傳送帶的設(shè)計

摘要本文在參考常規(guī)下運帶式輸送機設(shè)計方法的基礎(chǔ)上，分析了常見驅(qū)動方式和制動方式用于長運距、大運量下運帶式輸送機上的優(yōu)缺點，提出該運輸機可采用的驅(qū)動和制動方式；分析了常見軟起動裝置及其選型方法，歸納總結(jié)出長運距、大運量變坡輸送下運帶式輸送機設(shè)計中的關(guān)鍵問題和可靠驅(qū)動方案和制動方式優(yōu)化組合的可行方案；通過常規(guī)設(shè)計計算，提出了合理確定張緊位置、張緊方式及張緊力大小的方法；對驅(qū)動裝置及各主要部件進行了選型并校核。長距離變坡下運帶式輸送機運行工況復(fù)雜，在設(shè)計方面需考慮各種可能的工況，并計算最危險工況下輸送機的各項參數(shù)，同時為保證運行過程中輸送機各組成部分能適應(yīng)載荷及工況的變化需將拉緊力統(tǒng)一，然后重新計算各工況下輸送機參數(shù)，最終確定整機參數(shù)。本論文對長運距、大運量變坡下運帶式輸送機，綜合考慮各方面的因素，采用合理的驅(qū)動方案、制動方式和軟啟動裝置組合，有效保證長運距、大運量變坡下運帶式輸送機的可靠運行關(guān)鍵詞：傳動齒輪目錄課程設(shè)計題目 第一部分傳動裝置總體設(shè)計傳動方TOC\o"1-5"\h\z案 6該方案的優(yōu)缺點 6原動機選擇（Y系列三相交流異步電動機） 6傳動裝置總體傳動比的確定及各級傳動比的分配 7第二部分V帶設(shè)計 8第三部分各齒輪的設(shè)計計算 10高速級減速齒輪設(shè)計（直齒圓柱齒輪） 10低速級減速齒輪設(shè)計（直齒圓柱齒輪） 11第四部分軸的設(shè)計 141.高速軸的設(shè)計 14第五部分校核 191.高速軸軸承 19第六部分主要尺寸及數(shù)據(jù) 21箱體尺TOC\o"1-5"\h\z寸： 21第七部分結(jié)論 24第八部分 致謝 25第九部分參考文獻 26課程設(shè)計題目：設(shè)計帶式運輸機傳動裝置（簡圖如下）原始數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)編號35710運輸機工作轉(zhuǎn)矩T/（N.m）690630760620運輸機帶速V/（m/s）0.80.90.750.9卷筒直徑D/mm320380320360工作條件：連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時有輕微振動，使用期限為10年，小批量生產(chǎn)，單班制工作（8小時/天）。運輸速度允許誤差為。二、課程設(shè)計內(nèi)容1） 傳動裝置的總體設(shè)計。2） 傳動件及支承的設(shè)計計算。3） 減速器裝配圖及零件工作圖。4） 設(shè)計計算說明書編寫。每個學(xué)生應(yīng)完成：1） 部件裝配圖一張（A1）。2） 零件工作圖兩張（A3）3） 設(shè)計說明書一份（6000~8000字）。本組設(shè)計數(shù)據(jù)：TOC\o"1-5"\h\z第三組數(shù)據(jù)：運輸機工作軸轉(zhuǎn)矩T/（N.m） 690運輸機帶速V/（m/s） 0.8 。卷筒直徑D/mm320 。已給方案：外傳動機構(gòu)為V帶傳動。減速器為兩級展開式圓柱齒輪減速器。第一部分傳動裝置總體設(shè)計一、 傳動方案（已給定）：1） 外傳動為V帶傳動。2） 減速器為兩級展開式圓柱齒輪減速器。3） 方案簡圖如下：二、 該方案的優(yōu)缺點：該工作機有輕微振動，由于V帶有緩沖吸振能力，采用V帶傳動能減小振動帶來的影響，并且該工作機屬于小功率、載荷變化不大，可以采用V帶這種簡單的結(jié)構(gòu)，并且價格便宜，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，大幅降低了成本。減速器部分兩級展開式圓柱齒輪減速，這是兩級減速器中應(yīng)用最廣泛的一種。齒輪相對于軸承不對稱，要求軸具有較大的剛度。高速級齒輪常布置在遠離扭矩輸入端的一邊，以減小因彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均現(xiàn)象。原動機部分為Y系列三相交流異步電動機。總體來講，該傳動方案滿足工作機的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成本低傳動效率高。計算與說明三、原動機選擇（Y系列三相交流異步電動機）工作機所需功率： =0.96 （見課設(shè)P9）傳動裝置總效率：（見課設(shè)式2-4）（見課設(shè)表12-8）電動機的輸出功率： （見課設(shè)式2-1）取選擇電動機為Y132M1-6型 （見課設(shè)表19-1）技術(shù)數(shù)據(jù)：額定功率（） 4滿載轉(zhuǎn)矩（） 960額定轉(zhuǎn)矩（）2.0 最大轉(zhuǎn)矩() 2.0Y132M1-6電動機的外型尺寸（mm）：（見課設(shè)表19-3）A：216B：178C：89D：38E：80F：10G：33H：132K：12AB：280AC：270AD：210HD：315BB：238L：235四、傳動裝置總體傳動比的確定及各級傳動比的分配1、 總傳動比： （見課設(shè)式2-6）2、 各級傳動比分配： （見課設(shè)式2-7）初定第二部分V帶設(shè)計外傳動帶選為普通V帶傳動1、 確定計算功率：1） 、由表5-9查得工作情況系數(shù)2） 、由式5-23（機設(shè)）2、 選擇V帶型號查圖5-12a（機設(shè)）選A型V帶。3、 確定帶輪直徑（1） 、參考圖5-12a（機設(shè)）及表5-3（機設(shè)）選取小帶輪直徑（電機中心高符合要求）（2） 、驗算帶速由式5-7（機設(shè)）（3）、從動帶輪直徑查表5-4（機設(shè)） ?。?） 、傳動比 i（5） 、從動輪轉(zhuǎn)速確定中心距和帶長（1） 、按式（5-23機設(shè)）初選中心距取（2） 、按式（5-24機設(shè)）求帶的計算基礎(chǔ)準(zhǔn)長度L0查圖.5-7（機設(shè)）取帶的基準(zhǔn)長度Ld=2000mm（3） 、按式（5-25機設(shè)）計算中心距:a（4） 、按式（5-26機設(shè)）確定中心距調(diào)整范圍驗算小帶輪包角al由式（5-11機設(shè)）確定V帶根數(shù)Z（1） 、由表（5-7機設(shè)）查得dd1=112 n1=800r/min及n1=980r/min時，單根V帶的額定功率分呷為1.00Kw和1.18Kw，用線性插值法求n1=980r/min時的額定功率P0值。（2） 、由表（5-10機設(shè)）查得△P0=0.11Kw（3） 、由表查得（5-12機設(shè)）查得包角系數(shù)（4） 、由表（5-13機設(shè)）查得長度系數(shù)KL=1.03（5） 、計算V帶根數(shù)Z，由式（5-28機設(shè)）取Z=5根計算單根V帶初拉力F0,由式（5-29）機設(shè)。q由表5-5機設(shè)查得計算對軸的壓力FQ，由式（5-30機設(shè)）得確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，給制帶輪工作圖小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1=112mm采用實心式結(jié)構(gòu)。大帶輪基準(zhǔn)直徑dd2=280mm，采用孔板式結(jié)構(gòu)，基準(zhǔn)圖見零件工作圖。第三部分各齒輪的設(shè)計計算一、高速級減速齒輪設(shè)計（直齒圓柱齒輪）齒輪的材料，精度和齒數(shù)選擇，因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，材料按表7-1選取，都采用45號鋼，鍛選項毛坯，大齒輪、正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均用軟齒面。齒輪精度用8級，輪齒表面精糙度為Ra1.6,軟齒面閉式傳動，失效形式為占蝕，考慮傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取Z1=34則Z2=Z1i=34X2.62=89設(shè)計計算。（1） 設(shè)計準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強度計算，再按齒根彎曲疲勞強度校核。（2） 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計，由式（7-9）T1=9.55X106XP/n=9.55X106X5.42/384=134794N?mm由圖（7-6）選取材料的接觸疲勞，極限應(yīng)力為6HILim=580 6HILin=560由圖7-7選取材料彎曲疲勞極陰應(yīng)力6HILim=230 6HILin=210應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N由式（7-3）計算N1=60n,at=60X（8X360X10）=6.64X109N2=N1/u=6.64X109/2.62=2.5.1ZN2=1.04由圖7-9查得彎曲 ；YN1=13X109由圖7-8查得接觸疲勞壽命系數(shù)；ZN1=1YN2=1由圖7-2查得接觸疲勞安全系數(shù):SFmin=1.4又YST=2.0試選Kt=1.3由式(7-1)(7-2)求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力將有關(guān)值代入式(7-9)得則V1=(nd1tn1/60X1000)=1.3m/s(Z1V1/100)=1.3X(34/100)m/s=0.44m/s查圖7-10得Kv=1.05由表7-3查和得KA=1.25.由表7-4查得KB=1.08.取Ka=1.05.則KH=KAKVKPKa=1.42，修正M=d1/Z1=1.96mm由表7-6取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=2mm計算幾何尺寸d1=mz1=2X34=68mmd2=mz2=2X89=178mma=m(z1+z2)/2=123mmb二巾ddt=1X68=68mm

取b2=65mm取b2=65mm3.校核齒根彎曲疲勞強度b1=b2+10=75由圖7-18查得，YFS1=4.1，YFS2=4.0取Ye=0.7由式（7-12）校核大小齒輪的彎曲強度.二、低速級減速齒輪設(shè)計（直齒圓柱齒輪）齒輪的材料，精度和齒數(shù)選擇，因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，材料按表7-1選取，都采用45號鋼，鍛選項毛坯，大齒輪、正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均用軟齒面。齒輪精度用8級，輪齒表面精糙度為Ra1.6,軟齒面閉式傳動，失效形式為占蝕，考慮傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取Z1=34則Z2=Z1i=34X3.7=104設(shè)計計算。（1） 設(shè)計準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強度計算，再按齒根彎曲疲勞強度校核。（2） 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計，由式（7-9）T1=9.55X106XP/n=9.55X106X5.20/148=335540N?mm由圖（7-6）選取材料的接觸疲勞，極限應(yīng)力為6HILim=580 6HILin=560由圖7-7選取材料彎曲疲勞極陰應(yīng)力6HILim=230 6HILin=210應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N由式(7-3)計算N1=60nat=60X148X(8X360X10)=2.55X109N2=N1/u=2.55X109/3.07=8.33X108由圖7-8查得接觸疲勞壽命系數(shù)；ZN1=1.1ZN2=1.04由圖7-9查得彎曲 ；YN1=1YN2=1由圖7-2查得接觸疲勞安全系數(shù)：SFmin=1.4又YST=2.0試選Kt=1.3由式(7-1)(7-2)求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力將有關(guān)值代入式(7-9)得則V1=(nd1tn1/60X1000)=0.55m/s(Z1V1/100)=0.55X(34/100)m/s=0.19m/s查圖7-10得Kv=1.05由表7-3查和得KA=1.25.由表7-4查得KB=1.08.取Ka=1.05.則KH=KAKVKPKa=1.377，修正M=d1/Z1=2.11mm由表7-6取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=2.5mm計算幾何尺寸d1=mz1=2.5X34=85mmd2=mz2=2.5X104=260mma=m(z1+z2)/2=172.5mmb二巾ddt=1X85=85mm取b2=85mm b1=b2+10=95校核齒根彎曲疲勞強度由圖7-18查得，YFS1=4.1,YFS2=4.0取Ye=0.7由式(7-12)校核大小齒輪的彎曲強度.總結(jié)：高速級z1=34 z2=89 m=2低速級z1=3第四部分軸的設(shè)計高速軸的設(shè)計選擇軸的材料及熱處理由于減速器傳遞的功率不大，對其重量和尺寸也無特殊要求故選擇常用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理.初估軸徑按扭矩初估軸的直徑，查表10-2,得c=106至117,考慮到安裝聯(lián)軸器的軸段僅受扭矩作用.取c=110則：D1min=D2min=D3min=初選軸承1軸選軸承為60082軸選軸承為60093軸選軸承為6012根據(jù)軸承確定各軸安裝軸承的直徑為：D1=40mmD2=45mmD3=60mm結(jié)構(gòu)設(shè)計（現(xiàn)只對高速軸作設(shè)計，其它兩軸設(shè)計略,結(jié)構(gòu)詳見圖）為了拆裝方便,減速器殼體用剖分式，軸的結(jié)構(gòu)形狀如圖所示.（1）.各軸直徑的確定初估軸徑后，句可按軸上零件的安裝順序,從左端開始確定直徑.該軸軸段1安裝軸承6008,故該段直徑為40mm。2段裝齒輪，為了便于安裝，取2段為44mm。齒輪右端用軸肩固定，計算得軸肩的高度為4.5mm，取3段為53mm。5段裝軸承，直徑和1段一樣為40mm。4段不裝任何零件，但考慮到軸承的軸向定位，及軸承的安裝，取4段為42mm°6段應(yīng)與密封毛氈的尺寸同時確定，查機械設(shè)計手冊，選用JB/ZQ4606-1986中d=36mm的毛氈圈，故取6段36mm°7段裝大帶輪，取為32mm>dmin。（2）各軸段長度的確定軸段1的長度為軸承6008的寬度和軸承到箱體內(nèi)壁的距離加上箱體內(nèi)壁到齒輪端面的距離加上2mm，l1=32mm。2段應(yīng)比齒輪寬略小2mm，為l2=73mm°3段的長度按軸肩寬度公式計算l3=1.4h；去l3=6mm，4段：l4=109mm。l5和軸承6008同寬取l5=15mm。l6=55mm，7段同大帶輪同寬，取l7=90mm。其中l(wèi)4，l6是在確定其它段長度和箱體內(nèi)壁寬后確定的。于是，可得軸的支點上受力點間的跨距L1=52.5mm，L2=159mm，L3=107.5mm。（3） .軸上零件的周向固定為了保證良好的對中性，齒輪與軸選用過盈配合H7/r6。與軸承內(nèi)圈配合軸勁選用k6，齒輪與大帶輪均采用A型普通平鍵聯(lián)接，分別為16*63GB1096-1979及鍵10*80GB1096T979。（4） .軸上倒角與圓角為保證6008軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手冊的推薦，取軸肩圓角半徑為1mm。其他軸肩圓角半徑均為2mm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB6403.4-1986，軸的左右端倒角均為1*45。。軸的受力分析（1） 畫軸的受力簡圖。（2） 計算支座反力。Ft=2T1/d1=Fr二Fttg20。=3784FQ=1588N在水平面上FR1H=FR2H=Fr-FR1H=1377-966=411N在垂直面上FR1V=Fr2V=Ft-FR1V=1377-352=1025N畫彎矩圖在水平面上，a-a剖面左側(cè)MAh=FR1Hl3=96652.5=50.715N?ma-a剖面右側(cè)M’Ah=FR2Hl2=411153=62.88N?m在垂直面上MAv=M’AV=FR1Vl2=352X153=53.856N?m合成彎矩，a-a剖面左側(cè)a-a剖面右側(cè)畫轉(zhuǎn)矩圖轉(zhuǎn)矩3784X(68/2)=128.7N?m判斷危險截面顯然，如圖所示，a-a剖面左側(cè)合成彎矩最大、扭矩為T,該截面左側(cè)可能是危險截面；b-b截面處合成灣矩雖不是最大，但該截面左側(cè)也可能是危險截面。若從疲勞強度考慮，a-a,b-b截面右側(cè)均有應(yīng)力集中，且b-b截面處應(yīng)力集中更嚴重，故a-a截面左側(cè)和b-b截面左、右側(cè)又均有可能是疲勞破壞危險截面。軸的彎扭合成強度校核由表10-1查得a-a剖面左側(cè)3=0.1X443=8.5184m3=14.57b-b截面左側(cè)3=0.1X423=7.41m3b-b截面處合成彎矩Mb:=174N?m=27軸的安全系數(shù)校核：由表查得(1)在a-a截面左側(cè)10-1WT=0.2d3=0.2X443=17036.8mm3由附表10-1查得由附表10-4查得絕對尺寸系數(shù)；軸經(jīng)磨削加工，由附表10-5查得質(zhì)量系數(shù).則彎曲應(yīng)力應(yīng)力幅平均應(yīng)力切應(yīng)力安全系數(shù)查表10-6得許用安全系數(shù)二1.3?1.5,顯然S>,故a-a剖面安全.(2)b-b截面右側(cè)抗彎截面系數(shù)3=0.1X533=14.887m3抗扭截面系數(shù)WT=0.2d3=0.2X533=29.775m3又Mb=174N?m,故彎曲應(yīng)力切應(yīng)力由附表10-1查得過盈配合引起的有效應(yīng)力集中系數(shù)。 則顯然S>，故b-b截面右側(cè)安全。b-b截面左側(cè)WT=0.2d3=0.2X423=14.82m3b-b截面左右側(cè)的彎矩、扭矩相同。彎曲應(yīng)力切應(yīng)力(D-d)/r=1 r/d=0.05，由附表10-2查得圓角引起的有效應(yīng)力集中系數(shù)。由附表10-4查得絕對尺寸系數(shù)。又。則顯然S＞，故b-b截面左側(cè)安全。第五部分校核高速軸軸承FR2H=Fr-FR1H=1377-966=411NFr2V=Ft-FR1V=1377-352=1025N軸承的型號為6008,Cr=16.2kNFA/COr=0計算當(dāng)量動載荷查表得fP=1.2徑向載荷系數(shù)X和軸向載荷系數(shù)Y為X=1，Y=0二1.2X(1X352)=422.4N驗算6008的壽命驗算右邊軸承鍵的校核鍵1 10X8 L=80 GB1096-79則強度條件為查表許用擠壓應(yīng)力所以鍵的強度足夠鍵2 12X8 L=63 GB1096-79則強度條件為查表許用擠壓應(yīng)力所以鍵的強度足夠聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器選擇為TL8型彈性聯(lián)軸器GB4323-84減速器的潤滑齒輪的潤滑因齒輪的圓周速度＜12m/s，所以才用浸油潤滑的潤滑方式。高速齒輪浸入油里約0.7個齒高，但不小于10mm，低速級齒輪浸入油高度約為1個齒高（不小于10mm），1/6齒輪。滾動軸承的潤滑因潤滑油中的傳動零件（齒輪）的圓周速度VN1.5?2m/s所以采用飛第六部分主要尺寸及數(shù)據(jù)箱體尺寸：箱體壁厚箱蓋壁厚箱座凸緣厚度b=15mm箱蓋凸緣厚度b1=15mm箱座底凸緣厚度b2=25mm地腳螺栓直徑df=M16地腳螺栓數(shù)目n=4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d1=M12聯(lián)接螺栓d2的間距l(xiāng)=150mm軸承端蓋螺釘直徑d3=M8定位銷直徑d=6mmdf、d1、d2至外箱壁的距離C1=18mm、18mm、13mmdf、d2至凸緣邊緣的距離C2=16mm、11mm軸承旁凸臺半徑R1=11mm凸臺高度根據(jù)低速軸承座外半徑確定外箱壁至軸承座端面距離L1=40mm大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離△1=10mm齒輪端面與內(nèi)箱壁距離^2=10mm箱蓋，箱座肋厚m1=m=7mm軸承端蓋外徑D2:凸緣式端蓋：D+(5?5.5)d3以上尺寸參考機械設(shè)計課程設(shè)計P17?P21傳動比原始分配傳動比為：i1=2.62 i2=3.07 i3=2.5修正后 ：i1=2.5 i2=2.62 i3=3.07各軸新的轉(zhuǎn)速為 ：n1=960/2.5=3.84n2=384/2.61=147n3=147/3.07=48各軸的輸入功率P1=pdn8n7=5.5X0.95X0.99=5.42P2二p1n6n5=5.42X0.97X0.99=5.20P3=p2n4n3=5.20X0.97X0.99=5.00P4=p3n2n1=5.00X0.99X0.99=4.90各軸的輸入轉(zhuǎn)矩T1=9550Pdi1n8n7/nm=9550X5.5X2.5X0.95X0.99=128.65T2=T1i2n6n5=128.65X2.62X0.97X0.99=323.68T3=T2i3n4n3=323.68X3.07X0.97X0.99=954.25T4=T3n2n1=954.23X0.99X0.99=935.26軸號功率「轉(zhuǎn)矩T轉(zhuǎn)速n傳動比i效率n電機軸5.52.0960115.42128.653842.50.945.20323.681482.620.965.00954.25483.070.96工作機軸4.90935.264810.98齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸兩小齒輪采用實心結(jié)構(gòu)兩大齒輪采用復(fù)板式結(jié)構(gòu)齒輪z1尺寸z=34 d1=68 m=2 d=44 b=75d1=68ha二ha*m=1X2=2mmhf=(ha*+c*)m=(1+0.25)X2=2.5mmh=ha+hf=2+2.5=4.5mmda=d1+2ha=68+2X2=72mmdf=d1—2hf=68—2X2.5=63p=nm=6.28mms=nm/2=3.14X2/2=3.14mme=nm/2=3.14X2/2=3.14mmc=c*m=0.25X2=0.5mm齒輪z2的尺寸由軸可得d2=178 z2=89 m=2 b=65 d4=49ha二ha*m=1X2=2mmh=ha+hf=2+2.5=4.5mmhf=(1+0.5)X2=2.5mmda=d2+2ha=178+2X2=182df=d1—2hf=178—2X2.5=173p=nm=6.28mms=nm/2=3.14X2/2=3.14mme=nm/2=3.14X2/2=3.14mmc=c*m=0.25X2=0.5mmDT§D3e1.6D4=1.6X49=78.4D0^da-10mn=182-10X2=162D2e0.25(D0-D3)=0.25(162-78.4)=20R=5 c=0.2b=0.2X65=13齒輪3尺寸由