帶式輸送機的傳動裝置設計.doc

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1、機械設計課程設計裝訂線計算說明書設計題目：帶式輸送機的傳動裝置設計（第 8 組） 工程學院建環(huán)1112班設計者洪木榮指導教師溫堅廣東海洋大學目錄1、 設計任務書.22、 傳動方案的擬定.23、 電動機的選擇.34、 傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù).45、 傳動零件的設計計算和校核.66、 軸的設計計算和校核.67、 滾動軸承的選擇和壽命計算.108、 鍵和聯(lián)軸器的選擇.109、 潤滑和密封形式的選擇.1110、 減速器機體各部分結(jié)構(gòu)尺寸其他技術(shù)說明.1111、 參考文獻.12第八組：帶式輸送機的傳動裝置設計1、 設計任務書1.1 工作條件 連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載啟動，使用期 8年；小批量生產(chǎn)，

2、兩班制工作，運輸帶速度允許誤差5%。1.2 原始數(shù)據(jù) 滾筒圓周力F=1450N； 帶速V=1.6m/s； 滾筒直徑D=260mm1.3 運動簡圖 2、 傳動方案的擬定2.1整體方案根據(jù)設計任務書，該方案的設計分成減速器（傳動部分）和工作機（執(zhí)行部分）兩部分。2.2 減速器說明機器一般是由原動機、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動機的運動和動力、變換其運動形式以滿足工作裝置的需要，是機器的重要組成部分。傳動裝置是否合理將直接影響機器的工作性能、重量和成本。合理的傳動方案除滿足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護方便。本設計中原動機為電動機，工作機

3、為皮帶輸送機。傳動方案采用了兩級傳動，第一級傳動為帶傳動，第二級傳動為單級直齒圓柱齒輪減速器。帶傳動承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過載保護的優(yōu)點，還可緩和沖擊和振動，故布置在傳動的高速級，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動的結(jié)構(gòu)尺寸。齒輪傳動的傳動效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，是現(xiàn)代機器中應用最為廣泛的機構(gòu)之一。本設計采用的是單級直齒輪傳動。減速器的箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，用HT200灰鑄鐵鑄造而成。3、 電動機的選擇計算項目計算過程及說明計算結(jié)果1、選擇電動機1、選擇電動機類型按已知的工作要求條件，選用Y系列全封閉籠型三相異步電動機2、 選擇電動機功率工

4、作機所需功率為：電動機輸入功率為：由電動機至工作之間的總效率式中：、分別為帶傳動、齒輪傳動的軸承（2對）、齒輪傳動、聯(lián)軸器、及滾筒的軸承效率。查表2-3可取=0.96、=0.99、=0.98、=0.98、=0.98、=0.96則所以3. 確定電動機轉(zhuǎn)速滾筒的工作轉(zhuǎn)速為因為由表2-2知，帶傳動的傳動比，單級齒輪傳動的傳動比，則總傳動比的合理范圍因此，電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為（705.182350.6）r/min4. 確定電動機型號符合這一范圍的電動機同步轉(zhuǎn)速有750r/min、1000r/min、1500r/min。根據(jù)工作機所需要的電動機輸出功率和電動機的同步轉(zhuǎn)速，由附錄B可查出適用的電動機型號

5、分別為Y132M-8、Y132S-6和Y100L2-4。相應的技術(shù)參數(shù)比較情況見下表：電動機型 號額定功率電動機轉(zhuǎn)速（r/min）總傳動比/kw同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速Y132M-837507106.04Y132S-63100096012.17Y100L2-43150014308.17綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、質(zhì)量以及帶傳動和齒輪傳動的傳動比，選擇Y132S-6型號電動機比較合適，即電動機的額定功率=4kw，滿載轉(zhuǎn)速，總傳動比適中，傳動裝置結(jié)構(gòu)比較緊湊。Y132S-6型電動機的主要尺寸和安裝尺寸見表2-4電動機型號：Y132S-6表2-4 Y132S-6型電動機的主要尺寸和安裝尺寸列表中心高H外

6、形尺寸地腳安裝尺寸地腳螺栓孔直徑k軸伸尺寸裝鍵部位尺寸132124、 傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)1、計算總傳動比和分配各級傳動比由已確定的電動機的型號可知：總傳動比取帶傳動比的傳動比；則齒輪轉(zhuǎn)動的傳動比。2、計算轉(zhuǎn)動裝置各軸的運動和動力參數(shù)1.各軸的轉(zhuǎn)速軸 軸 滾筒軸 2. 各軸的輸入功率軸 軸 滾筒軸3. 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動機軸 軸 軸 滾筒軸 表2-5 運動和動力參數(shù)的計算結(jié)果列表參數(shù)軸名電動機軸軸軸滾筒軸轉(zhuǎn)速n（r/min）960384118.52118.52輸入功率P/kw2.72.5922.512.44輸入轉(zhuǎn)矩T/(Nm)26.8664.46202.25196.61傳動比2.53.24

7、1效率0.960.970.975、 傳動零件的設計計算和校核1.確定V帶型號1.確定計算功率PC根據(jù)教材表8-7得：kA=1.2PC=KAPd=1.22.7=3.24KW2. 選擇v帶型號根據(jù)PC、n1由教材圖8-9得：選用A型V帶3.確定帶輪的基準直徑由教材圖8-9得，推薦的小帶輪基準直徑為80100mm取d1=80mm=dmin=75mm4. 驗算帶速vdd2=(nm/n1)d1(1-)=（970/285.29）125（1-0.2）=416.5mm取d2=450mm PC=3.24KWdd2=416.5mm6、 軸的設計計算和校核輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由上可知，.求作用在齒輪上的力 因

8、已知高速小齒輪的分度圓直徑 而 .初步確定軸的最小直徑 材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機械設計表15-3，取，于是由于鍵槽的影響，故 輸出軸的最小直徑顯然是安裝帶輪處的直徑，取，根據(jù)帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸，取。.齒輪軸的結(jié)構(gòu)設計(1).根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1).為了滿足帶輪的軸向定位要求，-段右端需制出一軸肩，故取-段的直徑； 2).初步選擇深溝球軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用深溝球球軸承。按照工作要求并根據(jù)，查手冊選取單列深溝軸承6209，其尺寸為，故；而。 3).由小齒輪尺寸可知，齒輪處的軸段V-VI的直徑，。軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取，因為要

9、使大小齒輪對齊嚙合，故。 4).軸承端蓋的總寬度為(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設計而定)。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與大帶輪右端面間的距離，故。 5) (2).軸上零件的周向定位 帶輪與軸的周向定位均采用平鍵連接。按由機械設計查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為。滾動軸承與軸的周向定位是由過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。(3).確定軸上圓角和倒角尺寸參考機械設計表15-2，取軸端圓角。至此，已初步確定了軸的各段和長度，簡圖如下：.求軸上的載荷輸入軸的校核：輸入I軸：（1）齒輪上作用力的計算：由前面的計算可知圓周力：Ft=2T/D=5056.45N

10、徑向力：Fr= Fttan200=1840.32N(2)求齒輪作用力在垂直面的支持反力。（見圖草稿）F1v = (FrL/2)/L=920N;F2v = Fr - F1v =4136.09N;(3)求齒輪作用力在水平面的支承反力F1H = F2H = Ft/2=2528.13N(4)求F力在支點產(chǎn)生的反力（見圖3）F1F = F（L+K）/L=719.86NF1F = F2F F=1776.76N（5）繪制垂直的彎矩圖Mav= F1vL/2=262.64Nm(6)繪制水平面的彎矩圖（見圖5）MaH= F1HL/2=160.54Nm(7)求F力產(chǎn)生的彎矩圖（見圖6）M1F= FK=2986.92

11、10810-3=322.59 Nm在a-a截面處，F(xiàn)力產(chǎn)生的彎矩為MaF= F2FL/2=45.71Nm(8) 繪制合成彎矩圖因F方向未定，所以F與H、V共面時，產(chǎn)生的彎矩最大。Ma= MaF+（MaV2+ MaH 2 ）1/2=307.82 NmM1= M1F=322.59 Nm(9)繪制扭矩圖（見圖8）由前面的計算結(jié)果可知，輸入軸傳遞的扭矩T=321.07Nm(10)求危險截面的當量彎矩（見圖9）由見圖8可知Ma M1 ,故a-a截面最危險，其當量彎矩為：Me=【Ma2+（T）2】1/2扭切應力為脈動循環(huán)應變力，取折合系數(shù)=0.6，帶入上式可得：Me=363.13 Nm（11）校核危險截面

12、a-a的強度選軸的材料為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。查的b=650MPa；查的【-1b】=60MPa由教材公式可知，危險截面a-a的當量應力為：e= Me/W= Me/0.1d3 3=61.216KPa38400h所以此軸承壽命符合要求，即合格（2）計算II軸受純徑向載荷：P=Fr=2472.89N選深溝球軸承6013,Cr=32.0KN;Lh=(106/60n) (ftC/ fpp) 3=130948h38400h所以此軸承壽命符合要求，即合格8、 鍵和聯(lián)軸器的選擇（1）輸入軸與帶輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接 軸徑d=32mm,L1=60mm查手冊得，選用A型平鍵，得：鍵A 108 GB1096-2003 l

13、= 50mm ， T=202.25Nm， h=8mmp =100-120MPap =4T/dhl=4202.25/3310 3508=1.2MPap =100-120MPa（2）低速軸與大齒輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接軸徑d=52mm，65mm ， T=196.61 Nm，h=10mm查課本表11-1得 選A型平鍵鍵1610 GB1096-2003p=4T/dhl=4196.61/5210 35510=8.3Mpap =100-120MPa（3）輸出軸與大齒輪聯(lián)接用平鍵聯(lián)接軸徑d=40mm， l=82mm ， T=196.61 Nm，h=8mm查課本表11-1得 選A型平鍵鍵128 GB1096-200

14、3p=4T/dhl=4196.61/4010 3728=11.3Mpap =100-120MPa9、 潤滑和密封形式的選擇1.齒輪的潤滑： 根據(jù)齒輪圓周速度V的大小可以確定。由于V=1.2m/s12m/s,所以可以采用油池潤滑。大齒輪進入油池一定的深度，齒輪運轉(zhuǎn)時將潤滑油帶至嚙合區(qū)，同時也甩到機體內(nèi)壁上，借以散熱。機體內(nèi)的裝油量主要依據(jù)一級齒輪圓周速度V，當V較大時，浸入深度約為一個齒高；當V較?。?.5-0.8m/s）時，可達到齒輪半徑的1/6. 2軸承的潤滑 采用的潤滑方式時脂潤滑。為了防止軸承中的潤滑脂被減速器內(nèi)齒輪嚙合時擠出的油沖刷、稀釋而流失，應在軸承內(nèi)側(cè)設置擋油板。軸承空隙內(nèi)潤滑脂的填入量與軸承的速度有關(guān)。由于軸承的轉(zhuǎn)速nI=285.29r/min1.210齒輪端面與內(nèi)機壁距離10機座肋厚 軸承端蓋外徑+（55.5） 125 13011、 參考文獻1、機械設計基礎(chǔ)課程設計指導書（張玲莉主編）2、機械設計基礎(chǔ)（教材）（師素娟、林箐、楊曉蘭 主編）