帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

1、目錄一. 課程設(shè)計(jì)書(shū)設(shè)計(jì)課題 : 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)已知條件 :1）工作條件：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵，環(huán)境最高溫度35c；2）使用折舊期： 8 年3）檢修間隔期：四年大修一次，兩年一次中修，半年一次小修；4）動(dòng)力來(lái)源：電力，三相交流，電壓380/220v；5）運(yùn)輸帶速度允許誤差：56）制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。題號(hào)參數(shù)12345678910運(yùn)輸帶工作拉力 f/n1500220023002500260028003300400045004800運(yùn)輸帶工作速度 v（m/s）卷筒直徑 d/mm2202403004002203503504004005

2、00二、設(shè)計(jì)任務(wù)量1）完成手工繪制減速器裝配圖1 張（a1） ；2）完成 cad繪制零件工圖2 張（軸、齒輪各一張） ，同一組兩人為不同級(jí)齒輪和軸；3）編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)1 份。三. 設(shè)計(jì)步驟1） 、傳動(dòng)方案擬定；2） 、電動(dòng)機(jī)選擇；3） 、計(jì)算總傳動(dòng)比并分配各級(jí)傳動(dòng)比；4） 、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算；5） 、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)及計(jì)算6） 、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算；7） 、滾動(dòng)軸承的選擇和校核計(jì)算；8） 、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算；9） 、減速器箱體、箱蓋及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；10） 、潤(rùn)滑與密封；11） 、設(shè)計(jì)小結(jié)；12） 、參考資料。1、傳動(dòng)方案擬定；1）. 組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。2）.

3、 特點(diǎn)：齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱分布， 故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。3）. 確定傳動(dòng)方案：考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)功率大，將v 帶設(shè)置在高速級(jí)。圖一:(傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖 )23541iiiiiiivpdpw2、電動(dòng)機(jī)選擇；1).工作機(jī)有效功率kw3.921.4002vfpw82).查各零件傳動(dòng)效率值v 帶10.95,，軸承20.99， 齒輪(7 級(jí)精度) 30.98, 聯(lián)軸器（彈性）40.99, 滾筒.9605? = ?1?23?32?4?5= 0.95 0.9930.9820.99 0.96 0.874143).電動(dòng)機(jī)輸出功率kw.0.83.92ppd6647414w4).工作機(jī)

4、轉(zhuǎn)速14r/min76.433503.140060dv100060nw經(jīng)查表按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，v帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 i 24，二級(jí)圓柱斜齒輪減速器傳動(dòng)比i 840，則總傳動(dòng)比合理范圍為i 16160， 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為ni n（16160） 12228.8 r/min。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選定型號(hào)為 y1 32s 4 的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為5.5 kw額定電流 a，滿載轉(zhuǎn)速mn1440 r/min，同步轉(zhuǎn)速 1500r/min 。電動(dòng)機(jī)中心高 h = 132mm ，外伸軸段 d e = 38mm 80mm 。3、計(jì)算總傳動(dòng)比并分配各

5、級(jí)傳動(dòng)比；1)、總傳動(dòng)比由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n 和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n，可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為ain /n1440/2） 、分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比ai0ii式中10,ii分別為帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比。為使 v帶傳動(dòng)外廓尺寸不致過(guò)大， 初步取0i， 則減速器傳動(dòng)比為i0/iia根據(jù)各原則，查圖得高速級(jí)傳動(dòng)比為1i5 則2i1/ ii4、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速各軸轉(zhuǎn)速n0/inm1440/r/minn1/in/519 r/minnn/2i/ r/minn=n=76.44 r/min各軸輸入功率pdp14.663 kwpp23398=4.30 kwpp234.30984.17 kwpp24=4

6、.17994.09 kw各軸輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩：dt=9550mdnp=95504.66/1440=3 nm所以:tdt0i1=35=6nmtt1i12= 0.99= n mtt2i23=20=nmt=t34=5=nm帶式傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸序號(hào)功率p/kw轉(zhuǎn)速 n/（r/min ）轉(zhuǎn)矩t/nm傳動(dòng)形式傳動(dòng)比效率04.6614403帶傳動(dòng)i4.436齒輪傳動(dòng)ii4.3020齒輪傳動(dòng)iii4.175聯(lián)軸器iv4.0945、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)及計(jì)算1、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)：1.1 帶傳動(dòng)類(lèi)型的選擇由于 v帶傳動(dòng)允許的傳動(dòng)比較大，結(jié)構(gòu)緊湊，大多數(shù)v帶已標(biāo)準(zhǔn)化，且普通 v 帶用于載荷不大和帶輪直徑較小

7、的場(chǎng)合，符合所要求的工作和生產(chǎn)的條件，所以選擇普通v帶為外傳動(dòng)零件。1.2 v帶帶型的選擇：傳動(dòng)裝置工作實(shí)行兩班制, 計(jì)算及說(shuō)明 :根據(jù)課本 8-8 （ 機(jī)械設(shè)計(jì)） ，查得工作情況系數(shù)1.1ak已知所需傳遞的額定功率，即電動(dòng)機(jī)的額定功率dp=kw所求的計(jì)算功率 ?= ?= kw已知小帶輪轉(zhuǎn)速 ,即電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速mn1440 r/min. 根據(jù)課本圖 8-11，選取窄 v帶 spa帶型1.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑和驗(yàn)算帶速 v1 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑根據(jù)課本表 8-7 課本表 8-9，初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑?1= 112?1 驗(yàn)算帶速 vv=?1?160 1000=? 112 144060 1000

8、? ?= 8.44 ? ?符合 530m/s 帶速1 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑由于(8-15a) 式 ，計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑：?2= ?0?1= 2.3 112 = 258?根據(jù)表 8-9，取標(biāo)準(zhǔn)值為 ?2= 250? .1.4 確定中心距 a,并選擇 v帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度?1.4.1 初定中心距?0= 800?根據(jù)式(8-22) ，計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度得：?02?0+?2(?1+ ?2) +(?1- ?2)24?0= 2 800 +?2(112 + 250) +( 250-112)24 800 ?2174mm由表 8-2 選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 ?= 2200mm1.4.2 計(jì)算相應(yīng)的帶長(zhǎng)根據(jù)課本表 8-23，

9、計(jì)算實(shí)際中心距 ?0+?-?02= (800 +2200-21742) ?= 813?由式（ 8-24） ，中心距變化范圍 ,767866mm1.5 驗(yàn)算小帶輪上的包角?1180 - (?2- ?1) 57.3 ?= 180 - (250 - 112)57.3 813170 120符合要求。1.6 確定帶的根數(shù) z1）計(jì)算單根 v帶的額定功率 ?由?1= 112和?= 1440 ?,查表 8-4 得?0= 1.608kw 。根據(jù)?= 1440 ?， ?0= 2.3和 a型帶， 查表 8-5得?0= 0.17kw 。查表 8-6 得?= 0.98，表 8-2 得?= 1.06，于是?= (?0+

10、 ?0) ? ?= (1.608 + 0.17) 0.98 1.06kw= 1.85kw計(jì)算帶的根數(shù) zz =?ca?=6.051.853.27取 4 根。1.7 確定單根 v帶的初拉力?0由表 8-3 得 a 型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量 q = 0.105 ? ?,所以?0= 500(2.5 - ?)2?+ ?2= 500 （2.5 - 0.98）26.050.98 4 8.44+ 0.105 8.442 ?= 146?1.8 計(jì)算壓軸力 ?= 2?0?12= 2 4 146 ?1702?= 1164?1.9 帶輪設(shè)計(jì)材料選用 ht200結(jié)構(gòu)形式：根據(jù)，小帶輪采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)主要結(jié)論選用 a 型普通

11、v 帶 4 根，帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 ?= 2200mm ，帶輪基準(zhǔn)直徑?1= 112? ，?2= 250? ，中心距控制在 a = 767866mm,單根帶初拉力 ?0= 146n,總壓軸力 ?= 1164?.2、高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算選定齒輪類(lèi)型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)、螺旋角（1）根據(jù)所選的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)（2）由于帶式運(yùn)輸裝置為一般的工作機(jī)器，傳動(dòng)功率不大，轉(zhuǎn)速不高，故選用 7 級(jí)精度。（3）材料選擇 : 小齒輪的材料為45cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度為280hbs ，大齒輪的材料為45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為240hbs ，兩齒輪硬度差控制為40hbs （4）齒數(shù)的初選考慮傳動(dòng)的平穩(wěn)性，齒

12、數(shù)宜取多一些取?1= 24,?2= ?1 ?1= 78（5）壓力角取 202.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1） 由式（ 10-11）試算小齒輪分度圓直徑，即?1? 2?1? + 1? （?）23確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1)初選 kht= 1.32)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩?1= 9.55 106?1?1?= 9.55 1064.43 626.09?= 6.757 104? mm3)由表 10-7 選取齒寬系數(shù)d14) 由圖 10-20 查得區(qū)域系數(shù) ?= 2.55)由表 10-5 查得材料的彈性影響系數(shù)?=189.8 mpa6)由式（ 10-9）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)?1= arccos?1?/(

13、?1+ 2?)= ?24?20 /（24 + 2 1） = 29.841 ?2= arccos?2?/(?2+ 2?)= ?78?20 /（78 + 2 1） = 23.623 ?=?1(tan?1- tan?) + ?2(tan?2- tan?)2?=24 (?29.841- tan20 ) + 78 （tan23.623- tan20 ）2?= 1.712?= 4 - ?3= 4 - 1.7123= 0.8737)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力?由圖 10-25d 查得小齒輪和大齒輪得接觸疲勞極限分別為?lim1=600 mpa，?lim2= 550 mpa由式（ 10-15）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：?1

14、= 60?1?= 60 626.09 1 (2 8 300 8) = 1.443 109?2=?1?1= 1.443 1093.25= 0.444 109由圖 10-23 查取解除疲勞壽命系數(shù) ?1= 0.90，?2= 0.95取失效概率為 1%、安全系數(shù) s=1 ，由式（ 10-14）得?1=?1?lim1?=0.9 6001= 540 mpa?2=?2?lim2?=0.95 5501= 523 mpa取?1和?2中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即?=?2=523 mpa計(jì)算小齒輪分度圓直徑?1?2?1? + 1? （?）23=2 1.3 6.757 10413.25 + 13.2

15、5(2.5 189.8 0.873523)23mm（2）調(diào)整小齒輪分度圓直徑1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 圓周速度 v=?1?160 1000=? 52.430 626.0960 1000 ? ?= 1.72 ? ? 齒寬 bb = ?1?= 1 52.430?= 52.430?2)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) ? 由表 10-2 查得使用系數(shù) ?= 1 根據(jù)= 1.72 ? ? ，7 級(jí)精度，由圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù) ?=1.08 齒輪的圓周力 ?1=2?1?1?= 2 6.757 10452.430?= 2.577 103?1?= 1 2.577 103/52.430=49.2n/mm 100

16、 ? ?, 查表10-3 得齒間載荷分配系數(shù) ?= 1.1 由表 10-4 用插值法查得 ?= 1.417，結(jié)合 b/h=查圖 10-13，得?= 1.29則載荷系數(shù)為?= ?= 1 1.06 1.1 1.29 = 1.503)由式（ 10-13） ，可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)m = ?3= 1.719 1.501.33 ?= 1.80?所以取 m=2mm，?1=?1?=58.8672= 29.43 取?1= 31，則?2= 101幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算分度圓直徑?1= ?1?= 31 2mm = 62mm?2= ?2?= 101 2mm = 202mm（2）計(jì)算中心距a =?1+ ?2

17、2=62 + 2022 mm = 132mma =?1+ ?22=62 + 2022 mm = 132mm(3)計(jì)算齒輪寬度b = ?1= 1 62?= 62?為了保證設(shè)計(jì)齒寬b 和節(jié)省材料，一般將小齒輪略為加寬（5 10) mm 即?1= ? + (5 10)mm = 67 72mm取?1= 70mm ，而使大齒輪的齒寬等于設(shè)計(jì)齒寬?2= ? = 62mm圓整中心距后的強(qiáng)度校核(1)齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核由式(10-10)的各參數(shù)?= 2?1?13? + 1? ?=2 1.84 6.757 1041 6233.25 + 13.25 2.5 189.8 0.873 = 484? ?齒面接觸疲勞強(qiáng)

18、度滿足要求。（2）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核由式（ 10-6）中的各參數(shù)?1=2?1?1?1?3?12=2 0.8844 6.757 1042.65 1.58 0.6881 23312 ?= 45? ?1?2=2?1?2?2?3?12=2 0.8844 6.757 1042.23 1.76 0.6881 23312?= 42? ?2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求。3、低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算選定齒輪類(lèi)型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)、螺旋角（1）根據(jù)所選的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)（2）由于帶式運(yùn)輸裝置為一般的工作機(jī)器，傳動(dòng)功率不大，轉(zhuǎn)速不高，故選用 7 級(jí)精度。（3）材料選擇 : 小齒輪的材料為45cr，調(diào)

19、質(zhì)處理，硬度為280hbs ，大齒輪的材料為45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為240hbs ，兩齒輪硬度差控制為40hbs （4）齒數(shù)的初選考慮傳動(dòng)的平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多一些取?1= 30,?2= ?2 ?1= 75.6，取?2= 76（5）壓力角取 202.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1） 由式（ 10-11）試算小齒輪分度圓直徑，即?1? 2?1? + 1? （?）23確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1)初選 kht= 1.32)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩?1= 9.55 106?2?2?= 9.55 1064.30 192.64?= 2.132 105? mm3)由表 10-7 選取齒寬系數(shù)d14) 由圖 10-20

20、 查得區(qū)域系數(shù) ?= 2.55)由表 10-5 查得材料的彈性影響系數(shù)?=189.8 mpa6)由式（ 10-9）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)?1= arccos?1?/(?1+ 2?)= ?30?20 /（30 + 2 1） = 22.241 ?2= arccos?2?/(?2+ 2?)= ?76?20 /（76 + 2 1） = 23.709 ?=?1(tan?1- tan?) + ?2(tan?2- tan?)2?=30 (?22.241- tan20 ) + 76 （tan23.709- tan20 ）2?= 1.124?=4 - ?3=4 - 1.1243= 0.9797)計(jì)算接觸疲

21、勞許用應(yīng)力?由圖 10-25d 查得小齒輪和大齒輪得接觸疲勞極限分別為?lim1=600 mpa，?lim2= 550 mpa由式（ 10-15）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：?1= 60?1?= 60 192.64 1 (2 8 300 8) = 0.444 109?2=?1?1= 0.444 1092.52= 0.176 109由圖 10-23 查取解除疲勞壽命系數(shù) ?1= 0.94，?2= 0.96取失效概率為 1%、安全系數(shù) s=1 ，由式（ 10-14）得?1=?1?lim1?=0.94 6001= 564 mpa?2=?2?lim2?=0.96 5501= 528 mpa取?1和?2中的較小者

22、作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即?=?2=528 mpa計(jì)算小齒輪分度圓直徑?1?2?1? + 1? （?）23=2 1.3 2.132 10512.52 + 12.52(2.5 189.8 0.979528)23mm=mm（2）調(diào)整小齒輪分度圓直徑1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 圓周速度 v=?1?160 1000=? 84.312 192.6460 1000 ? ?= 0.85 ? ? 齒寬 bb = ?1?= 1 84.312?= 84.312?2)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) ? 由表 10-2 查得使用系數(shù) ?= 1 根據(jù)= 0.85 ? ? ，7 級(jí)精度，由圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù) ?=1.03 齒輪的圓周力 ?1=2?1?1?= 2 2.132 10584.312?= 5.057 103?1?= 1 5.057 103/=n/mm 100 ? ?, 查表10-3 得齒間載荷分配系數(shù) ?= 1.1 由表 10-4 用插值法查得 ?= 1.427，結(jié)合 b/h=查圖 1