3）.齿根弯曲疲劳强度设计
由弯曲强度的设计公式:
≥
1）确定公式内各计算数值
①计算载荷系数K
K＝K
K
K
K
=1.25*1.18*1.4*1.35=2.788
② 轴向重合度1.903
螺旋角影响系数0.88
③ 计算当量齿数
z
＝z
/cos
＝24/cos
14
＝26.27
z
＝z
/cos
＝119/cos
14
＝141.23
④查取齿形系数
Y
＝2.592Y
＝2.211
⑤ 应力校正系数Y
Y
＝1.596 Y
＝1.775
⑥弯曲疲劳寿命系数:
K
=0.86K
=0.93
⑦ 弯曲疲劳应力
[
]
=
[
]
=
⑧ 计算大小齿轮的
大齿轮的数值大.选用.
2）设计计算
①计算模数
按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m
=1.5mmz
=
=20.4取21
那么z
=109.6取110
3几何尺寸计算
（1）计算中心距
a=
=
=101.26
将中心距圆整为102
（2）按圆整后的中心距修正螺旋角
=arccos
因
值改变不多,故参数
等不必修正.
（3）计算大.小齿轮的分度圆直径
d
=
=32.50
d
=
=170.23
（4）计算齿轮宽度
B=
圆整的
B低速齿轮的计算
1选精度等级、材料及齿数
（1）材料及热处理；
选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。
（2）精度等级选用7级精度；
（3）试选小齿轮齿数z1＝24，大齿轮齿数z2＝100；
2按齿面接触强度设计
（1）确定公式内的各计算数值
1）试选Kt＝1.6
2）选取尺宽系数φd＝1
3）材料的区域系数ZH＝2.435
4）
则
5）小齿轮传递的转矩为90.82N.m
6）材料的弹性影响系数ZE＝189.8Mpa
7）小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1＝600MPa
大齿轮的解除疲劳强度极限σHlim2＝550MPa
8）计算应力值环数
N
=60n
j
=60×263.94×1×（1×8×300×10）
=3.80×10
h
N
=3.80×10
/3.23=1.18×10
h
9）查得：
K
=0.96K
=0.98
10）齿轮的接触疲劳需用应力
取失效概率为1%,安全系数S=1,
[
]
=
=0.96×600=576
[
]
=
=0.98×550=539
许用接触应力
（2）设计计算
①小齿轮的分度圆直径d
=
②计算圆周速度
③计算齿宽b和模数
计算齿宽b
b=
=52.90mm
计算摸数m
初选螺旋角
=14
=
④计算齿宽与高之比
h=2.25m
t=2.52*2.14=4.81mm
=
=11.36
⑤计算纵向重合度
=0.318
=1.903
⑥计算载荷系数K
使用系数
=1.25
根据
7级精度,查课本由
表10-8得
动载系数K
=1,
查课本由
表10-4得K
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