带式输送机传动装置设计说明书

1设计任务书1.1 设计题目：带式输送机传动装置1.2 带式输送机传动简图如下1.3 主要技术参数说明：输送带拉力F=1900N输送带速度v=1.25m/s滚筒直径D=190mm1.4 工作条件：输送机连续工作，单向运转，载荷变化不大，空载启动，每天两班制工作，使用年限10年。输送带速度允许误差5%，滚筒效率为0.97。1.5 目前发展状况20世纪7080年代至现在，世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命的发展紧密结合。通用减速器的发展趋势如下： 高水平、高性能。圆柱齿轮普遍采用渗碳淬火、磨齿，承载能力提高4倍以上，体积小、重量轻、噪声低、效率高、可靠性高。 积木式组合设计。基本参数采用优先数，尺寸规格整齐，零件通用性和互换性强，系列容易扩充和花样翻新，利于组织批量生产和降低成本。型式多样化，变型设计多。摆脱了传统的单一的底座安装方式，增添了空心轴悬挂式、浮动支承底座、电动机与减速器一体式联接，多方位安装面等不同型式，扩大使用围。2 电动机的选择2.1 工作机最大使用功率（kW）=式中 F=1900N、v=1.25m/s、=0.97，得= = = (kW)2.2 由电动机至工作机的总效率查表，选取各部分的效率闭式圆柱齿轮传动的效率 V带传动的效率 一对滚动轴承的效率 弹性联轴器的效率 传动滚筒的效率 故 =2.3 所需电动机的功率2.4 选择电动机额定功率因带式输送机载荷变化不大、室温工作，电动机的额定功率只需略大于即可，查表，取2.5 选择电动机的转速滚筒轴的工作转速为查表，各类传动的传动比为V带的传动比 单级斜齿圆柱齿轮的传动比 总传动比的推荐围为电动机的转速围可选2.6 选择电动机根据电动机的工作条件和电动机的转速围以与所需电动机的功率，查表选用三相异步电动机，型号为Y132S-6，同步转速1000r/min,6极。主要性能数据如下表：电动机型号额定功率（kW）满载转速（r/min）堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y132S-639602.02.2Y132S6型电动机外形尺寸和安装尺寸：电动机型号中心高H（mm）外形尺寸L（）HD（mm）安装尺寸AB（mm）轴伸尺寸DE（mm）键槽尺寸F（mm）Y132S-61324753453152161403880103 计算传动装置总传动比与分配传动比3.1 传动系统的总传动比其中为电动机的满载转速960r/min,滚筒转速125.6r/min,得3.2 分配传动系统的各级传动比该传动系统由一级带传动和一级齿轮传动组成，为使V带传动的轮廓尺寸不值过大，分配传动比是应保证，故取3.3 计算传动装置的运动和动力参数3.3.1 计算各轴转矩轴 轴 3.3.2 计算各轴功率轴 轴 滚筒轴 3.3.3 计算各轴转矩电动机轴 轴 轴 工作机主轴 将以上计算参数整理成表如下，以备传动零件设计时查用。轴号功率P（kW）转矩T（Nm）转速n（r/min）传动比效率电动机轴（0轴）329.89602.30.96轴2.8865.89417.43.310.96轴2.74208.17125.710.98滚筒轴2.66202.251904 传动零件的设计计算4.1 普通V带传动设计4.1.1 选择普通V带型号V带的计算功率为其中为传动的额定功率（kW），查表得工作情况系数，得根据，同步转速为，查表确定选用B型V带，小带轮基准直径，小带轮转速，单根普通V带基本额定功率。4.1.2 求大小轮基准直径、由上可知 小轮直径 则大轮直径 查表 取4.1.3 验算带速带速在围，合适。4.1.4 求中心距、带长和包角初步确定中心距，即取，符合 V带基准长度查表 计算实际中心距中心距变动围为验算小带轮包角 合适。4.1.5 求V带根数z根据公式得查表得 传动比 由 查表得 取2根。4.1.6 求作用在带轮轴上的压力查表 得 得单根V带的初拉力作用在轴上的压力4.2 闭式斜齿圆柱齿轮传动的设计计算4.2.1 选择齿轮材料和热处理方法，确定许用应力当大小齿轮都是软齿面时，考虑到小齿轮齿根较薄，弯曲强度较低，且受载次数较多，故在选择材料和热处理时，一般使小齿轮齿面硬度比大齿轮高2050HBS。所以， 小齿轮选用40MnB，调质处理，硬度为210HBS， 查表 得 接触疲劳强度 弯曲疲劳强度取最小安全系数 ，大齿轮选用45钢，正火处理，硬度为163 HBS，查表 得 接触疲劳强度 弯曲疲劳强度4.2.2 按齿轮面接触强度计算中心距 其中小齿轮转矩=65.89N=65890N; 取载荷系数K=1.3;取齿宽系数=0.4； 求得a取中心距为a=130mm4.2.3 确定主要参数和计算主要尺寸4.2.3.1 按经验公式选取齿轮模数=（0.0070.02）150=1.053mm取标准模数=2mm4.2.3.2 确定齿数一般取 初设，则=34.19 取 取=112 4.2.3.3 精确计算螺旋角cos=0.973 4.2.3.4 计算分度圆直径4.2.3.5 齿宽 取+（510）=6570mm 取4.2.4 验算轮齿弯曲强度由下式计算 查得带入上式得两齿轮弯曲强度合格齿轮的圆周速度:对照“齿轮传动精度等级的选择与应用表”，可知选用8级精度是合宜的。4.2.4 计算其他主要几何尺寸齿顶圆直径 :齿根圆直径 :中心距 :5 轴的设计计算5.1 轴的设计简图如下其中高速轴为齿轮轴，轴伸处连接V带轮，有一个键槽；低速轴连接齿轮和滚筒，有两个键槽。5.2 减速器高速轴的设计5.2.1 选择轴的材料选用45钢调质处理，硬度为197286HBS，抗拉强度5.2.2 按转矩初步估算轴伸直径 取C=112低速轴上与带轮相连有一个键槽，故将轴径增大5%5.2.3 选择联轴器，设计轴的结构，初选滚动轴承5.2.3.1 确定轴的各段直径因为，所以取每段轴段直径依次可以增大的围在（28）mm 取 取选用30207型号圆锥滚子轴承查表可得 取 同一轴上的轴承选用同一型号，以便轴承孔镗制和减小轴承类型5.2.3.2 确定轴各段长度取=80mm轴承端盖采用凸缘式轴承端盖，取，其中为螺钉直径，轴承外径D=72mm，取式中为箱体壁原，取=8mm查表,轴承采用脂润滑，取因为,取所以式中为大齿轮端面至箱体壁距离，应考虑两个齿轮的宽度差，假设两个齿轮的宽度差为10mm，取小齿轮至箱体壁的距离为10mm，则式中B为齿轮宽度 ， 取 ， 取5.2.4 高速轴上齿轮的作用力 圆周力 径向力 轴向力 5.2.5 轴上的作用力带轮对轴作用力垂直面支反力C点垂直面的弯矩作水平面弯矩图，如图所示水平面支反力C点和B点水平面弯矩合成弯矩 作合成弯矩图，如图所示 作转矩图，如图所示取 作当量弯矩图，如图所示5.2.6 校核轴的强度由当量弯矩图可以看出，B点的当量弯矩最大，但该处的直径却较小，故应验算B点强度45钢调质 B点直径为35，强度合格验算最小直径E点强度考虑到键槽影响，轴径加大5% 20.25(1+0.05)=21.26mm实际为23，大于,E点强度合格5.3 减速器低速轴的设计5.3.1 选择轴的材料选用45钢调质处理，硬度为197286HBS，抗拉强度5.3.2 按转矩初步估算轴伸直径 取C=112低速轴上与带轮相连有一个键槽，故将轴径增大10%5.3.3 选择联轴器，设计轴的结构，初选滚动轴承5.3.3.1 确定轴各段直径因为，所以取每段轴段直径依次可以增大的围在（28）mm 取 取选用30209型号圆锥滚子轴承查表可得 取 同一轴上的轴承选用同一型号，以便轴承孔镗制和减小轴承类型5.3.3.2 确定轴各段长度选用YL9型凸缘联轴器，半联轴器长l=84mm的长度应比l略短一些，取=82mm轴承端盖采用凸缘式轴承端盖，取，其中为螺钉直径，轴承外径D=85mm，取式中为箱体壁原，取=8mm查表,轴承采用脂润滑，取因为,取所以式中为大齿轮端面至箱体壁距离，应考虑两个齿轮的宽度差，假设两个齿轮的宽度差为10mm，取小齿轮至箱体壁的距离为10mm，则式中B为齿轮宽度 ， 取 ， 取5.3.4 低速轴上齿轮的作用力 圆周力 径向力 轴向力 5.3.5轴上的作用力滚筒对轴的力垂直面支反力C点垂直面的弯矩 作垂直面弯矩图，如图所示水平面支反力C点和B点水平面弯矩作水平面弯矩图，如图所示合成弯矩作合成弯矩图，如图所示 作转矩图，如图所示取5.3.6 校核轴的强度验算B点强度45钢调质 B点直径为45，强度合格验算最小直径E点强度考虑到键槽影响，轴径加大10% 29.32(1+0.1)=32.25mm实际为35 mm，大于,E点强度合格。6圆锥滚子轴承的选择和寿命设计计算6.1 选择轴承类型与型号6.1.1 减速器高速轴轴承初选轴承型号为30207 查表得 轴承主要参数：d=35mm 外径D=72mm T=18.25mm 宽度B=17mm C=15mm基本额定动载荷Cr=51.5kN 基本额定静载荷Cor=37.2kN 临界系数e=0.37 Y=1.6 Yo=0.96.1.2 减速器低速轴轴承 低速轴（轴）轴承 初选轴承型号30209 查表得 轴承主要参数：d=45mm 外径D=85mm T=20.75mm宽度B=19mm C=16mm基本额定动载荷Cr=64.2kn 基本额定静载荷Cor=47.8kn 临界系数e=0.4 Y=1.5 Yo=0.86.2 高速轴轴承的轴承受力与寿命校核6.2.1 高速轴轴承受力 假设时，x=0.4 y=1.6 径向力 外载荷 轴向力 因且A端固定 所以6.2.2计算当量动载荷 轴承A 则x=0.4 y=1.6 轴承B 则x=1 y=06.2.3 计算轴承寿命 因为， 故应以轴承A的径向当量动载荷为计算依据 ，查表 轴承寿命校核合格6.3低速轴轴承的轴承受力与寿命校核6.3.1 低速轴轴承受力假设时，x=0.4 y=1.6 径向力 外载荷 轴向力 因且A端固定 所以6.3.2 计算当量动载荷轴承A 则x=0.4 y=1.6 轴承B 则x=1 y=06.3.3 计算轴承寿命因为 故应以轴承A的径向当量动载荷为计算依据 ，查表 轴承寿命校核合格7键连接的选择和验算7.1 减速器高速轴的键连接 减速器高速轴只有轴伸处一个键， 轴伸长度为80mm 查表键长L=70mm轴径d=23mm 选择圆头（A型）普通平键连接 公称尺寸键的材料选用45钢，查表得许用挤压应力其中d=23 h=27 l=L-b=70-8=62mm ，则键的强度校核合格7.2 减速器低速轴的键连接 低速轴上有轴伸处和齿轮处两个键 因承受转矩一样，只校核直径和长度尺寸大小的轴伸处的键轴伸长度为80mm 查表键长L=70mm轴径d=35mm 采用圆头（A型）普通平键连接 公称尺寸键的材料选用45钢，查表得许用挤压应力其中 d=35 h=8 l=L-b=70-10=60mm ，则键的强度校核合格8 联轴器的选择联轴器用在减速器输出轴与工作机主轴的上，所轴的转速低，传递的转矩较大，在保证两轴安装精度前提下选用刚性联轴器，采用凸缘联轴器联轴器的计算转矩为 使 径伸直径35mm查表，应选用型号YL9的凸缘联轴器（钢制）联轴器公称转矩，许用转速轴孔直径3845mm，主动端采用Y型轴孔长度L=82mm，从动端采用型轴孔长度L=60mm。9 减速器的润滑和密封9.1 润滑：齿轮圆周速度，采用油池润滑，圆柱齿轮浸入油的深度约一个齿高，大齿轮的齿顶到油底面的距离3060mm。选择油面的高度为40mm。轴承润滑方式采用脂润滑。9.2 密封：为了防止润滑油或脂漏出和箱体外杂质、水与灰尘等侵入，减速器在轴的伸出处、箱体的结合面处和轴承盖、窥视孔与放油孔与箱体的结合面处需要密封。轴伸出处的滚子轴承密封装置采用毛毡圈密封，其中第、轴按密封圈密封处直径和选择毛毡圈尺寸和。参考文献 机械设计基础 可桢等 高等教育 机械设计基础课程设计指导书 黄晓荣 中国电力 机械设计基础课程设计 何凡等 冶金工业 机械课程设计 文兵 煤炭工业 机械设计基础课程设计 朱文坚等 科学 机械设计课程设计 王洪 交通大学 机械设计基础课程设计 立德 高等教育 机械设计基础课程设计 朱双霞等 工程大学 机械设计基础课程设计 孟玲琴等 理工大学=2.45（kW）=125.6（kW）小齿轮：40MnB 调质大齿轮：45钢 正火a=130mm齿轮弯曲强度合格B点强度合格E点强度合格B点强度合格E点强度合格高速轴轴承型号30207低速轴轴承型号30209轴承寿命校核合格轴承寿命校核合格减速器高速轴键的强度校核合格减速器低速轴键的强度校核合格选用YL9型凸缘27 / 27