帶式輸送機傳動系統(tǒng)設計(單級直齒圓柱齒輪減速器設計)解讀

廣州科技貿(mào)易職業(yè)學院

機電系課程設計報告機械設計基礎課程設計IEI設計題目： 帶式輸送機傳動系統(tǒng)設計專業(yè)班級： 學號: 設計人： 指導老師： 完成日期： 課程設計任務書設計題目：帶式輸送機傳動系統(tǒng)設計（一級直齒圓柱齒輪減速器及帶傳動）傳動簡圖：1.電動機2.V帶3.減速箱4.聯(lián)軸器5滾筒6.輸送帶原始數(shù)據(jù)：（已知條件）說明：1.單向運轉，有輕微振動；2.每年按300個工作日計算，每日工作二班。TOC\o"1-5"\h\z完成日期: 年 月 日設計指導教師： 年 月 日任課教師: 年 月 日評分與評語: （二）設計內(nèi)容1、電動機的選擇及運動參數(shù)的計算2、V帶的傳動設計；3、齒輪傳動的設計；4、軸的設計；5、聯(lián)軸器的選擇；6、潤滑油及潤滑方式的選擇；7、繪制零件的工作圖和裝配圖、減速器的裝配圖、繪制零件的工作圖注：裝配圖包括：尺寸標注、技術要求及特性、零件編號、零件明細表、標題欄。零件的工作圖包括：尺寸的標注、公差、精度、技術要求。10、編寫設計說明書(1)、目錄；(2)、設計任務書；、設計計算：詳細的設計步驟及演算過程；、對設計后的評價；、參考文獻資料。(三)設計工作量減速器總裝圖一張零件圖二張設計說明一份。目錄設計任務書…………傳動方案說明………電動機的選擇………傳動裝置的運動和動力參數(shù)………傳動件的設計計算…軸的設計計算………聯(lián)軸器、滾動軸承、鍵聯(lián)接的選擇減速器附件的選擇…潤滑與密封…………設計小結……………參考資料……………第5頁共28頁第6頁共28頁第7頁共28頁第8頁共28頁一傳動方案說明第一組：用于膠帶輸送機轉筒的傳動裝置1、 工作條件：室內(nèi)、塵土較大、環(huán)境最高溫度35°C；2、 原始數(shù)據(jù)：輸送拉力F=5500N；輸送帶工作速度V=1.4m/s(允許輸送帶的工作速度誤差為土4%)；輸送機滾筒直徑D=450mm；卷筒效率n=0.96(包括卷筒及軸承的效率)；工作情況：兩班制，連續(xù)單向運轉，載荷較平穩(wěn)使用折舊期：8年工作環(huán)境：室內(nèi)，灰塵較大，環(huán)境最高溫度38°動力來源：電力，三相交流電源，電壓為380/220伏；檢修間隔期：四年一次大修，兩年一次中修，半年一次小修制造條件及生產(chǎn)批量：一般機械廠制造，小批量生產(chǎn)電動機的選擇1、選擇電動機類型1)電動機類型和結構型式按工作要求和工條件，選用一般用途的Y(IP44)系列三相異步電動機。它為臥式封閉結構。2)電動機容量(1)卷筒軸的輸出功率P二旦二5500X1.4二7.710001000由表P二7.7kwd(2由表P二7.7kwd傳動裝置的總效率式中，H,H為從電動機至卷筒軸之間的各傳動機構和軸承的效率。2-4查得：V帶傳動H=0.96;滾動軸承n=0.99;圓柱齒輪傳動n=0.97;1 2 3彈性聯(lián)軸器n=0.99；卷筒軸滑動軸承n=0.96,則4 5n=0.96x0.992x0.97x0.99x0.96-0.86P=P=旦=8.95kWdh0.86⑶電動機額定功率Ped由有關表格選取電動機額定功率P=11kW。ed1) 電動機的轉速滾筒軸的轉速是n=60x1000v/3.14d=59.44r/minm為了便于選擇電動機轉速，先推算電動機轉速的可選范圍。由表2-1查得V帶傳動常用傳動比范圍=2~4，單級圓柱齒輪傳動比范圍=3~6，則電動機轉速可選范圍為n'二n-i'-i'二356.64~1426.56r/mindw1 2可見同步轉速為750r/min、1000r/min的電動機均符合。這里初選同步轉速分別為750r/min和1000r/min的兩種電動機進行比較，如下表：

方案電動機型號額定功率（KW）電動機轉速（r/min）電動機質量（kg）傳動裝置的傳動比同步滿載總傳動比V帶傳動單級減器就速1Y180L-8117507303812.3342Y160L-61110009706316.3235.44由表中數(shù)據(jù)可知兩個方案均可行，但方案1的傳動比較小，傳動傳動裝置結構尺寸較小。因此可采用方案1,選定電動機的型號為Y180L-8。4）電動機的技術數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸由表查出Y180L-8型電動機的主要技術數(shù)據(jù)和外形，安裝尺寸，并列表記錄備用（略）3.計算傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比1）傳動裝置總傳動比.ni=—.ni=—m

nw73059.44沁12.3i=12.3Pi=12.3P二11KW02）分配各級傳動比取V帶傳動的傳動比ii=3，則單級圓柱齒輪減速器的傳動比為? i 12.34=—= 沁4i3i所得i2值符合一般齒輪傳動和圓柱單級齒輪減速器傳動比的常用范圍。4?計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)1）各軸轉速電動機軸為0軸，減速器高速軸為I軸，低速軸為II軸，各軸轉速為n=n=730r/min0 mnn=—o二730/3u243.33r/miniiin二ni二243.33/4u60.8r/minni/22）各軸輸入功率按電動機額定功率P計算各軸輸入功率，即edP二P二11kW0 edP=Pn二11X0.96二10.56kWi01P二Pnn二10.56X0.99X0.97二10.14kWn1233）各軸轉矩

P 11T=9550f=9550x =144N?m0 n 730二144二144N-mT=9550P=955010.56=414.45N?MI n 243.331Pini二10.56kw二243.33r/mi黑=黑=15927N-m二414.45N-mPT=9550f=9550口 nn將計算結果匯總列表備用（略）皮帶輪傳動的設計計算PIInii皮帶輪傳動的設計計算PIIniiTii二10.14kw二60.8r/min二1592.7N-m11、確定計算功率PCK為工作情況系數(shù)，查課本表K為工作情況系數(shù)，查課本表8.21可得,AK=1.2AP=KP=1.P=KP=1.2Xll=13.2kwCAed2、選擇2、選擇V帶的型號P=13.2kwC根據(jù)計算功率P=13.2kw，C主動輪轉速n=730r/min,根據(jù)計算功率P=13.2kw，C1B型普通V帶。3、確定帶輪基準直徑d、d1d=125mmmin由課本表8.6和圖8.12得d=125mmminmin取d=150mm>dd1 min大帶輪的基準直徑,因為i=大帶輪的基準直徑,因為i=—=3

帶n2所以n=243.33r/min2則實際傳動比i則實際傳動比i,從動輪的實d二450mmd2nd=—d=3X150=450mmd2nd12由課本表8.3選取標準值d=450mm,d2際轉速分別為.di=―d150d1n2=牛=罟=243.33r/minn2=243対/min4、驗算帶速V=KX=KX150X730=5.73m/sV= ―160x1000 60x1000帶速在5?25的范圍內(nèi)。5、確定帶的基準長度L和實際中心距adV=7.11m/s根據(jù)課本(8.14)式得0.7(d+d)WaW2(d+d)V=7.11m/sd1d2 0 d1 d2得：420mmWaW1200mm0按照結構設計要求初定中心距a=1000mm.由課本式(8.15)得:0兀 (d —d)2L=2a+—(d+d)+x曲-0 0 2 d1 d2 4a0=2X1000+T(150+450)+^450^=2964.5mm查課本表8.4可得：L=3150mmdL-T由課本(8.16)式得實際中心距a為a~a+t0=1092.75mm0 2中心距a的變動范圍為a二a—0.015Lmin da二a+0.03Lmax d=(1092.75+0.03X=(1092.75-0.015=(1092.75+0.03X3150)mm=1187.25mm

6、校驗小帶輪包角a1d—d由課本式(8.17)得：a=180?！o dix57.3。1 a180 450—150x573—180。 x57.3。1092.75—164.3。＞120。7、確定V帶根數(shù)Z由課本(8.18式)得PZ＞ c (P+AP)KK0 0 al根據(jù)d—150mm、n—730r/min,查表8.10,用內(nèi)插法得d1 1213 182P二1.82+. .(730800)0 980—800—2.16kw取P—2.16kw0由課本式(8.11)得功率增量為AP為0AP—Kn(1 1)0 b1 Ki由課本表8.18查得K二2.6494x10-3b根據(jù)傳動比i—3.21本表8.19得K—1.1373，則iAP—2.6494x10-3x730(1— 1 )kw0L 1.1373」—0.23kw由課本表8.4查得帶長度修正系數(shù)K—1.03,本圖8.11查得包角系數(shù)LK—0.86，得普Va13.2 陽z= 根(2.16+0.23)x1.09x0.86L—2964.5mm0L=3150mmda=1045.5mmmin、a=1187.25mmaxma=164.3。＞1201P=2.16kw0

=5.89根圓整得z=6根P=2.16kw08、求初拉力F=5.89根圓整得z=6根P=2.16kw08、求初拉力F0及帶輪軸上的壓力FqZ=6根由課本表8.6查得B型普通V帶的每米長質量q=0.17kg/m，根據(jù)課本式(8.19)得單根V帶的初拉力為廠 500P2.5F= l( -1)+qv20zv Ka害(競-D+OHx門3)2N=371.6N由課本式(8.20)可得作用在軸上的壓力F為QAP=0.23kw0F二280.6N0aF=2Fzsini

Q0 2"71心6沖N=44179、設計結果F=4417NQ選用6根B型V帶，中心距a=1092.75mm,帶輪直徑d=150mm,d=450mm，軸上壓力fF=4417NQd1 d2 Q四齒輪傳動的設計計算

1、 選擇齒輪材料及精度等級根據(jù)課本表10.9可得，齒輪選用20CrMnMo鋼，滲碳淬火，齒面硬度為58?62HRC,心部硬度232HRC。因為是普通減速器、由課本表10.21選8級精度，要求齒面粗糙度R<3.2?6.3卩m。a2、 按齒面接觸疲勞強度設計因兩齒輪均為鋼質齒輪，可應用課本式（10.22）求出d值。確定有關1參數(shù)與系數(shù)：1） 轉矩T1T=9.55X106P=9.55x10610.56N?mm=4.14X105N?mmi n 243.3312） 載荷系數(shù)K查課本表10.11取K=1.13） 齒數(shù)z和齒寬系數(shù)屮1 d小齒輪的齒數(shù)z取為25,則大齒輪齒數(shù)z=100。因單級齒輪傳動為12對稱布置，而齒輪齒面又為軟齒面，由課本表10.20選取屮=1。d4） 許用的接觸應力L]H由課本圖10.24查得c =c =1500MpaHlim1 Hlim2由課本表10.10查得S=1HN=60njL=60X243?33X1X（7X300X16）=4?9X108hN=N/i=4.9X108/4=1.225X1081查課本圖10.27得Z=0.95，Z=1.06。NT1 NT2由課本式（10.13）可得T=4.14X1051N?mmK=1.1屮=1dc =Hlim1560MPac =530MpHlim2a「 ]_「 1Zb 0.95X1500*b」二b」二nthiim1= MPa=1425MPaH1H2 SHZE-材料彈性系數(shù)（血鬲），按表查取ZE=189.8Z-節(jié)點區(qū)域系數(shù)，考慮節(jié)點處輪廓曲率對接觸應力的影響,H由圖查取。對于標準直齒輪，a=25°Z=2.5，HZe-重合度系數(shù)，考慮重合度對單位齒寬載荷的影響，其值可由圖查取，Ze=0.76,故、KT(u+1)(ZEZHZe)2n3dHUxIx105x5x(189.8X2.5x0.76)2=29.81X5X14252m=厶=298mm=1.2mmz251由課本表10.3取標準模數(shù)m=2.5mm3、主要尺寸計算d=mz=2.5x25mm=62.5mm11d=mz=2.5x100mm=250mm22b二屮d=1x62.5mm=62.5mmd1經(jīng)圓整后取bl=62.5mmb2=bl+2.5mm=65mma=-m(z2 1+z)=22X2.5X(25+100也=156.25mmN=4.9X1081N=1?23X1082b]=532MPaH1b]=562MPaH2m=2.3mmd=62.51d=250mm2b=62.5mmb=65mm14、按齒根彎曲疲勞強度校核由課本式（10.24）得出b,F<b]則校核合格。F Fa=156.25mm確定有關系數(shù)與參數(shù):1)、齒形系數(shù)YF查課本表10.13得Y=2.65,Y=2.182） 、應力修正系數(shù)YS查課本表10.14得Y=1.59,Y=1.80S1 S23） 許用彎曲應力L]F由課本圖10.25查得a =Q =450MPa。Flim1 Flim2由課本表10.10查得 S=1.13。F由課本圖10.26查得 Y二Y二1NT1 NT2由課本式（10.24）可得a]=a]=^NT^Flim1= =400MPaF1 F2 S 1.13F故2KTa=a= YYFi F2bm2zFS1=2X1.1X4.14X10X2.65X1.59=393MPa<la]=400MPa65x2.52x25 F1齒根彎曲強度校核合格。5、 齒輪的圓周速度vndn 兀x62.5x243.33 /cc,v= —= m/s=0.8m/s60x1000 60x1000由課本表10.22可知，選8級精度是合適的。6、 幾何尺寸計算及繪制齒輪零件工作圖。（見零件圖1）五軸的設計計算1>選擇軸的材料，確定許用應力=2.65F1=2.18F2

由已知條件知減速器傳遞的功率屬小功率，對材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質處理。由課本表14.7查得強度極限b=650MPa，再B由課本表14.2得許用彎曲應力L]=60MPa。-1b2、按扭轉強度估算軸徑根據(jù)課本表14.1得C=107?118。又由課本式（14.2）得I軸：“'唁=（1°7?1叫躍啊=琢?41?如|p I1014II軸：d'C需=(107~118)冷莎嚴=5&9?65mm考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，會有鍵槽存在，故將估算直I軸d=30mm1II軸d=48mm1徑加大3%?5%，取為38.7?43.6mm。由設計手冊取標準直徑

d=40mm。II軸取為d=30mm1II軸d=48mm11d=65mm1八聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器通常用來連接兩軸并在其間傳遞運動和轉矩，聯(lián)軸器所連接的兩軸，由于制造及安裝誤差、受載變形和溫度變化等影響，往往存在著某種程

度的相對位移。因此，設計聯(lián)軸器時要從結構上采取各種不同的措施，使聯(lián)軸器具有補償上述偏移量的性能，否則就會在軸、聯(lián)軸器、軸承中引起附加載荷，導致工作情況惡化。綜上所述，故選擇撓性聯(lián)軸器，這種聯(lián)軸器具有一定的補償兩軸偏移的能力，再根據(jù)聯(lián)軸器補償位移方法，選彈性柱銷聯(lián)軸器，它僅用彈性柱銷（通常用尼龍制成）將兩半聯(lián)軸器連接起來，它傳遞轉矩的能力大、結構更簡單、耐用性好，故選擇彈性柱銷聯(lián)軸器。為了隔離震動、緩和沖擊和安裝方便，擬I軸選用選彈性柱銷聯(lián)軸器，II軸選用無彈性元件擾性聯(lián)軸器2） 計算轉矩由設計手冊查的K=1.3Tcl=KX9550—=1.3X9550X10.56=538.8N?mni 243.33TOC\o"1-5"\h\zP 1014Tc2=KX9550 =1.3X9550X =2070.5N?mn2 60.83） 選擇型號及尺寸由Tc1=538.8N?md=40mm, Tc2=2070.5N?md=65mm，\o"CurrentDocument"1 1差GB4323—84,I軸選用選彈性柱銷聯(lián)軸器,型號為TL8,其中Tn=710N?m,[n]=3000r/min; II軸選用無彈性元件擾性聯(lián)軸器，型號為HL5，其中Tn=2000N?m，[n]=3550r/minTc1=316.8Tc1=316.8N?md=35mm1Tc2=1039N?m九潤滑、密封裝置的選擇Tc2=1039N?m根據(jù)課本11?18頁，再根據(jù)齒輪的圓周速度，軸承可以用脂潤滑和油潤d1=48mm滑潤滑，由于齒輪的轉速是小于2m/s,故軸承潤滑采用脂潤滑，為防止箱體內(nèi)的軸承與潤滑脂的配合，防止?jié)櫥魇?，應在箱體內(nèi)側裝擋油環(huán)，潤滑

脂的裝填量不應超過軸承空隙體積的，在減速器中，齒輪的潤滑方式根據(jù)齒輪的圓周速度而定，由于V<12m/s,所以米用油池潤滑，齒輪浸入油池1-2個齒咼深度，大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x為40mm，箱體內(nèi)米用SH0357-92中的50號潤滑，裝至規(guī)定高度。軸承蓋中采用氈圈油封密封。十減速器的設計名稱符號減速器型式、尺寸關系/mm齒輪減速器結果箱座壁厚80.025a+l±88箱蓋壁厚510.025a+l±88箱蓋凸緣厚度b11.55i12箱座凸緣厚度b1.5512箱座底凸緣厚度b22.5520地腳螺釘直徑df0.036a+1222地腳螺釘數(shù)目nA2250時，n=66軸承旁連接螺栓直徑di0.75df16蓋與座連接螺栓直徑d2（0.5?0.6）df12連接螺栓d°2的間隔l150?200150軸承端蓋螺釘直徑d3（0.4?0.5）df10檢查孔蓋螺釘直徑d4（0.3?0.4）df8定位銷直徑d（0.7?0.8）d29d、d、d至f 1 2外箱壁距離C1見課本表4.2d:C=30f 1d:C=2211d:C=1821d、d至凸f 2緣邊緣距離C2見課本表4.2d:C=26f 2d:C=162 2軸承旁凸臺半徑RiC216凸臺高度h根據(jù)低速級軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準20外箱壁至軸承座端面的距離l1C+C+（5+10）1236齒輪頂圓與內(nèi)箱壁間的距離Ai>1.2510齒輪端面與內(nèi)箱間的距離A2>59箱蓋、箱座肋厚mm1、m沁0.855；m沁0.85511m=6;m=6.81軸承端蓋外徑D2D+（5?5.5）d,D-軸承3外徑軸：120軸：140軸承旁連接螺栓距離S盡量靠近，以Md和Md互1 3不干涉為準，一般取S=D2軸：120軸：140設計小結這次關于帶式運輸機上的一級圓柱直齒輪減速器的課程設計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設計概念和設計過程的實踐考驗，對于提高我們機械設計的綜合素質起到了很大的幫助；使我對機械設計有了更多的了解和認識?為我們以后的工作打下了堅實的基礎.1、 機械設計是機械工業(yè)的基礎，是一門綜合性相當強的技術課程，