带式输送机传动装置设计毕业论文

1带式输送机传动装置设计提要带式输送机是我国目前必不可缺的机电设备，其凭借具有输送距离长、运量大、连续输送等特点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中化控制，尤其对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭开采机电一体化技术与装备的关键设备。带式输送机由驱动装置拉紧输送带，中部构架和托辊组成输送带作为牵引和承载构件，借以连续输送散碎物料或成件品。该次课题研究围绕带式输送装置的各个部分展开足一攻破设计，其中轴承的设计和驱动的改善为主。关键字：传动方式，滚动轴承，带式驱动，减速器目录1、确定传动方式………………………………………….………….……………………32、电动机的选择………………………………………….………….……………………43、传动装置………………………………………………………….……………………54、齿轮的设计计算…………………………………………………..……………………65、输出轴的设计计算……………………………………….……………………………96、键连接设计………………………………………….…………………………………157、箱体结构的设计…………………………………………….……..……………………158、润滑密封设计………………………………………….………………………………179、机头传动装置的驱动改善………………………………………………………………18结论语………………………………………………………………………………………20参考文献……………………………………………………………………………………202引言上世纪80年代初，我国带式输送机行业只能生产TD75型带式输送机，因而配套棉帆布输送带即可满足要求，但当时国家重点工程项目中带式输送机产品却都是从国外进口。80年代中期，我国带式输送机行业开始引进国外先进技术和专用制造设备，设计制造水平有了质的提高，并逐渐替代进口产品。近年来，我国带式输送机总体上已经达到国际先进水平，除满足国内项目建设的需求外，已经开始批量出口，其设计制造能力、产品性能和产品质量得到了国际市场的认可。而输送带作为承载和牵引构件，是带式输送机中的主要部件之一，因此必须满足国内大型项目及国际更高标准的要求。通过对带式输送机发展历程的阐述，我们也更显而易见的看出学院对我们研究带式输送机传动装置设计的要求是合乎国情，关乎人类进步的，也是对我们下一代促进国家机电类事业发展的锻炼。环顾外国带式输送传动装置的飞速发展水平，确实超出我国的水平，不可否认国内外带式输送机技术上所存在的差距，所以该选题的研究意义不言而喻，经过我三年对机械知识的学习以及生产实习，我对机械行业有了更深刻的认识和理解，看到了机械工业在国民经济中的重要地位。机械制造是我国工业领域的重要组成部分，而带式输送机也在很多工业生产中起到了重要作用。所以设计出一种新型的带式输送机对于生产技术的提高会有一定的推动力。研究范围主要是传动方案的选择，电动机，传动比的分配，以及计算传动装置的运动，齿轮的设计计算，轴的设计计算，键连接和联轴器的选择等等。技术参数主要是，输送带拉力F(N),输送带速度v(m/s),滚动直径D(mm)等等。机械设计课程设计是在完成机械设计课程学习后的一次重要的实践部分，是高等院校对学生专业能力的一次较全面的设计能力训练，也是对机械设计课程的全面复习和实践。其目的是培养理论联系实际的设计的设计思想，训练综合运用机械设计，结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固，加深和拓展有关机械设计方面的知识。本课题要解决的主要问题包括，机头传动装置的驱动改善，传动的优化。3正文：1.确定传动方式1.1适用企业车间及矿山井做工不大1.2结构简单成本不高制造方便并有过载保护功能1.3传动方案由电动机——V带轮——圆柱齿轮减速器——链传动——联轴器——滚筒——输送带1.4特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图如下图所示。选择链传动和二级圆柱直齿轮减速器（展开式）。传动装置的总效率η直齿圆柱齿轮传动（7级精度）效率（两对）为η3=298.0滚动轴承传动效率（四对）为η2=499.0弹性联轴器传动效率η4=0.99链传动的传动效率为η1=0.96η=η1η2η3η4=0.96×0.994×0.982×0.99=0.86其传动方案如下：4采用V带传动不齿轮传动的组合要求，结构简单，成本低，使用维护方便。2.电动机的选择2.1电动机类型的选择：Y系列封闭式三相异步电动机（工作要求：连续工作机器）2.2电动机功率选择：据书中的输送机的参数表知：工作滚筒的拉力Fw=F*V带式输送机可取ηW=0.96电动机至工作机的总效率η=0.84电动机所需工作功率为：Pd＝Pw/η＝3.616kw2.3确定电动机转速：计算滚筒工作转速：nw＝DVOOO60*1=62.97r/min2.4确定电动机型号综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量及减速器的传动比，可知电动机型号5Y112M-4比较适合，额定功率为Pm=4kW,满载转速n电动=1440r/min。3传动装置3.1确定传动装置的总传动比和分配传动总传动比：由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速nw，可得传动装置总传动比为i＝nm/nw＝1440/62.97＝22.87高速轴的传动比il，低速级的传动比i2，取链传动比i3=2取减速箱的传动比i4=i/i3=22.87/2=11.435根据指导书得il=4)4.13.1(i则il=4，i2=i4/i1=2.863.2计算传动装置的运动和动力参数各轴转速n(r/min)高速轴I的转速n1＝1440r/min中间轴Ⅱ的转速n2=n1/i1=360r/min低速轴Ⅲ的转速n3＝n2/i2=125.87r/min滚筒轴Ⅳ的转速n4=n3/i=62.94r/min误差e=9.239.2324=0.004在误差允许范围内.各轴的输入功率(kW)电动机的额定功率为pm=4KW6直齿圆柱齿轮传动（7级精度）效率为η3=0.98弹性联轴器传动效率η4=0.99带式输送机的传动效率为η1=0.96滚动轴承传动效率为η2=0.98各轴的输入转矩T(N·m)4.齿轮的设计计算4.1选择齿轮材料及精度等级小齿轮选用45钢调质，硬度为220-250HBS，大齿轮选用45钢正火硬度为170-210HBS。由课本得，d1≥【6712kT1(u+1)/φdu[σHP]2】1/3确定有关参数如下i齿=u=4.2由课本图取φd=1转矩TI=9550×P1/n1=9550×2.14/1445=14143.25N·m载荷系数k由课本取k=1.2许用接触应力σHP查得σHlim1=610MpaHlim2=500Mpa由课本公式知ZN1=1ZN2=1.13[σHP1]=0.9σHlim1=×610Mpa=610Mpa[σHP2]=0.9σHlim2=1.13×500Mpa=565Mpa取[σHP]=565Mpa故得d1≥【6712kT1(u+1)/φdu[σHP]2】1/3=[6712×1.2×14143.25×(7.73+1)/1.2×7.73×5652]1/3mm=28.24mm取d1=30mm4.2确定齿轮传动主要参数及几何尺寸模数7m=d1/Z1=30/20=1.2mm取标准值m=1.5分度圆直径d1=mZ1=1.5×20=30mmd2=mZ2=1.5×152=228mm传动中心距a=m(Z1+Z2)/2=1.5(20+152)/2=129mm齿宽b2=b=φd×d1=1.2×30=36mmb1=b2+5mm=41mm验算齿轮圆周速度V齿=πd1n1/60×1000=3.14×30×1445/60×1000=2.27m/s选齿轮传动精度等级8级合宜校核齿根弯曲疲劳强度由课本得，σF=(2kT1/d1mb)YFS1≤[σF1]确定有关参数和系数。4.2许用弯曲应力有课本得，齿轮弯曲强度校检合格。4.3验算齿轮的圆周速度v8由课本表可知，选9级精度是合适的。4.4计算几何尺寸及绘制齿轮零件工作图。将上述计算结果整理如下表所示4.5传动轴的设计齿轮轴的设计4.5.14.5.2按扭转强度估算轴的直径9选用45并经调质处理，硬度217~255HBS轴的输入功率为PI=4.03KW转速为nⅠ=286.57r/min根据《机械设计基础》得C=107到118.4.5.3确定轰各段直径和长度从大带轮开始右起第一段，由于带轮与轴通过键联接，则轴应该增加3%到5%，取D1=Φ30mm，又因为带轮的宽度则第一段长度L1=60mm右起第二段直径取D2=Φ38mm根据轴承端盖的装拆以及对轰承添加润滑脂的要求和箱体的厚度，取端盖的外端面不带轮的左端面间的距离为30mm，则取第二段的长度L2=70mm右起第三段，该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，则轴承有径向力，而轴向力为零，选用6208型轴承，其尺寸为d×D×B=40×80×18，那么该段的直径为D3=Φ40mm，长度为L3=20mm（因为轴承是标准件，所以采用基孔制，轴与轴承间为过盈配合P7/h6）右起第四段，为滚动轴承的定位轴肩,其直径应小于滚动轴承的内圈外径，取D4=Φ48mm，长度取L4=10mm右起第五段，该段为齿轮轴段，由于齿轮的齿顶圆直径为d5=67.5mm，分度圆直径为Φ62.5mm，齿轮的宽度为70mm，则，此段的直径为D5=Φ67.5mm，长度为L5=70mm右起第六段，为滚动轴承的定位轴肩,其直径应小于滚动轴承的内圈外径，取D6=Φ48mm，长度取L6=10mm，因为轴承是标准件。所以采用基孔制，轴与轴承间为过盈配合P7/h6右起第七段，该段为滚动轴承安装出处，取轴径为D7=Φ40mm，长度L7=18mm。5.输出轴的设计计算确定轴上零件的定位和固定方式如图105.1按扭转强度估算轰的直径P2=4.207kw,n2=76.19r/min承支撑。由已知条件知减速器传递的功率属于中小功率故选用45刚并经调质处理，硬度217~255HBS。根据课本并查表的，5.2确定轴各段直径和长度5.2.1从联轴器开始右起第一段，由于联轴器与轴通过键联接，则轴应该增加5%，取Φ41.97~47.18。根据计算转矩T=9.55×106·P/n=527.324N·mTc=RA×T=1.3×527324=685.49N·m查标准GB/T5014—2003。选用HL4型弹性柱销联轴器，半联轴器长度为l1=112mm,轴段长L1=84mm5.2.2右起第二段，考虑联轴器的轴向定位要求，该段的直径取Φ52mm,根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器左端面的距离为30mm，故取该段长为L2=74mm5.2.3右起第三段,该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，则轴承有径向力，而轴向力为零，选用6011型轴承，其尺寸为d×D×B=55×90×18。那么该段的直径为Φ55mm，长度为L3=32。5.2.4右起第四段，该段装有齿轮，并且齿轮与轴用键联接，直径要增加5%，则第四段的直径取Φ60mm,齿轮宽为b=65mm。为了保证定位的可靠性，取轴段长度为L4=62mm5.2.5右起第五段，考虑齿轮的轴向定位,定位轴肩，取轴肩的直径为D5=Φ66mm,长度取L5=11.5mm115.2.6右起第六段，该段为滚动轴承安装出处，取轴径为D6=Φ55mm，长度L6=18mm5.3初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用深沟球轴承。按照工作要求并根据d2-3=42mm，查手册表6-1选取轴承代号为7009AC的角接触球轴承，其尺寸为d*D*B=45mm*75mm*16mm,故d3-4=d5-7=45mm;l5-7=30mm.如图：5.3.1取安装齿轮处的轴端Ⅳ-Ⅴ的直径d4-5=48mm,齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的跨度为55mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴端应略短于轮毂宽度，故取l4-5=53mm。齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度h