带式运输机传动装置的设计方案

个人收集整理资料，仅供交流学习，勿作商业用途1/23EquationChapter1Section1机械设计课程设计说明书设计题目：带式输送机传动系统设计系院）别：纺织服装学院专业班级：纺织工程083班学生姓名：方第超指导老师：孙桐生老师完成日期：2018年12月个人收集整理资料，仅供交流学习，勿作商业用途2/23机械课程设计目录一课程设计书2二设计要求2三设计步骤21.传动装置总体设计方案32.电动机的选择43.确定传动装置的总传动比和分配传动比54.计算传动装置的运动和动力参数55.设计V带和带轮66.齿轮的设计87.滚动轴承和传动轴的设计198.键联接设计269.箱体结构的设计2710.润滑密封设计3011.联轴器设计30个人收集整理资料，仅供交流学习，勿作商业用途3/23四设计小结31五参考资料32第一章设计任务书1、设计的目的《械设计课程设计》是为机械类专业和近机械类专业的学生在学完机械设计及同类课程以后所设置的实践性教案环节，也是第一次对学生进行全面的，规范的机械设计训练。其主要目的是：1）培养学生理论联系实际的设计思想，训练学生综合运用机械设计课程和其他选修课程的基础理论并结合实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展学生有关机械设计方面的知识。2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械设计，使学生掌握一般机械设计的程序和方法，树立正面的工程大合集思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力。3）课程设计的实践中对学生进行设计基础技能的训练，培养学生查阅和使用标准规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图、数据处理、计算机辅助设计等方面的能力。2、设计任务个人收集整理资料，仅供交流学习，勿作商业用途4/23设计一用于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。在课程设计中，一般要求每个学生完成以下内容：1）减速器装配图一张A1号图纸）2）零件工作图2~3张如齿轮、轴或箱体等3）设计计算说明书一份8000字左右）3、设计内容一般来说，课程设计包括以下内容：1）传动方案的分析和拟定2）电动机的选择3）传动系统的远动和动力参数的计算4）传动零件的设计计算5）轴的设计计算6）轴承、联接件、润滑密封及联轴器的选择和计算7）箱体结构及附件的计算8）装配图及零件图的设计与绘制9）设计计算说明书的整理和编写10）总结和答辩第二章带式传动机传动系统设计1、设计题目：单级圆柱齿轮减速器及V带传动2、传动系统参考方案如图）：个人收集整理资料，仅供交流学习，勿作商业用途5/233、原始数据：F=2.3kNF：输送带工作拉力；V=1.1m/sV：输送带工作速度；D=300mmD：滚筒直径。4、工作条件连续单向运转，空载启动，工作时有轻微震动，工作年限8年，两班制工作。第三章电动机的选择1、电动机类型和结构型式的选择：按已知的工作要求和条件，选用Y系列三相交流异步电动机JB/T10391-2002）。个人收集整理资料，仅供交流学习，勿作商业用途6/232、工作机所需要的有效功率根据已知条件，工作机所需要的有效功率Pw=F·V/1000=2300×1.1/1000=2.74kw设：η2w—输送机滚筒轴至输送带间的传动效率ηc—联轴器效率0.99ηg—闭式圆柱齿轮效率0.97ηb—一对滚动轴承效率0.98ηcy—输送机滚筒效率0.96估算传动系数总效率:η01=ηc=0.95η12=ηb·ηg=0.99×0.97=0.9603η34=ηb·ηc=0.99×0.99=0.9801η3w=ηb·ηcy=0.99×0.96=0.9504则传动系统的总效率η为：η=η01·η12·η34·η3w=0.95×0.9603×0.9801×0.9504=0.843、工作时电动机所需功率为：Pd=Pw/η=2.74/0.84=4.46kw由表12-1可知，满足Pe≥Pd条件的Y系列三相交流异步电动机额定功率取为3.0kw。4、电动机转速的选择：nw=60000v/πd=60000×1.1/3.14×300=70.06r/min个人收集整理资料，仅供交流学习，勿作商业用途7/23初选同步转速为1500r/min和1000r/min的电动机，由表12-1可知对应额定功率Pe为3.0kw的电动机型号分别为Y132sM2-6和Y132s-4,现将两个型号的电动机有关技术数据及相应的算得的总传动比例表1-2中。表1-2方案的比较通过上述两种方案比较用以看出：方案Ⅰ选用的电动机转速高，质量轻，价格低，总传动比为13.38，故选方案Ⅰ较为合理，由表12-2查得电动机中心高H=132mm；轴伸出部分用于装联轴器轴段的直径和长度分别为：D=38mm和E=80mm。第四章各级传动比的分配1、总传动比:i总=nm/nw=960/63.70=15.07由传动方案图可知：i1=3；i2=5；i3=1传动系统各轴的转速，功率和转矩计算如下：1轴电动机轴）n1=nm=960r/min方案号电动机型号额电功率kw）同步转速r/min）满载转速r/min）ⅠY132M2-63.01000960ⅡY132s-43.015001440总传动比Dmm）E(mmⅠ13.383880Ⅱ20.093880个人收集整理资料，仅供交流学习，勿作商业用途8/23P0=pd=4.46kwTd=9550·pd/nm=29.58N·m2轴减速器高速轴）n2=n1/i1=320r/minP2=p0·n01=4.46×0.95=4.23kwT2=9550·p2/n2=126.24N·m3轴减速器低速轴）n3=n2/i2=64r/minP3=P2×0.98×0.98×0.97=3.94kwT3=9550·p3/n3=587.92N·m4轴工作轴）n4=n3=64r/minP4=P3×0.98×0.96=3.71kwT4=9550·p4/n4=553.60N·m2、将上述计算结果列于表1-3中以供应。表1-3传动系统的远动和动力参数电动机2轴3轴工作机转r/min）9603206464功率kw）4.464.233.943.71转矩N·m）29.58126.24587.92553.60传动比i1351第五章齿轮的设计个人收集整理资料，仅供交流学习，勿作商业用途9/231、选择材料和热处理方法，并确定材料的许用接触应力根据工作条件，一般用途的减速器可采用闭式软齿面传动。查表5-6得小齿轮45钢调制处理齿面硬度HBS1=230大齿轮45钢正火处理齿面硬度HBS2=190两齿轮齿面硬度差为40HBS，符合软齿面传动的设计要求2、确定材料许用接触应力查表5-11得，两实验齿轮材料接触疲劳强度极限应力为：δhlim1=480+0.93(HBS1-135=480+0.93(230-135=568.4Mpaδhlim2=480+0.93(HBS2-135=480+0.93(190-135=531.2Mpa由表5-12按一般重要性考虑，取接触疲劳强度的最小安全系数：shlim1=1.0两齿轮材料的许用接触应力分别为[δH1]=δhlim1/shlim1=568.4Mpa[δH2]=δhlim2/shlim1=531.2Mpa3、根据设计准则，按齿面接触疲劳强度进行设计查表5-8，取载荷系数K=1.2；查表5-9，查取弹性系数ZE=189.8；取齿宽系数Ψd=1(闭式软齿面；[δH]取其中较小值为531.2Mpa代入。故d1≥=76.34mm个人收集整理资料，仅供交流学习，勿作商业用途10/234、几何尺寸计算齿数由于采用闭式软齿面传动，小齿轮齿数的推荐值是20～40，取Z1=27，则Z2=81模数m=d1/Z1=2.83mm由表5-2，将m转换为标准模数，取m=3mm中心距a=m(Z1+Z2/2=162mm齿宽b2=Ψdd1=1×76.34=76.34mm，取整b2=76mmb1=76+5~10）mm，取b1=80mm5、校核齿根弯曲疲劳强度由校核公式5-35）δF=YFYs查表5-10，两齿轮的齿形系数，应力校正系数分别是YF2,Ys2由线性插值法求出）Z1=27时YF1=2.57Ys1=1.60Z2=81时YF2=2.218Ys2=1.77查表5-11，两实验齿轮材料的弯曲疲劳极限应力分别为δflim1=190+0.2(HBS1-135=209Mpaδflim2=190+0.2(HBS2-135=201Mpa查表5-12，弯曲疲劳强度的最小安全系数为sFlim1=1.0两齿轮材料的许用弯曲疲劳应力分别为[δF1]=δhlim1/shlim1=209Mpa[δF2]=δhlim2/shlim2=201Mpa个人收集整理资料，仅供交流学习，勿作商业用途11/23将上述参数分别代入校核公式5-35），可得两齿轮的齿根弯曲疲劳应力分别为δF1=YF1Ys＜[δF1]=209MpaδF2=YF2Ys2＜[δF2]=201Mpa所以两齿轮的齿根弯曲疲劳强度均足够。6、齿轮其他尺寸计算分度圆直径d1=mZ1=3×27=81mmd2=mZ2=3×81=243mm齿顶圆直径da1=d1+2ha=81+2×3=87mmda2=d2+2ha=243+2×3=249mm齿根圆直径df1=d1-2hf=81-2×1.25=77.25mmdf2=d2-2hf=243-2×1.25=239.25mm中心距a=m(Z1+Z2/2=162mm齿宽b1=80mmb2=76mm7、选择齿轮精度等级齿轮圆周速度v1==1.36m/s查表5-7，选齿轮精度等级：第Ⅱ公差组为9级，由“齿轮传动公差”查得小齿轮9-9-8GJGB10095-88大齿轮9-9-8HKGB10095-88个人收集整理资料，仅供交流学习，勿作商业用途12/23第六章轴的设计从动轴的设计1、选取材料和热处理方法，并确定轴材料的许用应力：由于为普通用途，中小功率，选用45钢正火处理。查表15-1得σb=600Mpa，查表15-5得[σb]-1=55Mpa2、估算轴的最小直径：由表15-2查得A=110，根据公式15-1）得:d1≥A=42.295mm考虑轴端有一键槽，将上述轴径增大5%，即42.295×1.05=44.40mm。该轴的外端安装联轴器，为了补偿轴的偏差，选用弹性柱销联轴器。查手册表选用柱销联轴器，其型号为为HL3，最小直径d1=45mm3、轴的设计计算并绘制结构草图：1）确定轴上零件的布置方案和固定方法：参考一般减速器结构，将齿轮布置在轴的中部，对称于两端的轴承；齿轮用轴环和轴套作轴向固定，用平键和过盈配合H7/r6）作轴向固定。右端参考一般减速器结构，将齿轮布置在轴的中部，对称于两端的轴承齿轮用轴环和轴套作轴向固定，用平键和过盈配合H7／r6）作周向固定，右端轴承用轴肩和过度配合H7／K6）固定内套圈；左端轴承用轴套和过渡配合H7／K6）固定内套圈。轴的定位则由两端的轴承端盖轴向固定轴承的个人收集整理资料，仅供交流学习，勿作商业用途13/23外套圈来实现。输出端的联轴器用轴肩和挡板轴向固定，用平键作周向定位。2）直齿轮在工作中不会产生轴向力，故两端采用深沟球轴承。轴承采用润滑，齿轮采用油浴润滑。3）确定轴的各段直径：外伸端直径d1=45mm按工艺和强度要求把轴制成阶梯形，取通过轴承盖轴段的直径为d2=d1＋2h=d1＋2×0.07d1=51.3mm由于该段处安装垫圈，故取标准直径d2=56mm考虑轴承的内孔标准，取d3=d7=60,初选轴承型号6212。直径为d4的轴段为轴头，取d4=66mm轴环直径d5=d4＋2h=64×1＋2×0.07）=70mm根据轴承安装直径，查手册得d6=68mm4）确定轴的各段长度：L4=74mm轮毂宽度为B2=76mm。L4比B2长1~3mm）L1=58mmHL3弹性注销联轴器J型轴孔长度为B1=60mmL1比B1短1~3mm）L7=23mm(轴承宽度为B3=22mm,挡油环厚1mmL5=8mm轴环