带式运输机传动装置的设计(1).doc

1、0目 录一 课程设计任务书-2二 设计要求-2三 设计步骤 1. 电动机的选择 - 32. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 - 43. 计算传动装置的运动和动力参数- 44. 设计 V 带和带轮 - 55. 齿轮的设计 - 76. 传动轴的设计 - 97. 滚动轴承- 158. 键联接设计- 169. 箱体结构的设计 - 1710.润滑密封设计 - 1811.联轴器设计- 19四 设计小结 -19五 参考资料 -19六 课程设计指导教师评审标准及成绩评定-21七 附件 -211一，课程设计任务书（4 号字）1,课程设计题目：带式运输机传动装置。传动装置简图如右图所示。（电动机的位置自行确定

2、）(1)带式运输机数据运输带工作拉力 F=1250 N运输带工作速度 v= 1.45 m/s运输带滚筒直径 D=280 mm滚筒轮中心高度 H=300 mm(附：运输带绕过滚筒的损失通过效率计算，取效率 =0.97)(2)工作条件用于锅炉房运煤，三班制工作，每班工作四小时，空载启动，单向、连续运转，载荷平稳。(3)使用期限工作期限为十年，每年工作 300 天；检修期间隔为三年。(4)生产批量及加工条件小批量生产，无铸造设备。当我拿到课程设计后，我便着手开始了资料的收集，查阅了好多资料，包括图书馆和网上及学习了以前一些毕业同学的设计理念，再结合现在要设计的带式运输机传动装置的设计课题，由的到的设

3、计图纸不难看出，这是一个重点针对变速箱装置的设计。其目的和任务就是把电动机输出的高转速低转矩的运转转变为较低转速而转矩很高的一个过程，从而通过联轴器将其转矩传递给运输滚筒从而用于锅炉房的运煤，而其速度的转变就是通过变速箱来实现的。因此这一次的主要任务就是如何设计一个即实用又能达到所需要的设计要求，通过计算确定电动机的型号、变速箱的零件强度要求及刚度要求、联轴器的选择、带传动的主要参数等。最终得出合理的、实用的设计机构。设计指导教师(签字)： 二 设计要求 1)减速器装配图一张；3斜 齿 圆 柱 齿 轮 减 速 器4联 轴 器5带 式 运 输 机1电 动 机2V带 传 动22)零件工作图二张（大

4、齿轮，输出轴）；3)设计说明书一份。三，设计步骤 1、电动机选择（1），选择电动机型号；电动机类型和结构的选择：因其是锅炉房运煤用，其电源为三相交流电源，因而选择 Y 系列三相异步电动机，其结构简单，工作可靠，维护方便，且能满足要求。计算电动机所需要的功率 P1：查机械手册可得带传动效率：1=0.96 每对轴承传递效率：2=0.99 圆柱齿轮的传动效率：3=0.96 联轴器的转动效率:4=0,993 运输带绕过滚筒的损失通过效率：5=0.97 因此从图（1）中的带 5 传至电动机之间的总机械效率： 总=55341222=0.793带式运输机在带上的功率 P2=FV=12501.49/1000=

5、1.81KW则电动机上输出的功率为：P=P2/ 总=2.28KW（2），确定电动机的转速：查表选择合理的 V 带的传动比:i1=2.1一级圆柱齿轮减速器的齿轮其传动比:i2=4.120因卷筒的转速 n1=1.4560/20.28=49r/min由其传动比可计算出电动机的转速范围：n2=i1i2n1=4212109 r/min查表有如下电动机的额定转速：750、1000、1500 r/min。根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，则选 n=1000r/min 。3（3），确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需

6、的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y132S-6。其主要性能：额定功率：3KW，满载转速 960r/min，额定转矩 2.0。质量63kg。2、 确定传动装置的总传动比和分配传动比 1、总传动比：i 总=n6/n7=960/49=19.2n6-满载转速 960r/minn7-工作中卷筒的转速 49 r/min2、分配传动装置各级传动比i 总=i 齿轮I 带4由分配原则对 V 带传动比取为 i 带=3，i 齿轮=i 总/i 带 =19.2/3=6.43、计算传动装置的运动和动力参数 （1）、计算各轴转速（r/min）n1=n 电机=960r/minn2=n3=n1/i 带=960/3=313

7、(r/min)n4=n5=49(r/min)（2）、 计算各轴的功率（KW）由图上得：电动机轴的功率 P=2.28KW带轮和齿轮同轴的轴 1 的功率 P1=P21=2.280.960.99=2.17KW轴 2 的功率 P2=P12 3=2.06KW卷筒的轴的功率 P3=FV=1.81KW（3）、 计算各轴扭矩（Nmm）电动机轴的转矩：T=9550P/n1=23.16 Nmm带轮和齿轮同轴的轴 1 的转矩：T1=9550P1/n2 =66.15 Nmm大齿轮轴 2 的转矩：T2=9550P2/n4=95502.06/49=401.49 Nmm卷筒轴的转矩：T3=9550P3/n4 =95501.

8、81/49=352.77 Nmm4. 设计 V 带和带轮 1、 皮带轮传动的设计计算（1） 确定带传动的主要参数。选择普通 V 带截型，确定带传动的计算功率 PaPa=KaPP-带传递的功率Ka-皮带工作情况系数-由课本查表 87 得出对应的 Ka=1.1Pa=KaP=1.12.28=2.51KW2、 选择 V 带的带型5（1）根据计算功率和小带轮转速，从课本图 811 选取普通 V 带的带型，Pa=KaP= 1.12.28=2.51KW n1=n 电机=960r/min因此选择带型为 A 型 V 带（2） 确定带轮基准直径，并验算带速由课本 8-11 得，推荐的小带轮基准直径为 80100m

9、m，取 d1=100mm。验算带速 V1=d1n1/601000=100960/601000=4.92m/s带速不宜过高或者过低，稍微小于 525m/s 范围内，带速合适。（3）计算大带轮的基准直径 d2由 d2= i1d1=1003=300mm由课本表 88,加以适当圆整，最终取 d2=280mm3、 确定带长和中心矩（1）初选中心距 a：a 1=1.5(d1+d2)=1.5(100+280)=570取 a 1=570mm(2)计算相应的带长 L1由 L0=2a1（d1+d2）/2+(d2-d1)/4a1L0=2570 3.14(100+280)/2+(280-100)(280-100)/4

10、570=1753mm查表 82 取 L1=1800mm(3)确定中心距 aa2a1+L1-L0/2=570+（1800-1723）/2a1+L1-L0/2=598.5mm(4)验算小带轮包角1=180-（d2-d1）57.30/a=180-（280-100）57.30/598.5=162.3120（适用）4、确定带的根数 Z：Z= Pa/Pr= Pa(P0+P0)KaKbP0:单 V 带处于临界打滑状态时所能传递的功率查表 84a P0=0.95KWP0 当使传动比不等于一时，单跟 V 带额定功率的增加量查表 84b P0=0.11KW6Ka:当包角不等于 180时的修正系数，查表 85 Ka

11、=0.95KWKb:当带长不等于实验的特点长度时的修正系数，查表 82 Kb=1.01KWPr=(P0+P0)KaKb=1.01KW因此 Z=Pa/Pr=2.51/1.01=2.48于是取 Z=3 跟5、确定带的初拉力 F0F0=500（2.5-Ka）Pa/Pr=138.7N(7)计算轴上压力 FpFp=2ZF0sin /2=23138.7sin81.1/2=1132.8N5齿轮传动的设计计算（1）选择齿轮材料及精度等级选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。小齿轮选硬齿面，大齿轮选软齿面，小齿轮的材料为 45 号钢，齿面硬度为250HBS，大齿轮选用 45 号钢正火，齿面硬度为 200

12、HBS。齿轮精度初选为 8 级。(2)按齿面接触疲劳强度设计由 d176.43(kT1(u+1)/duH2)1/3 确定有关参数如下：取齿轮的传动比 i2=6取小齿轮齿数 Z1=20。则大齿轮齿数：Z2= i2Z1=620=120实际传动比 I0=120/20=67传动比误差：i2-i0/ i2=(6-6)/6=0%2.5% 可用齿数比：u=i0=6由课本查齿宽系数取 d=0.9（3）按齿面接触疲劳强度计算计算小齿轮分度圆直径d3 确定各参数值212 HEZudkT载荷系数 查机械手册取 K=1.5小齿轮名义转矩：T1=9550 P1/n2 =66.15 Nmm材料弹性影响系数 ZE ：由机械

13、手册查得 Z E=188Mp区域系数 ： Z H=2.5重合度系数：t=1.88-3.2（1/Z1+1/Z2）=1.88-3.2（1/20+1/120）=1.69Z= 7.0369.14t许用应力 ：MPaH701lim MPaH62lim 查手册，按一般可靠要求取 SH=1则 SH31lim1 MPa620li2 取两式计算中的较小值，即 H=620Mpa8于是 d3 2123 HEZudkT=24605.182.09.5=66.7 mm(4)确定模数:md3/Z1=66.97/20=3.34取标准模数值 m=3(5) 大小齿轮几何尺寸计算d3=mZ1=320=60 mmd4=mZ2=312

14、0=360 mm两齿轮的中心距：a=m （Z 1+Z2）/2=3（20+120）/2=210mm取小齿轮宽度 b3=65 mm ，大齿轮齿宽 b4=60mm(6) 验算初选精度等级是否合适齿轮圆周速度 v=d 3n3/（601000）=3.1460313/（601000）=0.98 m/s对机械手册可知选择 8 级精度合适6、传动轴的设计 1，小齿轮轴的计算参数(1)按扭转强度估算轴的直径选用 45#调质，硬度 217255HBS轴的输入功率为 P1=2.28KW转速为 n3=313 r/min(1)确定轴各段直径和长度从带轮开始左起第一段，由于带轮与轴通过键联接，则轴应该增加 5%，取 1D

15、1=30mm，又联轴器长度 L=60mm 9则第一段长度 L1=58mm左起第二段直径取 D2=38mm 2根据轴承端盖的装拆以及对轴承添加润滑脂的要求和箱体的厚度，取端盖的外端面与带轮的左端面间的距离为 30mm，则取第二段的长度 L2=70mm左起第三段，该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，则轴承有径向力，而 3轴向力为零，选用 6208 型轴承，其尺寸为 dDB=408018，那么该段的直径为 D3=40mm，长度为 L3=20mm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 4D4=48mm，长度取 L4= 10mm左起第五段，该段为齿轮轴段，由于齿轮的齿顶圆直径为 66mm，分度圆 5直径为 60mm，齿轮的宽度为 60mm，则此段的直径为 D5=60mm，长度为L5=60mm左起第六段，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 6D6=48mm长度取 L6= 10mm左起第七段，该段为滚动轴承安装出处，取轴径为 D7=40mm，长度 7L7=18mm(2)求齿轮上作用力的大小、方向 小齿轮分度圆直径：d4=60mm作用在齿轮上的转矩为：T1 =0.6610 5Nmm求圆周力：Ft