设计胶带输送机的传动装置设计.docx

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1、 机械设计基础课程设计说明书一、设计任务书（1） 设计题目 ：设计胶带输送机的传动装置（2） 工作条件工作年限工作班制工作环境载荷性质生产批量102多灰尘稍有波动小批（3） 技术数据题号滚筒圆周力F(N)带速 v(m/s)滚筒直径 D(mm)滚筒长度 L(mm)ZDD-29002.5400600二、电动机的选择计算（1）选择电动机系列 根据工作要求及工作条件应选用三相异步电动机，封闭式结构，电压380伏，Y系列电动机。（2）滚筒转动所需要的有效功率 根据表2-11-1，确定各部分的效率:V带传动效率 1 =0.95一对滚动球轴承效率 2 =0.99闭式齿轮的传动效率 3 =0.97弹性联轴器效

2、率 4 =0.99滑动轴承传动效率 5 =0.97 传动滚筒效率 6=0.96则总的传动总效率 = 122 3456 = 0.950.990.990.970.990.970.96 = 0.8326 （3）电机的转速 所需的电动机的功率 现以同步转速为Y100L2-4型（1500r/min）及Y132S-6型（1000r/min）两种方案比较，传动比，；由表2-18-1查得电动机数据，方案号电动机型号额定功率(kW)同步转速(r/min)满载转速(r/min)总传动比1Y100L2-43.01500143011.982Y132S-63.010009608.04比较两种方案，为使传动装置结构紧凑，

3、同时满足i闭=35，带传动i=24即选电动机Y132S6型 ，同步转速1000r/min 。 Y132S6型 同时，由表2-19-2查得其主要性能数据列于下表：电动机额定功率/kW3.0电动机满载转速/(r/min)960电动机轴伸直径D/mm38电动机轴伸长度E/mm80电动机中心高H/mm132堵转转矩/额定转矩2.0三、传动装置的运动及动力参数计算 （1）分配传动比总传动比;由表2-11-1得，V带传动的传动比i01= 2.5，则齿轮传动的传动比为：i12=i/i01=8.04/2.5=3.22此分配的传动比只是初步的，实际传动比的准确值要在传动零件的参数和尺寸确定后才能确定。并且允许有

4、（3-5%）的误差。 （2） 各轴功率、转速和转矩的计算0轴：（电动机轴） P0=pr=2.70 kw，n0=960r/min T0=9550p0/ n0=95502.70/60=26.86 Nm 1轴：（减速器高速轴） P1=p001= p01=2.700.95=2.56 kw n1=n0/i01=960/2.5=384 r/min T1=9550P1/n1=95502.56/384=63.79 Nm 2轴：（减速器低速轴）12=0.990.97=0.96 P2= P112=2.560.96=2.46 kw n2=n1/i12=384/3.22=119.3 r/min T2=9550P2/n

5、2=95502.46/119.3=197.25 Nm 3.轴：（即传动滚筒轴）23=0.990.99=0.98 n3=n2/i23=119.3/1=119.3 r/min P3= P223=2.460.98=2.41 kwT3=9550P3/n3=95502.41/119.3=193.32 Nm （3）各轴运动及动力参数轴序号功率P(kw)转速n(r/min)转矩(N.m)传动形式传动比效率02.7096026.86带传动2.50.9512.5638463.79齿轮传动3.220.9722.46119.3197.25弹性联轴器10.9932.41119.3193.32四、传动零件的设计计算电动

6、机型号为Y132S-6，额定功率=3.0kw，转速为n1=960r/min，减速器高速轴转速n2=384r/min，班制是2年，载荷稍有波动。（1）减速器以外的传动零件的设计计算1.选择V带的型号 由书中表10-3查得工况系数KA=1.2;Pc=KA.P0 =1.23.0=3.6 kw查表10-4和课本图10-8，可得选用A型号带，dd1min =75mm;由表10-4，取标准直径,即dd1=100mm;2.验算带速V=3.14dd1n1 /(601000)=5.03 m/s;满足5 m/s = V1200 符合要求；6.计算带的根数 z= Pc /( P0 +P0 )KKL 由图10-7查得

7、， P0 =1.0kw, P0 =0.12kw 查表10-6可得，K=0.955，查表10-2，KL = 0.99，代入得，z =3.6/(0.13+1.0)0.9550.99 =3.4; 取z =4根。 z =4根 7.计算作用在轴上的载荷FR和初拉力F0 F0为单根带的初拉力， F0= 500Pc(2.5/ K-1 ) /(vz) +qv2 =148.6N（查表可得，q =0.10kg/m）FR =2 F0zsin(1/2) = 2147.34sin(163027/2) =1175.8 N（2）减速器箱内的斜齿轮传动的设计计算材料的选择：小齿轮选用40Cr钢，调质处理，齿面硬度250250

8、HBS，大齿轮选用ZG310-570钢，正火处理，齿面硬度162185HBS。 计算应力循环次数 查图11-14，ZN1=1.0 ZN2=1.07（允许一定点蚀）由式11-15，ZX1=ZX2=1.0 ，取SHmin=1.0 由图11-13b，得,计算许用接触应力 因，故取 2） 按齿面接触强度确定中心距 小轮转矩初取，取，由表11-5得由图11-7得，减速传动，;由式（11-32）计算中心距a由4.2-10,取中心距a=140mm（R40 系列值）。 中心距a=140mm 估算模数m=(0.0070.02)a=0.982.8mm,取标准模数m=2mm。 mn=2mm 小齿轮齿数：大齿轮齿数：

9、z2=uz1=取z1=34，z2=107.实际传动比传动比误差，在允许范围内。 齿轮分度圆直径 圆周速度由表11-6,取齿轮精度为8级.(3) 验算齿面接触疲劳强度 按电机驱动,载荷稍有波动,由表11-3,取KA=1.0由图11-2（b），按8级精度和， 得Kv=1.05。齿宽。由图11-3(a)，按B/d1=56/68=0.82,取 K=1.07。由表11-4，得K=1.2载荷系数由图11-4，得得 ，所以由图11-6得，计算齿面接触应力故在安全范围内。（4）校核齿根弯曲疲劳强度按Z1=34，Z2=107,由图11-10得，Y=2.50，Y=2.15由图11-11得，Ysa2=1.82由图1

10、1-12得，由图11-16（b），得，由图11-17，得Y=1.0，Y=1.0由图11-18得,Y=Y=1.0。取Y=2.0，S=1.4由11-25计算齿根许用弯曲应力由11-21计算弯曲应力F1=2KT1bd1mYFa1YSa1Y=21.3563790566822.51.640.67=62.12F1 故安全F2=2KT1bd1mYFa2YSa2Y=21.3563790566822.151.820.67=59.282*(23)C，C为倒角尺寸，故取d1=35mm，d2=d1=35mm，d3=d2+(13)=3638，取d3=38mm,d4=d3+(34)*1.6=42.844.4mm，取d4=

11、45mm齿轮轴d5=d2=35mm。3选择高速轴的轴承根据高速轴d2=35mm，查表2-13-1，选择轴承的型号为：（GB/T276-1994）-6207, d=35mm，D=72mm,B=17mm。4选择高速轴的轴承盖轴承外径D=72mm，螺钉直径d3=8mm，d2= d3+1=9mm，D0=D+2.5 d3=92mm，D2= D0+2.5 d3=112mm，e=1.2 d3=9.6mm(取e=10mm)，e1=e.（二）低速轴的设计计算，联轴器的选择1选择联轴器 名义转矩T=9550=95502.46/119.3=196.92Nm 计算转矩为TC=KAT=1.5196.92=295.38N

12、m从表2-14-1可查得，（GB/T5014-2003）LX3号联轴器满足要求（Tn =1250N.m，Tn Tc)。其轴孔直径d=3048mm,能满足减速器轴径的要求。n=4750r/minn=119.3r/min;轴孔长度 L=60mm;3最终确定减速器低速轴外伸段直径,受两个键槽影响，轴径加大7%10%,，取132mm。 因为是小批生产，故轴外伸段采用圆柱形。4确定减速器低速轴各段轴径 轴头d=32mm，1d+（34）c1=3840mm，取40mm，d2 =40mm，d3=d2+(13)=4143mm，取42.5mm，轴环直径d4= d3+（34）c1=48.550.5mm，取50mmd

13、5=d2=40mm。5选择低速轴的轴承根据低速轴d2=40mm，查表2-13-1，选择轴承的型号为：（GB/T276-1994）-6208,主要参数D=80mm，B=18mm.6选择低速轴的轴承盖轴承外径D=80mm，螺钉直径d3=8mm，d2= d3+1=9mm，D0=D+2.5 d3=100mm，D2= D0+2.5 d3=120mm，e=1.2 d3=9.6mm(取e=10mm)，e1=e，六、轴的强度校核1.低速轴校核（1）求作用于齿轮上的作用力 作用在齿轮上的作用力转矩T T=197.25Nm圆周力 径向力 轴向力 L1=60mm，L2=60mm（2）求支座反力(图1（a）1垂直面支

14、反力，2水平面支反力得， ， （3）作弯矩图1垂直面内弯矩图MY(图1（b）)C点， 2水平面内弯矩图MZ (图1（c）)C点左边 C点右边 3作合成弯矩图(图1（d）)C点左边 C点右边 （4）作转矩T图(图1（e）)（5）作当量弯矩图(图1（f）)该轴单向工作，转矩按脉动循环应力考虑，取=0.6 。 C点左边 C点右边 MvC=MC2+(T)2=132.1Nm D点 图1 轴的结构及计算（6）校核轴的强度按当量转矩计算轴的直径：（轴的材料选择45号调质钢，查表13-1可得）。 由以上分析可见，C点弯矩值最大，而D点轴径最小，所以该轴危险断面是C点和D点所在剖面。查表13-1得查表13-2得

15、。C点轴径 因为有一个键槽。该值小于原设计该点处轴径42.5mm，故安全。D点轴径 因为有一个键槽。该值小于原设计该点处轴径32mm，故安全。七、滚动轴承的选择及其寿命验算1、低速轴轴承的选择选择低速轴的一对6208深沟球轴承校核：（1）、确定轴承的承载能力查表2-13-1，轴承6208 的=15.8kN，cr=22.8kN.（2）、计算径向支反力 （3）、计算当量动载荷由于轴承承受纯径向载荷，所以P1 =R1=979.1NP2= R2=979.1N;2、低速轴承寿命计算 故深沟球轴承6208适用。八、 键联接的选择和验算（一）高速轴上键的选择查表9-6，选择普通平键87，型号GB1096-7

16、9，87键长L=（1890）mm，取 L=36mm。（二）低速轴上键的选择与验算1齿轮处 查表9-6，选择普通平键128型号 GB1096-79型， 128其参数为：R=b/2=6mm， L=（28140）mm；根据齿宽mm，L=50mm取L=50mm；l=L-2R=50-26=38mm,。键和齿轮材料为45钢，稍有波动，静联接，齿轮处轴径d=42.5mm。由表9-7，查得 因，故安全。2外伸处查表9-6，选择普通平键108，型号 GB1096-79型，其参数为R=b/2=5mm，L=（22110）mm；根据外伸轴长58mm，取L=50mm；l=L-2R=50-25=40mm。键和轴材料为45钢，载荷平稳，静联接，外伸处轴径d=32mm。由表9-7，查得 因，故安全。九、减速器的润滑及密封形式选择1润滑方式选择查表2-15-4，减速器的润滑采用脂润滑，选用钠基润滑脂型号GB/T492-1989。2密封圈选择查表2-15-7，密封圈采用FB型旋转唇形密封圈密封，型号FB045062 GB/T13871.1-2007。3通气器选择由于工作环境多灰尘，选用有过滤灰尘作用的网式通气器。十、指导参考书1、陈良玉 王玉良 马星国 李力 著 东北大学出版社 20092、孙德志 张伟华 邓子龙 著 科学出版社 201018