帶式運輸機設計說明書[共13頁]

1、機械設計課程設計設計題目: 帶式運輸機傳動裝置的設計 設計者： 黃*棋 學院： 能源與動力工程學院 班級： *1604 日期： 2019 年 1月 7 日 1 月 18 日 指導老師：王勁松 目 錄設計任務書2一、傳動方案的擬定及電動機的選擇3二、V帶的設計計算 7三齒輪傳動設計計算8四、軸的設計計算 122減速器高速軸及附件的設計計算122減速器低速軸及其附件的設計計算153附件匯總17五、減速器箱體及附件設計18六、潤滑與密封19七、設計小結20八、參考資料目錄20帶式運輸機傳動裝置的設計1. 設計題目 帶式運輸機傳動裝置。傳動裝置簡圖如右圖所示。(1)帶式運輸機數(shù)據(jù)傳動裝置總效率約為=8

2、2%。數(shù)據(jù)編號123456運輸帶轉矩T/ Nm130162175.5240150181.5運輸帶工作速度v/(m/s)1.61.71.61.81.51.55卷筒直徑D/mm320270260300240250(2)工作條件使用年限8年,每天工作8小時。載荷平穩(wěn),環(huán)境清潔?？蛰d啟動,單向、連續(xù)運轉。2.設計任務1)完成帶式運輸機傳動方案的設計和論證,繪制總體設計原理方案圖；2)完成傳動裝置的結構設計；確定帶傳動的主要參數(shù)及尺寸；齒輪減速箱的設計；3)減速器裝配圖一張；(零號圖紙)零件圖若干張；（折合零號圖紙一張）4)設計說明書一份。（正反十頁以上,800010000字）4.說明書內(nèi)容根據(jù)運輸帶的

3、參數(shù),選擇合適的電動機,分配各級傳動比,并計算傳動裝置各軸的運動和動力參數(shù)。減速器外傳動零件設計：普通V帶傳動。減速器內(nèi)傳動零件設計：閉式一級（展開式二級）圓柱齒輪傳動。其他結構設計。 第一章 傳動方案的擬定及電動機的選擇1.1擬定傳動方案本組選擇1號數(shù)據(jù)進行設計由已知條件計算驅動滾筒的轉速n,即r/min一般選用同步轉速為1000r/min或1500r/min 的電動機作為原動機,因此傳動裝置傳動比約為10或15。根據(jù)總傳動比數(shù)值,初步擬定出以二級傳動為主的多種傳動方案。一級傳動采用皮帶輪減速裝置,二級減速裝置采用I級傳動齒輪,這樣傳動比分配為35 。1.2選擇電動機1）電動機類型和結構型式

4、按工作要求和工作條件,選用一般用途的Y（IP44）系列三相異步電動機。它為臥式封閉結構。2）電動機容量（1）滾筒輸出功率Pw （）（2）電動機輸出功率P 根據(jù)傳動裝置總效率及查表得：V帶傳動1=0.945；滾動軸承2 =0.98；圓柱齒輪傳動 3 =0.97；彈性聯(lián)軸器4 =0.99；滾筒軸滑動軸承5 =0.94。（3）電動機額定功率Ped 由表選取電動機額定功率Ped =2.2kw。比Pd略大3）電動機的轉速為了便于選擇電動機轉速,先推算電動機轉速的可選范圍。由表查得V帶傳動常用傳動比范圍i1 =24,單級圓柱齒輪傳動比范圍i2 =36,則電動機轉速可選范圍為nd= ni1i2 =57322

5、92r/min方案電動機型號額定功率（kw）電動機轉速（r/min）電動機質(zhì)量（kg）傳動裝置的傳動比同步滿載總傳動比V帶傳動單級減速器1Y100L1-42.2150014203414.8734.962Y112M-62.21000940459.842.53.94 由表中數(shù)據(jù)可知兩個方案均可行,方案1相對價格便宜,但方案2的傳動比較小,傳動裝置結構尺寸較小,整體結構更緊湊,價格也可下調(diào),因此采用方案2,選定電動機的型號為Y112M-6。4）電動機的技術數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸由表查出Y112M-6 型電動機的主要技術數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸如下。機座極數(shù)安裝尺寸 (mm)外形尺寸 (mm)ABCDEFG

6、HKABACADHDL112M2.4.6.8190140702860824112122302401903004001.3 計算傳動裝置傳動比和分配各級傳動比1）傳動裝置傳動比2）分配各級傳動比取V帶傳動的傳動比i1 =2.5,則單級圓柱齒輪減速器傳動比為=3.936所得i2值符合一般圓柱齒輪傳動和單級圓柱齒輪減速器傳動比的常用范圍。1.4 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)1）各軸轉速電動機軸為0軸,減速器高速軸為I軸,低速軸為軸,各軸轉速為 n0=nm=940r/min nI=n0/i1=940/2.5376nII=nI/i2=376/3.9495.5r/min2）各軸輸入功率按電動機額定功率Pe

7、d 計算各軸輸入功率,即P0=Ped=2.2kwPI=P01=2.2x0.9452.079kwPII=PI2 3 =2.079x0.98x0.971.976kw3）各軸轉矩 To=9550x P0/n0=9550x2.2/940=22.35NmTI=9550x PI/nI=9550x2.079/376=52.80NmTII=9550x PII/nII=9550x1.976/95.5=197.6Nm第二章 V帶傳動的設計2.1 V帶傳動設計一般方法(1)確定計算功率Pca Pca=KAP(2)選擇V帶型號(3)確定帶輪基準直徑dd1和dd2 dd2idd1(4)驗算帶的速度v v=dd1n1/6

8、01000(5)確定中心距a和V帶基準長度Ld 一般取0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)Ld2a0+(dd2+dd1)/2+(dd2-dd1)/4a0(6)驗算小帶輪上的包角1 1180-60(dd2-dd1)/a120(7)確定V帶根數(shù)z z=Pca/(P0+P)KKA(8)確定預緊力F0 (9)確定壓軸力 2.2 設計計算1）選擇V帶的型號根據(jù)任務書說明,每天工作8小時,載荷平穩(wěn),查得KA =1.0。則Pd=PIKA =1.02.2=2.2kW根據(jù)Pd=2.2和n1=940r/min,查表確定選取A型普通V帶。2) 確定帶輪直徑d1,d2。 驗算小帶輪速度： 得d1101mm

9、,查表2-6-8,取d1=112。d2=1122.5=280mm.單根V帶額定功率1.15KW。傳動帶速為5.51m/s。3) 確定中心距a、V帶基準長度。初定中心距a0:由0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2) 得274.4a0784,a0初定400mm.初定基準長度=1433mm,查表2-6-3,取帶的基準長度Ld=1400mm 。按式（2-6-23） 得實際中心距a=384mm。中心距變動范圍462.5a525.5。4) 按式（2-6-27）驗算包角1=159.151205) 確定V帶根數(shù)z由表2-6-6查得K= 0.95,由表2-6-3查得KL=0.96,根據(jù)式（2-6-28

10、）計算帶的根數(shù)=1.91,取z=2。6) 確定預緊力 由表2-6-5查得q=0.105kg/m,根據(jù)式（2-6-29）計算預緊力 =248N7)計算壓軸力根據(jù)式(2-6-30)計算壓軸力=975N。帶輪外沿寬度B=2e+f=29+15=33mm。帶傳動參數(shù)匯總：帶型AV帶中心距384mm小帶輪基準直徑dd1112mm包角1159.15大帶輪基準直徑dd2280mm帶基準長度Ld1400mm帶的根數(shù)2根單根V帶預緊力248N帶速5.51m/s壓軸力975N3、 齒輪的設計計算已知P1=2.079KW,n1=376r/min,傳動比i=3.936,工作時間8年,每天8小時,按每年工作300天計算,

11、工作8*300*8=19200小時。1、 選定齒輪精度、材料及齒數(shù)（1） 運輸機為一般機器,速度不高,選用7級精度。（2） 用軟齒面齒輪設計計算此傳動。小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì),硬度為280HBW,大齒輪用45鋼調(diào)質(zhì),硬度為240HBW。（3） 選小齒輪齒數(shù)z1=20,大齒輪齒數(shù)z2=iz1=3.936*20=78.72,取z2=79。2、 按齒面接觸疲勞強度設計（1） 確定公式內(nèi)各計算數(shù)值1） 由式（2-8-1）得2)試選,由表2-8-7取。3)由圖2-8-17f查的由表2-8-8查得4)由式(2-8-14)計算應力循環(huán)次數(shù):5） 由圖2-8-15查得KHN1=0.95,KHN2=0.97.6

12、） 由式（2-8-13）計算齒面接觸許用應力 7）由表2-8-5查得8)由表2-8-13查得9)由圖2-8-12查得0.78+0.89=1.67.10)由式(2-8-5)計算得(2)計算:1)計算小齒輪分度圓直徑.2)計算圓周速度.3)計算齒輪寬度.4)計算載荷系數(shù)k.已知使用系數(shù)根據(jù)v=0.856m/s.7級精度,由圖2-8-7查得直齒輪由表2-8-4中軟齒面齒輪查得小齒輪相對支承對稱布置,7級精度.；故實際載荷系數(shù):.5)按實際載荷系數(shù)修正試算的分度圓直徑.由式(2-8-12a)得3.幾何尺寸計算 (1)計算模數(shù) .取標準模數(shù)(2)計算分度圓直徑 .(3)計算中心距.(4)計算齒輪寬度,取

13、b2=60mm,b1=65mm.4.校核齒根彎曲疲勞強度1）由圖2-8-18f查得由表2-8-8查得.2）由圖2-8-16查得KFN1=0.89,KFN2=0.91.3）由式（2-8-13）計算齒根彎曲疲勞應力：4） 由表2-8-6查得：YFa1=2.8,YSa1=1.55,YFa2=2.22,YSa2=1.77.5） 由式（2-8-10）6） 由式（2-8-9b）校核齒根彎曲疲勞強度：齒根彎曲疲勞強度滿足要求。5.計算齒輪傳動其它幾何尺寸1)計算齒頂高、齒根高和全齒高2) 計算小、大齒輪的齒頂圓直徑3) 計算小、大齒輪的齒根圓直徑 齒輪參數(shù)和幾何尺寸匯總：參數(shù)或幾何尺寸符號小齒輪大齒輪法面模

14、數(shù)m2.52.5法面壓力角2020法面齒頂高系數(shù)ha*1.01.0法面頂隙系數(shù)c*0.250.25螺旋角00齒數(shù)z2079齒頂高ha2.52.5齒根高hf3.1253.125分度圓直徑d50197.5齒頂圓直徑da55202.5齒根圓直徑df43.75191.25齒寬B6560中心距a123.754、 軸的設計計算 1減速器高速軸及附件的設計計算高速軸傳遞的功率P=2.079KW,轉速n=376r/min,轉矩T=5.28104Nmm,軸的材料為40Cr,調(diào)質(zhì)處理。查表2-10-3得40Cr的T=4052MPa,45鋼的 T=3040MPa.軸的外形設計如下：由式（2-10-2）計算軸的最小直

15、徑,因鍵槽要擴大5%7%,d4最小取值范圍19.620mm,d4取20mm.定位軸肩高度2.5mm,d3取25mm,d1取30mm,初定軸承為6206： 內(nèi)徑d=30mm,外徑D=62mm,寬度B=16mm,=36mm,=56mm.d2為36mm.擋油環(huán),選8mm,擋油環(huán)凸臺取.1）考慮安裝箱體各部分尺寸：箱座壁厚,取mm.箱蓋壁厚,取mm.地腳螺栓直徑,查表取df=20mm.軸承旁螺栓直徑,取M16螺栓。軸承端蓋螺釘直徑,取M8。窺視孔蓋螺釘直徑d4=(0.30.4)df=68mm,取M8.安裝螺釘直徑dxM8M10M16M20至外箱壁的距離C1min13162226至凸沿邊距離C2min1

16、1142024沉頭座直徑Dcmin20243240軸承旁凸臺半徑R=C2,外箱座至軸承座端面距離1=c1+c2+(58)=4750,取50mm,內(nèi)壁面至外端面距離58mm,大齒輪頂圓與內(nèi)壁距離,齒輪端面與內(nèi)壁距離,軸承端蓋凸緣厚度,取8.5mm,調(diào)整墊片厚度取1.5mm?？紤]對稱布置,X2取7.5mm,取8.5mm,X3取7.5mm;軸頸比軸承突出2mm,X4=a+B+2=26mm?？紤]X5,帶輪定位端面與端蓋距離20mm,X5=58+8.5+1.5+20-7-16-2=63mm,考慮X6,帶輪外沿寬度33mm,考慮鍵連接強度：查表2-5-1,取鍵寬高66,L 1470mm,暫取L32.校核鍵

17、的強度：查表2-5-2,鑄鐵=60MPa,按式（2-5-1）校核：,該鍵不適用。,取L=36mm.X6取42mm,帶輪轂寬度取40mm。2）軸的強度校核：,FQ=975N軸垂直面受力圖合成彎矩圖轉矩圖垂直面彎矩圖C水平面彎矩圖軸水平受力圖軸受力圖 查表2-10-1得,按彎扭合成校核軸的強度：C處強度條件：B處強度條件：軸的強度滿足要求。3）軸承壽命校核：6206軸承,基本額定動載荷Cr=19.5KW,按式（2-11-7a）校核該軸承壽命： ,滿足要求。初定尺寸適用。2. 減速器低速軸及其附件的設計計算低速軸傳遞功率1.976KW,轉矩1.976105 N*mm,n2=95.5r/min.材料為

18、45鋼,=30MPa低速軸的外形設計如下圖：1)確定各軸段直徑,由式（2-10-2）計算軸的最小直徑：,取d7=35mm.d6取40mm,d5取45mm,d4取50mm,d3取55mm,初定6009軸承,B=16,D=75,da=51mm；d2取51mm,d1取45mm.2） 確定各軸段長度,按對稱布置要求及高速軸的尺寸：取L2=L3=5mm,擋油環(huán)亦取8mm,軸端突出軸承端面2mm,得L1=8+2+B=26mm,取L4比大齒輪寬度小1mm,L4=59mm；考慮L5,需安裝軸承套,擋油環(huán)亦取8mm,軸段突出軸承2mm,對稱布置L5=L1+L2+L3+1=37mm,套筒長度為10mm;與軸I同樣

19、考慮,L6=63mm；考慮L7,此段軸與剛性聯(lián)軸器配合,先考慮聯(lián)軸器的選擇：查表6-97）取GY4聯(lián)軸器,軸孔直徑35mm,主動端軸孔長度82mm,配合軸孔長度79mm,配合A型鍵槽使用,故L7取79mm.4) 軸上鍵連接選擇及校核齒輪軸段鍵的選擇及校核：查表2-5-1,取A型平鍵bh為149,鍵長L小于軸段59mm,取56mm,材料為45鋼,按式（2-5-1）校核鍵的強度：,該鍵滿足要求；聯(lián)軸器軸段鍵的選擇及校核：查表2-5-1,取A型平鍵bh為108,鍵長L小于軸段長79mm,取L=70mm,材料為45鋼,按式（2-5-1）校核鍵的強度：,該鍵滿足要求。5） 軸的強度校核 ,；,。轉矩；扭

20、矩197600。45鋼,按彎扭組合校核軸的強度:,滿足要求。附件匯總：軸承內(nèi)徑d外徑D寬BdaDa數(shù)量620630621636562600945751651692A型平鍵軸徑d鍵寬b鍵高h鍵長L軸槽深t轂槽深t112066363.52.8235108705.03.3350149565.53.8聯(lián)軸器公稱轉矩/(Nm)許用轉速n/(r/min)軸孔直徑d軸孔長度軸孔外徑D1大外徑DGY422490003582551055、 減速器箱體及附件設計減速器箱體采用HT200鑄造,必須進行去應力處理。箱體的結構尺寸如下表：設計內(nèi)容計 算 公 式計算結果箱座壁厚度取=8mm箱蓋壁厚度1取1=8mm機座凸緣

21、厚度bb=12mm機蓋凸緣厚度b1b1=12mm箱底座凸緣厚度b2b2=20mm地腳螺釘直徑和數(shù)目n=4df=20mm n=4 地腳沉頭座直徑D0D0=40mmD0=40mm底座凸緣尺寸c1min=26mm C1min=26mm c2min=24mmC2min=24mm軸承旁連接螺栓直徑d1d1=16mm定位銷直徑d =9mm箱座蓋連接螺栓直徑d2=8mm大齒輪頂園與箱內(nèi)壁距離=10mm軸承蓋螺釘直徑和數(shù)目n,d3n=4n=4d3=10mm窺視孔蓋螺釘直徑d4d4=6mm軸承端蓋外徑D1,D2（D為軸承外徑）取D1=102mm,D2=115mm箱體外壁至軸承座端面距離機蓋、機座肋厚m1,mm1

22、=7mm, m=7mm6、 潤滑與密封1減速器齒輪傳動潤滑方式和潤滑劑選擇a.減速器齒輪傳動潤滑方式:油浴潤滑；b.潤滑油的選擇：全損耗系統(tǒng)油（GB/T7631.13-1995）代號為L-AN68。2減速器軸承潤滑方式和潤滑劑的選擇 a.減速器軸承潤滑方式：脂潤滑； b.潤滑劑：ZN-3鈉基脂。3.減速器密封裝置的選擇、通氣器類型的選擇 密封裝置的選擇：高速軸：氈圈 25 FZ/T920101991低速軸：氈圈 40 FZ/T920101991墊片：石棉橡膠紙。4.箱蓋與箱座結合面涂水玻璃或密封漆。七、設計小結本次帶式運輸機傳動設計進行了兩周時間,在這段時間內(nèi)我學到的東西很多,也穩(wěn)固了前面學過的很多知識,對幾個