机械设计课程设计--带式运输机传动装置

机械设计课程设计计算说明书设计题目带式运输机传动装置-1-目录一课程设计任务书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65.设计V带和带轮76.齿轮的设计97.滚动轴承和传动轴的设计148.键联接设计289.箱体结构的设计2910.润滑密封设计3111.联轴器设计32四设计小结32五参考资料32-2-111一课程设计任务书课程设计题目：设计带式运输机传动装置（简图如下）1——V带传动2——运输带3——一级圆柱齿轮减速器4——联轴器5——电动机6——卷筒原始数据：题号4567891011运送带工作拉力F/N2500260028003300400450048005000运输带工作速度v/(m/s)1.11.11.41.21.61.81.251.5卷筒直径D/mm400220350350400400500500工作条件：连续单向运转，载荷平稳，使用期限8年，小批量生产，两班制工作，运输带速度允许误差为±5%二.设计要求1.减速器装配图一张。2.绘制轴、齿轮零件图各一张。3.设计说明书一份。-3-1．传动装置总体设计方案三.设计步骤1.传动装置总体设计方案本组设计数据：第十一组数据：运送带工作拉力F/N5000。运输带工作速度v/(m/s)1.5。卷筒直径D/mm500。1）减速器为二级同轴式圆柱齿轮减速器。3)方案简图如上图4）该方案的优缺点：该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分一级圆柱齿轮减速，这是一级减速器中应用最广泛的一种。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。2、电动机的选择NF1200smv7.1mmD270-4-2、电动机的选择1）选择电动机的类型2）选择电动机的容量3）确定电动机转速1）选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V。2）选择电动机的容量工作机的有效功率为vPwF从电动机到工作机传送带间的总效率为543321由《机械设计课程设计指导书》表9.1可知：1：V带传动效率0.962：滚动轴承效率0.99（球轴承）3：齿轮传动效率0.97（7级精度一般齿轮传动）4：联轴器传动效率0.99（弹性联轴器）5：卷筒传动效率0.96所以电动机所需工作功率为wPPd3）确定电动机转速按表9.2推荐的传动比合理范围，一级圆柱齿轮减速器传动比30~4'i而工作机卷筒轴的转速为Dvnw所以电动机转速的可选范围为min)3600~480(min120)30~4('rrninwd符合这一范围的同步转速有750minr、1000minr、1500minr和3000minr四种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动kwPw04.286.0kwPd37.2min120rnw-5-3、计算传动装置的总传动比和分配传动比（1）总传动比i(2)分配传动比装置结构紧凑，决定选用同步转速为1500minr的电动机。根据电动机类型、容量和转速，由《机械设计课程设计指导书》表14.1选定电动机型号为Y100L2-4。其主要性能如下表：电动机型号额定功率/kw满载转速/(r/min)额定转矩启动转矩额定转矩最大转矩Y100L2-4314202.22.2电动机的主要安装尺寸和外形如下表：3.计算传动装置的总传动比i并分配传动比(1).总传动比i为wmnni(2).分配传动比iii考虑润滑条件等因素，初定中心高外型尺寸L×（AC/2+AD）×HD底脚安装尺寸A×B地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸D×E装键部位尺寸F×GD100380×350×245160×1401228×608×7选定电动机型号Y100L2-483.11i-6-4.计算传动装置的运动和动力参数1）各轴的转速2）各轴的输入功率3）各轴的输入转矩2.3i7.3i4.计算传动装置的运动和动力参数1).各轴的转速I轴min1420rnnmII轴min75.443rinnIII轴min120rinn卷筒轴min120rnnw2).各轴的输入功率I轴kwPPd37.2II轴kwPP25.221III轴kwPP16.223卷筒轴kwPP12.224卷3）.各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩dT为ImmNnPTmdd461059.11055.9I轴mmNTTd41059.1II轴mmNiTT4211084.4III轴mmNiTT5231072.1卷筒轴mmNTT5241069.1卷2.3i7.3imin1420rnmin75.443rnmin120rnmin120rnwkwP37.2kwP25.2kwP16.2kwP12.2卷-7-5.设计V带和带轮1).确定计算功率caP2).选择V带类型3).确定带轮的基准直径1dd并验算带速将上述计算结果汇总与下表，以备查用。轴名功率P/kw转矩T/(N·mm)转速n/(r/min)传动比i效率I轴2.3741059.114203.20.95II轴2.2541084.44443.70.96III轴2.1651072.112010.98卷筒轴2.1251069.11205.设计V带和带轮电动机输出功率kwPd37.2，转速min14201rnnm，带传动传动比i=3.2，每天工作16小时。1).确定计算功率caP由《机械设计》表8-7查得工作情况系数2.1AK，故kwPKPdAca84.22).选择V带类型根据caP，1n，由《机械设计》图8-11可知，选用A型带3).确定带轮的基准直径1dd并验算带速(1).初选小带轮基准直径1dd由《机械设计》表8-6和8-8，选取小带轮基准直径mmdd1001，而mmHdd10021，其中H为电动机机轴高度，满足安装要求。(2).验算带速vsmndvd43.710006011kwPca84.2选用A型带mmdd1001smv43.7-8-4).确定V带的中心距a和基准长度dL5).验算小带轮上的包角16).计算带的因为smvsm305，故带速合适。(3).计算大带轮的基准直径mmdiddd32012根据《机械设计》表8-8，选取mmdd3152，则传动比15.312ddddi，从动轮转速min8.45012rinn4).确定V带的中心距a和基准长度dL(1).由式)(2)(7.021210ddddddadd得8305.2900a，取mma7000(2).计算带所需的基准长度dLmmaddddaLddddd20684)()(2202012210由《机械设计》表8-2选取V带基准长度mmLd2000(3).计算实际中心距ammLLaadd666200mmLaad72603.0maxmmLaad636015.0min5).验算小带轮上的包角1905.1613.57)(180121adddd6).计算带的根数z(1)计算单根V带的额定功率rPmmdd3202选取mmdd3152mma7000mmLd2000mma666mma726maxmma636min-9-根数z7).计算单根V带的初拉力的最小值min0)(F8).计算压轴力pF9).带轮的结构设计6.齿轮的设计1)选定齿轮类型、由mmdd1001和min14201rn，查《机械设计》表8-4a得kwP31.10根据min14201rn，2.3i和A型带，查《机械设计》表8-4b得kwP17.00查《机械设计》表8-5得95.0K，查表8-2得03.1LK，于是kwKKPPPLr448.1)(00(2)计算V带的根数z96.1448.1844.2rcaPPz取2根。7).计算单根V带的初拉力的最小值min0)(F由《机械设计》表8-3得A型带的单位长度质量mkgq1.0，所以NqvzvKPKFca162)5.2(500)(2min0应使带的实际初拉力min00)(FF。8).计算压轴力pF压轴力的最小值为NFzFp6402sin)(2)(1min0min9).带轮的结构设计小带轮采用实心式，大带轮为腹板式，由单根带宽为13mm，取带轮宽为35mm。6.齿轮的设计1)选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1)按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。(2)运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88)。(3)材料选择。由《机械设计》表10-1选择小齿轮材料为45钢（调质），硬度为280HBS，大齿轮为45钢（正火），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。(4)选小齿轮齿数241z，则大齿轮齿数8912zizkwPr448.12zNF162)(min0NFp640)(min选用直齿圆柱齿轮传动7级精度小齿轮材料45钢（调质）大齿轮材料45钢(正火)241z-10-精度等级、材料及齿数2)初步设计齿轮主要尺寸2)初步设计齿轮主要尺寸(1)设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。(2)按齿面接触疲劳强度设计，即2311)][(132.2HEdtZuuKTd1确定公式内的各计算数值Ⅰ.试选载荷系数3.1tK。Ⅱ.计算小齿轮传递的转矩mmNnPT42511084.4105.95Ⅲ.由《机械设计》表10-7选取齿宽系数1d。Ⅳ.由《机械设计》表10-6查得材料的弹性影响系数21188MPaZE。Ⅴ.由《机械设计》图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPaH6001lim；大齿轮的接触疲劳强度极限MPaH5502lim。Ⅵ.计算应力循环次数9211056.160hjLnN8121021.4iNNⅦ.由《机械设计》图10-19取接触疲劳寿命系数97.01HNK；25.12HNK。Ⅷ.计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数S=1MPaMPaSKHNH58260097.0][1lim11MPaMPaSKHNH5.68755025.1][2lim222.计算Ⅰ.试算小齿轮分度圆直径td1，代入][H中较小的值。892z-11-mmZuuKTdHEdt05.47)][(132.22311Ⅱ.计算圆周速度v。smndvt09.110006021Ⅲ.计算齿宽b。mmdbtd05.471Ⅳ.计算齿宽与齿高之比hb模数mmzdmtt96.111齿高mmmht41.425.267.1041.405.47hbⅤ.计算载荷系数根据smv09.1，7级精度，由《机械设计》图10-8查得动载系数11.1VK；直齿轮，1FHKK；由《机械设计》表10-2查得使用系数1AK；由《机械设计》表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支撑对称分布时，310.1HK；由67.10hb，310.1HK查《机械设计》图10-13得27.1FK故载荷系数454.1HHVAKKKKKⅥ.按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径mmKKddttt84.4831mmdt05.471