皮帶輸送機傳動裝置

1、滾筒圓周率F=1000N,帶速v=2.0m/s,滾筒直徑D=500mm滾筒圓周率F=900N,帶速v=2.5m/s,滾筒直徑D=400mm一、傳動方案擬定第二組第三個數(shù)據(jù)：設計帶式輸送機傳動裝置中的一級圓柱齒輪減速器(1)工作條件：使用年限10年，每年按300天計算，兩班制工作，載荷平穩(wěn)。(2)原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=;帶速V=1.4m/s；滾筒直徑D=220mm運動簡圖二、電動機的選擇1、電動機類型和結構型式的選擇：按已知的工作要求和條件，選用丫系列三相異步電動機。2、確定電動機的功率：(1)傳動裝置的總效率：n總=T帶Xr2軸承Xti齒輪Xti聯(lián)軸器Xti滾筒=xXXX(2)電機所需的工作

2、功率：Pd=FV/1000Tl總=1700x1000X3、確定電動機轉速：滾筒軸的工作轉速：Nw=60<1000V/ntD=60X100OX兀x220=min根據(jù)【2】表中推薦的合理傳動比范圍，取V帶傳動比Iv=24,單級圓柱齒輪傳動比范圍Ic=35,則合理總傳動比i的范圍為i=620,故電動機轉速的可選范圍為nd=ixnw=(620)x=7292430r/min符合這一范圍的同步轉速有960r/min和1420r/min。由【2】表查出有三種適用的電動機型號、如下表方案電動機型號額定功率電動機轉速(r/min)傳動裝置的傳動比KW同轉滿轉總傳動比帶齒輪1Y132s-6310009603

3、2Y10012-43150014203綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，比較兩種方案可知：方案1因電動機轉速低，傳動裝置尺寸較大，價格較高。方案2適中。故選擇電動機型號Y10012-4o4、確定電動機型號根據(jù)以上選用的電動機類型，所需的額定功率及同步轉速，選定電動機型號為Y10012-4。其主要性能：額定功率：3KW滿載轉速1420r/min,額定轉矩。三、計算總傳動比及分配各級的傳動比1、總傳動比：i總=n電動/n筒=1420/=2、分配各級傳動比(1) 取i帶=3(2) I.i總口齒xi帶無；i齒=i總/i帶=3=四、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算1、計算各軸轉速(

4、r/min)nI=nm/i帶=1420/3=(r/min)nII=nI/i齒=(r/min)滾筒nw=nII=(r/min)2、計算各軸白功率(KWPI=Pdxn帶=x=PII=PIXn軸承Xrj齒輪=又又=3、計算各軸轉矩Td=nm=95501420=?mTI=入/n1=?mTII=入/n2=?m五、傳動零件的設計計算1、皮帶輪傳動的設計計算(1)選擇普通V帶截型由課本1P189表10-8得：kA=P=PC=KAP=據(jù)PC環(huán)口n1=min由課本1P189圖10-12得：選用A型V帶(2)確定帶輪基準直徑，并驗算帶速由1課本P190表10-9,取dd1=95mm>dmin=75dd2=i

5、帶dd1(1-£)=3X95X=279.30mm由課本1P190表10-9,取dd2=280帶速V:V=ttdd1n1/60X1000=兀X95X1420/60x1000=7.06m/s在525m/s范圍內，帶速合適。(3)確定帶長和中心距初定中心距a0=500mmLd=2a0+兀(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0=2X500+(95+280)+(280-95)2/4X450=1605.8mm根據(jù)課本1表(10-6)選取相近的Ld=1600mm確定中心距a*a0+(Ld-Ld0)/2=500+/2=497mm(4) 驗算小帶輪包角a1=x(dd2-dd1)/a=X(

6、280-95)/497=>1200(適用)(5) 確定帶的根數(shù)單根V帶傳遞的額定功率.據(jù)dd1和n1,查課本圖10-9得P1=iwi時單根V帶的額定功率增量.據(jù)帶型及i查1表10-2得1=查1表10-3,得Ka=;查1表10-4得KL=Z=PC/(P1+AP1)KaKL=+xx=(取3根)(6) 計算軸上壓力由課本1表10-5查得q=0.1kg/m,由課本式(10-20)單根V帶的初拉力：F0=500PC/ZV(Ka)-1+qV2=+=則作用在軸承的壓力FQFQ=2ZF0sin(a1/2)=2X3X2)2、齒輪傳動的設計計算(1)選擇齒輪材料與熱處理：所設計齒輪傳動屬于閉式傳動，通常齒輪

7、采用軟齒面。查閱表1表6-8,選用價格便宜便于制造的材料，小齒輪材料為45鋼，調質，齒面硬度260HB6大齒輪材料也為45鋼，正火處理，硬度為215HBs精度等級：運輸機是一般機器，速度不高，故選8級精度。(2)按齒面接觸疲勞強度設計由d10(6712xkT1(u+1)/(|)du<tH2)1/3確定有關參數(shù)如下：傳動比i齒=取小齒輪齒數(shù)Z1=20o則大齒輪齒數(shù)：Z2=iZ1=X20=取z2=78由課本表6-12取小d=轉午gT1T1=x106XP1/n1=x106x=52660N?mm(4)載荷系數(shù)k:取k=(5)許用接觸應力iH<tH=bHlimZN/SHmin由課本1圖6-3

8、7查得：<rHlim1=610Mpa<rHlim2=500Mpa接觸疲勞壽命系數(shù)Zn:按一年300個工作日，每天16h計算，由公式N=60njtn計算N1=60Xx10X300X18=N2=N/i=/=X108查1課本圖6-38中曲線1,得ZN1=1ZN2=按一般可靠度要求選取安全系數(shù)SHmin=<rH1=<rHlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610Mpa<rH2=<rHlim2ZN2/SHmin=1=525Mpa故得：d1>(6712xkT1(u+1)/(|)du<tH2)1/3=49.04mm模數(shù)：m=d1/Z1=20=2.45m

9、mm=取課本1P79標準模數(shù)第一數(shù)列上的值,(6)校核齒根彎曲疲勞強度<rbb=2KT1YFS/bmd1確定有關參數(shù)和系數(shù)分度圓直徑：d1=mZ1=<20mm=50mmd2=mZ2=<78mm=195mm齒寬：b=(|)dd1=x50mm=55mm取b2=55mmb1=60mm復合齒形因數(shù)YFs由課本1圖6-40得：YFS1=,YFS2=(8)許用彎曲應力<rbb根據(jù)課本1P116:(rbb=o-bblimYN/SFmin由課本1圖6-41得彎曲疲勞極限o-bblim應為：(rbblim1=490Mpa(rbblim2=410Mpa由課本1圖6-42得彎曲疲勞壽命系數(shù)Y

10、NYN1=1YN2=1彎曲疲勞的最小安全系數(shù)SFmin:按一般可靠性要求，取SFmin=1計算得彎曲疲勞許用應力為<rbb1=<Tbblim1YN1/SFmin=490x1/1=490Mpa<rbb2=<rbblim2YN2/SFmin=410x1/1=410Mpa校核計算<rbb1=2kT1YFS1/b1md1=<<rbb1<rbb2=2kT1YFS2/b2md1=<<rbb2故輪齒齒根彎曲疲勞強度足夠(9)計算齒輪傳動的中心矩aa=(d1+d2)/2=(50+195)/2=122.5mm(10)計算齒輪的圓周速度V計算圓周速度V=

11、tn1d1/60X1000=xx50/60X1000=1.23m/s因為V<6m/s,故取8級精度合適.六、軸的設計計算從動軸設計1 、選擇軸的材料確定許用應力選軸的材料為45號鋼，調質處理。查2表13-1可知：<Tb=650Mpa,<rs=360Mpa查2表13-6可知：<rb+1bb=215Mpa<r0bb=102Mpa,(r-1bb=60Mpa2 、按扭轉強度估算軸的最小直徑單級齒輪減速器的低速軸為轉軸，輸出端與聯(lián)軸器相接，從結構要求考慮，輸出端軸徑應最小，最小直徑為：d>C查2表13-5可得,45鋼取C=118則d>118x1/3mm=32.4

12、4mm考慮鍵槽的影響以及聯(lián)軸器孔徑系列標準，取d=35mm3 、齒輪上作用力的計算齒輪所受白轉矩：T=x106P/n=x106X=198582N齒輪作用力：圓周力：Ft=2T/d=2X198582/195N=2036N徑向力：Fr=Fttan200=2036xtan200=741N4 、軸的結構設計軸結構設計時，需要考慮軸系中相配零件的尺寸以及軸上零件的固定方式，按比例繪制軸系結構草圖。(1)、聯(lián)軸器的選擇可采用彈性柱銷聯(lián)軸器，查2表可得聯(lián)軸器的型號為HL3聯(lián)軸器：35X82GB5014-85(2)、確定軸上零件的位置與固定方式單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對稱布置在齒輪兩邊。軸

13、外伸端安裝聯(lián)軸器，齒輪靠油環(huán)和套筒實現(xiàn)軸向定位和固定，靠平鍵和過盈配合實現(xiàn)周向固定，兩端軸承靠套筒實現(xiàn)軸向定位，靠過盈配合實現(xiàn)周向固定，軸通過兩端軸承蓋實現(xiàn)軸向定位，聯(lián)軸器靠軸肩平鍵和過盈配合分別實現(xiàn)軸向定位和周向定位(3)、確定各段軸的直徑將估算軸d=35mm乍為外伸端直徑di與聯(lián)軸器相配(如圖)，考慮聯(lián)軸器用軸肩實現(xiàn)軸向定位，取第二段直徑為d2=40mm齒輪和左端軸承從左側裝入，考慮裝拆方便以及零件固定的要求，裝軸處d3應大于d2,取d3=45mm為便于齒輪裝拆與齒輪配合處軸徑d4應大于d3,取d4=50mm齒輪左端用用套筒固定，右端用軸環(huán)定位，軸環(huán)直徑d5滿足齒輪定位的同時，還應滿足右側

14、軸承的安裝要求，根據(jù)選定軸承型號確定.右端軸承型號與左端軸承相同，取d6=45mm.(4)選擇軸承型號.由1P270初選深溝球軸承，代號為6209，查手冊可得：軸承寬度B=19，安裝尺寸D=52,故軸環(huán)直徑d5=52mm.(5)確定軸各段直徑和長度I段：d1=35mm長度取L1=50mmII段:d2=40mm初選用6209深溝球軸承，其內徑為45mm,寬度為19mm考慮齒輪端面和箱體內壁，軸承端面和箱體內壁應有一定距離。取套筒長為20mm通過密封蓋軸段長應根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應有一定矩離而定，為此，取該段長為55mm安裝齒輪段長度應比輪轂寬度小2mm故II段長：L2=(2+

15、20+19+55)=96mmIII段直徑d3=45mmL3=L1-L=50-2=48mmIV段直徑d4=50mm長度與右面的套筒相同，即L4=20mmV段直徑d5=52mm.長度L5=19mm由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=96mm(6)按彎矩復合強度計算求分度圓直徑：已知d1=195mm求轉矩：已知T2=?m求圓周力：Ft根據(jù)課本P127(6-34)式得Ft=2T2/d2=2X195=求徑向力Fr根據(jù)課本P127(6-35)式得Fr=Ft?tana=xtan200=因為該軸兩軸承對稱，所以:LA=LB=48mm(1)繪制軸受力簡圖(如圖a)(2)繪制垂直面彎矩圖(如圖b)軸承支反力：FA

16、Y=FBY=Fr/2=2=FAZ=FBZ=Ft/2=2=由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為MC1=FAyL/2=96+2=?m截面C在水平面上彎矩為：MC2=FAZL/2=96+2=?m(4)繪制合彎矩圖(如圖d)MC=(MC12+MC22)1/2=(+1/2=?m(5)繪制扭矩圖(如圖e)轉矩：T=x(P2/n2)x106=?m(6)繪制當量彎矩圖(如圖f)轉矩產生的扭剪文治武功力按脈動循環(huán)變化，取a=，截面C處的當量彎矩:Mec=MC2+(T)21/2=+x21/2=?m(7)校核危險截面C的強度由式(6-3)(re=x453=<a-1b=60MPa二.該軸強度足

17、夠。主動軸的設計1 、選擇軸的材料確定許用應力選軸的材料為45號鋼，調質處理。查2表13-1可知：<rb=650Mpa,<rs=360Mpa查2表13-6可知：<rb+1bb=215Mpa<r0bb=102Mpa,(r-1bb=60Mpa2 、按扭轉強度估算軸的最小直徑單級齒輪減速器的低速軸為轉軸，輸出端與聯(lián)軸器相接，從結構要求考慮，輸出端軸徑應最小，最小直徑為：d>C查2表13-5可得，45鋼取C=118則d>118x1/3mm=20.92mm考慮鍵槽的影響以系列標準，取d=22mm3 、齒輪上作用力的計算齒輪所受白轉矩：T=x106P/n=xi06x=5

18、3265N齒輪作用力：圓周力：Ft=2T/d=2X53265/50N=2130N徑向力：Fr=Fttan200=2130xtan200=775N確定軸上零件的位置與固定方式單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對稱布置在齒輪兩邊。齒輪靠油環(huán)和套筒實現(xiàn)軸向定位和固定,靠平鍵和過盈配合實現(xiàn)周向固定，兩端軸承靠套筒實現(xiàn)軸向定位，靠過盈配合實現(xiàn)周向固定，軸通過兩端軸承蓋實現(xiàn)軸向定位，4確定軸的各段直徑和長度初選用6206深溝球軸承，其內徑為30mm,寬度為16mm.?？紤]齒輪端面和箱體內壁，軸承端面與箱體內壁應有一定矩離，則取套筒長為20mm則該段長36mm安裝齒輪段長度為輪轂寬度為2mm(2)

19、按彎扭復合強度計算求分度圓直徑：已知d2=50mm求轉矩：已知T=?m求圓周力Ft：根據(jù)課本P127(6-34)式得Ft=2T3/d2=2X50=求徑向力Fr根據(jù)課本P127(6-35)式得Fr=Ft?tana=x=：兩軸承對稱:.LA=LB=50mm(1)求支反力FAXFBYFAZ、FBZFAX=FBY=Fr/2=2=FAZ=FBZ=Ft/2=2=(2)截面C在垂直面彎矩為MC1=FAxL/2=100/2=19N?m(3)截面C在水平面彎矩為MC2=FAZL/2=100/2=?m(4)計算合成彎矩MC=(MC12+MC221/2=(192+)1/2=?m計算當量彎矩：根據(jù)課本P235得a=M

20、ec=MC2+RT)21/2=+x21/2=?m(6)校核危險截面C的強度由式(10-3)<re=Mec/()=X303)=<<r-1b=60Mpa二.此軸強度足夠(7)滾動軸承的選擇及校核計算一從動軸上的軸承根據(jù)根據(jù)條件，軸承預計壽命L'h=10X300X16=48000h由初選的軸承的型號為：6209,查1表14-19可知：d=55mm,外徑D=85mm寬度B=19mm基本額定動載荷C=,基本靜載荷CO=,查2表可知極限轉速9000r/min(1)已知nII=(r/min)兩軸承徑向反力：FR1=FR2=1083N根據(jù)課本P265(11-12)得軸承內部軸向力FS

21、=則FS1=FS2=682N.FS1+Fa=FS2Fa=0故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端FA1=FS1=682NFA2=FS2=682N求系數(shù)x、yFA1/FR1=682N/1038N=FA2/FR2=682N/1038N=根據(jù)課本P265表(14-14)得e=FA1/FR1<ex1=1FA2/FR2<ex2=1y1=0y2=0(4)計算當量載荷P1、P2根據(jù)課本P264表(14-12)取fP=根據(jù)課本P264(14-7)式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=x(1x1083+0)=1624NP2=fp(x2FR1+y2FA2)=X(1X1083+0)=1624N(5)

22、軸承壽命計算.P1=P2故取P=1624N:深溝球軸承£=3根據(jù)手冊得6209型的Cr=31500N由課本P264(14-5)式得LH=106(ftCr/P)£/60n=106(1X31500/1624)3/=998953h>48000h二.預期壽命足夠二.主動軸上的軸承：(1)由初選的軸承的型號為：6206查1表14-19可知：d=30mm,外徑D=62mm寬度B=16mm,基本額定動載荷C=,基本靜載荷CO=,查2表可知極限轉速13000r/min根據(jù)根據(jù)條件，軸承預計壽命L'h=10X300X16=48000h(1)已知nI=(r/min)兩軸承徑向反力

23、：FR1=FR2=1129N根據(jù)課本P265(11-12)得軸承內部軸向力FS=則FS1=FS2=.FS1+Fa=FS2Fa=0故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端FA1=FS1=FA2=FS2=求系數(shù)x、yFA1/FR1=FA2/FR2=根據(jù)課本P265表(14-14)得e=FA1/FR1<ex1=1FA2/FR2<ex2=1y1=0y2=0(4)計算當量載荷P1、P2根據(jù)課本P264表(14-12)取fP=根據(jù)課本P264(14-7)式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=x(1X1129+0)=P2=fp(x2FR1+y2FA2)=x(1x1129+0)=(5)軸承壽命計

24、算.P1=P2故取P=:深溝球軸承£=3根據(jù)手冊得6206型的Cr=19500N由課本P264(14-5)式得LH=106(ftCr/P)£/60n=106(1x19500/3/=53713h>48000h二.預期壽命足夠七、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算1 .根據(jù)軸徑的尺寸，由1中表12-6高速軸(主動軸)與V帶輪聯(lián)接的鍵為：鍵8X36GB1096-79大齒輪與軸連接的鍵為：鍵14X45GB1096-79軸與聯(lián)軸器的鍵為：鍵10X40GB1096-792 .鍵的強度校核大齒輪與軸上的鍵：鍵14X45GB1096-79bxh=14x9,L=45,貝LlLs=L-b=31mm圓

25、周力：Fr=2TII/d=2x198580/50=擠壓強度：=<125150MPa=rp因此擠壓強度足夠剪切強度：=<120MPa=因此剪切強度足夠鍵8X36GB1096-79和鍵10X40GB1096-79根據(jù)上面的步驟校核，并且符合要求。八、減速器箱體、箱蓋及附件的設計計算1、減速器附件的選擇通氣器由于在室內使用，選通氣器(一次過濾)，采用M18X油面指示器選用游標尺M12起吊裝置采用箱蓋吊耳、箱座吊耳.放油螺塞選用外六角油塞及墊片M18根據(jù)機械設計基礎課程設計表選擇適當型號：起蓋螺釘型號：GB/T5780M18X30，材料Q235高速軸軸承蓋上的螺釘：GB5783-86M8X

26、12，材料Q235低速軸軸承蓋上的螺釘：GB5783-86M8X20,材料Q235螺栓：GB578286M14X100,材料Q235箱體的主要尺寸：(1)箱座壁厚z=0.025a+1=x+1=取z=8(2)箱蓋壁厚z1=0.02a+1=x+1=取z1=8(3)箱蓋凸緣厚度b1=x8=12(4)箱座凸緣厚度b=x8=12(5)箱座底凸緣厚度b2=x8=20(6)地腳螺釘直徑df=0.036a+12=x+12=(取18)(7)地腳螺釘數(shù)目n=4(因為a<250)(8)軸承旁連接螺栓直徑d1=X18=(取14)(9)蓋與座連接螺栓直徑d2=X18=(取10)(10)連接螺栓d2的間距L=150-200(11)軸承端蓋螺釘直d3=M8)