课程设计带式输送机传动装置的设计-学位论文.doc

太原工业学院机械设计基础课程设计课题名称 带式输送机传动装置的设计 系 部 材料工程系 专 业 高分子材料与工程 班级学号 122074308 姓 名 高旭 指导教师 高丽红 完成日期 2014年12月25日 目 录1 、绪论2 、课题题目及主要技术参数说明课题题目 主要技术参数说明 传动系统工作条件传动系统方案的选择3 、减速器结构选择及相关性能参数计算减速器结构电动机选择传动比分配动力运动参数计算4、V带的结构选择设计及相关性能参数V带的型号选择主要参数的计算验证带速计算取用V带根数5、齿轮的设计计算(包括小齿轮和大齿轮)齿轮材料和热处理的选择齿轮几何尺寸的设计计算按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸齿轮弯曲强度校核齿轮几何尺寸的确定齿轮的结构设计6、轴的设计计算轴的材料和热处理的选择轴几何尺寸的设计计算按照扭转强度初步设计轴的最小直径轴的结构设计轴的强度校核7、轴承、键和联轴器的选择轴承的选择及校核 键的选择计算及校核联轴器的选择8 、减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算润滑的选择确定 密封的选择确定 减速器附件的选择确定箱体主要结构尺寸计算 9、 总结10参考文献1 绪 论本论文主要内容是进行一级圆柱斜齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了机械设计基础、机械制图、工程力学、公差与互换性等多门课程知识，并运用AUTOCAD软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、 规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面：（1） 培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。（2） 通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。（3） 另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。（4） 加强了我们对Office软件中Word功能的认识和运用。2 课题题目及主要技术参数说明课题题目带式输送机传动系统中的减速器。要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器及V带传动。主要技术参数说明 输送带的最大有效拉力F=2200N，输送带的工作速度V=1.5m/s，输送机滚筒直径D=340 mm。传动系统工作条件带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作载荷较平稳；两班制（每班工作8小时），要求减速器设计寿命为8年，大修期为3年，小批量生产；三相交流电源的电压为380/220V。传动系统方案的选择图1 带式输送机传动系统简图3 减速器结构选择及相关性能参数计算电动机的选择计算项目计算及说明计算结果1）选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用型号为Y112M-4电机，全封闭结构。Y系列2）选择电动机的容量工作机的有效功率为Pw=Fv=2.21.5=3.3kw从电动机到工作机传送带间的总效率为。=12345=0.9610.9940.9720.9910.961=0.8251：皮带传动效率 0.962：滚动轴承效率 0.993：齿轮传动效率 0.97(齿轮精度为8级)4：联轴器传动效率 0.995：卷筒传动效率 0.96所以电动机所需工作功率为Pd = Pw /=3.30/0.825=4.00kw式中：Pd工作机实际所需电动机的输出功率，kW；P w工作机所需输入功率。kW；电动机至工作机之间传动装置的总功率按推荐的传动比合理范围，V带传动(24)，一级圆柱齿轮传动5，因为nw=v 60/(D)=1.560/(0.34)=84.27r/min, nd=inw=(1080)84.27=(840.276741.6)r/min, 所以，电动机转速的可选范围为：（(840.276741.6)r/min 根据电动机类型、容量和转速，查表选定以下电动机，其主要性能如表格。Pw=3.30kw电动机主要参数型号额定功率/kw满载转数（r/min）堵转转矩（）额定转矩（）Y112M-44.014402.22.2各轴的转速转速nn0=n满=1440r/min;n=no/i带=n满/2.5=1440/2.5=576r/min;n= n/i齿=576/6.835=84.27r/min;n= n=84.27r/min;N0=1440r/min;N1=576r/min;N2=84.27r/min;各轴的输入功率电动机轴: Pd=P0=4.00kw;P=Pd带=4.000.96=3.84kwP=P齿轴承=3.840.970.99=3.688kw;P= P联轴器轴承=3.6880.990.99=3.607kw；各轴的输入转矩Td=9550Pd/nm=95504/1440=26.528 Nm 电动机轴： Td=26.528 Nm；T1=T0带i带=26.5280.962.5=63.667 Nm；T2=T1齿轴承i齿=63.6670.970.996.835=417.888 Nm;T3=T2联轴器轴承i齿带=417.8880.990.991=409.572 Nm；三、 确定传动装置的总传动比和齿轮传动比计算项目计算及说明计算结果总传动比i=n/nw=1440/84.27=17.088;i总=17.088齿轮传动比取i带=2.5，i齿=i总/i带=17.088/2.5=6.835i齿=6.835各轴的数据列表如下轴号功率P/kwN(r/min)T(Nm)i04144026.5282.50.9613.8457663.66723.68884.27417.8886.8350.9733.60784.27409.52710.984、V带的结构选择设计及相关性能参数计算项目计算及项目计算结果计算功率查表得 Ka=1.2故 Pca=KaP=1.24=4.8kwPca=4.8kw选v带型号可用普通V带或窄V带，现选用普通V带。根据Pc=1.24=4.8kw,nd=1440r/min,查图查出此坐标点位于图中A型带所以现在暂选用A型带Pc=4.8kw求大、小带轮基准直径dl2、dl1由表得应不小于75mm取(标准)dl1=100mmdl2=nd/ndl1(1-)=1440/576140(1-)=255mm,一般为0.02。查表得取(虽然dl2的大小会影响传动比，但其误差为小于5%)取标准dl2=260mmdl2=260mm验算带速vv=dl1nd/(601000)=1001440/(601000)=7.536m/s带速在525 m/s范围内，合适。v=7.536 m/s求V带基准长度Ld和中心距a初步选取中心距a0=1.5(dl1+dl2)=1.5(100+260)=540mm取a0=540mm符合a0=0.7(dl1+dl2)2(dl1+dl2)。L0=2a0+/2(dl1+dl2)+(dl2-dl1)2/(4a0)=2540+/2360+1602/(4540)=1657.339mm查机械设计基础, 对所选的A型带，所以 Ld=1800mm中心距a=a0+(Ld- L0)/2=540+71.33=611.33mma0=540mma=611mmLd=1800mm验算小带轮包角1验算小带轮包角11=180-(dl2-dl1)/a57.5=180-(260-100)/61157.5=164.94此结果大于120所以合适。 计算项目计算及说明计算结果求V型带根数zz=Pc/(P0+P0) KaKL)查机械设计基础表得，P0=0.77kw,两轮之间的传动比i=dl2/(dl1(1-)=260/(1000.98)=2.653, 查表得，P0=0.09查表得，Ka=0.96，KL=0.99，由此可得 z=4.8/（0.77+0.09）0.990.96=5.873取 z=6。z=6。求作用在带轮轴上的压力FQ查机械设计基础表，得，q=0.10kg/m,故得单根V带的初拉力F0=500Pc/(zv) (2.5/Ka-1)+qv2=5004.8/(67.536)(2.5/0.96-1)+0.107.5362=90.826N则作用在轴上的压力FQ=2zF0sin(1/2)=2690.83sin（164.94/2）=1080.56NF0=90.83NFQ=1080.56NV型带尺寸类型节宽bp/mm顶宽b/mm高度h/mm单位长度质量（kg/m）A131180.10五、齿轮的设计计算项目计算及项目计算结果齿轮的材料和热处理的选择小齿轮选用45号钢，调质处理，HB236大齿轮选用45号钢，正火处理，HB190大小齿轮均选用45号钢精度和齿数选择由机械零件设计手册查得,SHlim = 1=n1/n2=576/84.27=6.835由机械零件设计手册查得ZN1 = ZN2 = 1 YN1 = YN2 = 1.1小齿轮转矩T1T1=63.667（Nm）载荷系数K由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，取K1。K=1齿数比=i齿=6.835=i齿=6.835选择齿宽系数根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，取1d=1齿轮分度圆直径d1719=719=45.879齿轮模数mm =(0.0070.02)a = (0.0070.02)179.813=(1.2593.596)取m=2m=2齿轮的齿数Z1和Z2，取Z1=24，取Z2=164Z1=24,Z2=164实际齿数比和齿数比相对误差=164/24=6.83；=（6.835-6.83）/6.835=0.0007e取X=0.56，Y=2则P=XF2+YFa=0.56960.152+2682.764=1903.213W,Lh10=1667/n2(c/p)3=1667/84.27(30.51000/1903.213)3 =81414h预期工作寿命：8年，两班倒，则L=830012=28800hLh10则轴承寿命合格。工作寿命合格计算项目计算及说明计算结果键的选择计算及校核从动轴外伸端d=44，考虑键在轴中部安装故选圆头键A型149 GB/T10962003，b=14，L=50，h=9，选45号钢，其许用挤压力=125150MPa A型：l=L-b=50-14=36p=4000T2/hid=4000417.889/(93644)=127.253p则强度足够，合格。与齿轮联接处d=100mm，考虑键槽在轴中部安装，故同一方位母线上，选A型键2514 GB/T10962003，b=25mm，L=50mm，h=14mm，选45号钢，其许用挤压应力=125MPap=4000T2/hid=4000417.889/(2514100)=47.759p则强度足够，合格。联轴器的选择 由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑拆装方便及经济问题，选用弹性套柱联轴器K=1.3Tc=9550Kp2/n2=95501.33.688/84.27=543.331选用TL8型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩=710，。采用Y型轴孔，A型键轴孔直径d=4560，选d=50，轴孔长度L=112TL8型弹性套住联轴器有关参数如下表型号公称转矩T/(Nm)许用转速n/轴孔直径d/mm轴孔长度L/mm外径D/mm材料轴孔类型键槽类型TL8710300050112224HT200Y型A型八、 减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算及装配图计算项目计算及说明计算结果减速器润滑润滑方式1.齿轮V=1.412 m/s 应用喷油润滑，但考虑成本及需要，选用浸油润滑2.轴承采用润滑脂润滑润滑油牌号及用量1.齿轮润滑选用50号机械油，最低最高油面距1020mm，需油量为1.5L左右。轴承润滑选用2L3型润滑脂，用油量为轴承间隙的1/31/2齿轮浸油润滑，轴承脂润滑计算项目计算及说明计算结果密封形式1.箱座与箱盖凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2、观察孔和油孔等处接合面的密封在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封3.轴承孔的密封闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部轴的外伸端与透盖的间隙，由于V3（m/s），故选用半粗羊毛毡加以密封轴承靠近机体内壁处用挡油环加以密封，防止润滑油进入轴承内部减速器附件的选择确定列表说明如下：名称功用数量材料规格螺栓安装端盖12Q235M616GB 57821986螺栓安装端盖24Q235M825GB 57821986销定位235A640GB 1171986垫圈调整安装365Mn10GB 931987螺母安装3M10GB 61701986油标尺测量油面高度1组合件通气器透气1箱体主要结构尺寸计算计算项目计算及说明计算结果箱盖厚度=8mm 箱盖凸缘厚度=1.5 ,=12mm箱底座凸缘厚度=2.5 ,=25mm ,轴承旁凸台高度h=45，凸台半径R=20mm齿轮轴端面与内机壁距离=18mm大齿轮顶与内机壁距离=12mm小齿端面到内机壁距离=15mm上下机体筋板厚度=6.8mm , =8.5mm主动轴承端盖外径=105mm从动轴承端盖外径=130mm地脚螺栓M16，数量6根九、总结 这次关于带式运输机上的单级展开式圆柱齿轮减速器的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们机械设计的综合素质大有用处。通过两个星期的设计实践，使我对机械设计有了更多的了解和认识.为我们以后的工作打下了坚实的基础。1机械设计是机械工业的基础,是一门综合性相当强的技术课程，它融机械制图、机械设计基础、工程力学、机械制造、CAD 制图等于一体，使我们能把所学的各科的知识融会贯通，更加熟悉机械类知识的实际应用。2这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想;训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际反系和解决工程实际问题的能力;巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。3在这次的课程设计过程中,综合运用先修课程中所学的有关知识与技能,结合各个教学实践环节进行机械课程的设计,一方面,逐步提高了我们的理论水平、构思能力、工程洞察力和判断力,特别是提高了分析问题和解决问题的能力,为我们以后对专业产品和设备的设计打下了宽广而坚实的基础。4本次设计得到了指导老师的细心帮助和支持。衷心的感谢老师的指导和帮助。5设计中还存在不少错误和缺点，需要继续努力学习和掌握有关机械设计的知识，继续培养设计习惯和思维从而提高设计实践操作能力。 十、参考文献 1、 机械设计课程设计，孙岩等主编，北京理工大学出版社。2、 机械设计课程设计，银金光等主编，中国林业出版社；北京希望电子出版社。3、 机械制图教材。4、 机械设计基础教材。5、 工程力学教材。6、 机械课程设计简明手册，骆素君等主编，化学工业出版社。7、 机械零件课程设计手册，卢颂峰主编，中央广播电视大学出版社。 8、其它机械类专业课程教材。