帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置.

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目：帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置過程裝備與控制工程專業(yè)07-1班 設(shè)計(jì)者：陳柱輝 指導(dǎo)老師：周瑞強(qiáng) 2009 年12 月28 日茂名學(xué)院目錄目錄1一、傳動(dòng)方案擬定2二、電動(dòng)機(jī)的選擇3三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比4四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算6五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算8六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算15七、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算24八、鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算27九、減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸28十、潤滑方式的確定29十一、其他的有關(guān)數(shù)據(jù)29十二、參考資料29計(jì)算過程及計(jì)算說明一、傳動(dòng)方案擬定1設(shè)計(jì)題目名稱設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置。2運(yùn)動(dòng)簡圖3工作條件連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載起動(dòng)，使用期8年，小

2、批量生產(chǎn)，兩班制工作，運(yùn)輸帶速度允許誤差為4、原始數(shù)據(jù) 1輸送帶牽引力 F=1200 N 2輸送帶線速度 V=1.70 m/s 3鼓輪直徑 D=270 mm5、設(shè)計(jì)工作量減速器裝配圖2張（草圖、正圖）;零件工作圖2張;設(shè)計(jì)說明書一份。二、電動(dòng)機(jī)選擇1、選擇電動(dòng)機(jī)的類型： 按工作要求和工況條件，選用全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓為380V，Y型。2、計(jì)算電機(jī)的容量：電機(jī)至工作機(jī)之間的傳動(dòng)裝置的總效率：從課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表12-8可查得，式中：帶傳動(dòng)效率：0.95球軸承傳動(dòng)效率：0.99圓柱齒輪的傳動(dòng)效率：0.97（8級(jí)精度一般齒輪傳動(dòng)）彈性聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率：0.99卷筒的傳動(dòng)效率：0.96

3、帶式運(yùn)輸機(jī)效率：0.96已知運(yùn)輸帶的速度v=1.70m/s： 所以：從課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表19-1中可選額定功率為3kw的電動(dòng)機(jī)。3、確定電機(jī)轉(zhuǎn)速：卷筒的轉(zhuǎn)速為：三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比按表2-1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取V帶傳動(dòng)比按表2-2，選單級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比，則從電動(dòng)機(jī)到卷軸筒的總傳動(dòng)比合理范圍為：。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選的范圍為：符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有： 1000r/min、1500r/min。根據(jù)相同容量的兩種轉(zhuǎn)速，從表19-1查出兩種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，再將總傳動(dòng)比合理分配給V帶和減速器，就得到兩種傳動(dòng)比方案，如下表：方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min電動(dòng)機(jī)質(zhì)量/kg傳

4、動(dòng)裝置的傳動(dòng)比同步滿載總傳動(dòng)比V帶減速器1Y132S-631000960637.981.6652Y100L2-43150014203811.802.505總傳動(dòng)比： 分配傳動(dòng)比：取減速器的傳動(dòng)比，則V帶的傳動(dòng)比：綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見第1種方案比較合適，因此選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y100L2-4，查表19-3得，其主要參數(shù)如下：型號(hào)功率（KW）轉(zhuǎn)速（r/min）堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y100L2-4314202.22.2滿載轉(zhuǎn)速KHDADEFGHLAB1420122451602860824100380205四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算：將傳動(dòng)裝置

5、各軸由高速到低速依次定為0軸、1軸、2軸、3軸，依次為電機(jī)與軸1，軸1與軸2，軸2與軸3之間的傳動(dòng)效率。1、 各軸轉(zhuǎn)速：1軸： 2軸 卷筒軸：2、各軸輸入功率，輸出功率：輸入功率：1軸：2軸：卷筒軸：輸出功率：1軸：2軸： 卷筒軸：3各軸輸入轉(zhuǎn)矩，輸出轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩： 1軸輸入轉(zhuǎn)矩： 2軸輸入轉(zhuǎn)矩: 卷筒軸輸入轉(zhuǎn)矩：輸出轉(zhuǎn)矩分別為輸入轉(zhuǎn)矩乘以軸承效率0.99。運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果如下表：軸名功率P （KW）轉(zhuǎn)矩T （Nm）轉(zhuǎn)速（r/min）傳動(dòng)比效率輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸2.5016.8114202.50.951軸2.382.3640.0239.625685.00.962軸2.29

6、2.27192.51190.58113.61.00.98卷筒軸2.242.22188.31186.43113.6五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算：1.設(shè)計(jì)V帶（1）確定V帶型號(hào)電動(dòng)機(jī)額定功率P= ，轉(zhuǎn)速，帶傳動(dòng)傳動(dòng)比i=2.5，每天工作16小時(shí)。由課本表13-8得：，根據(jù)= =1420r/min,由課本圖13-15，選擇A型V帶，取。大輪的基準(zhǔn)直徑：查課本第219頁表13-9取。為帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)。(2)驗(yàn)算帶速： 帶速合適。（3）確定V帶基準(zhǔn)長度和中心距：根據(jù)：可得應(yīng)在之間，初選中心距=600mm由課本式（13-2）得帶長：查課本第213頁表13-2取。由課本第221頁式（13-16）計(jì)算實(shí)際中心距：

7、。（4）驗(yàn)算小帶輪包角：由課本式（13-1）得：合適。（5）求V帶根數(shù)Z：由課本第218頁式（13-15）得： 今查課本表13-3得：由課本式（13-9）得傳動(dòng)比：查課本表13-5得：由查課本表13-7得，查課本表13-2得：，由此可得：取Z=3根。（6）求作用在帶輪軸上的壓力：查課本201頁表13-1得 ，故由課本式（13-17）得，單根V帶的初拉力；作用在軸上壓力：。2、齒輪設(shè)計(jì)（1）選選齒輪的材料、精度和確定許用應(yīng)力：因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，材料按課本表11-1選取，小齒輪用40CrMnMo調(diào)質(zhì)，齒面硬度，,大齒輪用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度，。取(表11-5)；取(表11-4)；=(2)按

8、輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪精度用8級(jí)，取載荷系數(shù)K=1.1，（表11-3），齒寬系數(shù)（表11-6），小齒輪上的轉(zhuǎn)矩：大齒輪上的轉(zhuǎn)矩：初選螺旋角 齒數(shù)：取，則.齒形系數(shù)：查圖11-8得.由圖11-9得。因 ，故應(yīng)該對(duì)大齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算.大齒輪法向模數(shù)：綜合考慮各方面因素影響，由表4-1取。中心距： 取a=120mm。確定螺旋角：齒輪分度圓直徑 齒寬 取 （3）驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度將各參數(shù)代入式（11-8）得：（4）齒輪的圓周速度對(duì)照表11-2，選8級(jí)制造精度是合宜的。（5）設(shè)計(jì)小結(jié)：名稱代號(hào)單位小齒輪大齒輪中心距amm120傳動(dòng)比i5模數(shù)mmm1.5螺旋角()齒數(shù)z25125分度圓直徑mm4020

9、0材料及齒面硬度40CrMnMo 45鋼六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算輸入軸設(shè)計(jì)：1、按扭矩初算軸徑選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度HBS。查課本第245頁表14-2得， C=110。根據(jù)課本第245頁式14-2得：，考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則d=17.73×(1+5%)mm=18.61選d=20mm2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）軸上零件的定位，固定和裝配 單級(jí)減速器中可將齒輪直接在軸上加工，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，兩軸承分別以軸肩和套筒定位，采用過盈配合固定 （2）確定軸各段直徑和長度段：，則長度，取 c=1.5mmII段:考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。通過密封蓋軸段長應(yīng)根據(jù)密封蓋

10、的寬度，并考慮帶輪和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，取該段長為55mm，安裝齒輪段長度應(yīng)比輪轂寬度小2mm,故II段長：段為安裝軸承段并套上擋油板，直徑。取擋油板長度為10mm,則該段長度段為一過渡段并作定位軸肩作用，取直徑，取長度為10mm。段直徑為小齒輪直徑 ，查課本表4-2得=1.0，故：長度為小齒輪的寬度加上倒角，倒角起退刀槽作用，故取其長度為：。段跟段一樣是過渡段并作定位軸肩，直徑長度為安裝軸承段，直徑，并安裝擋油板。擋油板長度取10mm，故該段長度取30mm.由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=221mm(3)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算求分度圓直徑：已知求轉(zhuǎn)矩：已知求圓周力：求徑向力Fr作

11、用在軸1帶輪上的外力： 因?yàn)樵撦S兩軸承對(duì)稱，所以： （1）繪制軸受力簡圖（如圖a）（2）繪制垂直面彎矩圖（如圖b）軸承支反力：由兩邊對(duì)稱，知截面C的彎矩也對(duì)稱。截面C在垂直面彎矩為 (3)繪制水平面彎矩圖（如圖c）截面C在水平面上彎矩為： (4)繪制合彎矩圖（如圖d） (5)繪制扭矩圖（如圖e）轉(zhuǎn)矩： (6)繪制當(dāng)量彎矩圖（如圖f）轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取=0.6，截面C處的當(dāng)量彎矩： (7)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度因?yàn)椴牧线x擇45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，查課本241頁表14-1得，查課本246頁表14-3得許用彎曲應(yīng)力，則： 因?yàn)?、7段的直徑都大于d，所以該軸是安全的。輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算:1、按

12、扭矩初算軸徑選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度197286HBS。查課本第245頁表14-2取 C=115。根據(jù)課本第245頁式14-2得：,故取d=32mm。2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）軸的零件定位，固定和裝配 單級(jí)減速器中，將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面用套筒定位，右面用軸環(huán)軸向定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以套筒和軸承肩定位，周向定位則用過盈配合，軸呈階狀，左軸承，齒輪套筒從左面裝入，右軸承和聯(lián)軸器依次從右面裝入。（2）確定軸的各段直徑和長度初選7208AC型角接球軸承，其內(nèi)徑為40mm，寬度為18mm?？紤]齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，同時(shí)要使

13、兩齒輪正確嚙合和傳遞效率最大化，并且該軸兩軸承對(duì)稱，所以兩軸承的 、值應(yīng)相等，即。則取套筒長為5mm，安裝齒輪段長度比輪轂寬度長2mm。故長度取段直徑為II段:II段長比齒輪寬度短2mm，取III段為一軸環(huán)，直徑為d=54mm,長度為L=5mm.段為安裝軸承段，直徑取為d=40mm長度為段為過渡段，考慮到軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離，取直徑為，長度段為安裝聯(lián)軸器段， 計(jì)算聯(lián)軸器所需的轉(zhuǎn)矩：查課本291表17-1取，查手冊(cè)選用型號(hào)為HL2的彈性柱銷聯(lián)軸器。取直徑，長度由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=263mm（3）按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算求分度圓直徑：已知求轉(zhuǎn)

14、矩：已知求圓周力Ft：求徑向力Fr兩軸承對(duì)稱(1)求支反力、 (2)由兩邊對(duì)稱，截面C的彎矩也對(duì)稱截面C在垂直面彎矩為 (3)截面C在水平面彎矩為 (4)計(jì)算合成彎矩 (5)計(jì)算當(dāng)量彎矩：取=0.6 (6)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度因?yàn)椴牧线x擇45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，查課本241頁表14-1得，查課本246頁表14-3得許用彎曲應(yīng)力，則： 因?yàn)?和4段的直徑都大于d，所以該軸是安全的。七、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命16×365×8=46720小時(shí)1、計(jì)算輸入軸承 （1）已知=568r/min軸承徑向反力：初先軸承為角接觸球軸承7206AC型軸承內(nèi)部軸向力， 則

15、(2) ， 故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端， (3)求系數(shù)x、y，根據(jù)課本表16-11 (4)計(jì)算當(dāng)量載荷、： (5)計(jì)算所需的徑向基本額定動(dòng)載荷值 故取P=728.30N，角接觸球軸承=3根據(jù)課本表16-8、16-9 ， 取，根據(jù)手冊(cè)得7206AC型的=22000N>9354.86N;,故角接觸球軸承7206AC型合適。2、計(jì)算輸出軸承 (1)已知=113.6r/min , 軸承徑向反力:試選7208AC型角接觸球軸承根據(jù)課本表16-6得,則 (2)計(jì)算軸向載荷、 ，任意用一端為壓緊端，1為壓緊端，2為放松端兩軸承軸向載荷： (3)求系數(shù)x、y根據(jù)課本表16-11 (4) 計(jì)算

16、當(dāng)量載荷、： (5)計(jì)算所需的徑向基本額定動(dòng)載荷值 故取P=762.61N，角接觸球軸承=3根據(jù)課本表16-8、16-9 ， 取，根據(jù)手冊(cè)得7208AC型的=35200N>5263.28N;,故角接觸球軸承7208AC型合適。八、鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算1、輸入軸與帶輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接軸徑,查手冊(cè)表14-24得，選用A型平鍵，得：鍵A 8×32 GB/T1096-2003 鍵校核,取, h=6mm得，故鍵合適。2、輸出軸與齒輪2聯(lián)接用平鍵聯(lián)接軸徑 T=192.51Nm查手冊(cè)表14-24選用A型平鍵鍵校核，鍵14×45 GB1096-79 ，h=9mm，故鍵合適。3、聯(lián)軸器與

17、軸2聯(lián)接用平鍵聯(lián)接軸徑 T=192.51Nm查手冊(cè)表14-24選用A型平鍵鍵校核，鍵10×70 GB1096-79 h=8mm,故鍵合適。九、減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸序號(hào)符號(hào)名 稱尺 寸(mm)1a中心距1202箱座壁厚831箱蓋厚度84b箱座凸緣厚度125b1箱蓋凸緣厚度126b2箱座底部凸緣厚度207df地腳螺栓直徑M168n地腳螺栓數(shù)目a<250mm,n=449d1軸承旁聯(lián)接螺栓直徑M1210d2箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑M811d3軸承端蓋螺釘直徑M812d4視孔螺釘直徑M613d定位銷直徑M614c1df，d1，d2至箱體外壁距離2215c2df， d2至凸緣邊緣距離2016R1軸承旁凸臺(tái)半徑2017h軸承旁凸臺(tái)高度根據(jù)低速級(jí)軸承座外徑確定18L1箱體外壁至