[毕业设计精品]设计胶带输送机的传动装置.doc

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1、机械设计课程设计说明书设计题目 设计胶带输送机的传动装置班 级 姓 名 学 号 指导老师 目录第一章 设计任务3第二章 传动装置的总体设计3第三章 动力机的选择4第四章 确定传动装置的总传动比和分配传动比5第五章 计算传动装置的运动和动力参数6第六章 V带和带轮的设计8第七章 二级展开式圆柱齿轮减速器中齿轮的设计计算10第八章 轴的设计及校核17参考文献：27第一章 设计任务一、 工作条件：连续单向运转，工作年限为15年，1班制，工作环境灰尘较少，载荷有轻微冲击，小批量生产，运输带允许误差为5%。设计技术数据： 滚筒圆周力F=12000N；带 速v=0.28m/s；滚 筒 直 径D=450mm

2、；滚 筒 长 度L=850mm；二、 设计内容：1. 按照给定的设计技术参数和工作条件设计胶带输送机的传动装置；2. 减速器装配图1张（A0或A1）；3. 零件工作图若干张；4. 编写设计计算说明书份。 第二章 传动装置的总体设计一、 传动方案：传动装置由电动机、v带传动、减速器、工作机组成。二、 方案特点： v带传动具有传动平稳、噪声小、能缓冲吸振；结构简单、轴间距大、 成本低等优点。考虑电机转速高，传动功率大，有轻微冲击，将高速级用v带传动；根据要求及已知条件对于传动方案的设计可选择二级展开式圆柱齿轮减速器。它能承受较大的载荷且传动平稳，能实现一定的传动比。方案总图第三章 动力机的选择一、

3、 电动机类型的选择 根据此装置传动特点及工作要求可选择Y系列三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V。其结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机械上。二、 选择电动机容量 电动机所需工作功率： = kW , kW 因此 kW 由电动机至运输带的总效率为 式中：分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和卷筒的传动效率。分别取：=0.95，=0.985（滚动轴承），=0.97（齿轮精度为8级，不包括轴承效率），=0.99（齿轮联轴器），=0.96.，则 =0.950.9850.970.990.96=0.800 =4.2 kW 三、 确定电动机转速卷

4、筒轴的工作转速 按表1推荐的转动比合理范围，取v带传动的传动比,二级圆柱齿轮减速器传动比,则总传动合理范围,故可选范围为 r/min符合这一范围750以及1000和1500r/min。根据功率和转速，由机械零件手册查出适用的电动机类型，因此有三种传动比方案，如：方案电动机型号额定功率电动机转速/in效率%重量kg功率因数传动装置的传动比同步转速满载转速总传动比V带传动减速器1Y132S2-27.53000290085.5670.842Y132S1-25.53000285085.5680.843Y132M2-65.5100096085.3810.7880.8326.934Y160M2-85.57

5、50720851200.7460.62.623.31考虑到电动机和传动装置的尺寸、重量、和带颤动、减速器的传动比，可见方案3比较合适。因此选定Y132M2-6，其主要性能如下：型号额定功率kw满载时转速r/min电流A效率%功率因数Y132M2-65.596014.4785.30.786.522.2第四章 确定传动装置的总传动比和分配传动比由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速，可得传动装置总传动比为 总传动比为各级传动比的乘积 即 选定的电动机为Y132M16，满载转速 =960 r/min传送带主动轴转速 =11.88 r/min总传动比 =80.8分配传动比 参照机械设计课程设计指导书

6、表1 取普通V带传动传动比=3减速器传动比 =26.93 参照机械设计课程设计指导书图（12）取高速级传动比 =6.5 低速级传动比 =4.14第五章 计算传动装置的运动和动力参数一、 各轴转速 轴 =320 r/min 轴 =49.23 r/min 轴 =11.89 r/min 卷筒轴 = =11.89 r/min二、 各轴输入功率 轴 4.20.95=3.99 kW 轴 3.990.9850.97=3.81 kW 轴 3.810.9850.97=3.64 kW 卷筒轴 3.640.9850.99=3.55 kW 各轴的输出功率分别为输入功率乘轴承效率0.985。三、 各轴输入转矩电动机轴输

7、出转矩 =41.78 Nm轴输入转矩 轴 =41.7830.95=119.07 Nm 轴 =119.076.50.9850.97=739.48 Nm 轴 =739.484.140.9850.97 =2925.06 Nm 卷筒轴输入转矩 =2925.060.9850.99=2852.37 Nm 各轴的输出功率分别为输入功率乘轴承效率0.985。 运动和动力参数计算结果整理于下表轴名功率P (kW)转矩T（Nm）转速n（r/min）传动比效率输 入输 出输 入 输 出电动机轴4.20 41.789603.00 0.95 轴3.993.93 119.07117.843206.50 0.96 轴3.8

8、13.75 739.48728.3949.234.14 0.96 轴3.643.59 2925.062881.1811.891.00 0.98卷 筒 轴3.553.50 2852.372809.5811.89第六章 V带和带轮的设计原始数据：动力机为Y系列三相笼型异步电动机，功率=4.2 kW , 转速=960 r/min，从动轮转速=320 r/min 。1班制，工作环境灰尘较少，载荷有轻微冲击。(计算时参考的表格与图在机械设计第四版)一、 定V带型号和带轮直径工作情况系数 查表11.5 =1.2计算功率 =1.24.2 =5.04 kW 选带型号 由图11.15 A型小带轮直径 由表11.

9、6与图11.15 取=125mm大带轮直径 （设=0.01） 选=371mm大带轮转速 =320.2r/min二、 计算带长求 =248mm求 = =123mm初取中心距 =700 mm带长 =2200.7mm基准长度 由图11.4 =2240mm三、 求中心距和包角中心距 =719.9 mm小轮包角 =159.5120 四、 求带根数带速 =6.3 m/s传动比 =3.00带根数 由表11.8 =1.40 kW ; 由表11.7 =0.95； 由表11.12 =1.06 ; 由表11.10 =0.11 kW 取 =4五、 求轴上载荷张紧力 . =167.1N (由表11.4 =0.10 kg

10、/m) 轴上载荷 =131 六、求带轮宽度与结构的设计 由表11.4得 =10 =15 =（41）15+210 =65mm带轮结构 采用HT200制作。大带轮采用轮辐式结构，轮辐数为4。小带轮采用轮辐式结构。第七章 二级展开式圆柱齿轮减速器中齿轮的设计计算原始数据：轴1的小齿轮,小齿轮转速，传动比（齿数比）轴2的小齿轮,小齿轮转速，传动比（齿数比）材料：小齿轮用40Cr，调质处理，硬度260HB; 大齿轮用45钢，调质处理，硬度240HB。一、 齿面接触疲劳强度计算：1、 初步计算：转矩： 齿宽系数：由表12.13,取 接触疲劳强度 由图12.17C可得 初步计算许用接触应力： 由表12.16

11、，取 初步计算轴1小齿轮直径： = 取初步齿宽： 即取轴2小齿轮直径： = 取初步齿宽： 即取2、 校核计算：圆周速度： 精度等级：查表12.6 都可选8级精度齿数z和模数m：轴1小齿轮初取 求得由表12.3 取 则 轴2小齿轮初取 求得 由表12.3 取 待添加的隐藏文字内容2 则 使用系数：由表12.9 动载系数：由图12.9 齿间载荷分布系数：轴1小齿轮由表12.10，先求 由此得： 轴2小齿轮由表12.10，先求 由此得： 齿向载荷分布系数：表12.11（非对称）轴1小齿轮 轴2小齿轮 载荷系数：轴1小齿轮轴2小齿轮 弹性系数：表12.12 节点区域系数：图12.16 接触最小安全系数

12、：表12.14 总工作时间： 应力循环次数：轴1小齿轮由表12.15，估计,则指数 轴2小齿轮 接触寿命系数：图12.18 轴1齿轮 轴2小齿轮 许用接触应力：轴1齿轮 验算： 轴2齿轮 验算： 计算结果表明，接触疲劳强度合适，齿轮尺寸无需调整。3、 确定传动尺寸实际分度圆直径：应模数取标准值时，齿数已重新确定，但并不圆整，故分度圆直径不会改变，即 轴1齿轮 中心距： 齿宽： 轴2齿轮 中心距： 齿宽： 二、 齿根弯曲疲劳强度验算：轴1小齿轮：重合度系数： 齿间载荷分配系数 :由表12.10 齿向载荷分布系数：由图12.14 取 载荷系数: 齿形系数：图12.21 应力修正系数：图12.22

13、1.61 弯曲疲劳强度：图12.23c 弯曲最小安全系数：表12.14 1.25应力循环次数：由表12.15，估算 估算应力循环应力正确 弯曲寿命系数：图12.24 0.98尺寸系数：图12.25 许用弯曲应力: 验算： 轴2小齿轮：重合度系数： 齿间载荷分配系数 :由表12.10 齿向载荷分布系数：由图12.14 取 载荷系数: 齿形系数：图12.21 应力修正系数：图12.22 弯曲疲劳强度：图12.23c 弯曲最小安全系数：表12.14 1.25应力循环次数：由表12.15，估算 估算应力循环应力正确 弯曲寿命系数：图12.24 尺寸系数：图12.25 许用弯曲应力: 验算： 传动无严重

14、过载，故不做静强度校核第八章 轴的设计及校核由于减速器在工作时无较大冲击和载荷，轴材料可采用45钢，调质处理， ， 一、 轴 的设计 齿轮轴径设计已知 轴 输入功率=3.99 kW 转速n=320.2r/min 查表取C=112 按许用切应力 C= 12.5mm 由于键槽的存在 取=15mm如图取 =15mm =20mm 与轴承相配轴径：=30mm（深沟球轴承6206） 查表得 =36mm 取 =45mm 齿轮轴径 =38mm 齿轮轴向距离设计 取=65mm （带轮宽65mm） =50mm 查表得 =15mm（轴承宽度） =68mm （小齿轮宽度70mm） =140mm =10mm =+10m

15、m=25mm水平面（xy）（xz）受力图如下 水平面受力 =1315.7N =3323.36N =3323.36N0.364=1210N =476N =+=2049.7N垂直面受力 =649.3 N =2674.06N画轴弯矩图 水平面 垂直面弯矩图 合成弯矩 画轴转矩图 许用应力许用应力值 查得 应力校正系数 =0.59当量弯矩 齿轮界面处 左边轴承处 校核轴径 齿根圆直径 轴径 = 所以校核得该轴满足要求 二、 轴的设计 齿轮轴径设计 输入功率=3.81 kW 转速n=49.23r/min 查表取C=112 按许用切应力 C= 47.73mm 取=50mm如图取 与轴承相配轴径：=50mm

16、（深沟球轴承6210） =54mm 取 =60mm 齿轮轴径 =54mm 齿轮轴向距离设计 查表得 =28mm （轴承宽 20mm） =66mm （小齿轮宽度70mm） =130mm （小齿轮直径132mm） =258286613026=8mm =+11mm=26mm水平面（xy）（xz）受力图如下 水平面受力 =3323.36N =3323.36N0.364=1210N =11370.65N =11370.62N0.364=4139N=446.45N =+=2482.6N垂直面受力 =8143.8N N =+=6550.21N画轴弯矩图 水平面 垂直面弯矩图 合成弯矩 画轴转矩图 许用应力许

17、用应力值 查得 应力校正系数 =0.59当量弯矩 小齿轮界面处 校核轴径 齿根圆直径 轴径 所以校核得该轴满足要求 三、 轴的设计齿轮轴径设计 输入功率=3.64 kW 转速n=11.89r/min 查表取C=112 按许用切应力 C= 75.5mm 取=80mm如图取 =80mm =82mm 与轴承相配轴径：=85mm（深沟球轴承6217） =95mm 取 =100mm 齿轮轴径 =90mm 齿轮轴向距离设计 查表得 =28mm （轴承宽 28mm） =128mm （小齿轮宽度132mm） =66mm （小齿轮直径70mm） =20466128=10mm =+10mm=38mm水平面（xy）

18、（xz）受力图如下 水平面受力 =11370.65N =11370.65N0.364=4138.9N =1505N =2634N垂直面受力 =4134.8N =7235.85N画轴弯矩图 水平面 垂直面弯矩图 合成弯矩 画轴转矩图 许用应力许用应力值 查得 应力校正系数 =0.59当量弯矩 小齿轮界面处 校核轴径 齿根圆直径 轴径 所以校核得该轴满足要求 参考文献：机械设计/邱宣怀等编著。4版。北京：高等教育出版社，1997（2010重印）机械零件手册（第五版）/周开勤主编。北京：高等教育出版社。2001（2010重印）机械设计课程设计图册/龚溎义主编；潘沛霖等编3版。北京：高等教育出版社，2011.5机械设计课程设计指导书/龚溎义主编；罗圣国等编。2版。北京：高等教育出版社，1990.4（2010重印）