帶式輸送機傳動裝置課程方案設(shè)計書減速器方案設(shè)計書

1、燕山大學(xué)機械設(shè)計課程設(shè)計說明書題目帶式輸送機傳動裝置學(xué)院（系）：機械工程學(xué)院年級專業(yè)：09機制（三）班學(xué) 號:學(xué)生姓名:指導(dǎo)教師：周玉林教師職稱：教授目錄1. 任務(wù)說明書12. 傳動方案的分析23. 電動機選擇及計算 24總傳動比的確定和各級傳動比的 35傳動裝置的動力和運動參數(shù)計算 46. 齒輪的選擇和計算 57. 軸的設(shè)計計算 108. 軸承的選擇和校核169. 鍵的選擇和鍵連接的強度計算 1810. 聯(lián)軸器的選擇2011. 潤滑和密封選擇 2112. 拆裝和調(diào)整的說明2113. 減速箱體的附件的說明 2214設(shè)計小結(jié).2215.參考材料23計算及說明二、傳動方案分析1斜齒輪傳動斜齒輪傳動

2、的平穩(wěn)性較直齒圓柱齒輪傳動好，常用在高速 級或要求傳動平穩(wěn)的場合。因此將斜齒輪傳動布置在第一、二級。2 帶傳動承載力低，但傳動平穩(wěn)，緩沖吸振能力強，置在最 4布置在咼速級。因此，斜齒圓柱齒輪傳動一帶傳動對室內(nèi)平穩(wěn)環(huán)境而言， 這樣的傳動方案是比較合理的。三. 電動機選擇計算1) .原始數(shù)據(jù)如下：運輸帶牽引力F=1737N輸帶工作速度V=0.61m/s滾筒直徑D=0.30m2) .電動機型號選擇主要參數(shù)：(1 )選擇電機類型按照工作要求和工作條件，選擇丫系列三相籠形異步電動 機全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)。(2 )確定電機容量電動機的輸出功率為由式PRv巳JaFv1737 漢 0.61PW “ 一一1.10

3、kw10001000 996式中化為卷筒效率 取耳w=0.96F=1737NV=0.61m/sD=0.30m巳=1.10kwH _ T| 2口 2口 4傳動總效率a - 1 2 3式中S為聯(lián)軸器效率，3 =0.99； H2為齒輪效率，-=0.97； H 3為軸承效所以有 = 0.992 x 0.972 x 0.984 = 0.85a 二 0.85Fd = 1.29kw笆，3=0.Pw =1.10 a 0.85= 1.29kw(3 )選擇轉(zhuǎn)速卷筒軸I工作轉(zhuǎn)速為v 600.61' 60 1000n =n Dn 250=38.8r / minn 二 38.8r / min由二級齒輪減速器i

4、= 8 40，固電動機轉(zhuǎn)速nd =38.8 (840) =310.41552r /min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750r/min, 1000 r /min, 1500 r / mi n,綜合考慮選擇同步轉(zhuǎn)速為1000 r /min,型號為Y100L-6型號額定 功率(w)同步轉(zhuǎn) 速(r/ min)滿載轉(zhuǎn) 速(r/ min)啟動功率最大功率額定功率額定功率Y100-L61.510009402.02. 2電動機主要性能參數(shù)四、總傳動比的確定和各級傳動比的分配滿載時電機轉(zhuǎn)速nm =940 r /min總傳動比ia = 血 =940 = 24.23 n 38.8由i總二訂2且h = ，所以，取h -

5、 i - . i總=4.92 ,電動機型號Y100L-6nd = 1000r / minD = 28mmnm = 960r / min ia =20.17h =4.92;i2 =4.92五、運動和動力參數(shù)得計算各軸轉(zhuǎn)速如下：1軸轉(zhuǎn)速 m = nm/io = nm =940r /min2 軸轉(zhuǎn)速 n2 = n /h =191.06r/min3 軸轉(zhuǎn)速 n3 = n2 /i2 =38.8r /min卷筒軸的轉(zhuǎn)速n4 = n3 =38.8r/min電動機輸出功率為Pd , Fd=1.29kw1 軸輸入功率 R =附=1.24 0.99 =1.28kw2軸輸入功率 P2 =只烏口3 =1.28漢0.9

6、7漢0.98 = 1.22kw3軸輸入功率 F3 - RAJ =1.22x0.97x0.98 = 1.16kw卷筒軸輸入功率 P4 = PJ3叫=1.13kwR由T =9550><得，各軸輸出轉(zhuǎn)矩值如下nP1 29電動機軸 Td =9550漢亠 =9550匯 一 = 13.11 N m59401 軸人=13.1仆 0.99 =12.98 N m2 軸T2 =12.98漢4.92江0.98匯0.97 = 60.71 ” m3軸T3 =60.71漢4.92漢0.98漢0.97 = 283.94 N m卷筒軸T4 =283.940.987.99 =275.48 N m其運動和動力學(xué)參數(shù)整

7、理于下表運動和動力學(xué)參數(shù)n1= 940 r / minn2= 191.06r / minna= 38.83 r / minP= 1.28kwF2= 1.22kwP3= 1.16kwF4= 1.13kwTd=13.11N mT1= 12.98N mT2= 60.71 N mTa=283.94 N mT；= 275.48 N m轉(zhuǎn)速n(r /mi n)轉(zhuǎn)矩T (N m)功率P(kw)專動比i效率齒輪材料用 45 鋼，金屬膜鑄 造。乙=23 Z2=114書=0.8電機軸94013.111.291 0.0.991軸94012.981.284.920.0.952軸191.0654.611.224.920

8、.0.953軸38.8283.941.161 0.0.97卷筒軸38.8275.481.13六、傳動零件的設(shè)計計算齒輪傳動的設(shè)計1)傳動件的選擇(1) 由使用條件，選擇圓柱斜齒輪，小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，HB, =240HBS,大齒輪選 45鋼，正火，HB2 =200HBS，HB, -HB2 =40HBS，合適。(2) 選取8級精度，按GB/T 10095(3) 選取齒數(shù) 初選小齒輪齒數(shù)乙=23 Z2 =4.92 X23=113.16，圓整取=114i，i4 957 4 92i' =114/23=4.957 %， 對X 100 % ="00%i4.92=0.75 %滿足要求(

9、4) 選取螺旋角 初選B = 14 °齒寬系數(shù) 書=0.82)按齒面接觸強度設(shè)計2KU 1UJ(1 ) 確定載荷系數(shù)K由表使用系數(shù)Ka=1.0齒輪為8級精度,估計圓周速度v=4 ,船冷&0.92認， 動載系數(shù)Kv =1.071.88-3.2 1z1Z2丿COS|1.883.2丄 + 丄 V123 114丿cos1/ =1.66bsin :n mndtan °8 23tan14O= 1.457t7t；二二 二1.66 1.45=3.11由圖齒間載荷分布系數(shù)K：.=1.42 ,齒向載荷分布系數(shù)K =1.07K 二 KaK：KKv=1.0 1.42 1.07 1.07 =

10、 1.63(2)轉(zhuǎn)矩6.098 104N mm(3)查的區(qū)域系數(shù)Zh =2.43(4)重合度系數(shù)因=1.45 1取；-：=1Z;=-.''1，1；6巾78Ka =1.0KV =1.07K. =1.42K ： = 1.07K =1.63T2 =60980N mm ZE =189.8、MPa Zh=2.43Z；.=0.78Zb =0.985M = 1.651O08N2 =3.33X07KHN1 =匸09,KHN2 = 1.24j = 582.8MPa(1) 螺旋角系數(shù)Z二、C6T二0.985。查的影響彈性系數(shù)ZE =189.8 MPa(2) 由圖可查得接觸疲勞極限應(yīng)力匚Hlim1

11、=590MPa，匚Hlim2 - 470MPa(3) 由公式計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)Ni =rfejLh=60 199.06 1 (6 300 8)=1.651 108N17N21 =3.33 107i2(4) 查得壽命系數(shù) KHN1 =1.09, KHN2 =1.24(5) 計算接觸疲勞許用應(yīng)力l；H 1 1 - K HNv H lim1 - 590 1.09 = 643.1 MPaShMpa =582.8Mpa62 二 KHN2 "m2 ；1.24470-Sh取 l；H 丨=582.8MPa(6) 計算小齒輪分度圓直徑2 1.63 60980 4.957 1189.8 2.43 0.78

12、 0.985K.A. I0.8= 47.97mmd1 -34.957582.8d1 =47.97mm(11 )計算圓周速度n d3n260 1000= 0.4799 m/s(12 )修正載荷系數(shù)：按VZ1 -04竺蘭0.1109查表得100 100Kv =1.02可查得(13) 校正 試 算的 分度 圓直 徑反102dd1=47.9<3=47.21mm¥仏V1.07(14) 法向模數(shù)g /cosP嚴心匚燭口口Z23取 m* =2mm(15) 計算中心距空件 “41.19mm 圓整取 a=140mm 2cosP2 匯 cos14(16)按圓整后的中心距修正螺旋角R(zz2)mn(

13、23+114)2cParccos- arccos-11.8832a2 "40由于B值變化后，修正后電=1.68,Kq = 1.42,Zh = 2.43(17)計算分度圓直徑z1mn23 江 2dr門=47.01mmcosP cos11.883J? /打= 232.99mmcos P cos11.883取 d1 =47mmd2 =233mmmn = 2mma = 140mmP = 11.883 °(18)計算齒輪寬度b = 4 =0.8 47.01 = 37.61mm圓整取 p =38mm b|=44mm3)校核齒根彎曲疲勞強度由公式-F1_ 2KT1bd1 mnYFa1Ys

14、a1YY"： -；F1 I ； F2 “Fa2丫泌乞 £f2 YFa!YSa1(1)重合度系數(shù)丫 = 0.25 + °!5 = 0.70(2)螺旋角系數(shù)邛=1.71 >1,取邛=1,所以 Y0=1_E0- = 1-11.883h120 120-0.86(3)計算當量齒數(shù)ZvlZ1cos3 :3 23=24.5cos 11.883?Zv2Z23 ： =3114o =121.7cos - cos 11.883(4)查取齒形系數(shù)可得YFa1 =2.64, YFa2=2.13b1 =44mm b2=38mmY； = 0.70丫-0.86Z/1 = 24.5Z/2 =

15、121.7Ya 2.64泉2 =2.13丫sa1 = 1.58,丫;a2 二 1.85(5)查取應(yīng)力修正系數(shù)可得YSa1 =1.58, 丫竝=1.85(6)查取彎曲疲勞極限應(yīng)力及壽命系數(shù) 可得和im1 =500MPa,匚Flim2 =450MPa;由圖按 N1 =1.651 108,N2 =3.33 107分別查得Kfn1 =Kfn2 =1(7)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取失效率為1%,安全系數(shù)S=1,由公式得KfN1 二 Kfn1 = 1S=1(8 )F1 = KFN1；Flim1 = 450MPa ；F2= KFN2；Flim2 =390MPa(9)計算彎曲應(yīng)力2 1.63 6098038 47

16、.01 22.64 1.58 0.70 0.86 =140MPa'-'F2140 2.13 1.852.64 1.58= 132MPa :；F1 = 450MPa二 F2 =390MPa；F1 =140MPa 匚 F2 = 132MPa七.軸的設(shè)計和計算1) .初步計算軸徑軸的材料選用常用的45鋼當軸的支撐距離未定時，無法由強度確定軸徑，要用初步估算的方法，即按純扭矩并降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力確定軸徑d,計算公式為：d _ A1, 3軸為外伸軸，初算軸徑作為最小直徑，應(yīng)取較小的 A值；2 軸為非外伸軸，初算軸徑作為最大直徑， 應(yīng)取較大的A值；查表取 A=A=112, A=118。d3

17、d1d2= 20mm d2 = 25mm d3 =35mm考慮到1軸要與電動機聯(lián)接，初算直徑d1必須與電動機軸和聯(lián)軸器 空相匹配，所以初定d1=20mmd=25mm d3 =35mm2）.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計2 齒輪軸的初步設(shè)計如下圖:裝配方案是：齒輪、套筒、軸承依次從軸的左端向左端安裝，右端 只安裝軸承。軸的徑向尺寸：當直徑變化處的端面用于固定軸上零件或承受軸向 力時，直徑變化值要大些，可取（68） mm否則可?。?4） mm軸的軸向尺寸：軸上安裝傳動零件的軸段長度是由所裝零件的輪轂 寬度決定的，而輪轂寬度一般是和軸的直徑有關(guān)，確定了直徑，即可確定輪轂寬度。軸的端面與零件端面應(yīng)留有距離L,以保證零件

18、端面與套筒接觸起到軸向固定作用，一般可取 L=（ 13）mm軸上 的鍵槽應(yīng)靠近軸的端面處。3）.輸出軸的校核齒輪上的作用力:Fti =di2 283.94 1000237= 2396.12NF ritan： ncos=2396-12 d9®Ft1 =2396.12NFr1 =891.21NFa1 =504.2NFa1 =2396.125 n11.883=504.2N(2)計算軸承反力只'891.2144.35-50化233/2 _235.伽 水平面 181.7R2 =891.21 + 235.18 = 1126.39N廠 2396.1244.35“心”“士k R 1300.7

19、6 N豎直面81.7R2 =1045.87N畫水平面彎矩圖，豎直面彎矩圖和合成彎矩圖及軸轉(zhuǎn)矩圖R =-235.18 NR2 =1126.39 NR=1300.76NR2=1045.87N(3)判斷危險截面 初步分析A面有較大應(yīng)力集中。疲勞極限(T b=650Mpa,(T s=360Mpa由表查的疲勞極限(T -1 =0.45 (T b=0.45 X 650Mpa=293 Mpa(T 0=0.81 (T b=0.81 X 650 Mpa =527Mpat -1 =0.26 (T b=0.26 X 650 Mpa=169 Mpat 0=0.50 (T b=0.5 X 650 Mpa=325 Mpa

20、由式屮 /J"。占 293-527 =0.112<r0a527,-屮2J"0 得屮亍 _2勺69一325 _ 0.04T0'3254)求截面A的應(yīng)力彎矩 M1 =69684.06N mmM169684.06c坊=cra =U =9.41MPa,cTm =0W0.仆 423T283940t = =19.16MPaW 0.2 疋 42嗎"m " =19.16MPa(5) 截面A的配合零件的綜合影響系數(shù)由 c b=650Mpa查得(K，)=3.002, (Kt )= 2.2012(6) 求表面狀態(tài)系數(shù)B及尺寸系數(shù)EL*由查表得B =0.92 (

21、Ra=3.2卩 m c b=650Mpa。備= 0.84, % = 0.78(7) 求安全系數(shù)(設(shè)為無限壽命，k1)得c -1 =293 Mpac 0 =527Mpat -1=169 Mpat 0=325 Mpa 陷=0.112人=0.04=9.41MPam = 0J =19.16MPaj = 19.16MPa(K c )=3.002(K t )= 2.2012B =0.92務(wù)= 0.84% = 0.78% = 7.63S = 2.84kN匚jk-.m a 二 m1 2933.002 c “ :9.41 0.92 0.84-7.63kN Jk +屮 T；.a,-m1 1692201219.16

22、 0.04 19.16 =2"0.92 0.78則綜合安全系數(shù)為7.63 2.847.632 2.842= 2.7IS I -1.5S =2.7結(jié)論：截面A足夠安全八、軸承的選擇軸承的校核選擇使用圓錐滾子軸承，根據(jù)軸直徑 d=40mm選用圓錐滾子軸承的型為 3020 E 8， 主要參數(shù)如下： 基本額定靜載荷 基本額定動載荷D=80mm ； B=18mm a=16.9mmC o=42.8 kNC =59.8 kN極限轉(zhuǎn)速VmaX=6300 r / minFr1 = R'2 Rj 二、；235.1821300.762 =1321.85NFr2 二 R2'2 ' R

23、22 = 1126.392 1045.872 = 1537.07N對滾動軸承30208E查表得丫=1.6，e=0.37 ： =15°D=80mmB=18mm a=16.9mmC0=42.8 kNC =59.8 kN Vnax=6300 r / minFr2 =1537.07NFn =1321.85NS=F1 J321*852Y 2 1.6= 413.08Nc Fr21537.07S2=2Y 2 1.6-480.33NS Fa =504.2 413.08 480.33N Fa1 = 413.08N,Fa2 = 917.28NS=413.08NS=480.33NFai413.08Fr11

24、321.850.313 ： 0.37，查表得 Xi=1, 丫i=0Fa2Fr21537.07 “597。37，查表得畑。4 丫 日6R = fp(X1&1 +¥FG =1321.85NP2 二 fp(X2Fr2 %Fa2) =1 (0.4 1537.07 1.6 917.28) = 2082.48N10106 fc10659.8 yLh1031246942h20000h60n P 60 38.83 2.08靜載驗算由查表得Xq=0.5Y 0=0.9則入=X0Fr1 Y0Fa1 =0.5 1321.85 0.9 413.08 = 1074.905NFr1故取P01 = Fr1=

25、1321.85N<<C=4280N巳=X0Fr2 Y0Fa2 =0.5 1537.07 0.9 917.28 = 1594.087N ： CFa =413.08NFa2 =917.28NP =1321.85NF2 =2082.48NLh10 = 31246942hRr1 =1321.85N巳=1594.087"極限轉(zhuǎn)速驗算P11321.85F22082.4810.0221 20.0348C59800C59800由表查得f 11 = 1 f 12=1tan = Fa1 =0.313Fr1tan 卩2 = 0.597Fr2查表得 f 21=0.98 f 22=0.95貝U f

26、11 f 21 niim =1 0.98 6300 =6174r/minnfi2f22 niim =1 995 x 6300n = 5985 /j n »nf 11f 21niim結(jié)論：選用30208E型軸承符合要求。617%小九、鍵連接的選擇和計算f12 f22 niim 1).鍵的選擇5985人十"1軸鍵槽部分的軸徑為28mm選擇普通圓頭平鍵鍵8 匯32, b =8mm, h =7mm, L =32mm鍵 8 漢 32,b = 8mm,2軸左端鍵槽部分的軸徑為50mm選擇普通圓頭平鍵鍵鍵 10 x40,b =10mm, h =8mm, L = 40mm1 40, b =

27、 10mm,3軸鍵槽輪轂處部分的軸徑為42mm選擇普通圓頭平鍵鍵鍵 12 x36,b =12mm, h =8mm, L =36mm12><36,b =12mm,聯(lián)軸器軸段軸頸為34mm選擇普通圓頭平鍵鍵10漢50, b = 10mm,鍵 10 x50,b =10mm, h =8mm, L =50mm2) 鍵的強度計算假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵聯(lián)接的強度條件為32TX103-、bp -玉bpkid查表6-2得，鋼材料在輕微沖擊下的許用擠壓應(yīng)力為100120MPa所Qp =120MPa莊 P=120MPa(1).1軸上鍵的強度計算hhhh£ =12.79N m匕

28、=0.50 = 3.5mmh = L -d =24mm3、2X12.79O03所以crpi = 10.88MPa 蘭o'p3.5 匯 24 疋 28滿足強度條件(2) 2軸上鍵的強度計算T2 =54.61N mk2 =0.5h2 = 4mml2 =L2 b =30mm254.61 漢103 所以<iP2 = 23.95MPa <p 4X3038滿足強度條件(3) .3軸輪轂段鍵的強度計算T31 =233.07N mk31 =0.5h31 =4mm131 = L31 -b>31 =24mm32 漢233.07 漢103所以<31 115.61MPa Ep4X24X

29、42滿足強度條件聯(lián)軸器段鍵的強度計算T32 = 233.07N mk32 =0.5h32 =4mm132 = L32 b32 = 40mmKa1 i.5 ©3=1.9Tca1 =19.185N mTca3輸入軸上Tn 二 315N mn二 5600r / mind = 28mmL = 44mm輸出軸上Tn - 630N mn二 5000r / min2 233.07 10所以二P3285.6875MPa _ 二p4x34x40滿足強度條件十.聯(lián)軸器的選擇計算1）計算聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)距輸入軸 hal二Kai£輸出軸口二5查表得小轉(zhuǎn)距、電動機作原動機情況下及帶式傳動情況分別取Ka

30、i =1.5Ka3 =1.9Tca1 =1.5 12.79 =19.185N mTca3=2）型號選擇根據(jù)計算轉(zhuǎn)距輸入軸選擇撓性聯(lián)軸器HL2-J型輸出軸選擇HL3-Y主要參數(shù)如下：輸入軸上公稱扭距Tn =315Nm（滿足要求）許用轉(zhuǎn)速n=5600r/min （滿足要求）軸孔直徑d =28mm軸孔長度L =44mm輸出軸上公稱扭距Tn =630Nm（滿足要求）d = 35mm許用轉(zhuǎn)速n=5000r/min（滿足要求）軸孔直徑d =35mm軸孔長度L=62mm十.潤滑和密封說明1）潤滑說明因為第二軸上浸油齒輪分度圓圓周速度、/ n2兀d191.06 漢3.14 汽 237,c /V= 2= 2.3

31、7m/s>2m/s60100060x1000故取潤滑油潤滑取浸油深度h=50mm大、小斜齒圓柱齒輪采用飛濺潤滑；潤滑油 使用普通工業(yè)齒輪油SH-150滑油。軸承采用潤滑油飛濺潤滑，結(jié)構(gòu)設(shè)計油溝。2）密封說明在試運轉(zhuǎn)過程中，所有聯(lián)接面及軸伸密封處都不允許漏油。剖分面 允許涂以密圭寸膠或水玻璃。軸伸處密圭寸應(yīng)涂上潤滑脂。十二.拆裝和調(diào)整的說明在安裝調(diào)整滾動軸承時，必須保證一定的軸向游隙，因為游隙大小 將影響軸承的正常工作。對第二軸和第三軸（中間級和低速級）軸 直徑分別為35mn和40mm寸，可取游隙為0.040.07mm 對高速級 的角接觸軸承軸直徑為35mm可取游隙為0.050.1mmo在安裝齒輪后，必須保證需要的側(cè)隙及齒面接觸斑點， 側(cè)隙和接觸 斑點是由傳動精度確定的，可查手冊。當傳動側(cè)隙及接觸斑點不符 合精度要求時，可以對齒面進行刮研、跑合或調(diào)整傳動件的嚙合位 置。L