皮帶運輸機傳動裝置

1、機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書姓 名:李澍學(xué) 號：0801010118學(xué)院（系）:機械工程學(xué)院專業(yè):機械制造及自動化題 目:皮帶運輸機傳動裝置武培軍指導(dǎo)者：評閱者： 2010年 6 月機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計成績綜合評定表設(shè)計質(zhì)量機械原理部分1機構(gòu)運動簡圖、速度、加速度、力分析圖正確程度好 中 差2位移圖、速度圖正確程度好 中 差3原理圖紙圖面質(zhì)量好 中 差4原理部分計算說明書規(guī)范性和完整性好 中 差機械設(shè)計裝配圖5減速器裝配圖總體結(jié)構(gòu)合理性合理 一般 不合理6減速器裝配圖有無零件定位及結(jié)構(gòu)干涉錯誤無 較少 有一定數(shù)量錯誤很多7減速器裝配圖中其它結(jié)構(gòu)不合理錯誤基本無 少 多8不符合制圖規(guī)范的制圖錯誤基

2、本無 少 多9尺寸標(biāo)注、零件明細表和技術(shù)要求是否齊全、規(guī)范齊全、基本規(guī)范 齊全但存在錯誤不齊全10裝配圖繪制的圖面質(zhì)量優(yōu) 良 中 及格 不及格機械設(shè)計零件圖11軸零件圖結(jié)構(gòu)標(biāo)注的規(guī)范性、完整性較規(guī)范和完整 標(biāo)注有少量錯漏 標(biāo)注不齊全，有錯誤12齒輪零件圖標(biāo)注的規(guī)范性、完整性較規(guī)范和完整 標(biāo)注有少量錯漏 標(biāo)注不齊全，有錯誤13零件圖的圖紙質(zhì)量好 中 差機械設(shè)計計算說明書14設(shè)計計算格式書寫規(guī)范性、完整性好 中 差設(shè)計工作態(tài)度15不曠課、不遲到、不早退、積極學(xué)習(xí)、態(tài)度端正好 中 差設(shè)計工作能力16獨立工作能力強弱，設(shè)計進度快慢等好 中 差綜合評定成績優(yōu) 良 中 及格 不及格評閱老師簽字評分標(biāo)準(zhǔn)：

3、優(yōu)：帶的項目必須達到優(yōu)、好、合理等，其余評分項為良的不超過3項且沒有中及以下的評分項；良：不夠優(yōu)的標(biāo)準(zhǔn)，各評分項平均達到良好以上（帶的項目必須為良），且沒有及格及以下的評分項；中：帶的評分項必須達到中及以上，其余各項平均評分為中，且沒有不及格的項；及格：帶的項目必須及格及以上，其余各項平均應(yīng)為及格，且為差，不及格的項目應(yīng)不多于3項；不及格：達不到及格的標(biāo)準(zhǔn)。運動簡圖：工作條件：壽命十年，單班制工作時有輕微振動，在室外工作原始數(shù)據(jù)：皮帶拉力F(N) 3050 皮帶速度V(m/s) 1.1 卷筒直徑D(mm) 250機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書目 錄1 引言12 傳動裝置設(shè)計13 傳動零件設(shè)計54

4、中間軸的設(shè)計155 潤滑方式及密封件的選擇196 設(shè)計小結(jié)19參考文獻21機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計 算 內(nèi) 容計算結(jié)果1 引言減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動、圓柱齒輪傳動所組成的獨立部件，常用在動力機與工作機之間的傳動裝置，由于其傳遞運動準(zhǔn)確可靠，結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、壽命長，且使用維護方便，在工程上得到了廣泛應(yīng)用。本次設(shè)計的是帶式運輸機用的二級圓柱齒輪減速器。我主要設(shè)計的內(nèi)容包括：確定傳動裝置總體設(shè)計方案，選擇電動機；計算傳動裝置運動和動力的參數(shù)；傳動零件，軸的設(shè)計計算；軸承，聯(lián)軸器，潤滑，密封和聯(lián)接件的選擇與校核計算 ；箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計。（1）運輸帶工作拉力：；（2）運輸帶工作速度

5、：；（3）卷筒直徑：；（4）卷筒工作效率：；（5）工作壽命：10年單班制工作；（6）工作條件：工作時有輕微振動，在室外工作。2 傳動裝置設(shè)計2.1 傳動方案采用二級圓柱齒輪減速器，適合于繁重及惡劣條件下長期工作，使用與維護方便。（缺點：結(jié)構(gòu)尺寸稍大）。高速級常用斜齒，低速級可用直齒或斜齒。由于相對于軸承不對稱，要求軸具有較大的剛度。高速級齒輪在遠離轉(zhuǎn)矩輸入端，以減少因彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均的現(xiàn)象。常用于載荷較平穩(wěn)的場合，應(yīng)用廣泛。傳動比范圍：i = 840第 1 頁 共 21 頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計 算 內(nèi) 容計算結(jié)果二級圓柱齒輪減速器，如圖1所示：圖1 減速器傳動方案2.

6、2 選擇電機類型Y系列三相異步電動機。 型號(1)確定電動機容量如圖1所示，初選聯(lián)軸器為彈性柱銷聯(lián)軸器和凸緣聯(lián)軸器，滾動軸承為滾子軸承，傳動齒輪為閉式軟齒面圓柱斜齒輪，因其速度不高，選用7級精度(GB10095-88)工作機所需輸出功率：；系統(tǒng)總效率：其中，閉式圓柱齒輪傳動效率：，滾子軸承效率：，第 2 頁 共 21 頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計 算 內(nèi) 容計算結(jié)果平帶傳動效率：，卷筒效率：，凸緣聯(lián)軸器效率：彈性柱銷聯(lián)軸器效率工作機主軸轉(zhuǎn)速：工件主軸上轉(zhuǎn)矩：所以電機所需功率：符合這一范圍的常用同步轉(zhuǎn)速有750、1000、1500三種。查手冊，由表12-1綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量，

7、選定電動機型號為Y132S-4：額定功率：滿載轉(zhuǎn)速：2.3 確定傳動裝置的總傳動比及其分配總傳動比：傳動比的分配：型號：Y132S-4第 3 頁 共 21 頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計 算 內(nèi) 容計算結(jié)果2.4 傳動裝置的運動和動力參數(shù)電動機軸：輸入軸：中間軸：輸出軸：第 4 頁 共 21 頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計 算 內(nèi) 容計算結(jié)果3 傳動零件設(shè)計3.1 高速級3.1.1 (1)如圖1所示，選用斜齒圓柱齒輪傳動，四個齒輪均為斜齒，有利于保障傳動的平穩(wěn)性；(2)運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用7級精度（GB1009588）；(3)材料選擇。選擇小齒輪材料為40（調(diào)質(zhì)），硬度為28

8、0HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。(4)初選小齒齒數(shù)=24，大齒輪齒數(shù)為×=113.256，取=128。3.1.2 按齒面接觸強度設(shè)計3.1.3 確定公式內(nèi)的數(shù)值(1)試選 載荷系數(shù)=1.6，由文獻選取節(jié)點區(qū)域系數(shù) =2.433，初選螺旋角(2)由文獻查得 =0.771 、 =0.824 所以 (3)外嚙合齒輪傳動的齒寬系數(shù)： ×(1+u)×=0.5(1+4.719)×(4)查表材料的彈性影響系數(shù)： =24=128第 5 頁 共 21 頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計 算 內(nèi) 容計算結(jié)果(5)由表按齒面硬

9、度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限為=600；大齒輪的接觸疲勞強度極限為 = (6)計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：=60nj=60×1440×1×(1×8×300××同理 ×由文獻查得接觸疲勞壽命系數(shù) =0.92 、 (7)計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)為 S=1.05 ，則 = = 所以3.1.4 基本數(shù)據(jù)計算(1)由小齒輪分度圓直徑=36.01mm 圓整為36mm(2)計算圓周速度 v=(3)計算齒寬b及模數(shù)b= 圓整為第 6 頁 共 21 頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計 算 內(nèi) 容計算結(jié)果×= 螺旋

10、角(4)計算縱向重合度tan(5)計算載荷系數(shù) K已知使用系數(shù)=1，根據(jù)v=2.713m/s ，7級精度，查得動載系數(shù)=1.12；由文獻查得： ，所以 載花系數(shù) K =(6)按實際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑mm(7)計算模數(shù)mm 圓整為2mm3.1.5 按齒根彎曲強度計算3.1.6 確定計算參數(shù)(1)計算載荷系數(shù) =(2)由縱向重合度=2.177，查文獻得螺旋角影響系數(shù)6第 7 頁 共 21 頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計 算 內(nèi) 容計算結(jié)果(3)計算當(dāng)量齒數(shù)(4)查取齒形系數(shù)由文獻查得齒形系數(shù)； 應(yīng)力校正系數(shù)； (5)由文獻查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限； (6)由文獻查得彎曲疲勞壽命系數(shù)

11、 ；(7)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力則；同理(8)計算大、小齒輪的，并加以比較=0.141 所以,大齒輪的數(shù)值大。3.1.7 模數(shù)設(shè)計計算第 8 頁 共 21 頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計 算 內(nèi) 容計算結(jié)果對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，取=，已可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑 來計算應(yīng)有的齒數(shù)。于是有：=19.48 取圓整為=19，則=u=893.1.8 計算中心距mm 圓整為 112 mm3.1.9 按圓整的中心距修正螺旋角3.1.10 計算大、小齒輪的分度圓直徑mm 同理 3.1.11 計算齒輪

12、寬度 b=45.08mm 圓整后取=46mm =52mm3.1.12 高速齒輪組的結(jié)構(gòu)設(shè)計齒根圓直徑為：×(1+0.25)×齒頂圓直徑為：mmmm=19=89mm =46mm=52mmmmmm第 9 頁 共 21 頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計 算 內(nèi) 容計算結(jié)果3.2 低速級3.2.1 (1)如圖1所示，選用斜齒圓柱齒輪傳動，四個齒輪均為斜齒，有利于保障傳動的平穩(wěn)性；(2)運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用7級精度（GB1009588）；(3)材料選擇。選擇小齒輪材料為40（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為4

13、0HBS。(4)初選小齒齒數(shù)=24，大齒輪齒數(shù)為×=87.12，取=883.2.2 按齒面接觸強度設(shè)計3.2.3 確定公式內(nèi)的數(shù)值(1)試選 載荷系數(shù)=1.6，由文獻選取節(jié)點區(qū)域系數(shù) =2.433，初選螺旋角(2)由文獻查得 =0.771 、 =0.890 所以 (3)外嚙合齒輪傳動的齒寬系數(shù)： ×(1+u)×=0.5(1+3.630)×(4)查表材料的彈性影響系數(shù)： 第 10 頁 共 21 頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計 算 內(nèi) 容計算結(jié)果(5)由表按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限為 =600；大齒輪的接觸疲勞強度極限為 =550(6)計算應(yīng)力循

14、環(huán)次數(shù)：=60nj=60××1×(1×8×300××同理 ×由文獻查得接觸疲勞壽命系數(shù) =0.98 、 (7)計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)為 S=1.05 ，則 = = 所以 3.2.4 基本數(shù)據(jù)計算(1)由小齒輪分度圓直徑=58.13mm 圓整為59mm(2)計算圓周速度 v=(3)計算齒寬b及模數(shù)b= 圓整為第 11 頁 共 21 頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計 算 內(nèi) 容計算結(jié)果× 螺旋角(4)計算縱向重合度tan(5)計算載荷系數(shù) K已知使用系數(shù)=1，根據(jù)v=0.942m/s ，

15、7級精度，查得動載系數(shù)=1.05；由文獻查得： ，所以 載花系數(shù) K =(6)按實際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑mm(7)計算模數(shù)mm 圓整為3mm3.2.5 按齒根彎曲強度計算3.2.6 確定計算參數(shù)(1)計算載荷系數(shù) =(2)由縱向重合度=2.177，查文獻得螺旋角影響系數(shù)第 12 頁 共 21 頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計 算 內(nèi) 容計算結(jié)果(3)計算當(dāng)量齒數(shù)(4)查取齒形系數(shù)由文獻查得齒形系數(shù)； 應(yīng)力校正系數(shù)； (5)由文獻查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限； (6)由文獻查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ；(7)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力則；同理(8)計算大、小齒輪的，并加以比較=0.0126 所以,大

16、齒輪的數(shù)值大。3.2.7 模數(shù)設(shè)計計算第 13 頁 共 21 頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計 算 內(nèi) 容計算結(jié)果對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，取=3.0mm，已可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑 來計算應(yīng)有的齒數(shù)。于是有：=20.87 取圓整為=20，則=u=733.2.8 計算中心距mm 圓整為 144 mm3.2.9 按圓整的中心距修正螺旋角3.2.10 計算大、小齒輪的分度圓直徑mm 同理 3.2.11 計算齒輪寬度 b=70.73mm 圓整后取=71mm =76mm3.2.12 高速齒輪組的

17、結(jié)構(gòu)設(shè)計齒根圓直徑為：齒頂圓直徑為：mm=20=73mmmm第 14 頁 共 21 頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計 算 內(nèi) 容計算結(jié)果mm3.2.13 校驗傳動比 誤差 ，符合要求。4 中間軸的計算4.1.1 列出中間軸上功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩4.1.2 作用在齒輪上的力1高速軸小齒輪的分度圓直徑為mm而圓周力 徑向力 軸向力 mmmm第 15 頁 共 21 頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計 算 內(nèi) 容計算結(jié)果2高速軸大齒輪的分度圓直徑為mm而圓周力 徑向力 軸向力 4.1.3 初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取=120，則mm ， 取mm從左向右確定直徑，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取

18、0基本游隙組，查表選取30306圓錐滾子軸承。其尺寸為d×D×T=30mm×72mm×20.75,即取段上軸的直徑。4.1.4 確定軸的其他參數(shù)處軸肩的高度h=2mm，所以取，因為軸端長度應(yīng)略小于齒寬，所以。齒輪的定位軸肩高度，故取，即。而此處軸的長度： （?。┑?16 頁 共 21 頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計 算 內(nèi) 容計算結(jié)果處也與齒輪配合，其直徑與處相等，即。該處的長度應(yīng)略小于齒輪寬度，取。由此可得段和段處軸的長度：所以：4.1.5 軸上零件的周向定位齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接，按鍵面，查表取平鍵截面b×h=10×8mm

19、，鍵長56mm，按鍵面，查表取平鍵截面b×h=10×8mm，鍵長32mm。齒輪輪轂與軸的配合采用，該滾動軸承與軸的周向定位由過渡配合來保證，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。4.1.6 確定軸上圓角和倒角尺寸參考手冊，R=2mm軸端倒角為4.1.7 求軸上的載荷對于圓錐滾子軸承30306，查表得。作為簡單支撐的軸的支撐跨距為。（1）對水平面進行計算第 17 頁 共 21 頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計 算 內(nèi) 容計算結(jié)果得（1）對垂直面進行計算 得扭矩4.1.8 按彎曲合力校核軸的強度校核只按軸上承受的最大彎矩扭矩的截面強度，由上面計算的數(shù)據(jù)，以及軸的旋轉(zhuǎn)扭矩切應(yīng)力為脈動循環(huán)變

20、應(yīng)力得，取，則第 18 頁 共 21 頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計 算 內(nèi) 容計算結(jié)果查表得：45鋼的因為，所以強度符合要求，安全。5 潤滑方式及密封件的選擇5.1 齒輪的潤滑采用浸油潤滑，由于低速級周向速度低，所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為35mm。5.2 滾動軸承的潤滑如果減速器用的是滾動軸承，則軸承的潤滑方法可以根據(jù)齒輪或蝸桿的圓周速度來選擇：圓周速度在2m/s3m/s以下時，由于飛濺的油量不能滿足軸承的需要，所以最好采用刮油潤滑，或根據(jù)軸承轉(zhuǎn)動座圈速度的大小選用脂潤滑或滴油潤滑。利用刮板刮下齒輪或蝸輪端面的油，并導(dǎo)入油溝和流入軸承進行潤滑的方法稱為刮油潤滑。5.3 密封方法的選取選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實現(xiàn)密封。密封圈型