机械设计课程设计-带式运输机的传动装置设计

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课程设计

题目:

带式运输机的传动装置设计

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目录

1. 设计任务书-----------------------------------------------------------------1

2. 传动方案的分析与拟订--------------------------------------------------2

3. 电动机的选择计算--------------------------------------------------------3

4. 三角带的传动设计--------------------------------------------------------5

5. 齿轮传动的设计计算-----------------------------------------------------7

6. 轴的设计计算-------------------------------------------------------------21

7. 滚动轴承的寿命计算----------------------------------------------------29

8. 键的校核-------------------------------------------------------------------31

9. 润滑和密封方式的选择,润滑油和牌号的确定---------------------31

10. 箱体及附件的结构设计和选择----------------------------------------32

11. 设计小结-------------------------------------------------------------------33

12. 参考资料-------------------------------------------------------------------34

一.设计任务 说明书内页 第3页

设计一用于传送设备的两级圆柱齿轮减速器，该设备的传送系统由电动机经减速器后传至传送带，工作时有轻微的振动，两班制（16h）工作，小批量生产。

原始数据：

班 别 运输带牵引力（N） 运输带速度V（m/s） 传动滚筒直径（㎜）

2 4250

0.9 330

滚筒所需转矩T=700N。m 使用年限10年，皮带传动比i带=2.5

二. 传动方案的分析与拟订

由于所需的转矩较大而运输带速度较小,采用展开式双级圆柱齿轮减速器,其图如下:

1、传运带

2、滚筒

3、减速器

4、V带传动

5、电动机

6、联轴器

三.电动机的选择 说明书内页 第4页

1.电动机类型的选择:

电动机的类型根据动力源和工作条件，选用Y系列三相异步电动机

1） 确定电动机的转速

在一般机械中，用得最多的是同步转速为1500或1000r/min，这里选用1500r/min

2） 电动机的功率和型号的确定

工作机所需的有效功率：

Pw=FV/1000=42500.9/1000=3.825KW

传动装置的总功率为：

0.816=0.950.960.990.990.97=η ηηηη= η42滚筒联轴器4轴承皮带齿轮2

(以上效率由表2-2查得)

电动机的功率为：Pd=Pw/η=3.825/0.816=4.6875kw

查表16-1选电动机的额定功率为Pe=5.5kw nm=1440r/min

2． 计算总传动比和分配传动比

1） 计算传动比

工作机滚筒的转速

60600.90/min52.087/min3.14160.33wvnrrD

总传动比 i=nm/n=1440/52.087=27.646 说明书内页 第5页

2） 传动比的分配

设i1，i2分别为展开式圆柱齿轮的高速级和低速级的传动比，取i1=1.3i2

由 i=i带i1i2=2.51.3i22=27.64

得 i2=2.9159 i1=1.3i2=3.7916

4.传动装置的运动和动力参数的计算

1） 各轴转速的计算

nI=nm/i带=1440/2.5=576.0r/min

nII=nI/i1=576/3.7916=151.915r/min

nIII=nII/i2=151.915/2.9159=52.099r/min

nIV=nIII/i3 =51.099/1.0=52.099r/min

2） 各轴的输出功率：

PI=Pdη1=4.68750.95=4.453kw

PII=PIη2η3=4.4530.970.99=4.276kw

PIII=PIIη2η3=4.2760.970.99=4.107kw

PIV=PIIIη2η4=4.1070.990.99=3.944kw

3） 各轴的输入转矩

TI=9550PI/nI=73.30 N*m 说明书内页 第6页

TII=9550PII/nII=268.807 N*m

TIII=9550PIII/nIII=752.833N*m

TIV=9550PIV/nIV=722.954 N*m

四.普通V带的设计

1.确定计算功率Pca

根据前面的设计要求，有轻微的振动，两班制（16h）工作，查表8-6得工作情况系数 KA=1.2

Pca=PdKA=4.68751.2=5.625kw

小带轮的转速为：n=1440r/min

2.根据小带轮转速和计算功率查普通V 带选型图8-8，知dd1=112～140

取dd1=125mm，即选择A型V 带

3.确定带轮基准直径

smsmndviididmmdi/25/42.9100060144012514.3100060.5.312,125.11121验算带速度则选带

故设计合理

4.确定中心距和带基准长度

由0.7(d1+d2)

取a0=400mm

mmLLaammLmmaddddaLdddd576.4452',1600,28848.15084)()(22'00221210有取查表有

考虑安装调整和补偿预紧力的需要，中心距的变动范围为：

amin=a-0.015Ld=445.576-0.0151600=421.576mm

amax=a+0.03Ld=445.576+0.031600=493.576mm

5.验算主动轮上的包角α

.,1208.1555.571800211故设计合理adddd

6.确定带的根数Z

Kα——包角的系数

KL——长度系数

P0——单根V带的基本额定功率

△ P0——计入传动比的影响时，单根V带额定功率的增量

查表8-8，知Kα =0.93 查表8-2，知KL=0.99

查表8-5a知P0=1.93 查表8-5b知 △P0=0.17

得:91.299.093.0)17.093.1(625.5)(0LaPcaKKPPz 说明书内页 第8页

所以取带的根数为3根

7.确定带的预紧力F0

NqvKazvPcaF884.17642.910.0)193.05.2(42.93625.5500)15.2(500220

其中q表示传动带单位长度的质量，查表的q=0.1 kg/m

8.计算带传动作用在轴上的力FP

725.103728.155sin884.176322sin2010azFFP N

五.标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算

一. 高速齿轮的传动设计

(一)选择精度等级，材料及齿数及螺旋角

1.一般传动机械选用8级精度

2.材料选择：小齿轮材料选用40Cr(调质),硬度为280HBS,

大齿轮选用45钢(调质),硬度为240HBS,

二者硬度相差40HBS.

3.选取小齿轮齿数：Z1=24

大齿轮的齿数为Z2=i1Z1=3.791724=91

齿数比u=Z2/Z1 =91/24=3.7917 说明书内页 第9页

4.初选取螺旋角β=140

(二)按齿面接触疲劳强度计算设计

由公式 213121()[]tHEtdHKTZZudu

1)确定公式内的各计算值

（1） 试选Kt=1.6

（2） 由图10-30选取区域系数ZH=2.433

（3） 由图10-26查得端面重合度

εα1=0.78 α2=0.87

εα=εα1+εα2=0.78+0.87=1.65

（4） 由表10-7选取齿宽系数 фd=1.0

（5） 由表10-6查得材料的弹性影响系数 ZE=189.8MPa1/2

（6） 由图10-21d按齿面硬度查得

小齿轮的接触疲劳强度极限

ζHlim1=600 MPa

大齿轮的接触疲劳极限：

ζHlim2=550 MPa

（7） 由式10-13计算应力循环次数 说明书内页 第10页

99291110438.07916.3/10659.110659.1)1030082(10.5766060NjLhnN

(8)由图10-19查得接触疲劳寿命系数为：

KHN1=0.92 KHN2=0.96

(9)计算接触疲劳许用应力

取失效概率为1℅，安全系数S=1，则

MPaHMPaMPaMPaMPaMPaSKMPaMPaSKHHHHHHHNHHHNH540][:][44.64954023.1][23.1:5402/)528540(2/)][]([][:52855096.0][55260092.0][2212lim221lim11所以取又有

2)计算：

(1)计算小齿轮的分度圆直径

mmmmdt958.50)5408.189433.2(7916.37916.465.1110830.736.123231

(2)计算圆周速度

smndvt/536.1100060576958.5010006011

(3)计算齿宽b及模数mnt1