1、 晋 中 学 院 本科毕业论文（设计） 题 目： 物料输送机传动系统设计及三维建模 学 院： 机械学院 专 业： 机械设计制造及其自动化（师范） 年 级： 10级师本一班 姓 名： 任鹏杰 指导教师： 解占新 完成日期： 2014.05.18 物料输送机传动系统设计及其三维建模 学生姓名：任鹏杰 指导教师：解占新 摘要 : 该物料输送机传动系统的传动路线为：电动机 连轴器 蜗轮减速器 开式齿轮传动 链传动 带式运输机。其传动比主要集中在蜗轮减速器上，设计重点也主要在蜗轮减速器上，同时也要兼顾开式齿轮传动和链传动的设计及其各个部件之 间的协调，还要考虑各个传动部件的轴向和径向定位、润滑、密封、散
2、热、加工工艺、啮合方式等。对各个部件进行三维建模和运动仿真可以及时反馈一些设计错误和缺陷并加以改正和改善，从而实现优化设计。 关键词： 蜗轮减速器 开式齿轮传动 链传动 三维建模 THE DESIGN OF TRANSMISSION SYSTEM OF MATERIALS CONVEYOR AND ITS THREE-DIMENSIONAL MODEL-BUILDING Authors Name:Ren Pengjie Tutor:Xie Zhanxin ABSTRACT： The transmission route of this transmission system of materi
3、als conveyor is consisted of 6 parts:electric motor ， shaft coupling,worm gear reducer,exposed gear transmission,chain drive and belt-conveyor.Its transmission ratio is mainly concentrated on worm gear reducer,so does the emphasis of the design.Meanwhile,the design of exposed gear transmission and c
4、hain drive and the coordination of these parts should be considered. Furthermore,the position in both axial and radial direction among the transmission parts,lubrication,enclosing,heat dissipation,manufacture process,engagement system and so on should also be taken into account.The three-dimensional
5、 model-building and movement simulation can give some feedback in time,such as the errors and defaults in the design process.And by correcting the errors and improving the defaults,we can optimize the design. KEYWORDS： worm gear reducer exposed gear transmission chain drive three-dimensional model-b
6、uilding 目 录 1 设计要求 .错误 !未定义书签。 2 传动系统方案设计 .错误 !未定义书签。 3 传动系统的总体设计 . 2 3.1 电动机的选择 . 2 3.2 计算总传动比和各级传动比的分配 . 3 3.3 传动装置各轴的的运动和动力参数计算 错误 !未定义书签。 4 蜗轮减速器传动零件的设计计算 . 5 5 蜗杆减速器轴及轴承装置的设计 .错误 !未定义书签。 5.1 蜗杆 轴最小直径与联轴器的确定 . 错误 !未定义书签。 5.2 轴承的选择与轴承的寿命计算 . 错误 !未定义书签。 5.3 键的选择与键连接的强度计算 . 错误 !未定义书签。 5.4 蜗杆轴的设计和强度
7、校核 . 错误 !未定义书签。 5.5 蜗轮轴的设计 . 17 6 箱体的设计计算 .错误 !未定义书签。 6.1 箱体的结构形式和材料 . 错误 !未定义书签。 6.2 铸铁箱体主要结构尺寸和关系 . 错误 !未定义书签。 7 减速器其他零件及附件的选择 . 19 8 蜗杆减速器的润滑 . 21 9 开式齿轮的设计计算 .错误 !未定义书签。 9.1 开式齿轮传动设计 . 错误 !未定义书签。 9.2 开式齿轮的设计计算与强度校核 . 错误 !未定义书签。 9.3 开式齿轮的结构设计数据 . 错误 !未定义书签。 10 链传动的设计计算 .错误 !未定义书签。 参考文献 . 29 1 1 设
8、计要求 (1)设计任务 设计物料输送机传动系统并进行三维建模。传动系统机构简图如下： (2) 毕业设计要求及原始数据 输送带工作拉力 F=7.0KN, 输送带工作速度 v=6.5m/min，滚筒直径 D=350mm,每日工作 8 小时，使用折旧期 5年。 1）工作情况 :连续单向运转 ,载荷较平稳 ; 2）工作环境 :室内 ,灰尘较大 ,环境最高温度 35 ; 3）滚筒效率 : j 96.0 (包括滚筒与轴承的效率损失 ); 4）动力来源 :电力 ,三相交流 ,电压 380/220V; 5）检修间隔期 :4年 1 次大修 ,2 年 1次中修 ,半年 1次小修 ; 6）制造条件及生产批量 :一般
9、机械厂生产制造 ,小批量 ; 7）输送带允许工作速度误差为 5%。 2 2 传动系统方案设计 根据要求设计物料输送机传动系统，传动路线为：电机 连轴器 蜗轮减速器 开式齿轮传动 链传动 带式运输机。根据生产设计要求可知，该蜗杆的圆周速度 V 4 5m/s，所以该蜗杆减速器采用蜗杆下置式，采用此布置结构，由于蜗杆在蜗轮的下边，啮合处的冷却和润滑均较好。蜗轮及蜗轮轴利用平键作轴向固定。蜗杆及蜗轮轴均采用圆锥滚子轴承，承受径向载荷 和轴向载荷的复合作用，为防止轴外伸段箱内润滑油漏失以及外界灰尘，异物侵入箱内，在轴承盖中装有密封元件。 该蜗轮减速器的结构包括电动机、蜗杆轴、蜗轮轴、箱体、滚动轴承、检查
10、孔与定位销等附件、以及其他标准件等。 3 传动系统的总体设计 3.1 电动机的选择 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 kWFvP W 76.0605.60.7 从电动机到工作机传送带间的总效率为 1 . 62 . 57.0. 6543 由机械设计课程设计指导书表 9.1 可知： 1 ：联轴器 0.99 2 ：轴承 0.98 3 ：双头蜗杆传动 0.75 4 ：开式齿轮传动 0.94 3 5 ：滚子链传动 0.96 6 ：卷筒的效率 0.96 所以电动机所 需工作功率为 10
11、00FvPd Kw33.157.0 76.0 3）确定电动机转速 单级蜗杆减速器传动的传动比 )4010(1 i ，开式圆柱齿轮传动的传动比2i )63( ,链传动传动比范围为 )5.32(3 i ，而工作机卷筒轴的转速为 m in/91.51 0 0 060 rd vnw 所以电动机转速的可选范围为： m in/)4.4 9 6 46.3 5 4(91.5)8 4 060( rn d 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步 转速为 1000r/min 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
12、Y100L-6。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 Y100L-6 1.5 940 2.0 2.0 3.2 计算总传动比和各级传动比的分配 （ 1） 计算总传动比 05.15991.5940 i （ 2） 各级传动比的分配 该传动系统由蜗杆传动、开式齿轮传动、链传动组成，故传动比主要集中在蜗杆上，由机械设计第 13 章 13.3.8 节知蜗杆传动应优先选用的传动比为10、 20、 40、 80，此处选 201i .由机械设计课程设计指导书表 2.1 知开式圆柱齿轮传动的传动比 i 8 ,此处取 32i .由机械设计第
13、 14 章 14.5.3 节知4 链传动传动比推荐范围为 )5.32(i ，此处取 65.232005.1 5 93 i 3.3 传动装置各轴的的运动和动力参数计算 （ 1）各轴的转速 蜗杆轴 m in/9401 rnn m 蜗轮轴、开式齿轮传动小齿轮轴 32 nn 20min/940r min/47r 开式齿轮传动大齿轮轴、小链轮轴 54 nn 3min/47r min/67.15 r 大链轮轴、滚筒轴 76 nn 65.2 min/67.15 r min/91.5 r （ 2） 各轴的输入功率 蜗杆轴 kWkWPP d 32.199.033.111 蜗轮轴 kWkWPP 97.075.09
14、8.032.13212 开式齿轮传动小齿轮轴 kWkWPP 95.098.097.0223 开式齿轮传动大齿轮轴 kWkWPP 88.094.098.095.04234 小链轮轴 kWkWPP 86.098.088.0245 大链轮轴 kWkWPP 81.096.098.086.05256 滚筒轴 kWkWPP 79.098.081.0267 （ 3） 各轴的输入转矩 电动机轴的输入转矩为 mmNr kWnPT mdd 466 1035.1m i n/9 4 0 33.11055.91055.9蜗杆轴 mmNmmNTT d 4411 1034.199.01035.1 蜗轮轴 mmNmmNTT
15、443212 1098.075.098.01034.1 开式齿轮传动小齿轮轴 mmNmmNTT 44223 1096.098.01098.0 开式齿轮传动大齿轮轴 mmNmmNTT 444234 1088.094.098.01096.0 5 小链轮轴 mmNmmNTT 44245 1086.098.01088.0 大链轮轴 mmNmmNTT 445256 1081.096.098.01086.0 滚筒轴 mmNmmNTT 44267 1079.098.01081.0 将上述计算结果汇总于下表，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 电
16、动机轴 1.33 41035.1 940 1 0.99 蜗杆轴 1.32 41034.1 940 20 0.73 蜗轮轴 0.97 41098.0 47 1 0.96 小齿轮轴 0.95 41096.0 47 3 0.94 大齿轮轴 0.88 41088.0 15.67 1 0.98 小链轮轴 0.86 41086.0 15.67 2.65 0.94 大链轮轴 0.81 41081.0 5.91 1 0.98 滚筒轴 0.79 41079.0 5.91 4. 蜗轮减速器 传动零件的设计计算 已知：输入功率 P =1.32kw,蜗杆转速 940r min,传动比： i=20 选择蜗杆传动类型 根据 GB T10085-1988,采用渐开线蜗杆（ ZI）。 选择材料 蜗杆： 45 钢，螺旋齿面淬火。表面硬度 45HRC，蜗轮材料采用 110PZCuSn ,砂型铸造。 按齿面接触疲劳强度进行设计 根据闭式蜗杆传动设计准则，先按齿面接触疲 劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度 ,计算步骤见下表。 计算项目 计算内容 计算结果 （ 1）初选 d1/a值
