鑄鋼車間型砂傳送帶傳動裝置設計說明書

1、一、 設計任務要求：1. 題目：鑄鋼車間型砂傳送帶傳動裝置設計。2. 任務：1） 減速箱裝配圖（0號）1張2） 低速軸工作圖（3號）1張3） 大齒輪工作圖（3號）1張4） 設計計算說明書 .1份3. 時間：2006年1月9日至2006年1月31日4. 傳動方案：5. 設計參數(shù)：1） 傳送速度V=0.65m/s2） 鼓輪直徑D=350mm3） 鼓輪軸所需扭矩T690N.m6. 傳動方案：展開式而二級圓柱斜齒輪傳動7. 其他條件：工作環(huán)境通風不良，單向運轉，雙班制工作，使用期限8年，小批量生產，底座（為傳動裝置的獨立底座）用型鋼焊接。二、 傳動裝置總體設計方案：1. 電動機選擇：1) 電動機類型選

2、擇： Y（IP44）小型三相異步電動機工業(yè)上一般運用三相交流電源，無特殊要求應選三相交流異步電動機。最常用的電動機是Y系列籠型三相異步交流電動機。其中Y（IP44）小型三相異步電動機為一般用途籠型封閉自扇冷式電動機，具有防止灰塵或其他雜物侵入之特點，B級絕緣，可采用全壓式或降壓起動。該電動機的工作條件為：環(huán)境溫度15+40攝式度，相對濕度不超過90%，海拔高度不超過1000M，電源額定電壓380V，頻率50HZ，常用于起動性能，調速性能及轉差率均無特殊要求的機器或設備，如金屬切削機床，水泵，鼓風機，運輸機械和農業(yè)機械等。2) 電動機容量確定：初選1000r/min或1500r/min的電動機為

3、原動機，傳動裝置總傳動比約2030。電動機輸出功率為傳動裝置總效率為 其中：分別為V帶傳動，滾動軸承，圓柱齒輪傳動，彈性聯(lián)軸器傳動的傳動效率。（參考1p7表2-4）取（參考1p196表20-1選取電機額定功率）3) 電動機轉速確定： 一般常選用同步轉速為1500r/min或1000r/min的電動機。對計算齒輪傳動比方便。 一般傳動裝置的傳動比允許差可按±（35）%考慮。 參考1p4表2-1選取傳動比 V帶傳動比 單級圓柱斜齒輪傳動比范圍 則可選用 可見轉速為1000r/min、1500的電動機都符合4) 電動機型號確定初選：電機型號額定功率（Kw）轉速(r/min)總傳動比Y100

4、L2-43144040.57Y132S-6396027.43可見第二種方案傳動比較小，傳動裝置的尺寸較小，因此選用：轉速為同步轉速為1000 r/min 的Y132S-6型電動機電動機尺寸：電動機的外型及安裝尺寸（表一） 查書2/P197 表20-2 電動機型號尺寸HABCDEF×CDGKABADACHDAABBHAY132S-613221614089388010×833122802101353156020018電動機外形示意圖（圖一） 2. 傳動比確定及各級傳動比分配：1) 總傳動比：電動機滿載轉速傳送帶鼓輪輪速傳動裝置的總傳動比為：2) 分配各級傳動：各級傳動比分配及其

5、說明 各級傳動比如何取值，是設計中的一個重要問題。分配傳動比時通常應考慮以下幾個方面：(1) 各級傳動機構的傳動比應在推薦值的范圍內，不應超過最大值，以利發(fā)揮其性能，并使結構緊湊。(2) 應使各級傳動的結構尺寸協(xié)調、勻稱。例如，由V帶傳動和齒輪傳動組成的傳動裝置，V帶傳動的傳動比不應過大，否則會使大帶輪半徑超過減速器的中心高，造成尺寸不協(xié)調，并給機座設計和安裝帶來困難。(3) 應使傳動裝置外廓尺寸緊湊，重量輕。(4) 在減速器設計中常使各級大齒輪直徑相近，以使大帶輪有相接近的浸油深度。(5) 應避免傳動零件之間發(fā)生干涉碰撞。一般傳動裝置的傳動比允許差可按±(35)%考慮。取V帶傳動比

6、，使大帶輪不致過大。齒輪傳動比分別為且按照設計經驗：故得：3. 各軸轉速轉矩及輸出功率：1) 各軸轉速：減速器高速軸為I軸，低速軸為III軸。 2) 各軸輸入功率： 3) 各軸轉矩：匯總：項目電動機IIIIIIIV轉速r/min9604361133535功率kw32.882.772.662.63轉矩N·m29.8463.08234.10725.8717.61傳動比2.23.863.231效率0.960.960.960.994. 聯(lián)奏器選擇：減速器常通過聯(lián)軸器與電動機軸、工作機軸相聯(lián)接。聯(lián)軸器的選擇包括聯(lián)軸器的類型和尺寸（或型號）等的合理選擇。聯(lián)軸器的類型應根據(jù)工作要求決定。聯(lián)接電動機

7、軸與減速器高速軸的聯(lián)軸器，由于軸的轉速較高，一般應選用具有緩沖、吸振作用的彈性聯(lián)軸器，例如彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器。減速器低速軸與工作機軸聯(lián)用的聯(lián)軸器，由于軸的轉速較低，傳遞的轉矩較大，又因為減速器軸與工作機軸之間往往有較大的軸線偏移，因此常選用剛性可移式聯(lián)軸器，例如滾子鏈聯(lián)軸器、齒式聯(lián)軸器。對于中。小型減速器，其輸出軸與工作機軸的軸線偏移不很大時，也可選用彈性柱銷聯(lián)軸器這類彈性可移式聯(lián)軸器。因為鼓輪軸與III軸在最終安裝時很有可能出現(xiàn)相對位移，所以選用能補償兩軸位移的聯(lián)軸器，根據(jù)工作情況，定為彈性柱銷聯(lián)軸器。 根據(jù)工作情況 由1表得 17-4 選用HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器 聯(lián)軸器的外形

8、及安裝尺寸型號公稱扭矩許用轉速軸孔直徑軸孔長度DHL4（N·m）（r/min）（mm）（mm）（mm）1250400045112195轉動慣量許用補償量(kg·m2)軸向徑向角向3.4±1.50.150°305. 傳動說明：傳動裝置主要參數(shù)及主要部件型號 電動機：工作功率 額定功率： 所選電動機型號：Y132S-6型電動機電動機型號額定功率（kW）滿載轉速（r/min）堵轉轉矩額定功率最大轉矩額定功率質量（kg）Y132S-439602.02.263 總傳動比及其分配總傳動比iV帶傳動傳動比iv齒輪傳動傳動比i齒27.432.212.47 各軸得傳動功率

9、，轉矩，轉速項目電動機IIIIIIIV轉速r/min9604361133535功率kw32.882.772.662.63轉矩N·m29.8463.08234.10725.8717.61傳動比2.23.863.231效率0.960.960.960.99 聯(lián)軸器型號：HL4 TC=717.61N·m型號公稱扭矩許用轉速軸孔直徑軸孔長度DHL41250400045112195 本裝置使用V帶傳動和一級齒輪傳動減速，V帶傳動設置在高速級，齒輪傳動設置在低速級。將V帶傳動設置在低速級是因為：a) 主要由于V帶傳動能力小，把它布置在高速級，速度快，轉矩小，有利于結構緊湊；b) V帶在高

10、速級有利于發(fā)揮其傳動平穩(wěn)，吸震緩沖，減少噪聲的作用；c) V帶在高速級更能起到過載保護的作用；d) V帶結構工藝簡單，精度容易保證。e) 根據(jù)工作要求，采用單級閉式軟齒面斜齒圓柱齒輪轉動。單級傳動工藝簡單，效率高，精度容易保證。固工作環(huán)境有粉塵，使用閉式傳動。斜齒輪承載能力，傳動平衡，軟齒面能簡化齒輪的加工工藝。綜上所述，本方案從設計任務書所給定的條件來看具有合理性，可行性。三、 各級傳動設計：1. 帶輪傳動設計計算（1）求計算功率：參考2p205表13-6得KA=1.2PC=KA·PI=1.2×2.88=3.46kw（2）根據(jù)n0=960r/min PC=5.359kw

11、參考2P205圖13-15 選擇A型帶（3）求大小帶輪基準直徑d1、d2 參考2p206表13-7得 d1=100mm d2= 參考2p206表13-7得d2=212mm(n1略有增大但誤差小于5，故允許)（4）驗算帶速v （5）v帶基準長度Ld和中心距 初選中心距：參考2p202表13-2取A型帶Ld=1600mm（6）驗算包角 （7）求v帶根數(shù)z 根據(jù)n0=960r/min d1=100mm 參考2p203表13-3 取P0=0.95kw參考2p204表13-4 取參考2p204表13-5 取參考2p204表13-2 取 取4根帶（8）求作用在帶輪上的壓力FQ參考2p201表13-1 取q

12、=0.11kg/m 初拉力： 作用在軸上的力： V帶設計匯總：帶型選擇：選擇A型帶基準直徑：d1=100mm d2=212mm帶速：V5.03m/s基準長度：Ld=1600mm包角=168°v帶根數(shù)：z4作用在軸上的力：2. 齒輪傳動設計A. 高速級設計（1） 選擇材料及確定許用應力： 大齒輪：40Cr 調制 270HBS 小齒輪：35SiMn 調制 240HBS 參考2p166圖11-7 （2） 按齒面接觸強度計算： 初選=15°齒數(shù)z1=30 z2=30×3.86=116 i=116/30=3.87設計中心距： 計算模數(shù)： 取mn=2 計算齒輪分度圓直徑：齒頂

13、高：ha1=ha2=mn=2mm齒根高：hf1=hf2=1.25·mn=1.25×2=2.5mm 齒頂圓直徑：da1=d1+2·ha=66.12mm da2=d2+2·ha=244.18mm齒根圓直徑：df1=d1-2·hf=61.12mm df2=d2-2·hf=235.15mm（3） 驗算齒輪彎曲強度：參考2p167圖11-9得齒形系數(shù)：YF1=2.57 YF2=2.22（4） 齒輪圓周速度：選8級精度B. 低速級設計（1） 選擇材料及確定許用應力： 大齒輪：40Cr 調制 270HBS 小齒輪：35SiMn 調制 240HBS

14、參考2p166圖11-7 （2） 按齒面接觸強度計算： 初選=15°齒數(shù)z1=23 z2=23×3.23=75 i=75/23=3.26設計中心距： 計算模數(shù)： 取mn=3.5 計算齒輪分度圓直徑：齒頂高：ha3=ha4=mn=3.5mm齒根高：hf3=hf4=1.25·mn=1.25×3.5=4.375mm 齒頂圓直徑：da3=d3+2·ha=90.34mm da4=d4+2·ha=278.76mm齒根圓直徑：df3=d3-2·hf=74.59mm df4=d4-2·hf=263.01mm（3） 驗算齒輪彎曲強度

15、：參考2p167圖11-9得齒形系數(shù)：YF3=2.73 YF4=2.26（4） 齒輪圓周速度：選8級精度齒輪設計主要參數(shù)列表：齒輪結構設計：1234材料40Cr 調質35SiMn調質40Cr 調質35SiMn調質齒數(shù)301162375螺旋角14.99°14.99°15°15°模數(shù)223.53.5齒寬61707280中心距151.15177.55齒輪圓周速度1.370.48修正傳動比3.873.26根據(jù)表92 齒輪1做成齒輪軸。小齒輪3使用實心式結構（如圖b）；2、4 兩個大齒輪使用腹板式結構（如圖a）。四、 軸的設計：1. 減速器各軸結構設計：A. 高速

16、軸1) 選材：由于此軸為齒輪軸因此材料與1號齒輪材料相同采用40Cr 調質2) 確定最小軸徑d：已知高速軸上的功率，轉速，由表14-2，40Cr的C值：98107取C=100軸要與電動機匹配查表9-1，要符合標準直徑系列取3) 確定各軸段直徑：軸上裝大帶輪，應取標準系列值軸的各段長度軸上裝密封元件和軸承蓋，與唇形密封圈內徑一致裝滾動軸承，因此與初選角接觸球軸承36307內徑一致。 齒輪軸的齒輪部分 過渡用裝滾動軸承，因此與初選角接觸球軸承36307內徑一致。4) 確定各軸段長度：由軸承寬度確定由齒輪到箱體內壁的距離確定由齒輪的寬度確定由軸承的寬度確定考慮起螺柱的空間由帶輪輪轂長度標準確定5)

17、高速軸尺寸圖：B. 中間軸1) 選材：軸的材料選用40Cr ，調質處理2) 確定最小軸徑d：已知高速軸上的功率，轉速，由表14-2，40Cr的C值：98107取C=105查表9-1，要符合標準直徑系列取3) 確定各軸段直徑：裝滾動軸承，因此與初選角接觸球軸承36307內徑一致。安裝齒輪軸肩，遵循非定位軸肩，配合處軸的直徑<80mm,軸肩直徑差可取610mm 安裝齒輪裝滾動軸承，因此與初選角接觸球軸承36307內徑一致。4) 確定各軸段長度：由軸承寬度確定 由齒輪到箱體內壁的距離及齒輪寬確定由齒輪間距離確定由齒輪到箱體內壁的距離及齒輪寬確定由軸承寬度確定5) 高速軸尺寸圖：C. 低速軸1)

18、 選材：40Cr 調質2) 確定最小軸徑d：已知高速軸上的功率，轉速，由表14-2，40Cr的C值：98107取C=100查表9-1，要符合標準直徑系列取3) 確定各軸段直徑：軸上裝聯(lián)軸器，應取標準系列值軸的各段長度軸上裝密封元件和軸承蓋，與唇形密封圈內徑一致裝滾動軸承，因此與初選角接觸球軸承36311內徑一致。 安裝齒輪，與齒輪寬有關 軸肩，遵循非定位軸肩，配合處軸的直徑<80mm,軸肩直徑差可取610mm裝滾動軸承，因此與初選角接觸球軸承36311內徑一致。4) 確定各軸段長度： 由聯(lián)奏器孔長度有關 考慮起螺柱的空間由齒輪到箱體內壁的距離確定 由齒輪寬度確定 由齒輪到箱體內壁的距離確

19、定由軸承寬確定5) 高速軸尺寸圖：2. 減速器高速軸強度驗算小齒輪的各嚙合分力已知：， =2030N =760N兩滾動軸承中心線之間的距離為L210.5mm，K=124mm（1）垂直面支承反力（2）F力在支點產生的反力（3）垂直面上的彎矩（4）水平面上的彎矩FQ力產生彎矩a-a界面FQ力產生的彎矩為（5）合成彎矩（6）軸的傳遞扭矩（7）危險截面的當量彎矩認為軸的扭切應力是脈動循環(huán)變應力，取折合系數(shù)=0.6（8）計算：危險截面處軸的直徑軸的材料選用40Cr調質處理由表14-1得由表14-3 得，則符合彎扭強度要求。附：軸的受力分析：TM2M2FMaFMaMaMaHMaVMaVF2HFtF1HF1

20、VF2VF1FF2FF3. 鍵的設計及低速軸齒輪聯(lián)接鍵聯(lián)接工作能力驗算：1） 鍵的設計a) 高速軸與帶輪聯(lián)接鍵已知：（輪緣寬度），, 鍵的類型：A型鍵確定鍵的尺寸：由書1P140 表 14-1 得：b=6mm，h=6mm根據(jù)L系列，取 L<B L取為45 mm工作長度 l=Lb=45-6=39 mmb) 中間軸與齒輪聯(lián)接鍵已知 鍵的類型：A型鍵確定鍵的尺寸：由書1P140 表 14-1 得：b=12mm，h=8mm根據(jù)L系列，取 L<B L取為40 mm工作長度 l=Lb=40-12=28 mmc) 低速軸與齒輪聯(lián)接鍵已知 鍵的類型：A型鍵確定鍵的尺寸：由書1P140 表 14-1

21、 得：b=16mm，h=10mm根據(jù)L系列，取 L<B L取為45 mm工作長度 l=Lb=45-16=29 mmd) 低速級與聯(lián)軸器聯(lián)接鍵已知：（聯(lián)軸器寬度），, 鍵的類型：A型鍵確定鍵的尺寸：由書1P140 表 14-1 得：b=14mm，h=9mm根據(jù)L系列，取 L<B L取為100 mm工作長度 l=Lb=100-14=86 mm2） 低速軸齒輪聯(lián)接鍵聯(lián)接工作能力驗算：擠壓強度驗算由表10-10 轂輪材料用鋼 得，符合擠壓強度要求五、 軸承選取：1. 減速器軸承選取高速軸選用 36307中間軸選用 36307低速軸選用 36311減速器各軸所用軸承代號及尺寸型號外形尺寸（m

22、m）安裝尺寸（mm）內徑d外徑D寬度BD1minD2maxramax高速軸3630735802144711.5中間軸3630735802144711.5低速軸3631155120316511022. 高速級軸承壽命驗算：1） 預期壽命要求使用壽命L=8年×365天×16小時=46720小時2） 壽命計算高速軸使用36307型角接觸球軸承，軸頸，轉速徑向載荷，軸向載荷確定e的值： 查表16-12得e=0.39 查表16-12得X=0.44，Y=1.43由式16-4得即軸承在受徑向載荷和軸向載荷時的壽命相當于只承受純徑向載荷時的壽命根據(jù)式16-3，有求得的值遠大于預期壽命，所以

23、這個減速器的低速軸正常使用，工作8年內不會發(fā)生失效六、 密封及潤滑：1）齒輪傳動的潤滑方式齒輪傳動機構采用脂潤滑由書1P20表3-4得：脂潤滑適用于V<1.52m/s齒輪減速器。由于齒輪減速器且圓周速度V=1.35m/s<1.52m/s，所以采用脂潤滑，利用旋蓋式、壓注式油杯壓入軸承室。2）減速器潤滑油面高度的確定已知每傳遞1kW功率所需油量約為7001400cm3?，F(xiàn)已知傳遞的功率為P=3 KW,則所需油量為21002800cm。內壁長A=61.6cm，寬B=19cm油面高度h>1.82.4油面高度cm同時在確定最高最低油面時還需考慮兩個大齒是否都浸到合適的油量。綜合考慮以

24、上兩點，油面高度應該在57cm(能使兩個大齒輪充分潤滑)3） 減速器各處密封方式內密封：由于軸承用油潤滑，為了防止齒輪捏合時擠出的熱油大量沖向軸承內部，增加軸承的阻力，需在軸承內側設置擋油盤。外密封：在減速器的輸入軸和輸出軸的外伸段，為防止灰塵水份從外伸段與端蓋間隙進入箱體，所有選用唇型密封圈。七、 箱體部件設計：1） 箱體采用HT200鑄造箱體，水平剖分式箱體采用外肋式結構。箱內壁形狀簡單，潤滑油流動阻力小，鑄造工藝性好，但外形較復雜。箱體主要結構尺寸名稱符號尺寸關系箱座壁厚=8mm箱蓋壁厚11=8mm箱體凸緣厚度b，b1，b2箱座b=1.5=12mm箱蓋b1=1.5=12mm箱底座b2=2

25、.5=20mm加強肋厚m，m1箱座m=0.85=7mm箱蓋m=0.85=7mm地腳螺釘直徑df0.036a+12=18.39 （M20）地腳螺釘數(shù)目nn=4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d1d1=0.75df=13.79 ?。∕16）箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓直徑d2(0.50.6) df取（M10）軸承蓋螺釘直徑和數(shù)目d3，nd3=8 n=4觀察孔蓋螺釘直徑d4d4=(0.30.4) 取（M6）df、d1、d2至箱壁外距離C1df: C1=26mmd1: C1=22mmd2: C1=16mmdf、d2至凸緣邊緣的距離C2df: C2=24mmd1：C2=20mmd2: C2=14mm軸承旁凸臺高度半徑R1R1=

26、 C2=20mm箱體外壁至軸承座端面的距離l1l1=C1+C2+(510)=52mm減速器零件位置尺寸：代號名稱選用值齒輪頂圓至箱體內壁的距離1.210齒輪端面至箱體內壁的距離>10軸承端面至箱體內壁的距離10旋轉零件間的軸向距離15齒輪頂圓至軸表面的距離25大齒輪頂圓至箱體內壁的距離30箱底至箱底內壁的距離20箱體內壁至軸承座孔端面的距離l1=662） 主要附件a) 窺視孔和視孔蓋窺視孔應設在箱蓋頂部能夠看到齒輪嚙合區(qū)的位置，其大小以手能伸進箱體進行檢查操作為宜 窺視孔處應設計凸臺以便于加工。視孔蓋可用螺釘緊固在凸臺上，并應考慮密封。 由 表 9-18AA1A0BB1B0d4h1501

27、80165142.5172.5157.5M62 b) 通氣器通氣器設置在箱蓋頂部或視孔蓋上。較完善的通氣器內部制成一定曲路，并設置金屬網?？紤]到環(huán)境因素選用了防塵性能好的二次過濾通氣器。 通氣器選M27×1.5c) 油面指示器用油標尺，其結構簡單、在低速軸中常用。油標尺上有表示最高及最低油面的刻線。油標尺的安裝位置不能太低，以避免有溢出油標尺座孔。油標尺選用M16 具體數(shù)據(jù)如下 表9-14 mmdd1d2d3HabcDD1M1641663512852622d) 放油孔和油塞放油孔應設置在油池的最低處，平時用螺塞堵住。采用圓柱螺塞時，箱座上裝螺塞處應設有凸臺，并加封油墊片。放油孔不能高

28、于油池底面，以免排油不凈。選M16×1.5 mmdD0eLlaSd1HM142219.62212317152e) 起吊裝置減速器箱體沉重，采用起吊裝置起吊，在箱蓋上鑄有箱蓋吊耳，為搬運整個減速箱，在箱座兩端凸緣處鑄有箱座吊耳。結構簡單，加工方便。示意圖： 表 9-20 f) 定位銷常采用圓錐銷做定位銷。兩定位銷間的距離越遠越可靠，因此，通常將其設置在箱體聯(lián)接凸緣的對角處，并做非對稱布置。取位銷直徑d10mmg) 起蓋螺釘起蓋螺釘螺紋有效長度應大于箱蓋凸緣厚度。起蓋螺釘直徑可與凸緣聯(lián)接螺釘直徑相同。八、 主要參考：1王昆、何小柏、汪信遠主編 機械設計基礎課程設計 北京：高等教育出版社，1995年2楊可楨、程光蘊主編 機械設計基礎(第四版) 北京：高等教育出版社，1999年3趙勝祥、徐滕崗、唐覺明主編 畫法幾何及機械制圖 上海：上海遠東出版社，2002年九、 體會轉眼三周半的課程設計臨近尾聲，通過這次設計實踐，我對機械設計有了更全面、更深入地了解與認識。本次課程設計填補了以往課堂上，我們只是很公式化的解題，對于實際的工程設計計算沒有具體的概念。查表、計算、繪圖這些對于還不是很熟練的我們來說真不是很容易，進度慢，返工多是比較普遍的現(xiàn)象，但是通過老師不辭辛勞的指導，解答我們的疑問，指出我們設計上的缺陷，指引我們的思路，使我們在設計過程中獲益匪淺