帶式運輸機傳動裝置的設計

1、機械設計基礎課程設計說明書設計題目： 帶式運輸機傳動裝置的設計姓 名： 專 業(yè)： 材料成型及控制工程學 號： 指導教師： 帶式運輸機傳動裝置的設計(A-5) -同軸式二級圓柱齒輪減速器的設計 一.設計說明 用于帶式運輸機的同軸式二級圓柱齒輪減速器。傳動裝置簡圖如右圖所示。視情況可增加一級帶傳動或鏈傳動。（1） 帶式運輸機數(shù)據(jù)運輸機工作軸轉矩T5300(N·m)運輸帶工作速度v0.9(m/s)運輸帶滾筒直徑D450mm（2）工作條件單班制工作，空載啟動，單向、連續(xù)運轉，工作中有輕微振動。運輸帶速度允許速度誤差為±5%。（3）使用期限 工作期限為十年，檢修期間隔為三年。（4）生

2、產(chǎn)批量及加工條件 小批量生產(chǎn)。2.設計任務（詳見基本要求）1)選擇電動機型號；2) 選擇聯(lián)軸器；3)設計減速器；3.成果要求（詳見基本要求）1)減速器裝配圖一張；2)零件工作圖1張；3)設計說明書一份。 二.選擇電動機型號電動機是最常用的原動機，具有結構簡單、工作可靠、控制簡單和維護容易等優(yōu)點。電動機的選擇主要包括選擇其類型和結構型式、容量（功率）和轉速、確定具體型號。 選擇電動機類型根據(jù)任務書要求可知：本次設計的機械屬于恒功率負載特性機械，且其負載較小，故采用Y型三相異步電動機（全封閉結構）即可達到所需要求。2、選擇電動機容量工作機所需的功率 其中帶式輸送機的效率電動機的輸出功率其中為電動機

3、至滾筒主動軸傳動裝置的總效率，包括V帶傳動、一對齒輪傳動、兩對滾動軸承及聯(lián)軸器等的效率，值計算如下：由機械設計基礎課程設計表10-1查得V帶傳動效率，一對齒輪傳動的效率，一對滾動球軸承傳動效率，聯(lián)軸器效率，因此所以 根據(jù)選取電動機的額定功率使，并由機械設計基礎課程設計表10-110查得電動機的額定功率為 確定電動機轉速：滾筒轉速為： 取V帶傳動的傳動比范圍為：取單級齒輪傳動的傳動比范圍為：則可得合理總傳動比的范圍為：故電動機轉速可選的范圍為：在這個范圍內(nèi)的電動機的同步轉速有和兩種，綜合考慮電動機和傳動裝置的情況再確定最后的轉速，為降低電動機的重量和成本，可選擇同步轉速為。根據(jù)同步轉速查機械設計

4、基礎課程設計表10-110確定電動機型號為，其滿載轉速。此外，電動機的中心高、外形尺寸、軸伸尺寸等均可查表得出。三.選擇聯(lián)軸器，設計減速器 總傳動比的計算與分配電動機確定后面，根據(jù)電動機的滿載轉速和工作裝置的轉速，就可以計算傳動裝置的總傳動比?？倐鲃颖鹊姆峙涫莻€比較重要的問題。它將影響到傳動裝置的外輪廓尺寸、重量、潤滑等許多問題。1、計算總傳動比2、分配各級傳動比為使帶傳動的尺寸不至過大，滿足，可取，則齒輪的傳動比傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)是指各軸的轉速、功率和轉矩，這些參數(shù)是設計傳動零件（齒輪和帶輪）和軸時所必需的已知條件。計算這些參數(shù)時，可以按從高速軸往低速軸的順

5、序進行。1、各軸的轉速2、各軸的功率3、各軸的轉矩最后，將計算結果填入下表：參數(shù)軸名電動機軸軸軸滾筒軸轉速n/（r/min）970323.3374.3374.33功率P/KW1110.5610.199.94轉矩T/（N.M）108.3311.91309.221277.1傳動比 i34.351效率 0.960.9650.975 傳動零件的設計計算設計時，一般先作減速器箱外傳動零件的設計計算，以便確定減速器內(nèi)的傳動比及各軸轉速、轉矩的精確數(shù)值，從而使所設計的減速器原始條件比較準確。第1節(jié) 減速器外傳動零件的設計本傳動方案中，減速器外傳動即電動機與減速器之間的傳動，采用V帶傳動。V帶已經(jīng)標準化、系列

6、化，設計的主要內(nèi)容是確定V帶型號和根數(shù)，帶輪的材料、直徑和輪轂寬度、中心距等。1、 求計算功率查機械設計基礎表13-8得，故2、 選V帶型號根據(jù)，由機械設計基礎圖13-15查出此坐標點位于B型號區(qū)域。3、 求大、小帶輪基準直徑查機械設計基礎表13-9，應不小于125mm，現(xiàn)取，由機械設計基礎式（13-9）得式中。由機械設計基礎表13-9，取。4、 驗算帶速帶速在范圍內(nèi)，合適。5、 求V帶基準長度和中心距初步選取中心距由機械設計基礎式（13-2）得帶長查機械設計基礎表13-2，對B型帶選用。再由機械設計基礎式（13-16）計算實際中心距6、 驗算小帶輪包角由機械設計基礎式（13-1）得合適。7、

7、 求V帶根數(shù)由機械設計基礎式（13-15）得令，查機械設計基礎表13-3得由機械設計基礎式（13-9）得傳動比查機械設計基礎表13-5得由查機械設計基礎表13-7得，查機械設計基礎表13-2得，由此可得取5根。8、 求作用在帶輪軸上的壓力查機械設計基礎表13-1得，故由機械設計基礎式（13-17）得單根V帶的初拉力作用在軸上的壓力9、 帶輪結構設計帶輪速度，可采用鑄鐵材料。小帶輪直徑，采用實心式；大帶輪直徑，采用輪輻式。 傳動比及運動參數(shù)的修正外傳動零件設計完成后，V帶的傳動比隨之確定。用新的傳動比對減速器內(nèi)軸的轉速、轉矩數(shù)值進行修正。1、對軸轉速的修正2、對軸轉矩的修正最后，將修正結果填入下

8、表：參數(shù)軸名電動機軸軸軸滾筒軸轉速n/（r/min）970316.9974.3374.33功率P/KW1110.5610.199.94轉矩T/（N.M）108.3318.141309.221277.1傳動比 i3.064.351效率 0.960.9650.975 減速器內(nèi)傳動零件的設計減速器內(nèi)的傳動零件主要是指齒輪軸。本傳動方案中的減速器采用直齒圓柱齒輪進行傳動。直齒圓柱齒輪傳動設計需要確定齒輪的材料、模數(shù)、齒數(shù)、分度圓、頂圓和根圓、齒寬和中心距等。1、 選擇材料及確定許用應力小齒輪用調(diào)質(zhì)，齒面硬度，（機械設計基礎表11-1），大齒輪用調(diào)質(zhì)，齒面硬度，（機械設計基礎表11-1）。由機械設計基礎

9、表11-5，取，2、 按齒面接觸強度設計設齒輪齒面按7級精度制造。取載荷系數(shù)（機械設計基礎表11-3），齒寬系數(shù)（機械設計基礎表11-6）。小齒輪上的轉矩?。C械設計基礎表11-4）齒數(shù)取，則。故實際傳動比。模數(shù)齒寬，取，這里取。按機械設計基礎表4-1取，小齒輪實際的分度圓直徑，大齒輪實際的分度圓直徑。齒頂高齒根高小齒輪齒頂圓直徑小齒輪齒根圓直徑大齒輪齒頂圓直徑大齒輪齒根圓直徑中心距3、 驗算輪齒彎曲強度齒形系數(shù)（機械設計基礎圖11-8），（機械設計基礎圖11-9），由機械設計基礎式（11-5）4、 齒輪的圓周速度對照機械設計基礎表11-2可知選用7級精度是合宜的。 軸運動參數(shù)的修正內(nèi)傳動零件

10、設計完成后，齒輪的傳動比隨之確定。用新的傳動比對減速器內(nèi)軸的轉速、轉矩數(shù)值進行修正。1、 對軸、工作裝置轉速的修正2、 對軸、工作裝置轉矩的修正最后，將修正結果填入下表：參數(shù)軸名電動機軸軸軸滾筒軸轉速n/（r/min）970316.9974.0474.04功率P/KW1110.5610.199.94轉矩T/（N.M）108.3318.141314.351282.1傳動比 i3.064.281效率 0.960.9650.975 軸的設計計算第一節(jié) 高速軸的計算已知軸傳遞的功率，轉速，小齒輪的齒寬,齒數(shù)，模數(shù)，壓力角，載荷平穩(wěn)。1、初步估算軸的直徑查機械設計基礎表14-1軸的常用材料及其主要力學性

11、能表，選取45號鋼作為軸的材料，并進行調(diào)質(zhì)處理。查機械設計基礎表14-2常用材料的值和C值，取。由機械設計基礎式（14-2）得考慮到有鍵槽的存在，軸徑加大5%左右即取。2、軸的結構設計（1）確定軸的結構方案右軸承從軸的右端裝入，靠軸肩定位。齒輪和左軸承從軸的左端裝入，齒輪右側端面靠軸肩定位，齒輪和左軸承之間用定位套筒使左軸承右端面得以定位，左右軸承均采用軸承端蓋，齒輪采用普通平鍵得到圓周固定。（2）確定軸的各段直徑 軸結構示意圖1軸段安裝帶輪，軸徑取不大于70mm的標準值，這里取；2軸段安裝軸承端蓋，?。?軸段安裝軸承，軸徑為軸承內(nèi)徑的大小 。查機械設計基礎課程設計續(xù)表10-35：選取深溝球軸

12、承6311，軸承內(nèi)徑，外徑，軸承寬。這里取；軸兩端安裝軸承處軸徑相等，則6段?。?軸段安裝齒輪，齒輪內(nèi)徑，齒輪的軸向定位軸肩，取。（3）確定軸的各段長度結合繪圖后確定各軸段長度如下：1軸段的長度?。ǜ鶕?jù)帶輪結構及尺寸）；2軸段總長度（根據(jù)外裝式軸承端蓋的結構尺寸，起厚度，還有箱體的厚度取10mm）；3軸段(軸承的寬擋油環(huán)的長度和)；4軸段（因為小齒輪的齒寬為80mm，軸段的長度應比零件的輪轂短2-3mm）,5軸段長度15mm；6軸段(軸承的寬擋油環(huán)的長度和)。3、按彎扭合成強度對軸的強度進行校核已知：轉矩，小齒輪分度圓直徑。圓周力徑向力法向力（1）繪制軸受力簡圖（如下）（2）繪制垂直面彎矩圖（

13、如下） 垂直面內(nèi)的軸承支反力：水平面內(nèi)的軸承支反力：由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為 （3）繪制水平面彎矩圖（如下） 截面C在水平面上彎矩為： （4）繪制合彎矩圖（如上）（5）繪制扭矩圖（如上）扭矩：（6）當量彎矩計算扭矩產(chǎn)生的扭轉力按脈動循環(huán)變化，取=0.6，截面C處的當量彎矩：（7）校核危險截面C的強度判定危險截面為第四段軸的中心面，軸的材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查機械設計基礎表14-1得；查機械設計基礎表14-3查得則：該軸強度足夠。第2節(jié) 低速軸的計算已知軸傳遞的功率，轉速，大齒輪的齒寬,齒數(shù)，模數(shù)，壓力角，載荷平穩(wěn)。1、初步估算軸的直徑查機械設計基礎表14-1軸

14、的常用材料及其主要力學性能表，選取45號鋼作為軸的材料，并進行正火處理。查機械設計基礎表14-2常用材料的值和C值，取。由機械設計基礎式（14-2）得根據(jù)聯(lián)軸器結構及尺寸，取。2、 軸的結構設計（1）確定軸的結構方案右軸承從軸的右端裝入，靠軸肩定位。齒輪和左軸承從軸的左端裝入，齒輪右側端面靠軸肩定位，齒輪和左軸承之間用定位套筒使左軸承右端面得以定位，左右軸承均采用軸承端蓋，齒輪采用普通平鍵得到圓周固定。 （2） 確定軸的各段直徑 軸結構示意圖由圖中個零件配合尺寸關系知；，。（3）確定軸的各段長度結合繪圖后確定各軸段長度如下：1軸段的長度?。ǜ鶕?jù)聯(lián)軸器結構及尺寸）；2軸段總長度（根據(jù)外裝式軸承端

15、蓋的結構尺寸，其厚度，還有箱體的厚度取10mm）；3軸段(軸承的寬擋油環(huán)的長度和)；4軸段（因為大齒輪的齒寬為75mm，軸段的長度應比零件的輪轂短2-3mm）；5軸段；6軸段。3、按彎扭合成強度對軸的強度進行校核已知：轉矩：，大齒輪分度圓直徑。圓周力徑向力法向力（1） 繪制軸受力簡圖（如下）（2） 繪制垂直面彎矩圖（如下） 垂直面內(nèi)的軸承支反力：水平面內(nèi)的軸承支反力：由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為 （3）繪制水平面彎矩圖（如下） 截面C在水平面上彎矩為： （4） 繪制合彎矩圖（如上）（5）繪制扭矩圖（如上）扭矩：（6）當量彎矩計算扭矩產(chǎn)生的扭轉力按脈動循環(huán)變化，取=0.

16、6，截面C處的當量彎矩：（7）校核危險截面C的強度判定危險截面為第四段軸的中心面，軸的材料選用45鋼，正火處理，查機械設計基礎表14-1得；查機械設計基礎表14-3查得則：該軸強度足夠。 鍵的選擇與強度驗算1、 高速軸上鍵的選擇與校核（1） 最小直徑處：1）選擇鍵型：該鍵為靜聯(lián)接，為了便于安裝固定，選擇普通A型平鍵。2)確定鍵的尺寸：該軸上最小直徑為，軸長，查機械設計基礎課程設計表10-33得，用于此處連接的鍵的尺寸為。3)強度校核：軸所受轉矩。查機械設計基礎表10-10，取，。由機械設計基礎式（10-26）有：鍵連接的擠壓強度。由機械設計基礎式（10-27）有：鍵連接的壓強。強度滿足要求。該

17、鍵標記為：鍵 。(2) 齒輪處1） 選擇鍵型：該鍵為靜聯(lián)接，為了便于安裝固定，選擇普通A型平鍵。2）確定鍵的尺寸：該軸上最小直徑為，軸長，查機械設計基礎課程設計表10-33得，用于此處連接的鍵的尺寸為。3） 強度校核：查機械設計基礎表10-10，取，。由機械設計基礎式（10-26）有：鍵連接的擠壓強度。由機械設計基礎式（10-27）有：鍵連接的壓強。強度滿足要求。該鍵標記為：鍵 。2、 低速軸上鍵的選擇與校核（1）最小直徑處1）選擇鍵型：該鍵為靜聯(lián)接，為了便于安裝固定，選擇普通A型平鍵。2)確定鍵的尺寸：該軸上最小直徑為，軸長，查機械設計基礎課程設計表10-33得，用于此處連接的鍵的尺寸為。3

18、)強度校核：軸所受轉矩。查機械設計基礎表10-10，取，。由機械設計基礎式（10-26）有：鍵連接的擠壓強度。由機械設計基礎式（10-27）有：鍵連接的壓強。強度滿足要求。該鍵標記為：鍵 （2）齒輪處：1）選擇鍵型：該鍵為靜聯(lián)接，為了便于安裝固定，選擇普通A型平鍵。2）確定鍵的尺寸：該軸上最小直徑為，軸長，查機械設計基礎課程設計表10-33得，用于此處連接的鍵的尺寸為。3） 強度校核：查機械設計基礎表10-10，取，。由機械設計基礎式（10-26）有：鍵連接的擠壓強度。由機械設計基礎式（10-27）有：鍵連接的壓強。強度滿足要求。該鍵標記為：鍵 。 滾動軸承的選擇及聯(lián)軸器的選擇第一節(jié) 滾動軸承

19、的選擇根據(jù)設計條件，軸承預計壽命：小時1、計算高速軸處的軸承對于高速軸處的軸承選擇，首先考慮深溝球軸承。初選用6311型深溝球軸承，其內(nèi)徑為55mm,外徑為120mm，寬度為29mm，極限轉速（脂）：5300r/min；極限轉速（油）：6700r/min。因軸承工作溫度不高、載荷平穩(wěn)，查機械設計基礎表16-8及表16-9，取；由于軸向力的影響可以忽略不計，即，取X=1，Y=0.則當量動載荷，轉速n=316.99r/min，小時，。由機械設計基礎式（16-3）得：所需徑向基本額定動載荷查機械設計基礎課程設計表10-35得：，故選用6311型深溝球軸承符合要求。2、計算低速軸處的軸承對于低速軸處的

20、軸承選擇，考慮深溝球軸承，初選6018型深溝球軸承，其內(nèi)徑為90mm，外徑為140mm，寬度為24mm，極限轉速（脂）：4300r/min；極限轉速（油）：5300r/min。因軸承工作溫度不高、載荷平穩(wěn)，查機械設計基礎表16-8及表16-9，?。挥捎谳S向力的影響可以忽略不計，即，取X=1，Y=0.則當量動載荷，轉速n2=74.04r/min，小時，。由機械設計基礎式（16-3）得：所需徑向基本額定動載荷 查機械設計基礎課程設計表10-35得：，故選6018型深溝球軸承符合要求。第2節(jié) 聯(lián)軸器的選擇軸與V帶輪通過鍵連接來傳遞力和扭矩，不需用聯(lián)軸器；軸與滾筒之間用聯(lián)軸器聯(lián)接實現(xiàn)力和扭矩的傳遞。需

21、選用合適的聯(lián)軸器?？紤]此運輸機的功率不大，工作平穩(wěn)，考慮結構簡單、安裝方便，故選擇彈性柱銷聯(lián)軸器。計算轉矩按下式計算： 式中 T名義轉矩；N·mm； KA工作情況系數(shù)；取KA=1.5，則軸的轉速為n2=74.04r/min輸出軸輸出段直徑為d=80mm。查機械設計課程上機與設計表14-5，可選擇YL14或YLD14型彈性聯(lián)軸器。第7章 減速器潤滑與密封1、潤滑齒輪圓周速度，采用油池潤滑，圓柱齒輪浸入油的深度約一個齒高，大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x3060mm。選擇油面的高度為40mm。并考慮軸承的潤滑方式，計算：高速軸：低速軸：；所以選用脂潤滑，潤滑脂的加入量為軸承空隙體積的，采用稠度

22、較小潤滑脂。2、密封為了防止?jié)櫥突蛑┏龊拖潴w外雜質(zhì)、水及灰塵等侵入，減速器在軸的伸出處、箱體的結合面處和軸承蓋、窺視孔及放油孔與箱體的結合面處需要密封。軸伸出處的滾動軸承密封裝置采用毛氈圈密封，由機械原理課程上機與設計表15-15可得，其中輸入軸按密封圈密封處直徑：，選擇毛氈圈尺寸：。輸出軸按密封圈密封處直徑：。選擇毛氈圈尺寸：。第8章 減速器附件選擇1、軸承端蓋軸承端蓋全部采用外裝式軸承端蓋，并根據(jù)機械設計課程上機與設計表13-4與表15-3進行選擇。1）、高速軸的軸承端蓋軸承外徑，螺栓直徑，端蓋上螺栓數(shù)目6；，取，取。2）、低速軸的軸承端蓋： 軸承外徑，螺栓直徑，端蓋上螺栓數(shù)目6；，取， 取2、通氣器減速器工作時，由于箱體內(nèi)部溫度升高，氣體膨脹，壓力增大，使得箱體內(nèi)外壓力不等。為使箱體內(nèi)受熱膨脹的氣體自由排出，以保持箱體內(nèi)外壓力平衡，不致使?jié)櫥脱胤窒涿婊蜉S伸密封件處向外滲漏，需要頂部或直接在窺視孔蓋板上設置通氣器。本設計將通氣器安裝在窺視孔蓋板上。選用通氣帽根據(jù)機械設計課程上機與設計表15-5進行選擇。3、窺視孔窺視孔用于檢查傳動零件的嚙合、潤滑及齒輪損壞情況，并兼做注油孔，可向減速器箱體內(nèi)注入潤滑油，觀察孔應設置在減速器箱蓋上方的適當位置，以便直接進行觀察并使手能伸入箱體內(nèi)進行操作，平時觀察孔用蓋板蓋住。查機械設計基礎課程設計表5-1