带式输送机传动装置设计项目说明指导书.doc

1 设计任务书1.1 设计题目：带式输送机传动装置1.2 带式输送机传动简图以下1.3 关键技术参数说明：输送带拉力F=1900N输送带速度v=1.25m/s滚筒直径D=190mm1.4 工作条件：输送机连续工作，单向运转，载荷改变不大，空载开启，天天两班制工作，使用年限。输送带速度许可误差5%，滚筒效率为0.97。1.5 现在发展情况20世纪7080年代至现在，世界上减速器技术有了很大发展，且和新技术革命发展紧密结合。通用减速器发展趋势以下： 高水平、高性能。圆柱齿轮普遍采取渗碳淬火、磨齿，承载能力提升4倍以上，体积小、重量轻、噪声低、效率高、可靠性高。 积木式组合设计。基础参数采取优先数，尺寸规格整齐，零件通用性和交换性强，系列轻易扩充和花样翻新，利于组织批量生产和降低成本。 型式多样化，变型设计多。摆脱了传统单一底座安装方法，增添了空心轴悬挂式、浮动支承底座、电动机和减速器一体式联接，多方位安装面等不一样型式，扩大使用范围。2 电动机选择2.1 工作机最大使用功率（kW） =式中 F=1900N、v=1.25m/s、=0.97，得 = = = (kW)2.2 由电动机至工作机总效率 查表，选择各部分效率闭式圆柱齿轮传动效率 V带传动效率 一对滚动轴承效率 弹性联轴器效率 传动滚筒效率 故 =2.3 所需电动机功率 2.4 选择电动机额定功率因带式输送机载荷改变不大、室温工作，电动机额定功率只需略大于即可，查表，取2.5 选择电动机转速滚筒轴工作转速为 查表，各类传动传动比为V带传动比 单级斜齿圆柱齿轮传动比 总传动比推荐范围为 电动机转速范围可选 2.6 选择电动机依据电动机工作条件和电动机转速范围和所需电动机功率，查表选择三相异步电动机，型号为Y132S-6，同时转速1000r/min,6极。关键性能数据以下表：电动机型号额定功率（kW）满载转速（r/min）堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y132S-639602.02.2Y132S6型电动机外形尺寸和安装尺寸：电动机型号中心高H（mm）外形尺寸L（）HD（mm）安装尺寸AB（mm）轴伸尺寸DE（mm）键槽尺寸F（mm）Y132S-61322161403880103 计算传动装置总传动比及分配传动比3.1 传动系统总传动比 其中为电动机满载转速960r/min,滚筒转速125.6r/min,得 3.2 分配传动系统各级传动比该传动系统由一级带传动和一级齿轮传动组成，为使V带传动轮廓尺寸不值过大，分配传动比是应确保，故取 3.3 计算传动装置运动和动力参数3.3.1 计算各轴转矩轴 轴 3.3.2 计算各轴功率轴 轴 滚筒轴 3.3.3 计算各轴转矩电动机轴 轴 轴 工作机主轴 将以上计算参数整理成表以下，以备传动零件设计时查用。轴号功率P（kW）转矩T（Nm）转速n（r/min）传动比效率电动机轴（0轴）329.89602.30.96轴2.8865.89417.43.310.96轴2.74208.17125.710.98滚筒轴2.66202.251904 传动零件设计计算4.1 一般V带传动设计4.1.1 选择一般V带型号V带计算功率为 其中为传动额定功率（kW），查表得工作情况系数，得 依据 ，同时转速为，查表确定选择B型V带，小带轮基准直径，小带轮转速，单根一般V带基础额定功率。4.1.2 求大小轮基准直径、由上可知 小轮直径 则大轮直径 查表 取4.1.3 验算带速 带速在范围内，适宜。4.1.4 求中心距、带长和包角初步确定中心距，即 取，符合 V带基准长度 查表 计算实际中心距 中心距变动范围为验算小带轮包角 适宜。4.1.5 求V带根数z依据公式得 查表得 传动比 由 查表得 取2根。4.1.6 求作用在带轮轴上压力查表 得 得单根V带初拉力 作用在轴上压力 4.2 闭式斜齿圆柱齿轮传动设计计算4.2.1 选择齿轮材料和热处理方法，确定许用应力当大小齿轮全部是软齿面时，考虑到小齿轮齿根较薄，弯曲强度较低，且受载次数较多，故在选择材料和热处理时，通常使小齿轮齿面硬度比大齿轮高2050HBS。所以， 小齿轮选择40MnB，调质处理，硬度为210HBS， 查表 得 接触疲惫强度 弯曲疲惫强度取最小安全系数 ， 大齿轮选择45钢，正火处理，硬度为163 HBS， 查表 得 接触疲惫强度 弯曲疲惫强度 4.2.2 按齿轮面接触强度计算中心距 其中小齿轮转矩=65.89N=65890N; 取载荷系数K=1.3;取齿宽系数=0.4； 求得a 取中心距为a=130mm 4.2.3 确定关键参数和计算关键尺寸4.2.3.1 按经验公式选择齿轮模数 =（0.0070.02）150=1.053mm取标准模数=2mm4.2.3.2 确定齿数通常取 初设，则=34.19 取 取=112 4.2.3.3 正确计算螺旋角cos=0.973 4.2.3.4 计算分度圆直径4.2.3.5 齿宽 取+（510）=6570mm 取4.2.4 验算轮齿弯曲强度 由下式计算 查得 带入上式得 两齿轮弯曲强度合格齿轮圆周速度: 对照“齿轮传动精度等级选择和应用表”，可知选择8级精度是合宜。4.2.4 计算其它关键几何尺寸齿顶圆直径 : 齿根圆直径 : 中心距 : 5 轴设计计算5.1 轴设计简图以下其中高速轴为齿轮轴，轴伸处连接V带轮，有一个键槽；低速轴连接齿轮和滚筒，有两个键槽。5.2 减速器高速轴设计5.2.1 选择轴材料选择45钢调质处理，硬度为197286HBS，抗拉强度5.2.2 按转矩初步估算轴伸直径 取C=112低速轴上和带轮相连有一个键槽，故将轴径增大5%5.2.3 选择联轴器，设计轴结构，初选滚动轴承5.2.3.1 确定轴各段直径因为，所以取每段轴段直径依次能够增大范围在（28）mm 取 取选择30207型号圆锥滚子轴承查表可得 取 同一轴上轴承选择同一型号，方便轴承孔镗制和减小轴承类型5.2.3.2 确定轴各段长度取=80mm轴承端盖采取凸缘式轴承端盖，取，其中为螺钉直径，轴承外径D=72mm，取式中为箱体壁原，取=8mm查表,轴承采取脂润滑，取因为,取所以式中为大齿轮端面至箱体内壁距离，应考虑两个齿轮宽度差，假设两个齿轮宽度差为10mm，取小齿轮至箱体内壁距离为10mm，则式中B为齿轮宽度 ， 取 ， 取5.2.4 高速轴上齿轮作用力 圆周力 径向力 轴向力 5.2.5 轴上作用力带轮对轴作用力垂直面支反力 C点垂直面内弯矩作水平面内弯矩图，图所表示水平面内支反力 C点和B点水平面内弯矩合成弯矩 作合成弯矩图，图所表示 作转矩图，图所表示取 作当量弯矩图，图所表示5.2.6 校核轴强度由当量弯矩图能够看出，B点当量弯矩最大，但该处直径却较小，故应验算B点强度 45钢调质 B点直径为35，强度合格验算最小直径E点强度考虑到键槽影响，轴径加大5% 20.25(1+0.05)=21.26mm实际为23，大于,E点强度合格5.3 减速器低速轴设计5.3.1 选择轴材料选择45钢调质处理，硬度为197286HBS，抗拉强度5.3.2 按转矩初步估算轴伸直径 取C=112低速轴上和带轮相连有一个键槽，故将轴径增大10%5.3.3 选择联轴器，设计轴结构，初选滚动轴承5.3.3.1 确定轴各段直径因为，所以取每段轴段直径依次能够增大范围在（28）mm 取 取选择30209型号圆锥滚子轴承查表可得 取 同一轴上轴承选择同一型号，方便轴承孔镗制和减小轴承类型5.3.3.2 确定轴各段长度选择YL9型凸缘联轴器，半联轴器长l=84mm长度应比l略短部分，取=82mm轴承端盖采取凸缘式轴承端盖，取，其中为螺钉直径，轴承外径D=85mm，取式中为箱体壁原，取=8mm查表,轴承采取脂润滑，取因为,取所以式中为大齿轮端面至箱体内壁距离，应考虑两个齿轮宽度差，假设两个齿轮宽度差为10mm，取小齿轮至箱体内壁距离为10mm，则式中B为齿轮宽度 ， 取 ， 取5.3.4 低速轴上齿轮作用力 圆周力 径向力 轴向力 5.3.5 轴上作用力滚筒对轴力垂直面支反力 C点垂直面内弯矩 作垂直面内弯矩图，图所表示水平面内支反力 C点和B点水平面内弯矩作水平面内弯矩图，图所表示合成弯矩作合成弯矩图，图所表示 作转矩图，图所表示取5.3.6 校核轴强度验算B点强度 45钢调质 B点直径为45，强度合格验算最小直径E点强度考虑到键槽影响，轴径加大10% 29.32(1+0.1)=32.25mm实际为35 mm，大于,E点强度合格。6 圆锥滚子轴承选择和寿命设计计算6.1 选择轴承类型及型号6.1.1 减速器高速轴轴承初选轴承型号为30207 查表得 轴承关键参数：d=35mm 外径D=72mm T=18.25mm 宽度B=17mm C=15mm 基础额定动载荷Cr=51.5kN 基础额定静载荷Cor=37.2kN 临界系数e=0.37 Y=1.6 Yo=0.96.1.2 减速器低速轴轴承 低速轴（轴）轴承 初选轴承型号30209 查表得 轴承关键参数：d=45mm 外径D=85mm T=20.75mm宽度B=19mm C=16mm 基础额定动载荷Cr=64.2kn 基础额定静载荷Cor=47.8kn 临界系数e=0.4 Y=1.5 Yo=0.86.2 高速轴轴承轴承受力及寿命校核6.2.1 高速轴轴承受力 假设时，x=0.4 y=1.6 径向力 外载荷 轴向力 因且A端固定 所以6.2.2计算当量动载荷 轴承A 则x=0.4 y=1.6 轴承B 则x=1 y=0 6.2.3 计算轴承寿命 因为， 故应以轴承A径向当量动载荷为计算依据 ，查表 轴承寿命校核合格6.3低速轴轴承轴承受力及寿命校核6.3.1 低速轴轴承受力假设时，x=0.4 y=1.6 径向力 外载荷 轴向力 因且A端固定 所以6.3.2 计算当量动载荷轴承A 则x=0.4 y=1.6 轴承B 则x=1 y=0 6.3.3 计算轴承寿命 因为 故应以轴承A径向当量动载荷为计算依据 ，查表 轴承寿命校核合格7键连接选择和验算7.1 减速器高速轴键连接 减速器高速轴只有轴伸处一个键， 轴伸长度为80mm 查表键长L=70mm轴径d=23mm 选择圆头（A型）一般平键连接 公称尺寸键材料选择45钢，查表得许用挤压应力其中d=23 h=27 l=L-b=70-8=62mm ，则 键强度校核合格7.2 减速器低速轴键连接 低速轴上有轴伸处和齿轮处两个键 因承受转矩相同，只校核直径和长度尺寸大小轴伸处键轴伸长度为80mm 查表键长L=70mm轴径d=35mm 采取圆头（A型）一般平键连接 公称尺寸键材料选择45钢，查表得许用挤压应力其中 d=35 h=8 l=L-b=70-10=60mm ，则键强度校核合格8 联轴器选择联轴器用在减速器输出轴和工作机主轴链接上，所链接轴转速低，传输转矩较大，在确保两轴安装精度前提下选择刚性联轴器，采取凸缘联轴器联轴器计算转矩为 使 径伸直径35mm查表，应选择型号YL9凸缘联轴器（钢制）联轴器公称转矩，许用转速轴孔直径3845mm，主动端采取Y型轴孔长度L=82mm，从动端采取型轴孔长度L=60mm。9 减速器润滑和密封9.1 润滑：齿轮圆周速度，采取油池润滑，圆柱齿轮浸入油深度约一个齿高，大齿轮齿顶到油底面距离3060mm。选择油面高度为40mm。轴承润滑方法采取脂润滑。9.2 密封：为了预防润滑油或脂漏出和箱体外杂质、水及灰尘等侵入，减速器在轴伸出处、箱体结合面处和轴承盖、窥视孔及放油孔和箱体结合面处需要密封。轴伸出处滚子轴承密封装置采取毛毡圈密封，其中第、轴按密封圈密封处直径和选择毛毡圈尺寸和。参考文件 机械设计基础 杨可桢等 高等教育出版社 机械设计基础课程设计指导书 黄晓荣 中国电力出版社 机械设计基础课程设计 何凡等 冶金工业出版社 机械课程设计 张文兵 煤炭工业出版社 机械设计基础课程设计 朱文坚等 科学出版社 机械设计课程设计 王洪 北京交通大学出版社 机械设计基础课程设计 陈立德 高等教育出版社 机械设计基础课程设计 朱双霞等 哈尔滨工程大学出版社 机械设计基础课程设计 孟玲琴等 北京理工大学出版社=2.45（kW）=125.6（kW）小齿轮：40MnB 调质大齿轮：45钢 正火a=130mm齿轮弯曲强度合格B点强度合格E点强度合格B点强度合格E点强度合格高速轴轴承型号30207低速轴轴承型号30209轴承寿命校核合格轴承寿命校核合格减速器高速轴键强度校核合格减速器低速轴键强度校核合格选择YL9型凸缘