帶式運輸機傳動裝置設(shè)計-

目錄TOC\o"1-5"\h\z一、 精密機械課程設(shè)計任務(wù)書. .2二、精密機械課程設(shè)計說明書 21傳動方案擬定 .22電動機的選擇 …….23計算總傳動比及分配各級的傳動比 ?…….44運動參數(shù)及動力參數(shù)計算 .55傳動零件的設(shè)計計算 ????.66軸的設(shè)計計算 ?????127滾動軸承的選擇及校核計算 ???188鍵聯(lián)接的選擇及計算 ?? 229設(shè)計小結(jié) ..2310參考資料目錄 ..2326三、設(shè)計圖紙26河北聯(lián)合大學(xué)課程設(shè)計所在學(xué)院學(xué)生姓名所在學(xué)院學(xué)生姓名開始時間提交時間指導(dǎo)教師輕工學(xué)院 專業(yè) 冶金工程學(xué)號班級題目帶式運輸機傳動裝置設(shè)計題目帶式運輸機傳動裝置設(shè)計題目

性質(zhì)

及來

源性質(zhì)□理論研究 ■應(yīng)用研究 □技術(shù)開發(fā) □其他題目

性質(zhì)

及來

源性質(zhì)□理論研究 ■應(yīng)用研究 □技術(shù)開發(fā) □其他主要

內(nèi)容6主要

內(nèi)容6設(shè)計用于帶式運輸機的一級直齒圓柱齒輪減速器傳動簡圖如下:123456

原始數(shù)據(jù):數(shù)據(jù)編號12345運輸帶工作拉力F/N11001150120012501300運輸帶工作速度V/(m/s)卷筒直徑D/mm250260270240250數(shù)據(jù)編號678910運輸帶工作拉力F/N13501400145015001600運輸帶工作速度V/(m/s)卷筒直徑D/mm260250260280300工作條件：一班制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)。載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵。使用期限：10年動力來源：三相交流電(220V/380V)運輸帶速度允許誤差：±5%。備注設(shè)計計算說明書一、傳動方案擬定設(shè)計單級圓柱齒輪減速器和一級帶傳動工作條件：使用年限8年，工作為單班工作制，載荷平穩(wěn)，環(huán)境清潔。原始數(shù)據(jù)：輸送帶拉力F=1200N；帶1

速V二s；滾筒直徑D=270mm；滾筒長度L=500mm。二、電動機選擇1、 電動機類型的選擇：Y系列三相異步電動機2、 電動機功率選擇：傳動裝置的總功率：n=nXn2xnxnxn總 帶 軸承 齒輪 聯(lián)軸器 滾筒=xxxx電機所需的工作功率：P=FV/(1000n工作 總)=1200x(1000x)3、確定電動機轉(zhuǎn)速：計算滾筒工作轉(zhuǎn)速：n=60x1000V/(nD)筒=60x1000x(nx270)=min按手冊P7表1推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍I'=3~5。取V帶傳動比I'=2~4,則總傳動a 1

比理時范圍為I'=6~20。故電動機轉(zhuǎn)速的可a選范圍為n'=I'xn=(6~20)X=~min符d a 筒合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750、1000、和1500r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊查出有一種適用的電動機型號：因此有三種傳支比方案：如指導(dǎo)書P15頁第一表。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，可見第2方案比較適合，則選n=1000r/min 。4、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(zhuǎn)速，選定電動機型號為Y132S-6。其主要性能：額定功率：3KW，滿載轉(zhuǎn)速960r/min。三、計算總傳動比及分配各級的傳動比1、 總傳動比：i=n/n=960/=總 電動 筒2、 分配各級傳動比據(jù)指導(dǎo)書P7表1,取齒輪i=3(單級齒輪減速器i=3~6合理)Vi=iXI總 齒輪 帶?：i=i/i=3=帶 總 齒輪

四、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算1、計算各軸轉(zhuǎn)速(r/min)n=n亠「=960r/min0 電機n=n/i=960/=(r/min)0 帶n=n/i=(r/min)I 齒輪nn(r/min)III二 II二計算各軸的功率(KW)P=P=0 工作P=Pn=x=0 帶P=Pxnxn=I 齒 承P=Pxnxn=xxiii II 承 聯(lián)3計算各軸扭矩(N?mm)4T=9550xP/n二9550xx1000/960=?mo 0 0T=9550xP/n=9550xx1000/I I I二?mT=9550xP/nII II=9550xxi000/=?mT=9550xP/nIII III=9550xxi000/=?m

五、傳動零件的設(shè)計計算1、 皮帶輪傳動的設(shè)計計算選擇普通V選帶截型由課本P83表5-9得：k=1AP=KP=1x=C A由課本P82圖5-10得：選用A型V帶確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗算帶速由課本圖5-10得，推薦的小帶輪基準(zhǔn)直徑為63~100mm則取d=100mm>dmin=63d1d=n/n?d=960/x100=266mmd2 1 2 d1由課本P74表5-4,取d=270mmd2實際從動輪轉(zhuǎn)速n'二nd/d=960x100/2702 1d1 d2二min轉(zhuǎn)速誤差為：(n-n')/n=()/222=<(允許)帶速V：V二ndn/60x1000d11=nx100x960/60x1000=s在5~25m/s范圍內(nèi)，帶速合適。

(3) 確定帶長和中心矩根據(jù)課本P84式(5T4)得0.7(d+d)WaW2(d+d)dl d2 0 d1 d20.7(100+270)<a<2X(100+270)0所以有：259mmWaW740mm0由課本P84式(5T5)得：L=2a+(d+d)+(d-d)/4a0 0 dl d2 d2 dl 0=2X500+(100+270)+(270-100)2/4X500根據(jù)課本卩71表(5-2)取L=1600mmd根據(jù)課本P84式(5T6)得：a~a+L-L/2=500+()/20 d 0(4)驗算小帶輪包角a=1800-(d-d)/ax1 d2 d1=1800-(270-100)/xx=>1200(適用)(5)確定帶的根數(shù)根據(jù)課本P=△P=11Ka= K=L得

Z二P/P'二P/(P+AP)KaKC C 1 1 L=[+)xx!(6)計算軸上壓力由課本表查得q二m,單根V帶的初拉力：F=[500P/(ZV)]x(Ka-1)+qV20 C=[500x(3x)]x+x則作用在軸承的壓力F,QF=2ZFsin(a/2)=2x3x(2)Q 0 12、齒輪傳動的設(shè)計計算(1)選擇齒輪材料及精度等級考慮減速器傳遞功率不在，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為240~260HBS。大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度220HBS；根據(jù)表選7級精度。齒面精糙度R<~uma(2)按齒面接觸疲勞強度設(shè)計由d2(kT(u+l)/eu[o]2)1/311 d H由式(6T5)確定有關(guān)參數(shù)如下：傳動比i=3齒

取小齒輪齒數(shù)Z=200則大齒輪齒數(shù)：1Z二iZ=3x20=12021實際傳動比I=60/20=30傳動比誤差：(i-i)/I=(3-3)/3=0%〈％可用0齒數(shù)比：u=i=30由表取e=d⑶轉(zhuǎn)矩T1T=x106xP/n=x106x11二?mm載荷系數(shù)k取k=1許用接觸應(yīng)力]H[0]=0Z/SH由課本查得：H HlimNTo =570Mpao =350MpaHlimZl HlimZ2由課本P133式6-52計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NLN=60n1rth=60xx8x365x10L1=x108N=N/i=x108/3=x107L2 L1由課本查得接觸疲勞的壽命系數(shù)：Z=Z=NT1 NT2通用齒輪和一般工業(yè)齒輪，按一般可靠度要求選取安全系數(shù)S=H

[o]=0Z/S=570xH1 HlimlNT1H[o]=0Z/S=350xH2 Hlim2NT2H=343Mpa故得：d2(kT(u+1)/4u[o]2)1/311 d H=[1xx(3+1)/x3x3432]i/3mm模數(shù)：m=d/Z=20=11根據(jù)課本表取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=5mm(6)校核齒根彎曲疲勞強度o=(2kT/bm2Z)YY<[o]F 1 1 FaSa H確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)分度圓直徑：d=mZ=5x20mm=100mm11d=mZ=5x60mm=300mm22齒寬：b=ed=x100mm=90mmd1取b=90mmb=90mm1齒形系數(shù)Y和應(yīng)力修正系數(shù)YFa Sa根據(jù)齒數(shù)Z=20,Z=90由表6-9相得12= Y=Fa1 Sa1= Y=Fa2 Sa2許用彎曲應(yīng)力[o]F

[o]=0 YY/SF Flim STNT F由設(shè)計手冊查得：o=290Mpao =210MpaFliml Flim2Y=Y=NT1 NT2試驗齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)Y=2ST按一般可靠度選取安全系數(shù)S=F計算兩輪的許用彎曲應(yīng)力[0]=0 YY/S=290x2xF1 Fliml STNT1 F[o]=0 YY/S=210x2xF2 Flim2 STNT2 F將求得的各參數(shù)代入式(6-49)o=2kT/(bm2Z)YYF1 1 1 Fa1Sa1=2x1x(90x52x20)xx=<[o]F1o=2kT/(bm2Z)YYF2 1 2 Fa1Sa1=2x1x(90x52x60)xx=<[o]F2故輪齒齒根彎曲疲勞強度足夠計算齒輪傳動的中心矩aa=m/2(Z+Z)=5/2(20+60)=200mm12計算齒輪的圓周速度V

V=ndn/(60x1000)=x100x(60J000)11=s六、軸的設(shè)計計算輸入軸的設(shè)計計算1、 按扭矩初算軸徑選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217~255HBS根據(jù)設(shè)計手冊例題，并查表10-2，取c=115d21151/3mm=考慮有鍵槽，將直徑增大5%,則d=x(1+5%)mm=???選d=23mm2、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸上零件的定位，固定和裝配單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定,兩軸承分別以軸肩和大筒定位，則采用過渡配合固定確定軸各段直徑和長度工段：d=23mm長度取L=50mm11

Vh=2c c=II段：d二d+2h=23+2X2X=29mm21d=29mm2初選用7206c型角接觸球軸承，其內(nèi)徑為30mm,寬度為16mm.考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長為20mm，通過密封蓋軸段長應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定,為此，取該段長為55mm，安裝齒輪段長度應(yīng)比輪轂寬度小2mm,故II段長：L=(2+20+16+55)=93mm2III段直徑d=35mm3L=L-L=50-2=48mm1W段直徑d=41mm4由手冊得：c= h=2c=2X=3mmd=d+2h=35+2X3=41mm3長度與右面的套筒相同，即L=20mm4但此段左面的滾動軸承的定位軸肩考慮，應(yīng)便于軸承的拆卸，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)查取由手冊得安裝尺寸h=3.該段直徑應(yīng)取：(30+3X2)=36mm

因此將W段設(shè)計成階梯形，左段直徑為36mmV段直徑d=30mm.長度L=19mm5 5由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=100mm(3)按彎矩復(fù)合強度計算求分度圓直徑：已知d=100mm1求轉(zhuǎn)矩：已知T二?mm2求圓周力：FtFt=2T/d=50=22求徑向力FrFr=Ft?tana二xtan20o=因為該軸兩軸承對稱，所以：L=L=50mmA B繪制軸受力簡圖(如圖a)繪制垂直面彎矩圖(如圖b)軸承支反力：F=F=Fr/2=AY BYF=F=Ft/2二AZ BZ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M=FL/2=x50=?mC1 Ay繪制水平面彎矩圖(如圖c)

截面C在水平面上彎矩為：M=FL/2=x50二.mC2AZ（4） 繪制合彎矩圖（如圖d）M=（M卄M mCC1C2（5） 繪制扭矩圖（如圖e）轉(zhuǎn)矩：T=x（P/n）x106=.m22（6） 繪制當(dāng)量彎矩圖（如圖f）轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪文治武功力按脈動循環(huán)變化,取a=1，截面C處的當(dāng)量彎矩：

Mec=[M2+(aT)2】i/2C二[+(lx2】i/2二.m(7)校核危險截面C的強度oe二Mec/()=(加山)=<[o]=60MPa-1b???該軸強度足夠。輸出軸的設(shè)計計算1、 按扭矩初算軸徑選用45#調(diào)質(zhì)鋼，硬度(217~255HBS)根據(jù)設(shè)計手冊表取c=115d2c(P/n)1/3=1151/3二3 3取d=35mm2、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)軸的零件定位，固定和裝配單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過渡配合或過盈配合，軸呈階

狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承和皮帶輪依次從右面裝入。確定軸的各段直徑和長度初選7207c型角接球軸承，其內(nèi)徑為35mm，寬度為17mm?？紤]齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，則取套筒長為20mm，則該段長41mm，安裝齒輪段長度為輪轂寬度為2mm。按彎扭復(fù)合強度計算求分度圓直徑：已知d=300mm2求轉(zhuǎn)矩：已知T=271N.m3求圓周力Ft：Ft=2T/d=2x271x103/300=3 2求徑向力FrFr=Ft.tana=x=???兩軸承對稱?：L=L=49mmA B(1)求支反力F、F、F、FAX BY AZ BZF=F=Fr/2=2=AX BYF=F二Ft/2=2=AZ BZ(2)由兩邊對稱，書籍截C的彎矩也對稱截面C在垂直面彎矩為

M=FL/2=x49二.mCl AY截面C在水平面彎矩為M=FL/2=\49=.mC2 AZ計算合成彎矩M=(M2+M2)1/2C Cl C2=(+)1/2=.m計算當(dāng)量彎矩：根據(jù)課本P235得a=1Mec=[M2+(aT)2】i/2二[+(1x271)2】i/2C=?m校核危險截面C的強度由式(10-3)oe=Mec/()=x453)=<[o]=60Mpa-1b???此軸強度足夠七、滾動軸承的選擇及校核計算根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計壽命16x365x8=48720小時1、計算輸入軸承(1)已矢口n二minii

兩軸承徑向反力：F=F=R1 R2初先兩軸承為角接觸球軸承7206AC型軸承內(nèi)部軸向F二則F二F二二S S1 S2TF+Fa=F Fa=0SI S2故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端F=F=F=F=A1 S1 A2 S2求系數(shù)x、y/F/F==A1 R1F/F==A2 R2根據(jù)課本表得e=F/F<e x=1 F/F<e x=1A1 R1 1 A2 R2 2y=0 y=012計算當(dāng)量載荷P、P12根據(jù)課本表取f=PP=f(xF+yF)=x(1x+0)=P 1R1 1A1P=f(xF+yF)=x(1x+0)=p 2R1 2A2軸承壽命計算???P=P故取P=12???角接觸球軸承￡=3根據(jù)手冊得7206AC型的Cr=23000NL=16670/n(fCr/P)￡H t

=16670/x(1x23000/3=1047500h〉48720h???預(yù)期壽命足夠2、計算輸出軸承⑴已矢口n二miniiiFa=0F=F=R AZ試選7207AC型角接觸球軸承根據(jù)課本得F=,則SF=F==x=S1 S2計算軸向載荷F、FA1 A2???F+Fa=F Fa=0S1 S2???任意用一端為壓緊端，1為壓緊端，2為放松端兩軸承軸向載荷：F=F=F=A1 A2 S1求系數(shù)x、yF/F==A1 R1F/F==A2 R2根據(jù)課本表得：e=F/F<e ???x=1A1 R1 1y=01F/F<e ???x=1A2 R2 2

y=02計算當(dāng)量動載荷P、P12根據(jù)表取彳=PP=f(xF+yF)=x(1x=1355NP 1R1 1AlP=fP(xF+yF)=x(1x=1355N2R2 2A2計算軸承壽命LHTP二P 故P=1355 ￡=312根據(jù)手冊7207AC型軸承Cr=30500N根據(jù)課本表得：ft=1L=16670/n(f