机械设计基础课程设计说明书带式输送机传动装置设计计算说明书

带式输送机传动装置设计计算说明书 目 录一 课程设计任务书 .1二 设计要求 .2三 设计步骤 .21. 传动装置总体设计方案 .22. 电动机的选择.23. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 .44. 普通V带的设计.55.齿轮的设计 .76. 滚动轴承和传动轴的设计.97.键联接设计.168. 箱体结构的设计.179.润滑密封设计 .18四 设计小结 .20五 参考资料 .21一 课程设计任务书课程设计题目：设计带式运输机传动装置（简图如下）1输送带2滚筒3联轴器4减速器5V带传动 6电动机1.设计条件：1） 及其年产量：大批；2） 及其工作环境：多尘；3） 及其在和特性：中等冲击；4） 机器最短工作年限：4年3班。2.原始数据：运送带工作拉力F/KN运输带工作速度v/(m/s)卷筒直径D/mm1.91.2230二. 设计要求1.减速器装配图一张。（三视图，A0图纸）2.绘制轴、齿轮零件图各一张。（A3图纸）3.设计计算说明书一份。三. 设计步骤1. 传动装置总体设计方案1）外传动机构为V带传动。2）减速器为一级展开式圆柱齿轮减速器。3) 方案简图如下图： 1输送带；2滚筒；3联轴器； 4减速器；5V带传动；6电动机2、电动机的选择1）选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V。2）选择电动机的容量工作机的有效功率为从电动机到工作机传送带间的总效率为 由机械设计课程设计表9-11可知： ： V带传动效率 0.96 ：滚动轴承效率 0.99（球轴承） ：齿轮传动效率 0.97 （7级精度一般齿轮传动） ：联轴器传动效率 0.99（弹性联轴器） ：卷筒传动效率 0.96所以电动机所需工作功率为 3）确定电动机转速而工作机卷筒轴的转速为 所以电动机转速的可选范围为：综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装·置结构紧凑，决定选用同步转速为1000的电动机。 根据电动机类型、容量和转速，由机械设计课程设计表15-1选定电动机型号为Y132S-6。其主要性能如下表：电动机型号额定功率/kw满载转速/(r/min)Y132S-6 3 960 2.0 2.03.计算传动装置的总传动比并分配传动比(1).总传动比为 (2).分配传动比 考虑润滑条件等因素，初定 1).各轴的转速 I轴 II轴 III轴 卷筒轴 2).各轴的输入功率 I轴 II轴 III轴 卷筒轴 3）.各轴的输入转矩 I轴 II轴 III轴 卷筒轴 将上述计算结果汇总与下表，以备查用轴名功率P/kw转矩T/(N·mm)转速n/(r/min)传动比效率I轴2.739602.530.95II轴2.623803.800.96III轴2.4910010.954.普通V带的设计：1. 确定计算功率查表5.22确定工作情况系数，即2. 选择V带型号根据和，查表5.102选择A型带3. 确定带轮直径（1）查表5.42选取A型带带轮基准直径（2）验算带速在推荐值范围内，合适确定大轮基准直径。查表5.42，取验算传动比误差理论传动比实际传动比传动比误差在允许范围内，故合适4. 确定中心距a和带的基准长度L 初选中心距 取 a=500mm 确定V带的基准长度查表5.32选取基准长度计算实际中心距5. 计算小带轮的包角6. 确定V带根数 查表5.42可得单根V带传送的额定功率 查表5.52可得单根V带传送的额定功率增量 查表5.62可得包角系数 查表5.32可得长度系数 计算V带根数 取3根7. 计算初拉力和压轴力由式（5.17）2有由式（5.18）2有5.齿轮的设计1） 选定材料及确定许用应力(1)按简图所示的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。(2)材料选择。由机械设计基础表6.222选择小齿轮材料为45钢（调质），硬度为236HBS，,大齿轮为45钢（正火），硬度为190HBS，,二者材料硬度差为60HBS。(3)由机械设计基础表11-52,取， 2） 按齿面接触强度设计齿数取，则 初选螺旋角14o取载荷系数为1.5，齿宽系数(机械设计基础表6.5,6.6)2小齿轮上的转矩取Z=188(机械设计基础表11-4)2模数 取m=2.5中心距修正螺旋角：齿宽 取,按机械设计基础2取m=2.5mm,实际的3） 验算齿轮弯曲强度 齿形系数（由机械设计基础图11-8和图11-92可得） ， 齿形系数与需用弯曲应力的比值为： 较大，故需校核2的弯曲强度：校验合格6.滚动轴承和传动轴的设计(一).高速轴的设计.输在轴上的功率、转速和转矩 由上可知：， 初步确定轴的最小直径: 材料为45钢，正火处理。根据机械设计基础表14-2【2】取，于是，由于键槽的影响，故 输出轴的最小直径显然是安装带轮处的直径，取，根据带轮结构和尺寸，取。齿轮轴的结构设计 初步确定了轴的各段和长度。带轮处d1=25mm50mm油封处d2=30mm45mm左端轴承处d3= d2+5=35mm17mm齿轮处d4= d3+3=38mm68mm轴环处d5= d4+6=44mm.10mm右段轴承处d6=35 mm27 mm(2).轴上零件的周向定位 由机械设计课程设计表11-281查得带轮与轴的周向定位采用平键连接。按选用普通平键。(二).低速轴的设计.输出轴上的功率、转速和转矩 由上可知，.求作用在齿轮上的力 因已知低速大齿轮的分度圆直径 圆周力： 径向力： 轴向力：.初步确定轴的最小直径 材料为45钢，正火处理。根据机械设计基础表14-22，取，于是，由于键槽的影响，故 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径。为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩，查机械设计基础表14-12，取，则： 按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查机械设计课程设计表13-11，选用LX2型联轴器，半联轴器的孔径 ，故取，半联轴器与轴配合的毂孔长度.轴的结构设计初步确定了轴的各段和长度。数据统计如下表：联轴器处d1=35mm58mm油封处d2=35+5=40mm45mm右端轴承处=40+5=45mm29mm齿轮处 d4=48mm.63mm轴环处d5= 56 mm10mm左端轴承处=d3=mm19 mm(2).轴上零件的周向定位 齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按由机械设计课程设计表11-281查得齿轮与轴的连接，选用普通平键，同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为。滚动轴承与轴的周向定位是由过度配合来保证的。.求轴上的载荷L=86.6mm,K=73.2mm作轴的空间受力简图（图1）作水平面受力图及弯矩图（图2）作垂直面受力图及弯矩图（图3）作合成弯矩（图4）作转矩T图（图5）作当量弯矩图（图6）1535855610zyxFAHFAVAFr2Fa2CBFBHFBVDFAHFa2Fr2d2/2FBHFQMH2141880025139080FAVFt2FBH1158.255561095067139080238600199595III可知，I处截面当量弯矩最大，故应对此进行校核 由表查得，对45钢故按机械设计基础（11.3）2得 因此该轴符合要求(三).滚动轴承的校核轴承的预计寿命 (1).已知，两轴承的径向反力 由选定的角接触球轴承7209C，轴承内部的轴向力 (2).因为，所以 (3). 查手册可得7209C型轴承 由表查得 (4).计算当量载荷、 对于轴承1 故X=0.44 Y=1.48 中等冲击 则 对于轴承2 故X=0.44 Y=1.48 (5).轴承寿命计算 由于，取，角接触球轴承，取， 故满足预期寿命。7.键联接设计 .带轮与输入轴间键的选择及校核轴径，轮毂长度，查手册，选A型平键，其尺寸为，(GB/T 1095-2003)现校核其强度：, 查手册得，因为，故键符合强度要求。.输出轴与联轴器间键的选择及校核轴径，轮毂长度，查手册，选A型平键，其尺寸为，(GB/T 1095-2003)现校核其强度：, 查手册得，因为，故键符合强度要求。.输出轴与大齿轮间键的选择及校核轴径，轮毂长度，查手册，选A型平键，其尺寸为，(GB/T 1095-2003)现校核其强度：, 查手册得，因为，故键符合强度要求。8.箱体结构的设计减速器的箱体采用铸造（HT200）制成，采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量，1.机体有足够的刚度在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度2.考虑到机体内零件的润滑，密封散热。因其传动件速度小于12m/s，故采用侵油润油，同时为了避免油搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离H大于40mm为保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为3.机体结构有良好的工艺性.铸件壁厚为8mm，圆角半径为R=5。机体外型简单，拔模方便.4.对附件设计 A 视孔盖和窥视孔：查阅机械设计课程设计表14.71在机盖顶部开有窥视孔，能看到 传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用M8紧固 B 油螺塞：查阅机械设计课程设计表14.141放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油孔选用六角螺塞M18堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。 C 油标：查阅机械设计课程设计表14.131选用杆式油标M12.油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出.。 D通气孔：查阅机械设计课程设计表14.81由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡.工作环境多尘，所以要选用带过滤网的通气孔。 E位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度. F吊钩：在机盖上直接铸出吊钩和吊环，用以起吊或搬运较重的物体.9. 润滑密封设计润滑： 1. 啮合件的润滑减速器的啮合件为斜齿圆柱齿轮，运转速度低，且存在中等冲击，故适于选用粘度较大的润滑油。查阅机械设计手册3，选用L-CKB型工业闭式齿轮油（GB 5930-1995 ）,主要性能指标如表11.1所示。表11.1 L-CKB型工业闭式齿轮油（GB 5930-1995 ）性能指标粘度等级（按GB/T 3141-1994）运动粘度粘度指数不小于闪点（开口）/不低于倾点/不高于4010032028835290180-8润滑方法：油轮润滑润滑装置：油池轴承的润滑减速器所用轴承为角接触球轴承（），工作环境多尘且存在中等冲击，故选用ZN-3型纳基润滑脂3（GB/t 492-1989）。其主要性能如表11.2所示。表11.2 ZN-3型纳基润滑脂性能指标滴点/不低于工作锥入度/（1/10mm)160220250润滑方法：连续无压润滑润滑装置：设备的机壳密封：1. 轴承的密封角接触球轴承润滑方式已选用脂润滑，工作环境多尘且转速较小，故密封方式选用橡胶唇形密封圈密封。根据油封处轴段的轴径，选择合适大小的密封圈1。高速轴选用d=30mm的橡胶唇形密封圈（GB/T 1387.1-1992）。低速轴选用d=40mm的橡胶唇形密封圈（FZ/T 1387.1-1992）。2. 油塞的密封油塞密封选用与其相配合使用的纸封油圈1（ZB 71-1962）。四 设计小结这次关于带式运输机上的单级展开式圆柱齿轮减速器的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们机械设计的综合素质大有用处。通过两个星期的设计实践，使我对机械设计有了更多的了解和认识.为我们以后的工作打下了坚实的基础. 1机械设计是机械工业的基础,是一门综合性相当强的技术课程，它融机械制图、机械设计基础、工程力学、机械制造等于一体，使我们能把所学的各科的知识融会贯通，更加熟悉机械类知识的实际应用。2这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想;训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际反系和解决工程实际问题的能力;巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。3在这次的课程设计过程中,综合运用先修课程中所学的有关知识与技能,结合各个教学实践环节进行机械课程的设计,一方面,逐步提高了我们的理论水平、构思能力、工程洞察力和判断力,特别是提高了分析问题和解决问题的能力,为我们以后对专业产品和设备的设计打下了宽广而坚实的基础。4本次设计得到了指导老师的细心帮助和支持。衷心的感谢老师的指导和帮助.5设计中还存在不少错误和缺点，需要继续努力学习和掌握有关机械设计的知识，继续培养设计习惯和思维从而提高设计实践操作能力。五 参考资料 1王连明,宋宝玉主编.机械设计课程设计(M).哈尔滨.哈尔滨工业大学出版社.2010.2宋宝玉,王瑜,张铮主编.机械设计基础(M).哈尔滨.哈尔滨工业大学出版社.2010.3机械设计手册编委会.机械设计手册(第2,3卷).北京.机械工业出版社.2004. 第22页