E帶式輸送機(jī)傳動裝置

1、機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書設(shè)計題目 : 一帶式輸送機(jī)傳動裝置設(shè)計指導(dǎo)班級目錄1/22第一部分傳動方案擬定第二部分電動機(jī)的選擇第三部分運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)計算第四部分傳動零件的設(shè)計計算第五部分軸的設(shè)計計算第六部分 軸承的選擇及校核計算第七部分 鍵聯(lián)接的選擇及校核計算第八部分 聯(lián)軸器的選擇第九部分 潤滑及密封第十部分箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和選擇第十一部分設(shè)計小結(jié)第十二部分參考資料2/221、傳動方案擬定設(shè)計一帶式輸送機(jī)傳動裝置1.1 工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載啟動。減速機(jī)小批量生產(chǎn)，使用期限 10 年，兩班制工作。運(yùn)輸帶允許速度誤差 5%。帶式輸送機(jī)的傳動效率為 0.96。1.2 原始數(shù)據(jù)：題

2、號輸送帶的輸送帶的輸送帶滾牽 引 力速度筒的節(jié)圓F/KNv/m.s -1直徑直徑D/mm1-E1.81.5220方案由題目所知傳動機(jī)構(gòu)類型為： V 帶傳動與齒輪傳動的結(jié)合。傳動簡圖如下：2、電動機(jī)選擇2.1 電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)選擇因為運(yùn)輸機(jī)的工作條件是：連續(xù)單向工作，工作時有輕微振動。所以選用常用的 Y 系列三相異步電動機(jī)。此系列電動機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，價格低廉，維護(hù)方便，適用于不易燃，不易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要求的機(jī)械。2.2 電動機(jī)容量的選擇1）工作機(jī)所需功率PwPw = Fv(kw10002）電動機(jī)的輸出功率3/22P0 = Pw(kw由電動機(jī)至輸

3、送帶的傳動總效率為：=312345式中：1 、2、3 、4 、5 分別為帶傳動、軸承、齒輪傳動、聯(lián)軸器、卷筒的傳動效率。查表 3-1(P13：取1 =0.96、2 =0.99、3 =0.97、 4 =0.99、 5 =0.96則：=0.960.9930.970.990.96=0.8587所以：電動機(jī)的輸出功率P0 =Fv=18001.5=3.144(kw100010000.85872.3確定電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)速n w = 100060v =1000 60 1.6 =138.90 r/mind220根據(jù)表 3.2138.90=833.4 2778 r/min根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由表17-7P178）查出二

4、種適用的電動機(jī)型號： 1Y112M-4414402.22.32Y132M1-649602.02.0綜合考慮初選電動機(jī)型號為Y112M-4，電動機(jī)額定功率 4KW，滿載轉(zhuǎn)速 1440 r/min ，電動機(jī)中心高度為112mm。.3、計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)3.1 確定傳動裝置的總傳動比和分配級傳動比由選定的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 n0 和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速 nw可得傳動裝置總傳動比為：i= n0 = 1440 =10.37n w138.90總傳動比等于各傳動比的乘積：查表得：=0.96=0.99=0.97=0.99=0.96P0 =3.144 kwn w =138.9r/min4/22i=ii0式中

5、i0 和 i 分別為帶傳動和減速器的傳動比）分配各級傳動裝置傳動比：根據(jù)表 3.2P14），取 i 0 =3.0 普通 V 帶 i7 ）因為： i =ii 0所以： ii=10.37 =3.457i03.03.2 計算各軸的轉(zhuǎn)速：高速軸 I：n01440=480r/min）n1 =3.0i 0低速軸 : n2 = n1 =480138.9r/min）3.457卷筒軸： n3 =n2 =138.90r/min ）3.3 計算各軸的功率：高速軸的輸入功率：P1 P001 =P01 =40.96=3.84KW）低速軸的輸入功率：P2 P112P1233.84 0.99 0.97=3.688KW ）卷

6、筒軸的輸入功率 ：P3 P223= P2243.688 0.99 0.99式中=3.615KW ）01、 12、23 分別為相鄰兩軸的傳動效率01= 1、 12= 23、 23= 24）3.4 計算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：電動機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩為：軸：T19550P=9550 3.84=76.4 N m1n1480軸：T 29550P2=95503.688=253.57 N mn2138.9卷筒軸：T39550P33.615248.55 Nmn39550138.94、傳動零件的設(shè)計計算4.1 V 帶的設(shè)計初選電動機(jī)型號為Y112 M4=10.37i =3.457n1 =480r/min）n3 = n2 =1

7、38.9 r/min）5/221確定輸送機(jī)載荷Pd由課本表 6-6 P77）查得工況系數(shù) K A =1.3Pd = K A P =1.34=5.2 kw 2選取 V 帶型號根據(jù) Pd=5.2kW 和 n0=1440 r/min ，由 課本圖 6-10P80）確定為 A 型 V 帶。3確定帶輪直徑 d1 ,d2選小帶輪直徑 課本參考表 6-7 和圖 6-10 選取 d1 =95 mm驗算帶速 vv =d1n1=951440 =7.16m/s601000601000=3 95 (1-0.01=282.15mm, 由課本表 6-8 取標(biāo)準(zhǔn)值 d 2 =280 mm計算實際傳動比 i= d 2 = 2

8、80 =2.947d195驗算傳動比相對誤差理論傳動比 i 0 =3.0傳動比相對誤差i0i=1.77%i 04定中心距 a 和基準(zhǔn)帶長 L d1) 初定中心距 a00.7 d1 d2 ） a02d1 d 2 ）262.5 a0750按要求 a0 可取 500mm；計算帶的基準(zhǔn)長度 Ld 0L d 02 a0 + d1d 2 ）+ ( d2d1 ) 224a0L d 02 500(95 280)(28095) 2=1606mm24500取表 6-2 課本 P66）標(biāo)準(zhǔn)值 1600mm計算中心距 a=0.96=0.99=0.97=0.99P1 =3.84KW ） P2 =3.688KW）P3=3

9、.615確定各修正系數(shù)功率增量 P0 查表 6-4 得 P0 =0.17(kw 包角系數(shù) k 查表 6-9 得 k =0.9447 長度系數(shù) kL 查表 6-2 得 kL =0.99確定 V 帶根數(shù) zzPd=5.2=4.07P0 )k k L(P0(1.195 0.17) 0.9447 0.99選擇5根A型V帶；7確定單根 V 帶出拉力 F0查表 6-3單位長度質(zhì)量 q =0.10 kg/mF0 =500Pd2.5qv2(k1)vz=50055.2( 2.51)0.1 7.162 =123.62 N7.160.958計算壓軸力FQ 2zF0 sin1 =25 123.62sin(158.67

10、)22=1214.85 N9帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計小帶輪 d1 =95mm采用實心式結(jié)構(gòu)大帶輪 d2 =280mm采用孔板式結(jié)構(gòu)計算帶輪輪寬 B查表 6-10 ：B=z1）e +2 f=51 ）15210 =80mmd1 =95mm=7.16m/s滿足速度要求5m/s v 25 m/s）d2 =280 mm1.77%合格P0 =1.195(kwP0 =0.17(kw=0.9447kL =0.99取 z =5q =0.10kgF0 =123.62NFQ1214 .85N8/22的接觸疲勞極限H lim 2由 HB2 200HBS ，從表 8-7插值得H limH lim 2 =510Mpa6） 應(yīng)力循環(huán)次

11、數(shù)N 60 nt h60 480 / 3.455 16 300104.010 87）接觸疲勞壽命系數(shù) K HN6 N 0N30( HBS) 2.49.99 106N 0因 NN0,故 KHN=1 8） 計算許用應(yīng)力 H由表 8-6 取安全系數(shù) SH=1.0 HK HNHlim510MPaSH9 ZH =2.457，1.41,1.45試算小齒輪分度圓直徑 d1d132KT1u 1( zE zH) 2duH321.276.4 3.45512.5189.8258.93mm1.01.41()3.455510計算模數(shù)m nd1cos58.93 cos152.589mmz1223按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計由表

12、 8-8，查得齒形系數(shù)YFa12.74, YFa22.232由表 8-9,對小齒輪 HB1 240HBS ，大齒輪HB2 200HBS ，插值得F lim 1195MPaF lim 2181.67MPa由表 8-6 取安全系數(shù) SF=1.3，計算彎曲疲勞壽命系數(shù)94106K FNN因為 N4 1084106 ，故 K FN1許用應(yīng)力B=80mm級精度小齒輪 45 鋼調(diào)質(zhì)HB1240HBS大齒輪 45 鋼正火HB2200HBS合格z120z269合格9/22K FNF lim 1150MPa F 1SFK FNF lim 2139.77MPa F 2SF比較Y Fa10.018267 F 1Y

13、Fa 20.015969 F 2前者較大Y10.875120由此可得，m32KT1Y cos3(YF1) 1.760mmd z12 F1決定模數(shù)因為 m n2.589mm 取 m n3.25.mmmn ( z1 z2 )147mm5計算中心距：a2cos6修正螺旋角：mn (z1z2 )3.25(2069)arccosarccos10.32a21477 端面模數(shù) mtmn3.31cos10.3主要幾何尺寸計算計算分度圓直徑 d1 、 d 2 ，齒頂圓直徑 da1 、 da2 ，齒輪中心距 a ，齒寬 b1、 b2d1mz166mmd 2mz2228mmd a1d12m 72.6mmd a2d

14、22m 234.6mmb2d d166mmb1b22 68mm計算節(jié)圓速度v =d1 n1=66 480 =1.658 m/s601000601000級精度可以，前面選擇正確。7載荷變動小，不需靜強(qiáng)度校核8結(jié)構(gòu)設(shè)計K=1.2T176.4Nm=1H 2 =510Mp10/2245mm。軸承處：d 2 =30mm；軸承處：軸承受徑向力，選用大齒輪采用孔板式小齒輪與軸制成齒輪軸軸的設(shè)計及計算 5.1 高速齒輪軸設(shè)計1估算軸的基本直徑選用45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，估計直徑d 100mm 由表12-1查 得 b650MPa 查 表 取 A0118 P164 表 16-9 該段軸徑取深溝球軸承，為便于裝拆，軸承

15、內(nèi)徑應(yīng)大于油封處軸徑，并符合軸承標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑，取軸徑 d3 =35mm，初選軸承型號 6207，兩端相同；齒輪與軸承之間設(shè)一軸肩，兩端相同。軸徑取 d4 =40mm；齒輪處取齒根圓直徑為軸徑。3確定各軸段長度帶輪處：帶輪輪轂寬為 80mm 為保證軸端擋圈能壓緊帶輪，取軸段長 L1 76mm；油封處：為便于軸承端蓋的拆裝及對軸承加潤滑脂，取軸承端蓋外端面與帶輪左端面間距 15mm，取軸承右端面與軸承蓋外端面間距為30mm故該段軸長為 L2由軸承基本尺寸可知L317mm,兩端對稱；齒輪與軸承之間長度取17mm，兩端相同；L4。齒輪=17mm處：齒輪輪轂寬度為68mm為保證套筒能壓緊，故該處軸長為L5=

16、66mm 。全軸 長 ：764517217266255mm 。4傳動零件的周向固定及其他尺寸帶輪處采用A 型普通平鍵，鍵 87 GB1095-11/221990,GB1096-1990）鍵長選擇比帶輪寬度稍短，選70mm為.加工方便，參照 6207 型軸承安裝尺寸，軸上過渡圓角半徑全部取 r=1mm軸端倒角為 2 45 5軸的受力分析求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1 7.64 10 4 Nmm求軸上作用力齒輪上圓周力T27.6410 4NFt 1662315.15d1 / 2齒輪上的徑向力Fr1Ft 1 tant2315.15tan 20.45824.65N11軸向力：Fa1Ft 1 tan2315.15

17、 tan 10.3620.34N11m=3.25mmFr 1824.653)求支反力 F BHF AHN22412.33FBVF AVFt12315.151157.575N22求彎矩M CHFAH( L3L4L5 )F AH53,5222.20610 4 NmmM CVF AV53.5 6.19310 4 Nmm求合成彎矩 M CM 2 CHM CV26.574104 Nmm4)按當(dāng)量彎矩校核軸的強(qiáng)度d1 =66mm齒輪右端面與軸之間的截面彎矩較大是一個危險d2 =234mm截面，對其校核，該處d40mm 軸的最大彎矩為M C6.57410 4 Nmm ，截面彎矩根據(jù)三角形相似求得取 b168

18、mmM截面 =b266mmL3L 4220.520.54M CL 3L5M C 53.56.57453.52.51910NmmL 42當(dāng)量彎矩。視=0.59，T=76400NmmM e截面M22104Nmm截面（ T） 5.16對于 45 鋼， b650MPa ,1 w59MPa12/22e截面M e截面5.161048.06MPa 1w , 滿足強(qiáng)度要0.1d 30.1403求，軸徑小處 d25mmM eT0.597.6410 44.50810 4 NmmM eM e4.508104ed 3 / 32 bt( d t ) 2 / 2d253 / 328 3.5(253.5)2 / 2 25W

19、=35.35Mpad5.2 低速軸的設(shè)計估算軸的基本直徑選用 45 鋼，正火處理估計直徑d100mm 由表 12-查 得 b 600MPa 查 表 取 A0 118 45 號 鋼118107，取最大）d1183 3.68835.20 mm 由于該處裝聯(lián)軸器且一鍵槽138.9估 值 徑 應(yīng)增 大5%即 d1.0535.2036.96mm 取 值38mm初選聯(lián)軸器 GY5； 2. 初定各軸段直徑聯(lián)軸器處：按傳遞轉(zhuǎn)矩估算的基本直徑 D1 38mm；油封處：設(shè)軸肩且要求滿足油封標(biāo)準(zhǔn)取軸徑為 D 2 =44mm；軸承處：軸徑應(yīng)稍大于油封處并符合滾動軸承的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑取軸徑為 D 3 =50mm，兩端相同，選

20、用 6210 型軸承；齒輪處：稍大于軸承處軸徑取標(biāo)準(zhǔn)直徑 D 4 53mm；軸環(huán)處：齒輪左端用軸環(huán) 定 位 ， 按 齒 輪 處 軸 徑 53mm 由 軸 環(huán) 高 度 h=20.070.1 ） 53 3.71 5.3mm取 a=4.5mm故軸徑取 D 5 62mm；左端軸承軸肩處：為便于拆卸，軸肩高度不能過高按 6210 型軸承安裝尺寸故取軸肩高度為 3mm故軸徑為 =56mm。確定各軸段長度聯(lián)軸器處：聯(lián)軸器 求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 T2253.57Nm253.5710 3 Nmm求軸上的作用力，齒輪上的圓周力Ft 22T22 228.57 103=2005Nd 2228T17.6410 4 Nmm齒輪

21、上的徑向力Ft 2tan n2005 tan 20729.76 NFr 2cos1Ft 12315.15 N軸向力：t20.45Fa2tan2005 tan 10.3537.23NFr 1824.65 NFa21cos3) 求支反力 FAHFBHFr 2364.88NFt 221002.5NF AVFBV2求彎矩( L4FBHF AH 412.33NM CHFAH1L38) FAH56 2.043 10 4 NmmFAV2FBV1157.575NM CVF AV565.61410 4 Nmm合成彎矩 M C =M CH2M CV25.97410 4 Nmm按當(dāng)量彎矩校核軸的強(qiáng)度C處當(dāng)量彎矩最大

22、故對此校核該處d48mmM CH1.2 104 Nmm14/22M CeM C2(T ) 25.974 2(0.59 25.357) 21 104=16.109104 Nmm45 鋼， b600MPa ,1 w55 MPaM Ce16.109104Ce0.153 310.821MPa0.1d 3軸徑最小處 d38mm為危險截面，需校核M eT0.59253.5710314.961 104 NmmM eM eed 3 / 32 bt (dt ) 2 / 2dW14.96110432.13MPa383 / 32124(384)/ 2 38軸承的選擇及校核計算 6.1 高速軸處初步計算當(dāng)量動載荷 P

23、軸承在工作過程中只受合力 P f p ( X Y ) 824.65 N根據(jù)條件軸承預(yù)計壽命 L10 h 2 8 300 10 48000 h 溫度系數(shù) f t 1,載荷系數(shù) f p 1計算額定動載荷f t P60n824.6560 4801C(L h)48000)(3f p106101106=9186.45N選 6207 型軸承 Cr25500 NL10 h106C) h =10 625500 3h60n()P60 480824.65=1026642h48000h 選用軸承合格6.2高速軸處計算當(dāng)量動載荷 P軸承在工作過程中只受合力Pf p ( X Y ) 729.76N計算額定動載荷ft P

24、60n729.76 60138.91CL10 h)f p(1(10648000)3106=5377.06N選用 6210 型軸承 Cr 35000 NL10 h106( C )h =106( 35000 ) 3 h60nP60138.9729.76=13237637h48000h選用軸承合格鍵連接的選擇及驗算 7.1 高速軸處M C6.57410 4 Nmme截面1 w滿足強(qiáng)度要求e1w 滿足強(qiáng)度要求15/22軸段 直 徑 為25mm 軸 長為80 ， 選 用A 型 平 鍵87 齒輪：傳動件圓周速度小于12m/s，采用油池L250mmL332mm潤滑，大齒輪浸入油池一定深度，齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時把潤滑油

25、帶到嚙合區(qū)，甩到箱壁上，借以散熱，對于單機(jī)減速器浸油深度為一個齒全高，油量L466mmL510mm0.350.75L/kw ，根據(jù)運(yùn)動粘度查表16-1軸承的潤滑2軸承潤滑：選用 ZL-2 號通用鋰基潤滑脂密封軸承用軸承蓋緊固，已知軸承用脂潤滑，且軸圓周速度屬于低速范疇，因此這里可以使用氈圈油封。氈圈油封結(jié)構(gòu)簡單，摩擦較大，易損耗，應(yīng)注意及時更換。箱體設(shè)計為保證減速器正常工作，應(yīng)考慮油池注油，排油面高度，加工及裝拆檢修，箱座的定位，吊裝等附件的設(shè)計檢查孔：為檢查傳動件的嚙合情況并向箱內(nèi)注入潤滑油，應(yīng)在箱體的適當(dāng)位置設(shè)置檢查孔，平時檢查孔蓋板用螺釘固定在箱蓋上。通氣器：保持箱內(nèi)外壓力平衡，避免使?jié)?/p>

26、滑油滲漏因而設(shè)置通氣器。軸承蓋：固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷軸承座孔兩端用軸承蓋封油，采用嵌入式軸承蓋。定位銷：保證拆裝箱蓋時，能夠正確定位，保持軸承座孔制造加工時的精度應(yīng)在精加工軸承孔前，在箱蓋與箱座的連接凸緣上配裝定位銷，采用非對稱布置。油面指示器：采用油標(biāo)尺檢查箱內(nèi)油池面的高度經(jīng)常保持油池內(nèi)有適量的油。放油螺塞：在箱座底部，油池的最低位置處開設(shè)放油孔，平時用螺賽堵住。啟箱螺釘：為方便開啟平時用水玻璃或密封膠連接的箱體剖面，增設(shè)啟箱螺釘在啟蓋時旋動螺釘將箱蓋頂起。起吊裝置：為便于搬運(yùn)在箱體設(shè)置起吊裝L719mmT2253.57103 NmmFt 22005NFr 2729.76NFAHFBH364.88NFA