設計帶式輸送機傳動裝置-機械設計說明書（完整版）

1、機械設計基礎課程設計計算說明書設計題目 帶式運輸機上的單級圓柱齒輪減速器系 機電工程系 專業(yè)班級設計者 指導教師2011年 07月 12日00目錄一、設計任務書 0.二、帶式運輸送機傳動裝置設計 1.三、普通 V 帶傳動的設計 5.四、直齒圓柱齒輪傳動設計 6.五、低速軸系的結構設計和校核 9.六、高速軸結構設計 1.6七、低速軸軸承的選擇計算 1.8八 、低速軸鍵的設計 1.9九、聯(lián)軸器的設計 2.0十、潤滑和密封 2.0.十一、設計小結21參考資料 2.2.亠設計任務書設計題目設計帶式輸送機傳動裝置二工作條件及設計要求1. 設計用于帶式運輸機的傳動裝置。2該機室內工作，連續(xù)單向運轉，載荷較

2、平穩(wěn)，空載啟動。運輸帶速 允許誤差為-5%o3.在中小型機械廠小批量生產(chǎn)，兩班制工作。要求試用期為十年，大 修期為3年。三原始數(shù)據(jù)第三組選用原始數(shù)據(jù)：運輸帶工作拉力F=1250N運輸帶工作速度V=1.5m/s卷筒直徑 D=240mm四設計任務1完成傳動裝置的結構設計。2. 完成減速器裝備草圖一張（A1 ）。3. 完成設計說明書一份。2. 帶式運輸送機傳動裝置設計電動機的選擇1電動機類型的選擇：按已知的工作要求和條件，選用丫型全封閉籠型三相異步電動機2. 電動機功率的選擇：Pe 二Fv/1000=1250*1.5/1000=1.875kw3. 確定電動機的轉速：卷筒工作的轉速n W =60*10

3、00/( nD)=60*1000*1.5/(3.14*240)=119.43r/min4初步估算傳動比：i總=n電動機 / n卷筒=nd / n w = 100%19 43或 1500119.43=8.3712.55因為根據(jù)帶式運輸機的工作要求可知，電動機選1000r/min或1500r/min的比較合適。5.分析傳動比，并確定傳動方案(1)機器一般是由原動機，傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是 用來傳遞原動機的運動和動力，變換其運動形式以滿足工作裝置的需 要，是機器的重要組成部分。傳動裝置是否合理將直接影響機器的工 作的性能、重量和成本。合理的傳動方案除滿足工作裝置的功能外， 還要結構簡單，

4、制造方便，成本低廉，傳動效率高和使用維護方便。本設計中原動機為電動機、工作機為皮帶輸送機。傳動方案采用兩級傳動，第一級傳動為帶傳動，第二級傳動為單級直齒圓柱齒輪減速器（由機械設計基礎課程設計指導書表 2.2V帶傳動比在24 比較合適，圓柱齒輪傳動比在35比較合適，=620在8.3712.55范 圍內）選用V帶傳動是V帶傳動承載能力較低，在傳遞相同轉矩時， 結構尺寸較其他形式大，但有過載保護的優(yōu)點，還可以緩和和沖擊振 動。齒輪傳動的傳動效率高，使用的功率和速度范圍廣、使用壽命較 長。由于本運輸送機是在室內，考慮工作的背景和安全問題，固在齒 輪區(qū)采用封閉式，可達到更好的效果。故其方案示意圖如下圖所

5、示:6方案簡圖26傳動裝置的總功率由表9-3可知。初選彈性聯(lián)軸器、球軸承、8級齒輪精度查表可知總=096*099*0.97*0.99*099*0.99*096 ： 0.867電動機所需的工作功率PdPe總PE 1.875 “FdE2.2KW總 0.86查機械設計基礎課程設計指導書 附錄8可知。符合同步轉速1000r/min Y132S-6 和 1500r/min Y100L2-4 適合，考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格比較，則選 n=1000r/min。即確定Y132S-6，其額定功率Ped = 3KW，滿載轉速為960r/min。8分配傳動比n 滿960nw 119.438.0426 又

6、 I總二i帶 i齒取i齒二4則i帶二2019.計算各軸的轉速9602.01= 47j6r/m i n二 119.4r/min2.01*410.計算各軸的功率P = P額 帶二 2.2*0.96 二 2.11kw2.11* 0.99* 0.97 二 2.03kwP卷Pi2.03*099*099 1.99kwii.計算各軸的轉95502 .2二 9550二軸955095509550=42 .19 Nm477 .62.03二 9550X二 162 .37N m119 .495501 .99二 159 .13N m955021 .89 N m9602.11Pnnn119 .43P卷7、軸名參數(shù)7、電動

7、機軸I軸11軸卷筒軸轉速 n (r/min)960477.6119.4119.43輸入功率P( kw)2.22.112.031.99輸入轉矩T(N -ni)21.8942.19162.37159.13傳動比i2.0141效率0.960.940.94w12.運動和動力參數(shù)計算結果列出表3. 普通V帶傳動的設計設計說明書步驟計算及說明結果（1）計算功率查表10-4可知取K A =1.2K 1.2則 P = KA 巴=1.2* 2.2= 2.64kwPc = 2.64Kw（2）選擇帶型據(jù) Pc =2.64Kw 和 n = 960r/min 由圖 10-3 可知A型選A型帶（3）確定帶輪由表10-1可

8、知，確定dd1 = 100dd1 = 100基準直徑則 dd2idd1(1 e) 960 * 100*(1 0.02) 196.98dd2 = 200 mm477.6查表取標準值d d2 = 200 mm（4）驗算帶速VJLdd1 門1冗 * WO * 9605 024 m/sV=5.024 因為v 5.024 m/s60 * 1000 60 * 10005m/s v v v 25m/s 符合要 求（5）計算帶長初定中心距0.7漢（100十200）蘭a0乞2漢（100 + 200）a廠 400mm取 a0 = 400mm帶的基準長度 Ld0 =2a+ ( dd1+dd2)+( dd2 _dd1

9、)24a。Ld = 1250 mmLd0 = 1277mm由表10-3選取相近的Ld = 1250mm（6）確定中心丄 Ld 一 Ld。丄 1250 T277a = a0+ dd0 = 400 += 386.5mm2 2距amin = a 0.015Ld =386.5 0.015漢 1250= 367.75mma=386.5 mmamax = a 十 0.03Ld = 386.5 十 0.03漢 1250= 424mm（7）驗算包角a i = 180 0 57 .3( d d2 d di) /CL00 1 = 165符合-180 057 3 疋 200 一100 - 165 v I。0要求38

10、6.5（8）確定帶的據(jù) dd1 和 n，查表 10-5 可知 P0=0.95kw o i=2.01和F0 = 0.95kw根數(shù)Zn1查表10-6可知也F0 = 0.11.由小輪包角查表10-7也 P0 = 0.11K口 =0.96。查表 10-3 可知 Kl=0.93. 則有取Z=3FCZ = C = 2.79(0.90.11X0.96 093（9）單根V帶F _ 500pc(2.52F0 (- 1丿十 qvZVK 口的的初拉力50 2.64 ( 2.5 八丄“cc八 2 一 .(1)+ 0.10 (5.024) 44.N 3 x 5.0240.96F0 = 144N（10）作用在Fq = 2

11、 ZF0s in (丑)=2x344.xsi n (165) 856.6NFq = 856N軸的力4. 直齒圓柱齒輪傳動設計設計說明書步驟計算及說明結果（1）選擇齒輪材料和精度小齒輪選用45鋼調質處理，硬度為217255HBS; 大齒輪選用45鋼正火，硬度為169217HBS。因為 是普通減速器，有表11-2選用8及精度。小齒輪選用45鋼調質處 理，硬度為217255HBS;大齒輪選用45鋼正火，硬度為 169217HBS接觸疲兩齒輪均為剛質齒輪，由式（11.6 ）可求出di值，勞強度設計先確定有關參數(shù)與系數(shù)；查表11-3取K=1.1載荷系KK=1.16 2 11 5T1 9.55 漢 10

12、疋N m 4.219 x 10 N mm= 4.219 漢 105 N mm小齒輪轉477.6矩Ti齒數(shù)乙和小齒輪齒數(shù)取Z1 =20 .則大齒輪齒數(shù)為Z2 = 79 ,單級Z20 Z2=79%=1齒寬系數(shù)d齒輪傳動對稱布置，由表11-5取齒寬系數(shù)=1許用接觸0 H lim1 = 560Mpa由圖 11-8 查得 0 Hlim1 = 560Mpa應力0 H 怙2 = 530Mpa0 H】0 Hlim2 - 530Mpa 查表 11-7 查得安全系 sH =1.0。按預期壽命10年，單向運轉，兩班制工作，計算應SH = 1.0許用接觸力循環(huán)次數(shù)N1、N2.則應力2 =60njLh =60 汽 47

13、76沢1052汽 5汽16=1.191090 H】N11.19F098N 2 一 . 一/- 2.98江 10 由圖 11-110 H V 560Mpai4得 Zn1 =1 Zn2 =1.07,由式（11.9 ）有0H 567.1Mpar ,0 H iim 1 Z N1560 K 1 .“cn”0 H 1 -Mpa - 560MpaSh10 H 10 H lm 2 ，ZN2530 .O7 皿了 1Mpa0 H 2 一一Mpa 567.1 MpaSH1分度圓直徑由式(116 )得 d 1、76 43 3 / KT 1 (u 十 1)才叭u V H 2c c M.1 漢 4.219 X 10 5

14、X 5”仆-76.43 3jomm 47.12 mmY1 漢 4 匯(560) 2（3）幾何尺m = d1 =乞衛(wèi)=2.36查表4-3.取標準模數(shù) z120m= 2.5mm寸計算m=2.5mmd = mz = 2.5 匯 20= 50mmd50 mmd2 = mz2 = 2.5沃 79 = 197.5mmd2 = 197.5mmb = ddi 沃 50 = 50mmb 60 mm貝y b2 = 50mmd = b2 十 10二 50+10二 60mmb 2 = 50 mm（3）幾何尺a = m ( Z + Z 2) / = 2.5 漢(20 + 79)mm = 123 .75mma= 123

15、.75mm寸計算（4）按齒根根據(jù)式11.7,如v Fw V F】，則校驗合格 由表11-9彎曲疲勞強查得 v Fm1 =440Mpa v FHm 2 = 410 Mpa 由表V F v 338Mpa度校核11-7 查得 SF =h3。由圖 11-10 查得 Y N1 = Y N2 =1VF 315Mpa許用彎曲廠V F lim 1Y N1440* 1 mn/iV F 人一一Mpa 338 MpaS f1.3應力V 匚V Flim 2Y N2410 X 1 M315 M齒形系數(shù)V F2 =Mpa =315 MpaS F1.3及應力修正由表 11-6 查得 YF1 =2.81 Y F2 = 2 .

16、25系數(shù) 強度校核 齒輪圓周速度Ys1 =1.56Ys2 =1.77 由式 11.7 得l2K 、/ 、/2 x 1.1 x 4.219 x 105 o(T F1 -Y F1YS1 _2x 2.81 X 1.56bm2Z150x2.52x2063 . 7 Mpa T F = 338MpaYF2YS22 25如77r it F2 =t R F2 S2 =63.7 匯=57.87Mpa TYF1YS12.81x1.56315Mpa可見彎曲疲勞強度足夠 。江 dj13.14x50x 477.6,v = = m/s = 1.25m/s60 x 100060 x 1000可知選8級精度合適t F = 6

17、3.7Mpa* T F1t F 57 .87 Mpa T F 】2V = 1.25 m / s5. 低速軸系的結構設計和校核低速軸的結構設計1. 選擇軸的材料及熱處理方法，并確定許用應力。選用45號鋼，正火處理，查表12.1得抗拉強度 一 600Mpa，查表12-4 得許用彎曲應力1b =55Mpa0.22.估算最小直徑：d 一 3百，5052J0Jd - C查表12-2 取C=110P2 = 1103 2.03= 28 .28 mmn2、119 .4考慮軸外伸端和聯(lián)軸器用一個鍵連接，故將軸徑放大5%查機 械設計基礎課程設計指導書附表 9.3可知聯(lián)軸器選HL2軸徑放大 5%即取d30mm合適。

18、2、軸的結構設計(1) 軸上零件的定位，固定和裝配單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分 別以套筒定位，則采用過渡配合固定(2) 確定軸各段直徑和長度I段：聯(lián)軸器取D=30,L=82則d1 =30mm 長度取 L 78h=2c c=2mmII 段：d2 = d2h 二 30 2 2 二 38mrn/. d2 = 38mm初選用6008型深溝球軸承，其內徑為40mm, 寬度為15mm.考慮齒輪端面和箱體內壁，軸承端面和箱體內壁應有一定距離。 取套 筒長為20mm ,通過密封蓋軸段長應根據(jù)密封蓋的寬度， 并考慮聯(lián)軸

19、器和箱體外壁應有一定矩離而定， 為此，取該段長為42mm，安裝齒 輪段長度應比輪轂寬度小2mm,故II段長：L2 二 42mmIII 段直徑 d3 二 40mmL 3 = 37mmW段直徑d4二46mm長度取 L4 二 50-2 二 48mm但此段左面的套筒的定位軸肩考慮， 應便于軸承的拆卸，因此將v段直徑為55mm由手冊得：c=2.25h=2c=2X 2.25=4.5mmd5 = d4 2h = 46 2 4.5 = 55mmv段直徑d5二55mm .長度L 8mmW段直徑 d6 二 40mm .長度 L 6 = 37 - 8 二 29m m由上述軸各段長度可算得軸支承跨距 L=107mm二

20、.低速軸的校核按彎矩復合強度計算 求分度圓直徑：已知d 197.5mm 求轉矩：已知T2=162370N/mm求圓周力：F t根據(jù)課本式得1644 .25 Nl 2T22 匯 162370F t _d1197 .5求徑向力Fr 根據(jù)課本式得Fr = Ft tan： = 1644.25 tan20 = 598.46N因為該軸兩軸承對稱，所以：La二Lb二53.5nm(1)繪制軸受力簡圖(如圖a)(2)繪制垂直面彎矩圖(如圖b)MC1=16N/mhCBbB軸承支反力：FrFAy二 FBy= 2二:299 .21 NF_ F_ Ft _廠Az廠Bz2822 .13 N由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱

21、。截面C在垂直面彎矩為LM C1二 FAy2 二299.2153.5 二16N/m(3)繪制水平面彎矩圖(如圖c)截面C在水平面上彎矩為:mC2 =43.984N/m圖GM C2 二 Faz L 二 822.1353.5 二 43.984N/mMC 二 (M C1)2 (M C2)2 二 10 3 (2.11/4776) mm=18.04mm考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則d=18.04 x(1+5%)mm=18.94選 d=20mm2、軸的結構設計(1) 軸上零件的定位，固定和裝配單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央， 相對兩軸承對稱分布，齒輪左面，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，

22、兩軸承分別以套筒定位，則采用過渡配合固定(2) 確定軸各段直徑和長度I段：直接連V帶輪d廠20mm長度取L 30mmh=2c c=2.5mmII 段：d2 = 2h = 202 2.5 二 30mm/. d2 二 30mm初選用6007型深溝球軸承，其內徑為35mm,寬度為14mm.考慮齒輪端面和箱體內壁，軸承端面和箱體內壁應有 一定距離。取套筒長為18mm，通過密封蓋軸段長應根據(jù)密封蓋的寬 度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應有一定矩離而定，為此，取該段長為 42mm，故II段長：L 2 二 42m mIII 段直徑 d 3 = 35 m mL 3 二 32m mw段直徑d4二42mm長度取L4二6

23、0mm此段為齒輪軸部分，且齒輪軸在中間左面的套筒的定位軸肩考慮，應便于軸承的拆卸，因此將w段直徑為42mm由手冊得：c=1.75h=2c=2X 1.75=3.5mmd5 二 d4 2h = 352 3.5 二 42mmv段直徑d 50mm.長度L 555mmW段直徑 d6 =35mm.長度 L 6 二 30m m7. 低速軸軸承的選擇計算(1) 已知 n 二 119.4r/min2、計算輸出軸承計算軸向載荷FAy、Faz兩軸承徑向反力：FrFAy 二 FBy匚二 299 .21 N2FtFaz 二 Fbz 822 .13 N2(3) 計算當量動載荷PP = FAy2 FAz2 二 299.21

24、 2822.13 2 二 874.885N(4) 計算軸承壽命l h根據(jù)手冊6008型軸承Cr=17000N, =33, 106L h =f tC16667f tC60n,fpP 丿nJpPj【L 】=L h10 、：52 顯 5x 16 二 41600根據(jù)工作要求，查課本表19-9得:ft = 1.0,表12-10得fp=1.0.h106/ 、ftC16667ftC16667(1317000、60nJpP;n訃丿119.48. 低速軸鍵的設計由前面可知，低速軸齒輪的直徑為42mm，輪寬度50mm(1) 平鍵類型和尺寸選擇：選A型平鍵，根據(jù)軸徑直徑d=40mn和輪 寬度50mm從表12-6查得

25、鍵的截面尺寸b=12 h=8 L=40mm此鍵的標記為12 40GB/T10951990。(2) 校核擠壓強度L-p4 Tdhl工作長度 I = L-b = 40-12 = 28mm由人=1.6237 d05N mm，查表 12-6 得 】p = (100200 Mpa，則4 1.6237 10542 8 28Mpa二 69Mpa(3) 校核剪切強度查表 12-6 得1 =90 Mpa2TT =dbl52 1.6237 1042 12 28Mpa = 23Mpa&故擠壓和剪切強度足夠。九聯(lián)軸器的設計(1) 類型選擇由于兩軸相對位移很小，運轉平穩(wěn)，且結構簡單，對緩沖要求不高， 故選用彈性柱銷聯(lián)。(2) 載荷計算 由丄可知其中Ka為工作情況系數(shù)，由課本表5-2得Ka =1.3計算轉矩 Tc 二 KA T =1.3 162.37 = 211.081N m(3) 型號選擇根據(jù)Tc，軸徑d