课程设计带式输送机传动系统设计含CAD图纸

湖南工业大学课程设计资料袋机械工程学院（系、部）2011-2012学年第一学期课程名称机械设计指导教师李历坚职称教授学生姓名闫涛专业班级机械设计及自动化班级092学号09405700433题目带式输送机传动系统设计成绩起止日期2011年12月21日～2011年1月1日目录清单序号材料名称资料数量备注1课程设计任务书12课程设计说明书13课程设计图纸张4装配图15零件图26课程设计任务书2009—2010学年第一学期机械工程学院（系、部）机械设计及自动化专业092班级课程名称：机械设计设计题目：带式输送机传动系统设计完成期限：自2011年12月21日至2011年1月1日共2周内容及任务一、设计的主要技术参数：卷筒直径D=355mm，运输带速度v=1.4m/s,输送带最大有效拉力为F=3000N工作条件：双班制工作，工作时有轻微振动，使用寿命为8年（其中轴承寿命为3年以上）。二、设计任务：传动系统的总体设计；传动零件的设计计算；减速器的结构、润滑和密封；减速器装配图及零件工作图的设计；设计计算说明书的编写。三、每个学生应在教师指导下，独立完成以下任务：（1）减速机装配图1张；（2）零件工作图2张；（3）设计说明书1份（6000~8000字）。进度安排起止日期工作内容2011.12.21-2011.12.22传动系统总体设计2011.12.23-2011.12.25传动零件的设计计算2011.12.25-2011.12.31减速器装配图及零件工作图的设计、整理说明书2012.01.01交图纸并答辩主要参考资料1.《机械设计（第八版）》（濮良贵，纪明刚主编高教出版社）2.《机械设计课程设计》（金清肃主编华中科技大学出版社）3.《工程图学》（赵大兴主编高等教育出版社）4．《机械原理》（朱理主编高等教育出版社）5.《互换性与测量技术基础》（徐雪林主编湖南大学出版社）6.《机械设计手册（单行本）》（成大先主编化学工业出版社）7.《材料力学》（刘鸿文主编高等教育出版社）指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）：年月日机械设计设计说明书带式输送机传动系统设计起止日期：2011年12月21日至2012年01月01日机械工程学院（部）2012年01月01日学生姓名闫涛班级机设092学号09405700433成绩指导教师(签字)目录1设计任务书··················································································32传动方案的拟定·········································································43原动机的选择·············································································64传动比的分配·············································································85传动装置运动和运动参数的计算··································96传动件的设计及计算·······························································127轴的设计及计算······················································208轴承的寿命计算及校核···························································369键联接强度的计算及校核·······················································3810润滑方式、润滑剂以及密封方式的选择·······························4011减速器箱体及附件的设计·······················································4212设计小结·······························································4613参考文献·······························································471.设计任务书1.1课程设计的设计内容设计带式输送机传动系统中的减速器，其传动转动装置图如下图1-1所示。图1.1带式输送机传动系统简图1—电动机；2—联轴器；3—两级圆柱齿轮减速器；4—联轴器；5—滚筒；6—输送带1.2课程设计的原始数据动力及传动装置已知条件：①运输带最大有效拉力：F=3000N；②运输带的工作速度：v=1.4m/s；③输送机滚筒直径：D=355mm；④使用寿8年（其中轴承寿命为3年以上）。1.3课程设计的工作条件带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作载荷较平稳；输送带工作速度v的允许误差为±5％；二班制（每班工作8h），要求减速器设计寿命为8年，大修期为2～3年，大批量生产；三相交流电源的电压为380/220V。2.传动方案的拟定2.1传动方案的要求传动方案应满足工作机的要求，适应工作环境和条件，应满足工作可靠的要求且结构简单，尺寸紧凑，制造成本低，传动效率高，维护方便。2.2工作机器的分析带式运输机的传动方案如下图所示图2.1带式输送机传动系统简图1—电动机；2—联轴器；3—两级圆柱齿轮减速器；4—联轴器；5—滚筒；6—输送带图2.1中展开式两级圆柱齿轮减速器，其结构简单，但齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴有较大的刚度，高速级齿轮布置在远离转矩的输入端，这样，轴载转矩的作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形可部分相互抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象，用于载荷比较平稳的场合，高速级一般做成斜齿，低速级可做成直齿。2.3传动方案说明1)传动装置组成:电动机1、联轴器2、两级圆柱齿轮减速器3、联轴器4、滚筒5和输送带62)传动原理:电动机与减速器是通过皮带进行传动的，由于电动机转速高，所以经过减速器二级变速，通过联轴器带动滚筒转动。在同样的张紧力下，V带较平带传动能产生更大的摩擦力，而且V带所允许的中心距较平带大，传动平稳，结构简单，使用维护方便，价格低廉。故在第一级(高速级)采用V带传动较为合理，这样还可以减轻电动机因过载产生的热量，以免烧坏电机，当严重超载或有卡死现象时，皮带打滑，可以起保护电机的作用。3.原动机的选择3.1原动件的选择a．计算工作机功率30001.44.210001000FVPwkwkw式中：wP—工作机所需的有效功率（kw）F—运输带最大有效拉力(N)V—运输带的工作速度（m/s）3.2工作机的有效功率传动装置总效率：设:c——联轴器效率，0.99cg——闭式圆柱齿轮传动效率（设齿轮精度为8级）b——一对滚动轴承效率，b=0.98d——输送机滚筒效率，d=0.96w5——输送机滚筒轴至输送带间的效率（见文献【2】表3-3）估算传动系统总效率为34231201其中：==0.99==9506.097.098.0==9506.097.098.0==0.989702.099.0=bd=0.989408.096.0传动系统的总效率：η=808.09702.09506.09506.099.0工作时，电动机所需功率为：d/4.2/0.805.20wPPkw由参考材料【2】表12-1可知，满足depp条件的Y系列三相交流异步电动机额定功率ep应取为5.5kw。3.3选择电动机的型号a.计算卷筒的转速w60v601.4n75.36r/minπD3.140.355b.根据动力源和工作条件，电动机的类型选用Y系列三相异步电动机。电动机的额定功率选取3KW、转速可选择常用同步转速：3000r/min、1500r/min、1000r/min和750r/min以便比较。传动系统的总传动比为i=nmn⁄式中：nm—电动机满载转速n—运输带的转动速度根据电动机型号查【2】表8-53确定各参数。将计算数据和查表数据填入表3-1，便于比较。方案电动机型号额定功率/KW同步转速/(r/min)满载转速/(r/min)总传动比1Y132S1-25.53000290034.482Y132S-45.51500144019.113Y132M2-65.5100096012.744Y160M2-85.57507209.55表3-1电动机的数据及总传动比由上表可知，相比1、3、4方案，方案2转速高，电动机价格低，总传动比虽然大些，但完全可以通过传动带和两级齿轮传动实现，此方案较优，所以选方案2。4.传动比的分配4.1总传动比m0wn1440i19.11n75.364.2各级传动比的分配由传动系统方案知：101i134i由计算可得两级圆柱齿轮减速器的总传动比i为为了便于两级圆柱齿轮减速器采用浸油润滑，当两级齿轮的配对材料相同，齿面硬度HBS350，齿宽系数相等时，考虑齿面接触强度接近相等的条件，取高速级传动比为高速级圆柱齿轮传动比121.31.319.114.98ii低速级圆柱齿轮传动比：231219.11/4.983.84iii各级传动比分别为101i124.98i233.84i134i5.传动装置运动和运动参数的计算将传动装置各轴由高速到低速依次定为1223013419.11iiiiii0轴--电动机轴I轴--减速器高速轴Ⅱ轴--减速器中间轴Ⅲ轴--减速器低速轴Ⅳ轴--输入机滚筒轴5.1各轴转速0轴：0mnn1440r/minⅠ轴：nⅠ=00114401440/min1nriⅡ轴：nΠ=nⅠi12=1440289.164.98r/minⅢ轴：nⅢ=nΠi23=289.1675.303.84r/minⅣ轴：3475.3075.30/min1nnriⅢⅣ5.2各轴输入功率0轴：05.20dPPkwⅠ轴：10015.200.995.15PPkwⅡ轴：p2=1125.150.95064.90PkwⅢ轴：32234.900.95064.66PPkwⅣ轴:p4=3344.660.97024.52Pkw5.3各轴输入转矩0轴：000955034.47PTnN∙mⅠ轴：T1=115.159550955034.161440PnN∙mⅡ轴：T2=224.9095509550161.83289.16PnN∙mⅢ轴：T3=334.6695509550591.0175.30PnN∙mⅣ轴：T4=444.5295509550573.4075.30PnN∙m运动和动力参数结果如下表：轴号功率/PKw转矩T/（N∙m）转速n/（/minr）传动比i0轴5.2034.4714401Ⅰ轴5.2534.1614404.98Ⅱ轴4.90161.83289.163.84Ⅲ轴4.66591.0175.301Ⅳ轴4.52573.4075.30表5-1运动和动力参数6.传动件的设计及计算6.1高速级直齿圆柱齿轮的设计及计算6.1.1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）齿数：选小齿轮齿数120z，大齿轮齿数2z4.982099.6的故取2z1006.1.2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。按式（6.2-1）试算，即2311212