带式输送机设计机械设计课程设计报告（WPS打开） - 图文

东 莞 理 工 学 院

机械设计课程设计

计算说明书

设计题目：带式输送机传动装置的设计与计算 学生姓名： 学 号： 201341101109 系 别： 机械工程学院

专业班级：2013机械设计制造及其自动化1班 指导教师: 韩利芬 教授

起止日期：2016年6月13日至2016年7月1日

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机械设计课程设计

计算说明书

设计题目：带式输送机传动装置的设计与计算 学生姓名： 学 号： 201341101109 系 别： 机械工程学院

专业班级：2013机械设计制造及其自动化1班 指导教师: 韩利芬 教授

起止日期：2016年6月13日至2016年7月1日

机械设计课程设计任务书

一 设计题目(一)

带式输送机传动装置的设计与计算 D V F 二、传动布置方案

带式输送机的传动装置如下图所示,为一级带传动, 两级斜齿圆柱齿轮传动。

三、传动装置工作条件

已知带式输送机驱动滚筒的 圆周力(牵引力) F 、带速V、卷 筒直径D，输送机在常温下连续 单向工作, 载荷较平稳, 工作寿 命8年，每年300个工作日，每日工作8小时。 四、原始数据

学 号 F(kN) V(m/s) D(mm) 学 号 F(kN) V(m/s) D(mm) 学 号 F(kN) V(m/s) D(mm) 学 号 F(kN) V(m/s) D(mm) 学 号 F(kN) V(m/s) D(mm) 1 2.5 340 13 3 1.7 340 25 2.9 320 37 2.7 360 49 1.8 350 2 2.8 280 14 2.3 1.7 340 26 1.9 360 38 2.4 320 50 1.7 340 3 2.1 1.7 320 15 2.7 320 27 2 1.7 320 39 2.3 300 51 1.4 300 4 3 1.95 380 16 2.4 300 28 2.9 1.7 380 40 2.7 280 52 1.9 320 5 1.9 1.7 300 17 3 1.7 280 29 2 300 41 2.3 340 53 1.4 300 6 2.3 1.45 380 18 2.5 380 30 1.9 300 42 2.5 280 54 1.3 290 7 2.5 1.7 300 19 2.1 380 31 2.2 1.7 300 43 2.4 1.7 320 55 1.6 300 8 2.7 1.7 300 20 2.2 360 32 2.3 360 44 2.7 1.95 380 56 1.5 360 9 2 280 21 2.3 1.7 380 33 2.5 300 45 2.2 1.7 300 57 1.3 270 10 2.8 380 22 2.8 1.7 300 34 2.9 320 46 2.0 1.45 380 58 11 2.2 320 23 2.6 1.95 340 35 2.2 1.7 380 47 2.2 1.7 300 59 2.1 260 12 2.1 320 24 2 1.7 380 36 2.4 1.7 300 48 2.4 1.7 300 60 2.65 280

1.45 1.45 1.45 1.95 1.95 1.45 1.45 1.45 1.45 1.45 1.45 1.45 1.45 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.45 1.45 2.35 1.85 2.75 2.25 2.85 2.65 2.35 2.55 2.75 2.15 310 1.65 1.35 1.45 五、设计要求

1.按比例绘制斜齿圆柱齿轮减速器装配图一张（A0或A1） 2.按比例绘制零件图两张 3.编写设计计算书一份

说明：①要求在设计计算中加强计算机应用，至少采用计算机辅助绘图完成一张图纸。

②学生按表中学号对应数据进行设计。

目 录

1.传动装置总体设计……………………………………………………………………………

1.1 选择电动机………………………………………………………………………… 1.2 传动装置的传动比………………………………………………………………… 1.3 传动装置的运动和动力参数计算……………………………………………… 2. 普通V带传动设计…………………………………………………………………… 3. 减速器内部传动设计……………………………………………………………………

3.1 高速级渐开线标准斜齿圆柱齿轮传动设计………………………………… 3.2 低速级渐开线标准斜齿圆柱齿轮传动设计………………………………… 4. 减速器箱体结构尺寸计算…………………………………………………………… 5. 轴的设计…………………………………………………………………………………… 5.1 I轴（输入轴）的设计……………………………………………………………… 5.2 II轴（中间轴）的设计……………………………………………………………… 5.3 III轴（输出轴）的设计…………………………………………………………… 6. 滚动轴承的选择与计算………………………………………………………………… 7. 键连接的选择与强度校核…………………………………………………………… 8. 联轴器的选择…………………………………………………………………………… 9. 减速器附件的选择……………………………………………………………………… 10. 润滑与密封……………………………………………………………………………… 设计小结……………………………………………………………………………………… 参考文献………………………………………………………………………………………

设计计算及说明 1结果 1.1电动机的选择 1.1.1电动机类型和结构形式的选择 按工作条件和工作条件，选用一般用途的Y系列三相交流异步电动机，为卧式闭环结构，电源电压为380V。 1.1.2电动机转速的选择 60?1000V60?1000?1.45nw?nIV???98.95rmin 滚筒（工作机）的转速：??D3.14?280根据表2-1，V带传动的常用传动比范围为2~4；根据表2-2，两级展开式圆柱齿轮减速器的传动比范围为3~5；则总传动比的合理范围i=18~100,所以电动机转速的可选范围 ''nd?ianw?(18~100)?98.95?(1781.1~9895)rmin 1.1.3电动机容量的确定 为了计算电动机的输出功率Pd,先要确定从电动机到工作机之间的总效?滚?0.99??0.96；?联?0.99；率，即传动装置的总效率??，由表12-8，得：?；?齿?0.97则： ????联??滚??齿????0.99?0.993?0.972?0.96?0.868 则所需电动机的输出功率Pd?Pw?3.02?3.479 kW 0.86832??根据额定功率Ped>=Pd=3.479kw,以及满足工作机转速的情况下，选取电机同步转速为3000r/min。 1.1.4电动机选择参数 查表19-1，选用Y112M-2型三相异步交流电动机，由表19-3得具体参数如下： (1)额定功率：4kW (2)满载转速nm：2890r/min (3)外形尺寸：400mm*245mm*265mm (4)电动机中心高：112mm (5)轴伸尺寸：60mm (6)轴伸直径：28mm ia?29.21 iD?2 1.2传动装置的传动比 1.2.1总传动比的确定 由电动机满载转速nm=2890r/min及工作机转速nw=98.95r/min， 可得传动装置的总传动比为： i1?4.44 i2?3.29 ia?nm/n??2890/98.95?29.21

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设计计算及说明 结果 1.2.2各级传动比的分配 取带传动比iD?2，则由总传动比ia?iD?i 得齿轮系传动比i?ia/iD?29.21/2?14.605?i1?i2? 由两级展开式圆柱齿轮减速器传动比分配原则：i1?(1.3~1.5)i? 系数取1.35时，联立??解得i1?4.44，i2?3.29 ?0??0.95 P??3.305kWn??1445 r/min T??21.843 N.m 1.3传动装置的运动和动力参数计算 Td?9550Pd/nm?11.496N?m ?12?0.96 PKWⅡ?3.173nⅡ?325.450r/minTⅡ?93.108N?m?0??带传动效率=0.95；P??Pd??01?3.479?0.95?3.305kW n??nm/iD?2890/2?1445r/min；T??9550P?/n??21.843N?m kW ?12??齿??滚?0.97?0.99?0.96;PⅡ?P???12?3.305?0.96?3.173nⅡ?n?/i1?1445/4.44?325.450r/min;TⅡ?9550PⅡ/nⅡ?93.108?m kW?23??齿??滚?0.97?0.99?0.96;PⅢ?PⅡ??23?3.173?0.96?3.046nⅢ?nⅡ/i2?325.45/3.29?98.921r/minTⅢ?9550PⅢ/nⅢ?294.066N?m ?23?0.96 PⅢ?3.046kWnⅢ?98.92r/min ?34??联??滚?0.99?0.99?0.98；PkW Ⅳ?PⅢ??34?3.046?0.98?2.985.177N?m nⅣ?nⅢ?98.921r/min；TⅣ?9550PⅣ/nⅣ?288表2 运动和动力参数 TⅢ?294.066N?m轴号 电动机轴 I轴 Ⅱ轴 Ⅲ轴 Ⅳ轴 功率 P/kW 3.479 3.305 3.173 3.046 2.985 转矩T/N.m 11.496 21.843 93.108 294.066 288.177 转速n/r.min-1 2890 1445 325.450 98.921 98.921 ?34?0.98 传动比i 2 4.44 3.29 1 效率? 0.95 0.96 0.96 0.95 nⅣ?98.921r/min PkWⅣ?2.985TⅣ?288.177N?m

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设计计算及说明 结果 2.普通V带传动设计 （1）确定计算功率Pca 根据设计的工作条件由表8-8查得工作情况系数KA?1.0，故计算功率 Pca?4kW A型V带 dd1?100mmPca?KAP?1.0?4?4kW （2）选择V带的带型 根据Pca、小带轮转速n1?2890r/min，由157页图8-11选用普通V带的带型为A型带。 （3）确定带轮的基准直径dd，并验算带速ν v?15.12ms ①由表8-7知A型V带最小基准直径(dd)min?75mm，由8-9初选小带轮即取主动轮的基准直径dd1?100mm ②验算带速ν：ν??dd1n160?1000???100?289060?1000?15.12ms ?7ms?ν?25ms ③计算从动轮的基准直径 故带速合适 dd2?iDdd1?2?100?200mm根据表8-9圆整为200。 （4）确定V带的中心距a和基准长度Ld ①根据式8-20，初定中心距a0必须满足0.7?dd1?dd2??a0?2?dd1?dd2?， 即满足210?a0?600，初定中心距a0?400mm。 ②计算带所需的基准长度： 2?dd2?dd1??? Ld0?2a0??2?dd1?dd2?24a0?2?400??100?200???200?100?4?4002 ?1277.25mm 由表8-2选带的基准长度Ld?1430mm，KL?0.96 Ld?Ld02③实际中心距a?a0? 1430?1277.25?400??476.375mm 2amin?a?0.015Ld?476.375?0.015?1430?454.925mm

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amax?a?0.03Ld?476.375?0.03?1430?519.275mm （5）验算小带轮上的包角α1 α1?180???dd2?dd1? 57.3?a 57.3??180???200?100??167.97??120?476.375 故包角合适。 （6）确定带的根数z ①计算单根V带的额定功率Pr 由dd1?100mm和 n1?2890ms，查表8-4得P0?2.0905kW 根据 n1?2890rmin,i?2和A型带，查表8-5得?P0?0.35125kW 查表8-6，选取包角修正系数kα?0.98，由表8-2得kL?0.96，于是 Pr??P0??P0??kα?kL?(2.0905?0.35125)?0.98?0.96?2.297kW ②计算V带的根数z z?Pca4??1.7 Pr2.297 因此，选取V带根数2根 （7）计算单根V带的初拉力 由表8-3得A型带的单位长度质量q?0.105kg F0?500?500?m，所以 ?2.5?Kα?Pca?qν2Kαzν0.98?2?15.12?2.5?0.98??4?0.105?15.122?126.585N （8）计算带传动的压轴力 α167.97?Fp?2zF0sin1?2?2?126.585?sin?503.55N 22 综上所述，选用A型普通V带2根，带基准长度1430mm。带轮基准直径 dd1?100mm，dd2?200mm，中心距控制在455~519mm。小带轮包角 α1?167.97?，单根V带初拉力F0?126.585N，压轴力Fp?503.55N。

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标准圆柱斜齿轮 3.1 高速级渐开线标准斜齿圆柱齿轮传动设计 8级精度 3.1.1．选定齿轮类型、材料及齿数 1）确定齿轮类型：两齿轮均为标准圆柱斜齿轮 ，8级精度 闭式软齿2）材料选择： 面 齿轮材料选用闭式软齿面。参考表10-1，选取小齿轮材料为40Cr,调质小齿轮材处理，硬度取值为280HBS；大齿轮材料为45钢,调质处理，硬度取值为240HBS。料为40Cr 二者材料硬度差为40HBS。 280HBS 大齿轮材3）选小齿轮齿数Z1?24，故大齿轮齿数 料为45钢 240HBS Z2?i1?Z1?4.44?24?106.56，取值107 ?4）选取螺旋角：初选螺旋角??14? （8????25?） 3.1.2按齿面接触强度设计 1）确定公式中的各计算值 T?13.减速器内部传动设计 ①试选载荷系数KHt?1.3 ②计算小齿轮传递的力矩 3.2?105 N?mm9.55?106PI95.5?105?3.305 T1???21842.7即2.2?104N?mm n11445③小齿轮作不对称布置，查表10-7，选取齿宽系数Φd?1.0 12Φd?1.0 ZE?189.8MPa12ZH?2.433④由表10-5查得材料的弹性影响系数ZE?189.8MPa（均采用锻钢制造） ⑤由图10-20选取区域系数ZH?2.433 ⑥由公式10-21计算接触疲劳强度用重合度系数Z? ?t?arctan(tan?n/cos?)?arctan(tan20?/cos14?)?20.562? ??at1?arccos[z1cos?t/(z1?2hancos?)]?arccos[24?cos20.562/(24?2?1?cos14)]?29.974??at2?arccos[z2cos?t/(z2?2hancos?)]??? ?arccos[107?cos20.562/(107?2?1?cos14)]?23.130??? ???[z1(tan?at1?tan?t)?z2(tan?at2?tan?t)]/2??[24?(tan29.974??tan20.562?)?107?(tan23.130??tan20.562?)]/2? ?1.657

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设计计算及说明 结果 ????dz1tan?/??1?24?tan(14?)/??1.905 Z??Z??0.666 ??4-??（1-??）??3??4-1.6571.905（1-1.905）??0.665 31.657⑦由公式10-23可得螺旋角系数z? z??cos??cos14??0.985 z??0.985 ⑧由图10-25d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 σHlim1?600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限σHlim2?550MPa。 ⑨计算应力循环次数 N1?60n1jLh?60?1445?1?（8?300?8）?1.66?109 N11.66?109 N2???3.74?108 i14.44 ⑩由图10-23取接触疲劳寿命系数 KHN1?0.90,KHN2?0.92 计算接触疲劳许用应力：取失效概率为1%，安全系数S?1 ?σH?1?KHN1σHlim1?0.90?600?540MPa S1 ?σH?2?KHN2σHlim2?0.92?550?506MPa S1取?σH?1和?σH?2中较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力 ?σH??506 MPa2）计算小齿轮分度圆直径d1t 2KHtT1i1?1?ZHZEZ?Z?d1t?3????σH?Φdi1??????242?1.3?2.2?104.44?1?2.433?189.8?0.666?0.985??3????14.44?506?2 ?29.286mm3）调整小齿轮分度圆直径 ①计算圆周速度 ν??d1tn160?1000?3.14?29.286?1445?2.215ms 60?1000 ②计算齿宽b?Φdd1t?1?29.286?29.286mm ③根据ν?2.215ms，8级精度，查图10-8得动载系数Kv?1.12

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