机械零件课程设计带式输送机的传动装置.doc

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1、机械零件课程设计说明书 设计题目：带式输送机的传动装置 系别：_机电工程系 专业：数 控 技 术 班级：_数控0803班_ 学号：_200814450317目录一、设计题目二、电动机的选择及运动参数的计算皮带输送机所需功率传动装置的效率电动机的选择电动机的转速电动机的主要参数三、总传动比的计算及传动比的分配传动装置总传动比分配传动装置各级传动比四、 传动装置的运动和动力参数的计算各轴的功率计算各轴的转速计算各轴扭矩的计算五、 三角带型号的选择带轮的基准直径的选择与验算带速中心距和带长的确定与验算小轮包角按许用功率计算带的根数Z确定作用在轴上的压力FQ确定带轮的结构和尺寸（附图）六、齿轮传动设计

2、选择齿轮材料及精度等级按齿面接触疲劳强度设计按齿根弯曲疲劳强度校核验算齿轮的圆周速度V选择齿轮传动的润滑油粘度、润滑方式七、轴的设计选择轴的材料，确定许用应力按扭转强度估算轴径设计轴的结构并绘制结构草图确定轴上零件的位置和固定方式确定各轴段的直径确定各轴段的长度选定轴的结构细节，如圆角、倒角、退刀槽等的尺寸八、滚动轴承的选择（低速轴）九、键的选择及强度校核（低速轴的键）十、联轴器的选择（低速轴），主要检验它的转速和转矩十一、设计小结一、设计题目：试按下列一组数据，设计一带式输送机的传动装置，传动简图如下。 工作条件及要求：用于运输碎粒物体，工作时载荷有轻微冲击，输送带允许速度误差4，二班制，使

3、用期限10年（每年工作日300天），连续单向运转。设计原始数据于下表：组 别运输带牵引力FW （N）运输带速度VW （m/s）传动滚筒直径D （） 1 2600 125 320 带式输送机的传动装置简图1、电动机； 2、三角带传动； 3、减速器； 4、联轴器； 5、传动滚筒； 6、皮带运输机设计的基本步骤：一、 电动机的选择及运动参数的计算一般电动机均采用三相交流电动机，如无特殊要求都采用三相交流异步电动机，其中首选Y系列全封闭自扇冷式电动机。电动机的选择:确定皮带输送机所需功率 PW=FWVW/1000（kw） 2、 传动装置的效率 =123345 所以 =09509630990993096

4、086式中：1-三角带传动效率 2-齿轮传动效率 3-滚动轴承的效率 4-联轴器的效率 5-运输机平型带传动效率 常用机械传动效率 附表1 机械传动类型 传动效率圆柱齿轮传动 闭式传动0.960.98（7-9级精度） 开式传动0.940.96 圆锥齿轮传动 闭式传动0.940.97（7-8级精度） 开式传动0.920.95带传动平型带传动 0.950.98V型带传动 0.940.97滚动轴承（一对） 0.980.995联轴器 0.99-0.9953、电动机的选择：电动机的额定功率：P=PW/= FWVW/（kw） 所以P=FWVW/1000=26001.251000086Kw=3.78 kw4

5、、确定电动机的转数：（1） 滚筒轴的工作转速为：nW=601000VW/D（r/min） 所以nw=601000VWD6010001.25320r/min=74.64r/min（2）电动机的转速： n=inW 式中：i是由电动机到工作机的减数比 i=i1i2i3in 式（1-6） i1i2i3in是各级传动比的范围。 按n的范围选取电动机的转速n根据上述计算,查表得:i1=3,i2=3,i4=4. 所以n=33474.64=2687.04根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y112-M-2。5、列出电动机的主要参数电动机额定功率P（KW）4KW电动机满载转速nm

6、（r/min）2890r/min电动机轴伸出端直径d（mm）28mm电动机轴伸出端的安装高（mm）112mm电动机轴伸出端的长度（mm）60mm 二、总传动比的计算及传动比的分配（1）传动装置总传动比 i=nm/nW =2890/74.64=39 （2）分配传动装置各级传动比 i=i1i2i3=334=36 常用机械传动比范围 附表2 传 动 类型选用指标 平型带 三角带 齿 轮 传 动 功率（KW） 小（20）中（100） 大（最大可达50000）单级传动比（常用值） 2-4 2-4 圆柱 圆锥 3-5 2-3 最大值 6 15 10 6-10三、传动装置的运动和动力参数的计算：（1）各轴的

7、功率计算： P1=P13 所以 P=P13=2.30.950.99=2.16 P2=P1232 所以 P2=2.30.960.950.992=2.0561、2、3从附表1查得（2）各轴的转速计算：（1） 高速轴转速 n1=nm/i1 =2890 /3=963.33 （r/min） （2） 低速轴转速 n2=nm/（i1i2） =2890/9=321.11 （r/min） （3）各轴扭矩的计算： TK1=9.55106PK1/nK1 =9. .55106 2.16/963.33=21413.22 (N.)TK2=9.55106PK2/nK2=9. .551062.056/321.11=61146

8、.65 (N.)四、选择三角带型号；由课本表得：KA=0.92 p=8.37KWP=KAP=0.928.37=7.7KW据P=7.7KW和n1=963.33r/min确定三角带的型号为D.1选择带轮的基准直径，并验算带速（5m/sV25m/s）； V=dd1 n1601000335963.33601000m/s=16.89m/s带速在525 m/s范围内所以,根据查表得带轮的基准直径为335 mm.dd2=idd1(1-)=3335(1-0.08)985mm2确定中心距和带长，验算小轮包角；（1120）利用以下公式求a00.7(dd1+ dd2)a02(dd1+ dd2)即 0.7（335+9

9、85)mma02（335+985)mm 924 mma02640mm根据课本选择相近数据取a0=2000mm带长：L0=2a0+/2(dd1+ dd2)+（dd2dd1）2/4a0 =22000/2（335+985)（985-335)2(42000)）=6440mm确定中心距aa0+(Ld-Ld0)/2=500+(6440-6449.53)/2459mm最小轮包角 1=1800（dd2dd1）57.30/a =1800（985-335) 57.30459 =161.38012003按许用功率计算带的根数Z；单根V带传递的额定功率.据dd1和n1，查课本得：P2=2.16kwZP/P1=4/2.

10、16=1.85所以Z=2.4确定作用在轴上的压力FQ；由课本表查得q=0.62kg/m，由课本式单根V带的初拉力：初压力 F0=500 P (2.5Ka1) zv+qv2 =5007.7（2.50.92）127.03+0.62（16.89）2N 176.87N由式8.20可得作用在轴上的压力FQ为 FQ=2 F0zsina1/2 =2176.874sin（161.380/2）N =1060.83 sin 80.96 （N）五、齿轮传动设计1、选择齿轮材料及精度等级小齿轮选用45钢调质，硬度为220250HBS；大齿轮选用45钢正火，硬度为170210HBS。因为是普通减速器，由表10.21选8

11、级精度，要求齿面粗糙度Ra3.26.3um按齿面接触疲劳强度设计因两齿轮均为钢质齿轮，可应用式求出d1值。确定有关参数与系数： 转矩T1 T1=9.55106P/ n1 =9.551064.06320 =1.21105Nm 载荷系数K查表10.11取K=1.4 齿数z、螺旋角和齿宽系数d小齿轮的齿数取为z1=25，则大齿轮齿数z2=105，因单级齿轮传动为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，由表选取d=1 许用接触应力H由表查得 Hlim1=560MPa Hlim2=530MPa由表查得SH=1 N1=60njLh=603201(536524)=8.41108 N2= N1i=8.411084.1

12、9=2.01108查图得 ZNT1=1 ZNT2=1.06由式可得 F1= =560MPaZNT2Hlim2 F2= 1 1.06560= MPa 1 =562MPa m=d1z1=47.0225=1.88由表取标准模数m=2mm计算主要尺寸： d1=m z1=225mm=50mm d2=m z2=2105mm=210mm b=d d1=150=50mm经圆整后取b2=50mm b1= b2+5mm=55mm a=1/2m(z1+ z2)=1/22(25+105)mm=130mm(3)按齿根弯曲疲劳强度校核由式10.24得出F，如果FF，则校核合格确定有关系数与参数: 齿形系数YF查表得YF1

13、=2.65 YF2=2.18 应力修正系数YS查表得YS1=1.59 YS2=1.80 许用弯曲应力F由图查得F lim1=210MPa Flim2 =190MPa由表查得SF=1.3由图查得YNT1= YNT2=1 YNT1F lim1 H1= SF 210 = MPa 1.3 =162MPa YNT2H lim2 F2= SF 190 = MPa 1.3 =146MPa 2K T1 故 H= YH YS1bm2z1 21.44.211042.651.59 = MPa 50425 =99MPaF1=162MPa YF2YS2 F2=F1 YH YS1 992.181.8 = MPa 2.65

14、1.59 =92F2=146MPa齿根弯曲强度校核合格。(4)验算齿轮的圆周速度V d1n1 V= m/s 601000 50960 = m/s 601000 =2.51m/s由表可知，选8级精度是合格的。选择齿轮传动的润滑油粘度、润滑方式；由以上计算得齿轮传动的润滑油粘度为220六、轴的设计：附表3 标准直径（摘自GB2822-81）12* 13 14 15 16 17 18 20 21 22 24 25* 26 28 30 32* 3436 38 40* 42 45 48 50* 53 56 60 63* 67 71 75 80* 90 95 100* 105 110 120 125* 1

15、30 140 150 160* 170 180 190 200* （1） 选择轴的材料，确定许用应力由已知条件知减速器传递的功率属小功率，对材料无特殊要求，故选用45钢并经调质处理。由表查得强度极限B=650MPa，再由表得许用弯曲应力1b=60MPa（2） 按扭转强度估算轴径根据表得C=107118。又由式14.2得 d107118 mm=24.9627.52 mm考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，故将估算直径加大3%5%，取为24.9627.45mm。由设计手册取标准直径d1=25mm。（3）设计轴的结构并绘制结构草图由于设计的是单级减速器，可将齿轮布置在箱体内部中央，将轴承

16、对称安装在齿轮两侧，轴的外伸端安装半联轴器。（4）确定轴上零件的位置和固定方式要确定轴的结构开关，必须先确定轴上零件的装配顺序和固定方式。确定齿轮从轴的右端装入，齿轮的左端用轴肩（或轴环）定位，右端用套筒固定。这样齿轮在轴上的轴向位置被完全确定。齿轮的周向固定采用平键连接。轴承对称安装于齿轮的两侧，其轴向用轴肩固定，周向采用过盈配合固定。（5）确定各轴段的直径如图所示，轴段1（外伸端）直径最小，d1=25mm，考虑到要对安装在轴段1上的联轴器进行定位，轴段2上应有轴肩，同时为能很顺利地在轴段2上安装轴承，轴段2必须满足轴承内径的标准，故取轴段2的直径，d2为30 mm；用相同的方法确定轴段3、

17、4的直径d3=35mm、d4=40mm；为了便于拆卸左轴承，可查出6207型滚动轴承的安装高度为3.5 mm，取d5=42mm。（6）确定各轴段的长度齿轮轮毂的宽度为50 mm，为了保证齿轮固定可靠，轴段3的长度应略短于齿轮轮毂宽度，取为48；为保证齿轮端面与箱体内壁不相碰，齿轮端面与箱体内壁音应留有一定的间距，取该间距为15 mm，为保证轴承安装在箱体轴承座孔中（轴承宽度为17 mm），并考虑轴承的润滑，取轴承端面距箱体内壁的距离为5 mm，所以轴段4的长度取为20 mm，轴承支点距离l=118 mm；根据箱体结构及联轴器距轴承盖要有一定距离的要求，取l=75 mm；查阅有关的联轴器手册取为

18、80 mm；在轴段1、3上分别加工出键槽，使两槽处于轴的同一圆柱母线上，键槽的长度比相应的轮毂宽度小约510 mm，键槽的宽度按轴段直径查手册得到，详见14.6节。（7）选定轴的结构细节，如圆角、倒角、退刀槽等的尺寸。按设计结果画出轴的结构草图（如附图）七、滚动轴承的选择（低速轴）按教材第十四章的选择步骤进行滚动轴承的选择，并确定润滑方式。.齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定, 靠平键和过盈配合实现周向固 定,两端轴承靠套筒实现轴向定位,靠过盈配合实现周向固定 ,轴 通过两端轴承盖实现轴向定位. 故选择齿轮从轴的左端装入, 齿轮的 右端用轴肩定位和固定,右端用套筒固定. (4) ,确定轴各段得

19、直径 轴段 1 的直径为轴的最小直径,故选 定 D1=22mm;轴段 2 要考虑到密封圈的安装需要,选择 D2=30mm;轴 段 3 为安装轴承,为便于安装应取 D3D2,且与轴承内径标准系列相 符,取 D3=35mm(轴承型号为 6207)轴段 4 安装齿轮,此直径选用标 13 准系列值,取 D4=37mm,轴段 5 为轴环,考虑右面轴承的装卸以及右 面齿轮的定位,故取 D5=45mm,轴段 6 应与段 3 同样的直径,故选 D6=35mm。滚动轴承的润滑 由于轴承周向速度为,所以宜开设油沟,飞溅润滑.八、键的选择及强度校核（低速轴的键）。键链接的选择及校核计算 根据轴径的尺寸,由1中表 1

20、2-6 高速轴(主动轴)与 V 带轮联接的键为:键 836 GB1096-79 大齿轮与轴连接的键为:键 1445 GB1096-79 轴与联轴器的键为:键 1063 GB1096-79 2,键的强度校核 大齿轮与轴上的键 :键 1445 GB1096-79 bh=149,L=45,则 Ls=L-b=31mm 圆周力:Fr=2TII/d=2213850/56=7637.5N 挤压强度: p = 2 Fr =54.74Mpa125150MPa=p h Ls 因此挤压强度足够 剪切强度: = 2 Fr =35.19Mpa120MPa= b Ls 17 因此剪切强度足够 键 836 GB1096-7

21、9 和键 1040 GB1096-79 根据上面的步骤校核, 并且符合要求.九、联轴器的选择（低速轴），主要检验它的转速和转矩。选择联轴器的类型和型号：一般在传动装置中有两个联轴器：一个是连接电动机轴与减速器高速轴的联轴器，另一个是连接减速器低速轴与工作机轴的联轴器。前者由于所连接轴的转速较高，为了减小起动载荷、缓和冲击，应选用具有较小转动惯量的弹性联轴器，如弹性柱销联轴器等。后者由于所连接轴的转速较低，传递的转矩较大，减速器与工作机常不在同一底座上而要求有较大的轴线偏移补偿，因此常选用无弹性元件的挠性联轴器，例如十字滑块联轴器等。根据设计的尺寸所选的联轴器有关数据如下表：d许用转矩/ Nm许

22、用转速/ r/minD0DLS36,40500250601101600.5+0.50选择弹性柱销联轴器的规格为TLT，联轴器J的孔径为40mm，孔长84mm。公称转矩Tn=500 N.m许用转速n=3600r/min转矩Tc=KT=9.55103 KP/N= 214.9 N.m所以Tc Tn转速 n=240 r/min n = 3600r/min n n符合要求。设计小结课程设计都需要刻苦耐劳，努力钻研的精神。对于每一个事物都会有第一次的吧，而没一个第一次似乎都必须经历由感觉困难重重，挫折不断到一步一步克服，可能需要连续几个小时、十几个小时不停的工作进行攻关；最后出成果的瞬间是喜悦、是轻松、是

23、舒了口气！课程设计过程中出现的问题几乎都是过去所学的知识不牢固，许多计算方法、公式都忘光了，要不断的翻资料、看书，和同学们相互探讨。虽然过程很辛苦，有时还会有放弃的念头，但始终坚持下来，完成了设计，而且学到了，应该是补回了许多以前没学好的知识，同时巩固了这些知识，提高了运用所学知识的能力。本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。参考资料目录：1、所学相关课程教材2、机械设计手册第三卷3、电动机手册4、孟玲琴、王志伟主编机械设计基础课程设计教材等