带式运输机传动装置设计-毕业论文

毕业设计 论文 2011 届 题 目 带式输送机传动装置设计 目 录 摘要 第一章 绪论 3 1 1 选题依据及意义 3 1 2 研究内容 3 第二章 传动装置的总体设计 4 2 1 传动方案分析 4 2 2 电动机的选择 5 2 3 传动比的分配 6 2 4 传动装置的运动和动力参数计算 6 第三章 传动件的设计计算 8 3 1 带传动设计 8 3 2 齿轮传动设计 9 3 2 1 高速级齿轮的传动设计 12 3 2 2 低速级齿轮的传动设计 17 第四章轴系零部件设计 24 4 1 轴的设计与校核 24 4 2 滚动轴承的选择及校核 26 4 3 键的选择与校核 29 4 4 联轴器的选择 31 第五章 箱体的设计 32 第六章 润滑及密封的设计 34 第七章 设计总结 35 第八章 装配图及零件图 36 参考文献 38 致谢 40 带式输送机传动装置设计 0 摘要 在现代化的企业中 有大量的原料半成品和成品 如 矿石 水泥等 需要 机械搬运 除了起重机械搬送一部分可以装箱或堆垛的大件物品外 大量的粒 散料和小件物品的运输 是靠各种运输机来完成的 在很多工艺中运输机械是 必不可少的生产机械 运输机械的形式有很多 通常根据有无扰性牵引件 比如 链 绳 带等 等分为 1 具有扰性牵引件的运输机 如带式运输机 板式运输机 刮式运输机 提升机 空架锁道等 2 无扰性牵引件的运输机 如螺旋运输机 滚柱运输机 气力运输机 以及其他装载机械等 带式运输机是用途最为广泛的一种运输机械 主要应用在水平方向或沿坡 度不大的倾斜方向 连续的大批量的运送散状物料或单件物品 它具有生产效 率高 运送距离长 工作平稳 结构简单 可以在任意位置上装载卸载 卸载 自重小 工作可靠 操作简便 耗能少等重要优点 缺点是允许的倾角小 一 般小于 30 度 带条磨损较快等 其传动装置是其主要部分 它的设计和选型对带式运输机起着关键性的作 用 因此我们必须严格按照设计规范对其进行设计 关键词 带式输送机 选型设计 主要部件 带式输送机传动装置设计 1 Abstract In a modern enterprise a large number of raw materials bulk and finished product e g ore cement etc in addition to need mechanical handling hoisting machinery part can move sent packing or stacking the large goods outside a large number of grain bulk material and small article transportation is accomplished by various transporters in many process transportation machinery is indispensable production machinery There are many forms of transport machinery without interference normally according to sexual traction pieces for example chain rope tape etc is divided into Of conveyor belt is USES the most widely a transportation machinery mainly used in horizontal direction or along the slope not sloping direction continuous mass transport disperses the shape material or piece goods It has high production efficiency long distance transport smooth simple structure can be in any position on load unloading unloading self respect small reliable operation simple operation low energy consuming such important advantages Defect is allowed obliquity small generally less than 30 degree take the wear faster etc Its transmission device is the main part its design and selection of belt conveyor play a key role Therefore we must strictly according to the design code for its design Keywords belt conveyor Selection design Main components 带式输送机传动装置设计 2 第一章 绪论 1 1 选题依据及意义 随着制造业规模的扩大 生产批量的不断增长 生产线已经越来越广泛得 应用于车间 输送机作为生产线的枢纽 其主要作用就是将工件从一个工序输 送到下一个工序 它是由马达提供动力 通过变频器或变频器调节到所需速度 进行工作 带式输送机是连续运行的运输设备 在冶金 采矿 动力 建材等 重工业部门及交通运输部门中主要用来运送大量散装货物 如矿石 煤 砂等 粉 块状和包装好的成件物品 带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备 与其它运输设备相比 不仅具有长距离 大运量 连续输送等优点 而且运行 可靠 易于实现自动化 集中化控制 特别是对高产高矿井 带式输送机已成 为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备 特别是近 10 年 长距离 大运量 高速度的带式输送机的出现 使其在矿山建设的井下巷道 矿井地表 运输系统及露天采矿场 选矿厂中的应用又得到进一步推广 选择带式输送机传动装置这种通用机械的设计作为毕业设计的选题 能培 养我们独立解决工程实际问题的能力 通过这次毕业设计师对所学基本理论和 专业知识的一次综合运用 也使我们的设计 计算和绘图能力都等到了全面的 训练 1 2 研究内容 传动装置时输送机的核心 研究其传动装置时关键所在 我选用了减速器 作为输送机的传动装置 减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置 用来降低转速和增大转矩一满足各种工作机的需要 根据输送机的特点 工作 载荷比较平稳 选用展开式齿轮减速器 展开式齿轮减速器 结构简单 但齿 轮相对于轴承的位置不对称 因此要求较大的刚度 高速级齿轮布置在轴承转 矩输入端 这样轴在转矩的作用下产生的弯曲变形可部分相互抵消 以减缓高 速齿轮载荷分布不均匀现象 因此展开式齿轮减速器就是就是通用输送机所要 设计的重点 其传动装置是其主要部分 它的设计和选型对带式运输机起着关 带式输送机传动装置设计 3 键性的作用 因此我们必须严格按照设计规范对其进行设计 第二章 传动装置的总体设计 2 1 传动方案分析 设计任务书以给定带式运输机的的传动方案 机构运动简图如下 1 传动系统的作用 介于机械中原动机与工作机之间 主要将原动机的运动和动力传给工作机 在此起减速作用 并协调二者的转速和转矩 2 该方案的优缺点 该工作机有轻微振动 由于 V 带有缓冲吸振能力 采用 V 带传动能减小 动带来的影响 并且该工作机属于小功率 载荷变化不大 可以采用 V 带这种 简单的结构 而且价格便宜 标准化程度高 大幅降低了成本 减速器部分两 级展开式圆柱齿轮减速 这是两级减速器中应用最广泛的一种 而且采用高速机 使用斜齿圆柱齿轮 斜齿轮能承受较大的人载荷 而且效率高 但是考虑到斜齿轮 难于制造所以低速级使用直齿圆柱齿轮 齿轮相对于轴承不对称 要求轴具有 较大的刚度 高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边 以减小因弯曲变形 所引起的载荷沿齿宽分布不均现象 原动机部分为 Y 系列三相交流异步电动机 带式输送机传动装置设计 4 总体来讲 该传动方案满足工作机的性能要求 适应工作条件 工作可靠 此外还结构简单 尺寸紧凑 成本低传动效率高 2 2 电动机的选择 一 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 二 选择电动机的容量 工作机有效功率 工作机的有效功率为 F 630N v 1 6m s 10FvPW smNPWk8 10 6 3 各零件传动效率值 从电动机到工作机输送带间的总功率为 423421 联轴器 弹性 轴承 齿轮 滚筒 9 01 9 02 97 096 04 故 856 7 244231 电动机的输出功率 电动机所需工作功率为 kWPWd19 8504 三 确定电动机转速 工作机卷筒轴的转速为 min 53 172604 3 6rdvnw 二级圆柱齿轮减速器传动比合理范围 所以电动机的可选范围为8 i i 9m r 408 53 17rinwd 符合这一范围的同步转速有 1000r min 和 1500r min 两种 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 带式输送机传动装置设计 5 同步转速为 1500r min 的电动机 四 选择电动机 根据电动机类型 容量和转速 查得选定电动机型号为 Y90L 4 其主要性能如下 电动机外形尺寸 mm 如下 2 3 传动比的分配 一 总传动比 为 i91 53 1740i wmn 二 分配传动比 i 考虑润滑条件 为使两级大齿轮直径相近 取 故 i3 19 i3 1i 03 9 1i1 2 4 传动装置的运动和动力参数计算 参数 指各轴的转速 功率 p 转矩 Tn 先将各轴编号 O 轴 电动机 轴 减速器高速轴 轴 减速器低速轴 轴 滚筒轴 电动机型号 额定功率 满载转速 额 定 转 矩启 动 转 矩 额 定 转 矩最 大 转 矩 Y90L 4 1 5 1400 2 2 2 2 中心 高 H 外形尺寸 L1 b2 2 b1 h 底脚安装尺 寸 A B 底脚螺 栓直径 K 轴伸尺寸 D E 建联接部分 尺寸 F GD 90 335 90 2 155 190 140 125 10 24 50 8 7 带式输送机传动装置设计 6 各轴转速 min970rno 轴 轴 3210i i59 2rin 轴 03 轴 各轴功率 电动机所需的输出功率 轴o 7 2kwPd0 轴 KW93 6 27P01 带 轴 5 2齿球 轴 20 53 联球 各轴转矩 mNTo 846915097 5819502 np3 238 6np1702 321 轴 轴 轴 轴 计算结果列表 轴名 参数 O 轴 电动机 轴 轴 轴 滚筒 转速 r min 970 388 90 90 输入功率 kw 7 22 6 93 6 65 6 52 输入转矩 N m 71 08 170 57 705 64 691 84 传动比 i 3 3 59 1 效率 0 96 0 96 0 98 带式输送机传动装置设计 7 第三章 传动件的设计计算 3 1 带传动设计 1 选择 V 带型号 由表 11 7 查得 KA 1 1 PC KA pd 1 1 4 46 4 906kw 根据 PC 4 906kw nm 960r min 由图 11 8 可选取普通 B 型的 2 确定带轮基准直径 并验算带速 V 由图 11 8 可知 小带轮基准直径的推进值为 112 140 由表 11 8 则取 dd1 125mm 由 dd2 dd1 nm n1 125 960 240 500mm 由表 11 8 取 dd2 500mm 实际传动比 i 为 i dd2 dd1 500 125 4 由 11 14 式得 v dd1n0 60 1000 6 28m s v 值在 5 25m s 范围内 带速合格 3 确定带长 Ld 和中心距 a 由 11 15 式得 0 7 dd1 dd2 a0 2 dd1 dd2 437 5mm a0 1250mm 初选中心距 a0 550mm 由 11 16 式得 L0 2a0 dd1 dd2 2 dd2 dd1 2 4a0 2145 17mm 由表 11 2 取 Ld 2240mm 由式 11 17 得实际中心距为 a a0 Ld L0 2 597 415mm 4 验算小带轮的包角 a1 由式 11 18 得 a1 1800 57 3 0 dd2 dd1 a 144 04 0 120 0 满足要求 5 确定 V 带的根数 z 查表 11 4 由线性插值法可得 带式输送机传动装置设计 8 p 1 64 1 93 1 64 1200 950 960 950 1 65kw 查表 11 5 由线性插值法可得 p 0 25 0 3 0 25 980 800 960 800 0 294kw 查表 11 6 由线性插值法可得 ka 0 89 0 92 0 89 150 140 144 04 140 0 902 查表 11 2 可得 kL 1 00 由式 11 19 得 V 带根数 z 为 z p C p p kak L 4 906 1 65 0 294 0 902 1 00 2 8 根 取整数 故 z 3 根 6 计算单根 V 带预紧力 F0 查表 11 1 得 q 0 17kg m 由式 11 20 得单根 V 带的预紧力 F0 为 F0 500p C z V 2 5 ka 1 qV 2 500 4 906 3 6 28 2 5 0 902 1 0 17 6 28 2 237 15KN 7 计算 V 带对轴的压力 Q 由式 11 21 得 V 带对轴的压力 Q 为 Q 2zF0sin a1 2 2 3 237 15sin 144 04o 2 1232 23N 8 V 带轮的结构设计 并绘制 V 带轮的零件工作图 3 2 齿轮传动设计 对于齿轮传动的设计计算主要有以下工作 选择齿轮材料及精度等级 按齿 面接触疲劳强度设计 转矩 T1 载荷系数 k 许用接触应力 H 校核齿根弯 曲疲劳强度 齿形系数 YFa和应力修正系数 YSa 许用弯曲应力 F 计算齿轮 传动的中心矩 a 1 选择材料和热处理方法 并确定材料的许用接触应力 根据工作条件 一般用途的减速器可采用闭式软齿面传动 查表 5 6 得 小齿轮 45 钢 调制处理 齿面硬度 HBS1 230 带式输送机传动装置设计 9 大齿轮 45 钢 正火处理 齿面硬度 HBS 2 190 两齿轮齿面硬度差为 40HBS 符合软齿面传动的设计要求 2 确定材料许用接触应力 查表 5 11 得 两实验齿轮材料接触疲劳强度极限应力为 hlim1 480 0 93 HBS1 135 480 0 93 230 135 568 4Mpa hlim2 480 0 93 HBS2 135 480 0 93 190 135 531 2 Mpa 由表 5 12 按一般重要性考虑 取接触疲劳强度的最小安全系数 s h lim1 1 0 两齿轮材料的许用接触应力分别为 H1 h lim1 sh lim1 568 4 Mpa H2 h lim2 sh lim1 531 2 Mpa 3 根据设计准则 按齿面接触疲劳强度进行设计 查表 5 8 取载荷系数 K 1 2 查表 5 9 查取弹性系数 ZE 189 8 取齿宽系数 d 1Mpa 闭式软齿面 H 取其中较小值为 531 2Mpa 代入 故 d1 3 24 5318945 016982 76 34mm 4 几何尺寸计算 齿数 由于采用闭式软齿面传动 小齿轮齿数的推荐值是 20 40 取 Z1 27 则 Z2 81 模数 m d1 Z1 2 83mm 由表 5 2 将 m 转换为标准模数 取 m 3mm 中心距 a m Z1 Z2 2 162mm 齿宽 b 2 dd1 1 76 34 76 34mm 取整 b2 76mm b 1 76 5 10 mm 取 b 1 80mm 5 校核齿根弯曲疲劳强度 由校核公式 5 35 F YFYsmbdKTI12 带式输送机传动装置设计 10 查表 5 10 两齿轮的齿形系数 应力校正系数分别是 Y F2 Ys2 由线性插 值求出 Z1 27 时 Y F1 2 57 Ys1 1 60 Z2 81 时 Y F2 2 218 Ys2 1 77 查表 5 11 两实验齿轮材料的弯曲疲劳极限应力分别为 f lim1 190 0 2 HBS1 135 209 Mpa f lim2 190 0 2 HBS2 135 201 Mpa 查表 5 12 弯曲疲劳强度的最小安全系数为 sF lim1 1 0 两齿轮材料的许用弯曲疲劳应力分别为 F1 h lim1 sh lim1 209 Mpa F2 h lim2 sh lim2 201 Mpa 将上述参数分别代入校核公式 5 35 可得两齿轮的齿根弯曲疲劳应力分别为 F1 YF1Ys F1 209 MpambdKTI12 F2 YF2Ys2 F2 201 MpaI1 所以两齿轮的齿根弯曲疲劳强度均足够 6 齿轮其他尺寸计算 分度圆直径 d 1 mZ1 3 27 81 mm d2 mZ2 3 81 243 mm 齿顶圆直径 d a1 d1 2ha 81 2 3 87mm da2 d2 2ha 243 2 3 249mm 齿根圆直径 d f1 d1 2hf 81 2 1 25 77 25mm df2 d2 2hf 243 2 1 25 239 25mm 中心距 a m Z1 Z2 2 162mm 齿宽 b 1 80mm b2 76mm 7 选择齿轮精度等级 齿轮圆周速度 v 1 1 36m s061 dn 带式输送机传动装置设计 11 查表 5 7 选齿轮精度等级 第 公差组为 9 级 由 齿轮传动公差 查得 小齿轮 9 9 8 GJ GB10095 88 大齿轮 9 9 8 HK GB10095 88 3 2 1 高速级齿轮的传动设计 材料及齿轮精度 考虑到齿轮所传递的功率不大 且该机构传动尺寸无严格限制 所以齿轮 材料可选用中碳钢 调质处理 参照参考资料 中表 6 2 可得 小齿轮齿 面硬度为 230 240HBS 大齿轮齿面硬度为 190 200HBS 且大小齿轮都采用斜 齿圆柱齿轮闭式软齿面传动 选用 8 级精度 选取齿轮齿数和螺旋角 闭式软齿面齿轮传动 初选 24 则 取1z 32 94 3i12 Z 95 2z 验算 符合要求 54 1098 326 10i 2 Z 初选 2 按齿面接触疲劳强度设计 对闭式软齿面齿轮传动 承载能力一般取决于齿面接触强度 故按接触强 度计算 校核齿根弯曲疲劳强度 2311 2HEdt ZuKT 带式输送机传动装置设计 12 式中各参数为 1 因为启动载荷为名义载荷的 1 5 倍 故初取齿轮载荷系数 1 tK 2 mNT 325 806 3 由参考文献 1 P133 表 6 6 因为所设计的减速器为不对称布置 故 的取值d 范围应在 0 6 1 2 为方便计算 选取齿宽系数 0 1 d 4 由参考文献 1 P122 表 6 5 查得弹性系数 MPaZE89 5 由参考文献 1 P124 图 6 14 查得节点区域系数 45 2H 6 初取螺旋角 由参考文献 1 P122 公式 6 7 可计算齿轮传动端 12 面重合度 67 12cos 95241 381 cos 38 21 z 由参考文献 1 P127 公式 6 13 取重合度系数 0 0 Y 由式得 6 1tan0 138 tan38 01 Zd 则由参考文献 1 P140 图 6 28 查得螺旋角系数 9 由参考文献 1 P122 图 6 13 查得重合度系数 78 Z 7 9 0cos Z 8 齿数比 3 iu 9 根据设计要求 单班制工作 每班 8 小时 减速器使用寿命 5 年 每年按 300 天 计 小齿轮 1 和大齿轮 2 的应力循环次数分别为 910 53081406j0 hLnN 912 57 23 i 由参考文献 1 P125 图 6 15 查得 1 NZ 2N 带式输送机传动装置设计 13 由参考文献 1 P124 公式 6 11 计算许用接触应力 minl HNSZ 式中 接触疲劳极限 由参考文献 1 P126 图 6 16 按小齿轮齿面硬limH 度 230 240HBS 均值 235HBS 在 MQ 和 ML 中间 适当延长 MQ 和 ML 线 查得 同理 由图 6 16c 查得 MPa5401li MPaH3902lim 安全系数 查得 minHS 1inS 寿命系数 已由参考文献 1 P125 图 6 15 查得 NZ 1 NZ 1 2 H1 MPa54011minl NZS 2 29 32inlH 又因为在选择许用接触的时候 应该选取其中较小的一个 即 来进 Pa429H 行齿轮的参数设计 将确定后的各项数值代入设计公式 求得 mZuKTdHEd 97 242978 05 8139 0 125862 3 231t1 修正 tdsmnvIt 05 16047 21601 由参考文献 1 P117 表 6 3 查得使用系数 0 1 AK 由参考文献 1 P118 图 6 7 查得动载系数 6v 由参考文献 1 P119 图 6 10 查得齿向载荷分布系数 减速器轴的刚9 带式输送机传动装置设计 14 度较大 由参考文献 1 P120 表 6 4 查得齿间载荷分配系数 2 1 K 则 5 2109 6 1 KvA m7 8 4 8d331tt 16 257cosm1n COSZ 由参考文献 1 P11 表 6 1 选取第一系列标准模数 同时 传动需满足模数 m 1 5 2mm 取 5 1n 齿轮主要几何尺寸 中心距 圆整为 91mm 120mm 满mza24 91cos2 54 cos2 1n 足要求 修正螺旋角 175912 5 csar2 arcs1n zm 小齿轮分度圆直径 md7 36os4 1n1 大齿轮分度圆直径 zm29 15c95 21n2 db7 36 01 取 B382B41 校核齿根弯曲疲劳强度 FSaFnFYmbKT 1d2 式中各参数为 1 因为启动载荷为名义载荷的 1 5 倍 故初取齿轮载荷系数 1 tK 带式输送机传动装置设计 15 2 mNT 325 806 3 齿宽 b 36 71 4 模数 1n 5 小齿轮分度圆直径 d71 361 6 齿形系数 和应力修正系数 aFYaSY 齿轮当量齿数 4 2517cos4331 zv 7 105cos9332 zv 由参考文献 1 P128 图 6 19 查得齿形系数 61 aFY 2aF 由参考文献 1 P129 图 6 20 查得应力修正系数 9 S791 SY 7 重合度系数 Y 由 机械原理 可得公式 36 20175costanrtcostanr1 t 98 63 20cst nb 7 10 9836os22N b 由参考文献 1 P126 公式 6 13 计算可得 68 037 15 25 7 2Y N 8 由参考文献 1 P140 图 6 28 查得螺旋角系数 9 Y 之前算得 小齿轮 1 和大齿轮 2 的应力循环次数分别为 910 N82057 带式输送机传动装置设计 16 由参考文献 1 P130 图 6 21 查得弯曲强度寿命系数为 87 01 NY9 2N 由参考文献 1 P126 图 6 22c 按小齿轮齿面硬度 230 240HBS 均值 235HBS 在 ML 线 适当延长 查得 同理 在图 6 22b 上 查得a340limMPF 取 a310limMPF 25 1liS a64 2387 01minl1 NFY MP 9 532inl2 FS 再将确定出来的数值代入弯曲强度校核公式 可得 111 a75 29 06859 1625 1736802 d2 FSaFnF MPYmbKT 2112 7 FSaFnF 所以 齿根弯曲疲劳强度足够 齿轮精度设计 根据设计要求 以低速级画装配图 所以以低速级为例 3 2 2 低速级齿轮的传动设计 材料及齿轮精度 考虑到齿轮所传递的功率不大 且该机构传动尺寸无严格限制 所以齿轮 材料可选用中碳钢 调质处理 参照参考资料 中表 6 2 可得 小齿轮齿 面硬度为 230 240HBS 大齿轮齿面硬度为 190 200HBS 且大小齿轮都采用斜 齿圆柱齿轮闭式软齿面传动 选用 8 级精度 带式输送机传动装置设计 17 选取齿轮齿数和螺旋角 闭式软齿面齿轮传动 初选 28 则 取3z 84 203 i4 Z 85 4z 初选 验算 符 12 518 003 28 5 1i34 Z 合要求 按齿面接触疲劳强度设计 对闭式软齿面齿轮传动 承载能力一般取决于齿面接触强度 故按接触强 度计算 校核齿根弯曲疲劳强度 232 1 HEdt ZuKT 式中各参数为 1 因为启动载荷为名义载荷的 1 5 倍 故初取齿轮载荷系数 1 tK 2 mNT 4106 3 由参考文献 1 P133 表 6 6 因为所设计的减速器为不对称布置 故 的取值范围应在 0 6 1 2 为方便计算 选取齿宽系数 d 0 1 d 4 由参考文献 1 P122 表 6 5 查得弹性系数 MPaZE8 9 5 由参考文献 1 P124 图 6 14 查得节点区域系数 452H 6 初取螺旋角 由参考文献 1 P122 公式 6 7 可计算齿轮传动端 12 面重合度 69 12cos 8521 38 cos 38 4 z 由参考文献 1 P127 公式 6 13 取重合度系数 07 0 Y 由式得 9 1tan80 13 tan318 03 Zd 带式输送机传动装置设计 18 则由参考文献 1 P140 图 6 28 查得螺旋角系数 9 0 Y 由参考文献 1 P122 图 6 13 查得重合度系数 735 Z 7 9 0cos Z 8 齿数比 3 iu 9 根据设计要求 单班制工作 每班 8 小时 减速器使用寿命 5 年 每年按 300 天计 小齿轮 1 和大齿轮 2 的应力循环次数分别为 83 1056 23081 3560j6 hLnN 7 84 4 i 由参考文献 1 P125 图 6 15 查得 1 3 NZ7 4N 由参考文献 1 P124 公式 6 11 计算许用接触应力 minl HS 式中 接触疲劳极限 由参考文献 1 P126 图 6 16 按小齿轮齿面limH 硬度 230 240HBS 均值 235HBS 在 MQ 和 ML 中间 适当延长 MQ 和 ML 线 查得 同理 由图 6 16c 查得 MPaH5401li MPaH3902lim 安全系数 查得 minS0 1min HS 寿命系数 已由参考文献 1 P125 图 6 15 查得 NZ 1 3NZ 17 4 H3 Pa5941 3minl NZS 4 M 67 1904inl H 又因为在选择许用接触的时候 应该选取其中较小的一个 即 来进行齿轮的参数设计 MPa3 456H 带式输送机传动装置设计 19 将确定后的各项数值代入设计公式 求得 mZuKTdHEd 59 383 4567 0928 103 0 1625 3 2423t2 修正 td2 smnvt 72 106 59 8106 由参考文献 1 P117 表 6 3 查得使用系数 0 1AK 由参考文献 1 P118 图 6 7 查得动载系数 8v 由参考文献 1 P119 图 6 10 查得齿向载荷分布系数 减速器轴的刚9 度较大 由参考文献 1 P120 表 6 4 查得齿间载荷分配系数 2 1 K 则 05 129 80 1 KvA m26 34 3d32tt 18264cosm3n COSZ 由参考文献 1 P11 表 6 1 选取第一系列标准模数 同时 传动需满足模数 m 1 5 2mm 取 5 12n 齿轮主要几何尺寸 中心距 圆整为 87mm 140mm mZa 64 102cos 85 cos2 43n 满足要求 修正螺旋角 321872 5 csar2 arcs43nZm 小齿轮分度圆直径 mzd 431os5 3n3 带式输送机传动装置设计 20 大齿轮分度圆直径 mzmd8 1302cos5 42n4 db1 3 013 取 B42B47 校核齿根弯曲疲劳强度 FSaFnFYmbKT 3d2 式中各参数为 1 因为启动载荷为名义载荷的 1 5 倍 故初取齿轮载荷系数 1 tK 2 NT 4106 3 齿宽 b 43 12 4 模数 5 m2n 5 小齿轮分度圆直径 md12 43 6 齿形系数 和应力修正系数 aFYaSY 齿轮当量齿数 29 301cos2833 zv 95 132cos8534 zv 由参考文献 1 P128 图 6 19 查得齿形系数 9 23aFY 4aF 由参考文献 1 P129 图 6 20 查得应力修正系数 61 S761SY 7 重合度系数 Y 由 机械原理 可得公式 48 203cos1tanrtcostanr2 t 97 84 20cst nb 带式输送机传动装置设计 21 7 10 96cos22N b 由参考文献 1 P126 公式 6 13 计算可得 67 0 1525 7 2Y N 8 由参考文献 1 P140 图 6 28 查得螺旋角系数 8 Y 之前算得 小齿轮 1 和大齿轮 2 的应力循环次数分别为 83056 2 N7406 由参考文献 1 P130 图 6 21 查得弯曲强度寿命系数为 91 0 NY5 2N 由参考文献 1 P126 图 6 22c 按小齿轮齿面硬度 230 240HBS 均值 235HBS 在 ML 线 适当延长 查得 同理 在图 6 22b 上 查得a340limMPF 取 a310limMPF 25 1liS Pa52 479 03minl3 NFY M6 3 5214inl4 FS 再将确定出来的数值代入弯曲强度校核公式 可得 3433 a96 48 0672 195 123406 d2 FSaFnF MPYmbKT 44434 2 FSaFnF 所以 齿根弯曲疲劳强度足够 齿轮精度设计 大齿轮 按选择的 8 级精度 查参考文献 2 齿轮公差表可得 m 531Fa m1Fpt 70Fp m25 29 带式输送机传动装置设计 22 齿厚偏差计算 由参考文献 1 可知 分度圆弦齿高公称值 m1 5890cos125 Z90cos12m44n h 分度圆弦齿厚公称值 6 38590sin 190sin42 由参考文献 1 P151 中式 6 35 可确定最小侧隙 m09 51 07 0632m 0a5 6032j nbnmi 齿后上偏差 取负值 得 E 5 20cos9 2jnbisn 3Esn 查齿轮公差表 齿轮径向跳动公差 m6Fr 查标准公差数值表 IT9 13 查参考文献 1 P151 表 6 9 径向进刀公差 860 29IT6 1br 齿厚公差 m126 835620tantan2rs bF 齿厚下偏差 17953TEsnsi 各级齿轮的主要参数具体数值如下 高速级 低速级 齿数 z24 95 28 85 中心距 a91 107 法面模数 nm1 5 1 5 螺旋角 11 15 17 13 3 32 法面压力角 n 20 20 带式输送机传动装置设计 23 端面压力角 t 20 36 20 48 齿宽 b 43 38 47 42 齿根高系数标准值 mah1 1 齿顶系数标准值 c0 25 0 25 当量齿数 vz25 44 100 7 28 11 101 61 分度圆直径 d36 71 145 29 30 29 91 95 第四章轴系零部件设计 4 1 轴的设计与校核 轴的设计 a 从动轴的设计 1 选取材料和热处理方法 并确定轴材料的许用应力 由于为普通用途 中小功率 选用 45 钢正火处理 查表 15 1 得 b 600Mpa 查表 15 5 得 b 1 55 Mpa 2 估算轴的最小直径 由表 15 2 查得 A 110 根据公式 15 1 得 d1 A 42 295mm31np 考虑轴端有一键槽 将上述轴径增大 5 即 42 295 1 05 44 40mm 该轴的外端安装联轴器 为了补偿轴的偏差 选用弹性柱销联轴器 查手册 表选用柱销联轴器 其型号为为 HL3 最小直径 d1 45mm b 主动轴的设计 1 选取材料和热处理的方法 并确定轴材料的许用应力 根据设计要求 普通用途 中小功率 单向运转 选用 45 钢正火处理 查表 15 1 得 b 600 Mpa 查表 15 5 0 55Mpa 2 估算轴的最小直径由表 7 查取 A 110 根据公式 15 1 得 带式输送机传动装置设计 24 d1 26 2mm3320 41 npA 考虑轴端有一键槽 将上述轴径增大 5 即 26 2 1 05 27 51mm 该轴的外端 安装 V 带轮 为了补偿轴的偏差 选用腹板式带轮 最后取轴的最小直径为 d1 30mm 3 轴的结构设计并绘制草图 1 确定轴上零件的布置方案和固定方式 2 参考一般减速器机构 3 确定轴的各端直径 外端直径 d1 30mm 按工艺和强度要求把轴制成阶梯形 取穿过轴承盖周段的轴径为 d2 d1 2h d1 2 0 07d1 34 2mm 由于该处安装垫圈 故取标准直径 d2 36mm 考虑到轴承的内孔标准 取 d3 d7 45mm 两轴承类型相同 初选深沟球轴承 型号为 6209 直径为 d4 的轴段为轴头 取 d4 54mm 轴环直径 d5 50mm 根据轴承安装直径 查手册得 d6 47mm 4 确定各轴的长度 L4 84mm 轮毂宽度为 B2 82mm L4 比 B2 长 1 3mm L1 58mm HL3 弹性注销联轴器 J 型轴孔长度为 B1 60mmL1 比 B1 短 1 3mm L7 20mm 轴承的宽度 B3 为 19mm 加 1mm 的挡油环 L5 8mm 轴环宽度为 b 1 4h 根据减速器结构设计的要求 初步确定 2 10 15mm l2 5 10mm L6 2 L2 L5 11mm L3 B3 L2 2 42mm L2 55mm 两轴承的跨距 L B3 2L2 2 2 B2 22 2 5 10 2 10 15 56 135mm 带式输送机传动装置设计 25 轴的校核 根据总合成弯矩图 扭矩图和轴的结构草图的判断 a b 截面是否为为危险截面 下面分别进行校核 1 校核 a 截面 da 23 96mm31 0 bMea 考虑键槽后 由于 da 23 96 1 05 25 158mm d1 32mm 故 a 截面安 全 2 校核 b 截面 Meb M 合 107767N mm db 26 96mm31 0 be 考虑键槽后 由于 db 26 96 1 05 28 3mm d4 47 5mm 故 b 截面安全 因为危险截面 a b 均安全 所以原结构设计方案符合要求 4 2 滚动轴承的选择及校核 a 滚动轴承的选择 1 输入轴承 选用 6209 型深沟球轴承 其内径 d 为 45mm 外径 D 为 85mm 宽度 B 为 19mm Cr 24 5kN 根据根据条件 轴承预计寿命 16 365 8 48720 小时 1 已知 n 458 2r min 两轴承径向反力 FR1 FR2 500 2N 初先两轴承为 6209 型深沟球轴承 根据手册 P265 11 12 得轴承内部轴向力 FS 0 63FR 则 FS1 FS2 0 63FR1 315 1N 带式输送机传动装置设计 26 2 因为 FS1 Fa FS2 Fa 0 故任意取一端为压紧端 现取 1 端为压紧端 FA1 FS1 315 1N FA2 FS2 315 1N 3 求系数 x y FA1 FR1 315 1N 500 2N 0 63 FA2 FR2 315 1N 500 2N 0 63 根据手册 P263 表 11 8 得 e 0 68 FA1 FR1 e x1 1 FA2 FR248720h 所以预期寿命足够 2 输出轴承 选 6213 型深沟球轴承 其内径 d 为 65mm 外径 D 120mm 宽度 B 为 23mm Cr 44 0kN 1 已知 n 76 4r min Fa 0 FR FAZ 903 35N 试选 6213 型深沟球轴承 带式输送机传动装置设计 27 根据手册 P265 表 11 12 得 FS 0 063FR 则 FS1 FS2 0 63FR 0 63 903 35 569 1N 2 计算轴向载荷 FA1 FA2 FS1 Fa FS2 Fa 0 任意用一端为压紧端 1 为压紧端 2 为放松端 两轴承轴向载荷 FA1 FA2 FS1 569 1N 3 求系数 x y FA1 FR1 569 1 903 35 0 63 FA2 FR2 569 1 930 35 0 63 根据手册 P263 表 11 8 得 e 0 68 因为 FA1 FR1 e 所以 x1 1 y1 0 因为 FA2 FR248720h 所以 此轴承合格 b 滚动轴承的校核 带式输送机传动装置设计 28 1 中间轴上滚动轴承正装型号为 6207 深沟球轴承 查表 得 取 026 8 2 5 068rrdrCKNF 0 68e A 点总支反力 1714rRAFN B 点总支反力 28 9rB 2 外部轴向载荷 1063ae 3 派生轴向力 122 4 89drFN 则 A 被压紧 B 被放松 2 19 47daedN 306 3aFF 1206 2 4 87749 0 1 58arr eXYF 2 当量动载荷 据工况 工作平稳 取载荷系数 则算得当量动载荷如下 pf 11222 1 04710 846 3 17 265 959praPfXFY N A 3 验算轴承寿命 则只用验算 A 轴承 预期寿命 12 8320460hLh 3660102 810476 537rh hCL LnP 则轴承的寿命满足要求 4 3 键的选择与校核 标准键的选择包括键的选择 联轴器的选择 螺栓 螺母 螺钉的选择 销的 选择 垫圈 垫片的选择 带式输送机传动装置设计 29 1 键的选择 查表 4 1 机械设计基础课程设计 键 1 圆头普通平键 A 型 b 8 mm h 7mm L 28mm 键 2 圆头普通平键 A 型 b 14mm h 9mm L 45mm 键 3 圆头普通平键 A 型 b 14mm h 9mm L 63mm 键 4 圆头普通平键 A 型 b 20mm h 12mm L 56mm 键 5 圆头普通平键 A 型 b 16mm h 10mm L 40mm 2 螺栓 螺母 螺钉的选择 考虑到减速器的工作条件 后续想体的附件的结构 以及其他因素的影响 选用螺栓 GB5782 86 M6 25 和 GB5782 86 M10 35 GB5782 86 M10 25 三种 选用螺母 GB6170 86 M10 和 GB6170 86 M12 两种 选用螺钉 GB5782 86 M6 25 和 GB5782 86 M6 30 两种 3 键的校核 设定输入轴与联轴器之间的键为 1 齿轮 2 与中间轴之间的键为键 2 齿轮 3 与中间轴之间的键为键 3 齿轮 4 与输出轴之间的键为键 4 输出轴与链轮之间 的键为键 5 校核键的承载能力 因为 键 1 受到的转距 T1 34 12N m 键 2 受到的转距 T2 97 78N m 键 3 受到的转距 T2 97 78N m 键 4 受到的转距 T4 357 58N m 键 5 受到的转距 T5 357 58N m 带式输送机传动装置设计 30 键的材料为钢 轻微冲击 为 100 120Mp 取 110 Mpp p 键的校核公式 k 0 5h l L b d 为轴的直径 kldTp 3102 所以 校核第一个键 331204 120 5287pTMpkld 校核第二个键 3329 4 914pl p 校核第三个键 3307 802 69pTMkld p 校核第四个键 334215 15 20pl p 校核第五个键 3357 80 7416pTMkld p 4 4 联轴器的选择 查 1 表 15 1 得257P 为了隔离振动和冲击 查 2 表 13 6 选用弹性套柱销联轴器 129P 载荷计算 公称转矩 T 594 40N m 选取工作情况系数为 5 1 aK 所以转矩 mNTca 6 89403 带式输送机传动装置设计 31 因为计算转矩小于联轴器公称转矩 所以选取 LT9 型弹性套柱销联轴器 其公称 转矩为 1000Nm 孔径长度为 J 型 mL841 第五章 箱体的设计 1 减速器箱体的结构设计 箱体采用剖分式结构 剖分面通过轴心 下面对箱体进行具体设计 1 确定箱体的尺寸与形状 箱体的尺寸直接影响它的刚度 首先要确定合理的箱体壁厚 根据经验公式 T 为低速轴转矩 N m m81 04 可取 m5 8 为了保证结合面连接处的局部刚度与接触刚度 箱盖与箱座连接部分都有较 厚的连接壁缘 箱座底面凸缘厚度设计得更厚些 2 合理设计肋板 在轴承座孔与箱底接合面处设置加强肋 减少了侧壁的弯曲变形 3 合理选择材料 因为铸铁易切削 抗压性能好 并具有一定的吸振性 且减速器的受载不大 所以箱体可用灰铸铁制成 2 减速器附件的结构设计 1 检查孔和视孔盖 带式输送机传动装置设计 32 检查孔用于检查传动件的啮合情况 润滑情况 接触斑点及齿侧间隙 还可 用来注入润滑油 检查要开在便于观察传动件啮合区的位置 其尺寸大小应便 于检查操作 视孔盖用铸铁制成 它和箱体之间加密封垫 2 放油螺塞 放油孔设在箱座底面最低处 其附近留有足够的空间 以便于放容器 箱体 底面向放油孔方向倾斜一点 并在其附近形成凹坑 以便于油污的汇集和排放 放油螺塞为六角头细牙螺纹 在六角头与放油孔的接触面处加封油圈密封 3 油标 油标用来指示油面高度 将它设置在便于检查及油面较稳定之处 4 通气器 通气器用于通气 使箱内外气压一致 以避免由于运转时箱内温度升高 内 压增大 而引起减速器润滑油的渗漏 将通气器设置在检查孔上 其里面还有 过滤网可减少灰尘进入 5 起吊装置 起吊装置用于拆卸及搬运减速器 减速器箱盖上设有吊孔 箱座凸缘下面设有 吊耳 它们就组成了起吊装置 6 起盖螺钉 为便于起盖 在箱盖凸缘上装设 2 个起盖螺钉 拆卸箱盖时 可先拧动此螺钉 顶起箱盖 7 定位销 在箱体连接凸缘上相距较远处安置两个圆锥销 保证箱体轴承孔的加工精度与 装配精度 带式输送机传动装置设计 33 第六章 润滑及密封的设计 1 齿轮的润滑 采用浸油润滑 由于低速级周向速度为 1 8m s 所以浸油高度约为六分之一大 齿轮半径 取为 35mm 2 滚动轴承的润滑 由于齿轮周向速度为 1 8m s 2 m s 所以宜用脂润滑 应开设封油盘 3 润滑油的选择 考虑到该装置用于小型设备 选用 L AN15 润滑油 4 密封方法的选取 选用凸缘式端盖易于调整 采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封 密封圈型号按所装配轴的直径确定为 F B25 42 7 ACM F B70 90 10 ACM 轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定 带式输送机传动装置设计 34 第七章 设计总结 俗话说 凡事必亲躬 唯有自己亲自去做的事 才懂得其过程的艰辛 通 过做这次大作业 我着实遇到了不少的困难 构思 定数据 画图 写论文等 都得自己去做 每天泡在图书馆 找例证 查资料 个中自有不少困难 而这 些难题都是课本中所不曾提到过的 开始时 由于书本上没有任何提示 我甚 至不知道从何入手 只能与同学们相互切磋 这样我慢慢地入了门 进而也可 以自己搞定了 这其中有一个习惯问题最需要克服 众所周知 课堂 书本给 我们的都是一种确切的数据 但实际上你去做的时候就会发现它们都是经验性 的 也就是说需要你根据从资料上查得的范围靠经验自己去定 这就给习惯于 接受确切数字的我带来了很大的挑战 幸而 最终我还是学会了怎样去查找自 己想要的资料 这应该是这次作业的一大收获吧 第二大收获就是学会了做一次设计项目的具体流程 从策划构思 总体设计到 带式输送机传动装置设计 35 各个模块的的具体设计及其组合 再到编写需要提交的论文 这一切如今仍历 历在目 我想 这种对整体设计流程的把握应该是以后走上工作岗位所必需的 技能 而这种技能却只能通过自己的亲身实践才能获得 这也是为什么我认为 机械设计大作业这种教学实践模式值得推广的原因 回首这几个星期 有过困难疑惑也有过欢乐收获 学会了 SolidWorks 的使用 学会了各种资料的查找方法 促进了同学之间的互助 也加深了我对设计尤其 是机械设计的理解 这收获可真是不小啊 第八章 装配图及零件图 部件装配图 带式输送机传动装置设计 36 零件图 带式输送机传动装置设计 37 致谢 带式输送机传动装置设计 38 本次毕业设计的顺利完成离不开老师的协助指导 借此只言片语 对她热心 而无私的帮助表示衷心的感谢 从 10 月接受课题开始到现在完成毕业设计 我衷心的感谢我的指导老师朱 老师 虽然大部分时间是我自己在完成毕业设计 但没有老师的精心的指导 我不可能学到那么多知识 尤其在课题设计的前期准备阶段和本人的数据计算 阶段朱老师提出许多宝贵的设计意见 朱老师在百忙之中抽出时间为我提供了必 要的帮助 在毕业设计期间 应该说老师给我提供了许多我想不到的问题 这 让我受益匪浅 老师知识的渊博让我更加知道了我要学习的知识还有很多 老 师思路的开阔让我更加了解了作为一个设计人员所要具备的素质 还有老师实 事求是的工作作风让我明白了做任何事都要认真严谨 争取不出任何错误 谨 此再次向老师表示衷心的感谢和崇高的敬意