帶式輸送機(jī)傳動裝置設(shè)計

帶式輸送機(jī)傳動裝置設(shè)計以知條件.輸送帶工作拉力：F=2700KN.輸送帶運(yùn)動速度：V=1.3M/S.滾筒直徑：D=350mm.卷筒效率q=0.95工作情況：.兩班制工作，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)。.工作環(huán)境：室內(nèi)，灰塵較大，環(huán)境最高溫度35度.使用期限：4年一次大修，每年280個工作日，壽命8年。滿意回答僅供參考-、傳動方案擬定第二組第三個數(shù)據(jù):設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置中的一級圓柱齒輪減速器（1）工作條件：使用年限1。年，每年按300天計算，兩班制工作，載荷平穩(wěn)。（2）原始數(shù)據(jù):滾筒圓周力F=1.7KN；帶速V=1.4m/s；滾筒直徑D=220mmo運(yùn)動簡圖二、電動機(jī)的選擇仁電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇：按已知的工作要求和條件，選用丫系列三相異步電動機(jī)。2、確定電動機(jī)的功率：（1）傳動裝置的總效率：q總利帶xr]2軸承xq齒輪xq聯(lián)軸器xp|滾筒=0.96x0.992x0.97x0.99x0.95=0.86（2）電機(jī)所需的工作功率：Pd=FV/1000r]總=1700x1.4/1000x0.86=2.76KW3、確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速：滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速：Nw=60x1OOOV/nD=60x1000x1.4/nx220=121.5r/min根據(jù)【2】表2.2中推薦的合理傳動比范圍，取V帶傳動比Iv=2~4,單級圓柱齒輪傳動比范圉lc=3~5,則合理總傳動比i的范圍為i=6-20,故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=ixnw=（6?20）x121.5=729~2430i7min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有960r/min和1420r/min。由【2】表8.1查出有三種適用的電動機(jī)型號、如下表方案電動機(jī)型號額定功率電動機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)傳動裝置的傳動比KW同轉(zhuǎn)滿轉(zhuǎn)總傳動比帶齒輪1Y132s-6310009607.932.632Y10012-43 1500142011.6833.89綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，比較兩種方案可知：方案1因電動機(jī)轉(zhuǎn)速低，傳動裝置尺寸較大，價格較高。方案2適中。故選擇電動機(jī)型號Y10012-4。4、確定電動機(jī)型號根據(jù)以上選用的電動機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動機(jī)型號為丫100124其主要性能:額定功率：3KW,滿載轉(zhuǎn)速1420r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.2。三、計算總傳動比及分配各級的傳動比1、總傳動比:i總二n電動/n筒=1420/121.5=11.682、分配各級傳動比⑴取i帶=3(2)Vi總八齒乂匚帶TT???i齒=i總力帶=11.68/3=3.89四、運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)計算1、計算各軸轉(zhuǎn)速(r/min)nl=nm/i帶=1420/3=473.33(r/min)nlI=nl/i齒=473.33/3.89=121.67(r/min)滾筒nw=nll=473.33/3.89=121.67(r/min)計算各軸的功率(KW)PI=Pdxq帶=2.76x0.96=2.64KWPII=P|xq軸承xr］齒輪=2.64x0.99x0.97=2.53KW3、計算各軸轉(zhuǎn)矩Td=9.55Pd/nm=9550x2.76/1420=18.56N?mTl=9.55p2A/n1=9550x2.64/473.33=53.26N?mTil=9.55p2A/n2=9550x2.53/121.67=198.58N?m五、傳動零件的設(shè)計計算1、皮帶輪傳動的設(shè)計計算選擇普通V帶截型由課本［1〕P189表10—8得:kA=1.2 P=2.76KWPC=KAP=1.2x2.76=3.3KW據(jù)PC=3.3KW和n1=473.33r/min由課本[1]PI89圖10-12得：選用A型V帶(2)確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗算帶速由(1)課本P190表10-9,取dd1=95mm>dmin=75dd2=1帶ddI(1-e)=3x95x(1-0.02)=279.30mm由課本[I]P190表10-9,取662=280帶速V:V=TTdd1rd/60xl000=TT><95x1420/60x1000=7.06m/s在5~25m/s范圍內(nèi)，帶速合適。(3)確定帶長和中心距初定中心距a0=500mmLd=2aO+TT(dd1+dd2)/2+(dd2—dd1)2/4a0=2x500+3.14(95+280)+(280-95)2/4x450=1605.8mm根據(jù)課本[1]表(10—6)選取相近的Ld=1600mm確定中心距a=aO+(Ld-LdO)/2=500+(1600-1605.8)/2=497mm驗算小帶輪包角a1=1800-57.30x(dd2-dd1)/a=1800-57.30x(280-95)/497=158.6701200(適用)確定帶的根數(shù)單根V帶傳遞的額定功率.據(jù)dd1和n]，查課本圖I0—9得PI=1.4KWi7時單根V帶的額定功率增量.據(jù)帶型及i查⑴表10-2得△?〔二().I7KW查⑴表103得Ka=0.94；查⑴表10—4得KL=0.99Z=PC/[(P1+AP1)KaKL]=3.3/[(1.4+0.17)x0.94x0.99]=2.26(?3根)計算軸上壓力由課本[1]表10-5查得q=0.1kg/m,由課本式(10?20)單根V帶的初拉力：F0=500PC/ZV[(2.5/Ka)-1]+qV2=500x3.3/[3x7.06(2.5/0.94-1)]+0.10x7.062=134.3kN則作用在軸承的壓力FQFQ=2ZF0sin(a1/2)=2x3x134.3sin(158,67o/2)=791.9N2、齒輪傳動的設(shè)計計算(1)選擇齒輪材料與熱處理:所設(shè)計齒輪傳動屬于閉式傳動，通常齒輪采用軟齒面。查閱表[1]表6-8,選用價格便宜便于制造的材料，小齒輪材料為45鋼,調(diào)質(zhì)，齒面硬度260HBS；大齒輪材料也為45鋼，正火處理，硬度為215HBS；精度等級:運(yùn)輸機(jī)是一般機(jī)器，速度不高，故選8級精度。(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計由d1>(6712xkT1(u+1)/(pdu[oH]2)1/3確定有關(guān)參數(shù)如下：傳動比i齒=3.89取小齒輪齒數(shù)Z1=2小則大齒輪齒數(shù):Z2=iZ1=x20=77.8取z2=78由課本表6?12K(pd=1.1(3)轉(zhuǎn)矩T1T1=9.55x106xP1/n1=9.55x106x2.61M73.33=52660N?mm(4)載荷系數(shù)k: 取k=1.2(5)許用接觸應(yīng)力[oH][oH]=oHlimZN/SHmin由課本川圖6-37查得：oHIiml=610MpaaHlim2=5OOMpa接觸疲勞壽命系數(shù)Zn:按一年300個工作日，每天16h計算，由公式N=60njtn計算N1=60x473.33x10x300x18=1.36x109N2=N/i=1.36x109/3.89=3.4x108查⑴課本圖6-38中曲線1,得ZN1=1ZN2=1.05按一般可靠度要求選取安全系數(shù)SHmin=1.0[oH]1=aHlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610Mpa[oH]2=oHlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa故得：d1>(6712xkT1(u+1)/(pdu[oH]2)1/3=49.04mm模數(shù):m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm取課本[1]P79標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)第一數(shù)列上的值,m=2.5(6)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度obb=2KT1YFS/bmd1確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)分度圓直徑:d1=mZ1=2.5x20mm=50mmd2=mZ2=2.5x78mm=195mm齒寬：b=(pdd1=1.1x50mm=55mm取b2=55mmb1=60mm復(fù)合齒形因數(shù)YFs由課本⑴圖6-40得：YFS1二4.35,YFS2=3.95(8)許用彎曲應(yīng)力[obb]根據(jù)課本[1]P116:[abb]=obb1imYN/SFmin由課本[1]圖6-41得彎曲疲勞極限。bblim應(yīng)為：obblim1=49OMpaobb1im2=41OMpa由課本[1]圖6-42得彎曲疲勞壽命系數(shù)YN：YN1=1 YN2=1彎曲疲勞的最小安全系數(shù)SFmin:按一般可靠性要求，取SFmin=1計算得彎曲疲勞許用應(yīng)力為[obb1]=obbIim1YN1/SFmin=490x1/1=490Mpa[obb2]=abblim2YN2/SFmin=410x1/1=41OMpa校核計算obb1=2kT1YFS1/b1md1=71.86pa<[abb1]obb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa<[obb2]故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠(9)計算齒輪傳動的中心矩aa=(d1+d2)/2=(50+195)/2=122.5mm(10)計算齒輪的圓周速度V計算圓周速度V=nn1d1/60x1000=3.14x473.33x50/60x1000=1.23m/s因為V<6m/s，故取8級精度合適.六、軸的設(shè)計計算從動軸設(shè)計1、選擇軸的材料確定許用應(yīng)力選軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。查⑵表13-1可知：ob=650Mpa,as=360Mpa,查[2]表13-6可知：[ab+1]bb=215Mpa[o0]bb=102Mpa,[o-1]bb=60Mpa2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑單級齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸，輸出端與聯(lián)軸器相接，從結(jié)構(gòu)要求考慮，輸出端軸徑應(yīng)最小，最小直徑為：d>C查[2]表13-5可得,45鋼取C=118則d>118x(2.53/121.67)1/3mm=32.44mm考慮鍵槽的影響以及聯(lián)軸器孔徑系列標(biāo)準(zhǔn)，取d=35mm3、齒輪上作用力的計算齒輪所受的轉(zhuǎn)矩:T=9.55x106P/n=9.55x106x2.53/121.67=198582N齒輪作用力：圓周力：Ft=2T/d=2x198582/195N=2036N徑向力：Fr=Fttan200=2036xtan200=741N4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要考慮軸系中相配零件的尺寸以及軸上零件的固定方式，按比例繪制軸系結(jié)構(gòu)草圖。(1)、聯(lián)軸器的選擇可采用彈性柱銷聯(lián)軸器，查0表9.4可得聯(lián)軸器的型號為HL3聯(lián)軸器：35x82GB5014-85(2)、確定軸上零件的位置與固定方式單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對稱布置在齒輪兩邊。軸外伸端安裝聯(lián)軸器，齒輪靠油環(huán)和套筒實現(xiàn)軸向定位和固定，黑平鍵和過盈配合實現(xiàn)周向固定,兩端軸承靠套筒實現(xiàn)軸向定位，靠過盈配合實現(xiàn)周向固定，軸通過兩端軸承蓋實現(xiàn)軸向定位，聯(lián)軸器靠軸肩平鍵和過盈配合分別實現(xiàn)軸向定位和周向定位(3)、確定各段軸的直徑將估算軸d=35mm作為外伸端直徑d1與聯(lián)軸器相配(如圖)，考慮聯(lián)軸器用軸肩實現(xiàn)軸向定位，取第二段直徑為d2=40mm齒輪和左端軸承從左惻裝入，考慮裝拆方便以及零件固定的要求，裝軸處d3應(yīng)大于d2,取d3=45mm，為便于齒輪裝拆與齒輪配合處軸徑d4應(yīng)大于d3,取d4=50mm。齒輪左端用用套筒固定，右端用軸環(huán)定位，軸環(huán)直徑d5滿足齒輪定位的同時，還應(yīng)滿足右側(cè)軸承的安裝要求，根據(jù)選定軸承型號確定-右端軸承型號與左端軸承相同，取d6=45mm.(4)選擇軸承型號.由】1]P270初選深溝球軸承，代號為6209,查手冊可得:軸承寬度B=19,安裝尺寸D=52,故軸環(huán)直徑d5=52mm.(5)確定軸各段直徑和長度i段:d1=35mm長度取L1=50mm11段：d2=40mm初選用6209深溝球軸承，其內(nèi)徑為45mm,寬度為19mm.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。取套筒長為20mm,通過密封蓋軸段長應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度,并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(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：L2=(2+20+19+55)=96mmHI段直徑d3=45mmL3=L1-L=50-2=48mmIV段直徑d4=5Omm長度與右面的套筒相同，即L4=20mmV段直徑d5=52mm.長度L5=19mm山上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=96mm(6)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計算求分度圓直徑:已知小二195mm求轉(zhuǎn)矩：已知T2=198.58N?m③求圓周力:Ft根據(jù)課本P127(6?34)式得Ft=2T2/d2=2x198.58/195=2.03N④求徑向力Fr根據(jù)課本P127(6-35)式得Fr=Ft?tana=2.03xtan200=0.741N⑤因為該軸兩軸承對稱，所以:LA=LB=48mm(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：FAY=FBY=Fr/2=0.74/2=0.37NFAZ=FBZ=Ft/2=2.03/2=1.01N山兩邊對稱,知截面c的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為MC1=FAyL/2=0.37x96-2=17.76N?m截面C在水平面上彎矩為：MC2=FAZL/2=1.01x96-2=48.48N?m(4)繪制合彎矩圖(如圖d)MC=(MC12+MC22)1/2=(17.762+48.482)1/2=51.63N?m(5)繪制扭矩圖(如圖e)轉(zhuǎn)矩：T=9.55x(P2/n2)x106=198.58N?m(6)繪制當(dāng)量彎矩圖(如圖f)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪文治武功力按脈動循環(huán)變化，取a=0.2,截面C處的當(dāng)量彎矩:Mec=[MC2+(aT)2]1/2=[51.632+(0.2x198.58)2]1/2=65.13N?m(7)校核危險截面C的強(qiáng)度由式(6-3)oe=65.13/0.1d33=65.13x1000/0.1x453=7.14MPa<[o-1]b=6OMPa???該軸強(qiáng)度足夠。主動軸的設(shè)計1'選擇軸的材料 確定許用應(yīng)力選軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。查[2]表13可知：ob=650Mpa,os=360Mpa,查[2]表13-6可知：[ab+1]bb=215Mpa[oO]bb=102Mpa,[o-1]bb=60Mpa2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑單級齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸，輸出端與聯(lián)軸器相接，從結(jié)構(gòu)要求考慮，輸出端軸徑應(yīng)最小，最小直徑為：d>C查［2］表13?5可得，45鋼取。=58貝d>118x(2.64/473.33)1/3mm=20.92mm考慮鍵槽的影響以系列標(biāo)準(zhǔn)，取d=22mm3、齒輪上作用力的計算齒輪所受的轉(zhuǎn)矩：T=9.55x106P/n=9.55x106x2.64/473.33=53265N齒輪作用力：圓周力：Ft=2T/d=2x53265/50N=213ON徑向力：Fr=Fttan200=2130xtan200=775N確定軸上零件的位置與固定方式單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對稱布置

在齒輪兩邊。齒輪靠油環(huán)和套筒實現(xiàn)軸向定位和固定,靠平鍵和過盈配合實現(xiàn)周向固定，兩端軸承黑套筒實現(xiàn)軸向定位，靠過盈配合實現(xiàn)周向固定，軸通過兩端軸承蓋實現(xiàn)軸向定位，4確定軸的各段直徑和長度初選用6206深溝球軸承，其內(nèi)徑為30mm,寬度為16mm.?？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，則取套筒長為20mm，則該段長36mm，安裝齒輪段長度為輪轂寬度為(2)按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計算①求分度圓直徑：已知d2=50mm②求轉(zhuǎn)矩:已知T=53.26N?m③求圓周力Ft：根據(jù)課本P127(6-34)式得Ft=2T3/d2=2x53.26/50=2.13N④求徑向力Fr根據(jù)課本P127(6-35)式得Fr=Ft?tana=2.13x0.36379=0.76N⑤??-兩軸承對稱?'?LA=LB=50mm(1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZFAX=FBY=Fr/2=0.76/2=0.38NFAZ=FBZ=Ft/2=2.13/2=1.065N(2)截面C在垂直面彎矩為MC1=FAxL/2=0.38x100/2=19N?m(3)截面C在水平面彎矩為MC2=FAZL/2=1.065x100/2=52.5N?mi卜算合成彎矩MC=(MC12+MC22)1/2=(192+52.52)1/2=55.83N?m(5)計算當(dāng)量彎矩:根據(jù)課本P235得a=0.4Mec=[MC2+(aT)2]1/2=(55.832+(0.4x53.26)2]1/2=59.74N?m(6)校核危險截面C的強(qiáng)度由式(10-3)ae=Mec/(O.1d3)=59.74x1000/(0.1x303)=22.12Mpa<[o-1]b=6OMpa???此軸強(qiáng)度足夠(7)滾動軸承的選擇及校核訃算一從動軸上的軸承根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計壽命L'h=10x300x16=48OOOh(1)由初選的軸承的型號為：6209,查⑴表14-19可知:d=55mm,夕卜徑D=85mm，寬度B=19mm,基本額定動載荷C=31.5KN,基本靜載荷C0=20.5KN,查⑵表10.1可知極限轉(zhuǎn)速9000r/min(1)已知n11=121.67(r/min)兩軸承徑向反力:FR仁FR2=1083N根據(jù)課本P265(11?12)得軸承內(nèi)部軸向力FS=O,63FR則FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1083=682N(2)VFS1+Fa=FS2Fa=0故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端FA1=FS1=682NFA2=FS2=682N(3)求系數(shù)x、yFA1/FR1=682N/1038N=0.63FA2/FR2=682N/1038N=0.63根據(jù)課本P265表(14—14)得e=0.68FA1/FR1<ex1=1 FA2/FR2<ex2=1y1=0 y2=0(4)計算當(dāng)量載荷P1、P2根據(jù)課本P264表(14-12)?fP=1.5根據(jù)課本P264(14-7)式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5x(1x1083+0)=1624NP2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5x(1x1083+0)=1624N(5)軸承壽命計算VPI=P2故取P=1624N---深溝球軸承￡==3根據(jù)手冊得6209型的Cr=3I500N由課本P26404-5)式得LH=106(ftCr/P)e/60n=106(1x31500/1624)3/60X121.67=998953h>48OOOh?,?預(yù)期壽命足夠二.主動軸上的軸承：(1)由初選的軸承的型號為：6206查⑴表14—19可知：d=30mm,外徑D=62mm，寬度B=16mm,基本額定動載荷C=19.5KN,基本靜載荷00=111.5KN,查［2］表10.1可知極限轉(zhuǎn)速1300Or/min根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計壽命L'h=10x300x16=48OOOh(1)已知nl=473.33(r/min)兩軸承徑向反力:FR仁FR2=1129N根據(jù)課本P265(11-12)得軸承內(nèi)部軸向力FS=0.63FR貝ijFS1=FS2=0.63FR1=0.63x1129=711.8N???FS1+Fa=FS2Fa=O故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為II緊端FA1=FS1=711.8NFA2=FS2=711.8N⑶求系數(shù)x、yFA1/FR1=711.8N/711.8N=0.63FA2/FR2=711.8NZ711.8N=0.63根據(jù)課本P265表(14-14)得e=0.68FA1/FR1<ex1=1FA2/FR2<ex2=1y1=0 y2=0(4)計算當(dāng)量載荷P1、P2根據(jù)課本P264表(14-12)取fP=1.5根據(jù)課本P264(I4?7)式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5x(1x1129+0)=1693.5NP2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5x(1x1129+0)=1693.5N(5)軸承壽命計算VP仁P2故取P=1693.5N---深溝球軸承￡二3根據(jù)手冊得6206型的Cr=19500N由課本P264(14-5)式得LH=106(ftCr/P)e/60n=106(1x19500/1693.5)3/60X473.33=53713h>480OOh?,?預(yù)期壽命足夠七、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算.根據(jù)軸徑的尺寸，由[1]中表12-6高速軸(主動軸)與V帶輪聯(lián)接的鍵為：鍵8x36GB1096-79大齒輪與軸連接的鍵為:鍵14x45GB1096-79軸與聯(lián)軸器的鍵為:鍵10x40GB1096-79.鍵的強(qiáng)度校核大齒輪與軸上的鍵：鍵14x45GB1096-79bxh=I4x9,L=45，則Ls=L-b=31mm圓周力：Fr=2Tll/d=2x198580/50=7943.2N擠壓強(qiáng)度：=56.93<125-150MPa=[ap]因此擠壓強(qiáng)度足夠剪切強(qiáng)度：=36.60<120MPa=[]因此剪切強(qiáng)度足夠鍵8x36GB1096-79和鍵10x40GB1096-79根據(jù)上面的步驟校核，并且符合要求。八、減速器箱體、箱蓋及附件的設(shè)計計算?1、減速器附件的選擇通氣器由于在室內(nèi)使用，選通氣器(一次過濾)，采用M18x1.5油面指示器選用游標(biāo)尺2起吊裝置采用箱蓋吊耳、箱座吊耳.放油螺塞選用外六角油塞及墊片M18X1.5根據(jù)《機(jī)械設(shè)訃基礎(chǔ)課程設(shè)計》表5.3選擇適當(dāng)型號：起蓋螺釘型號:GB/T5780 M18x30，材料Q235高速軸軸承蓋上的螺釘：GB5783-86 M8X12,材料Q235低速軸軸承蓋上的螺釘：GB5783?86 M8x20,材料Q235螺栓:GB5782?86M14x100，材料Q235箱體的主要尺寸：■■(1)箱座壁厚z=0.025a+1=0.025x122.5+1=4.0625取z=8(2)箱蓋壁厚z1=0.02a+1=0.02x122.5+1=3.45取z1=8(3)箱蓋凸緣厚度b1=1.5z1=1.5x8=12(4)箱座凸緣厚度b=1.5z=1.5x8=12(5)箱座底凸緣厚度b2=2.5z=2.5x8=20(6)地腳螺釘直徑df=0.036a+12=0.036x122.5+12=16.41(取18)(7)地腳螺釘數(shù)目n=4(因為a<250)(8) 軸承旁連接螺栓直徑d1=0.75df=0.75x18= 13.5(取14)(