带式运输机机械传动装置设计

电子科技大学成都学院电子工程系课程设计题目名称带式运输机机械传动装置设计学生姓名祝韬学号1340840601专业机械设计制造及其自动化指导教师李世蓉2015年12月制1机械设计基础课程设计任书姓名：祝韬专业：机械设计制造及其自动化班级：机械六班学号：1340840601设计题目：设计带式运输机的机械传动装置运动简图：原始数据工作条件及要求：①使用期5年，双班制工作，单项传动。②载荷有轻微冲击。③运送煤、盐、沙等松散物品。④运输带线速度允许误差为±5%。⑤在中等规模机械厂小批量生产。设计工作量：①减速器装配图1张（图幅A0）。②轴类零件工作图1张（比例1:1）。③齿轮零件工作图1张（比例1:1）。④设计计算说明书1份。指导教师：李世蓉教研室主任（组长）：李世蓉已知条件运输带牵引力F/N运输带线速度v/(1sm)驱动滚筒直径D/mm数据19002.43202目录第一章绪论..............................................3第二章传动装置总体设计方案.....................................4第三章电动机的选择............................................63.1电动机的选择............................................63.2确定传动装置的总传动比和分配传动比........................7第四章计算传动装置的运动和动力参数............................8第五章V带的设计..............................................105.1V带的设计与计算.........................................105.2带轮的结构设计..........................................11第六章齿轮传动的设计.........................................146.1选精度等级，材料及齿数..............................146.2计算应力循环次数......................................156.3几何尺寸计算.........................................166.4校核齿根弯曲疲劳强度.....................................166.5主要设计结论.....................................186.6齿轮参数总结和计算.....................................18第七章传动轴和传动轴承及联轴器的设计..........................197.1输入轴的设计...........................................197.2输出轴的设计...........................................223第八章键联接的选择及校核计算..................................278.1输入轴键选择与校核......................................278.2输出轴键选择与校核......................................27第九章轴承的选择及校核计算....................................289.1输入轴的轴承计算与校核..................................289.2输出轴的轴承计算与校核...................................28第十章联轴器的选择...........................................30第十一章减速器的润滑和密封....................................3111.1减速器的润滑...........................................3111.2减速器的密封...........................................31第十二章减速器附件及箱体主要结构尺寸...........................32心得.......................................................34参考文献.......................................................344第一章绪论本说明书主要是根据设计任务书的要求，进行一级圆柱齿轮减速器的设计。内容主要包括：（1）研究设计任务书，明确设计任务和要求，制订设计计划。（2）传动装置的总体设计，包括设计简图的绘制、动力装置的计算及选择、传动比的分配、各传动轴的转速、功率和转矩的计算等。（3）传动装置的主体设计，包括齿轮传动的主要参数的设计计算。（4）装配草图的设计和绘制，包括主要零件的强度计算、结构设计、强度校核、寿命计算等。（5）装配图的绘制。（6）零件工作图的设计和绘制。（7）设计成果检查及设计总结。在设计过程中运用了《机械原理》、《机械设计基础》、《机械制图》、《工程力学》、《材料力学》、《公差与互换性》等多门课程知识，因此是一个非常重要的综合性实践环节，也是一次全面的、规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面：（1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。（2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。（3）培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理方面的能力。5第二章：传动装置总体设计方案2.1初始数据：设计一级直齿圆柱齿轮减速器，初始数据：运输带牵引力F=1900N。运输带线速度V=2.4m/s。驱动滚筒直径D=320mm。，2.2传动方案的分析和拟定：机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单（一）级直齿圆柱齿轮减速器。带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。减速器的箱体采用水平剖分式结构，用HT200灰铸铁铸造而成。方案一：二级展开式圆柱齿轮减速器。优缺点：传动效率高，适用功率和速度范围广，使用寿命长，如果作为减速器结构较复杂，横向尺寸较大，中间轴较长，刚度差，中间轴润滑较困难。6方案二：链—单级圆柱齿轮减速器。优缺点：传动比一般小于5，传动功率可达数万瓦，效率较高，工艺简单，精度易于保证，一般工厂均能制造，应用广泛，但链传动部均匀有冲击，根据要求此方案舍去。方案三：带——单级圆柱齿轮减速器。优缺点：传动比一般小于10，传递功率大，效率高，工艺简单，精度易于保证，一般工厂均能制造，应用广泛。根据题目要求及上述分析，采用Ｖ带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。72.3传动简图：2.4计算传动装置效率：a=0.96×0.983×0.98×0.99×0.96=0.841为V带的效率,2为轴承的效率,3为齿轮啮合传动的效率,4为联轴器的效率,5为工作装置的效率。8第三章：电动机选择内容结论3.1电动机选择：已知速度V=2.4m/s则：工作机的功率：P=FV/1000=1900×1.4÷1000=4.56kw电动机所需功率：/dwaPP=4.56÷0.84=5.43kw卷筒的转速：nw=60×1000V/πD=60000×2.4÷（π×320）=143.2r/s经查（各种传动比的传动比表Ⅱ.6）表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比i1=2~3，一级圆柱直齿轮减速器传动比i2=4~6，则总传动比合理范围为Ia=4~18，电动机转速的可选范围为：nd=ia×n=(4×18)×143.2=572.8~2577.6r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y132S-4的三相异步电动机，额定功率为5.5KW,满载转速mn=1440r/min。电动机主要外形尺寸：P=4.56kwdP=5.43kwnw=143.2r/smn=1440r/min9中心高外形尺寸地脚螺栓安装尺寸地脚螺栓孔直径电动机轴伸出段尺寸键尺寸HL×HDA×BKD×EF×G132mm475×315216×14012mm38×8010×33电动机主要参数：电动机型号额定功率/kw满载转速/r.1min堵转转矩最大转矩质量/kg额定转矩额定转矩Y132S-45.514402.22.368以上数据查表机械设计课程设计指导书表‖.186和II.189.3.2确定传动装置的总传动比和分配传动比3.2.1总传动比：由电动机满载转速nm和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为:ia=nm/n=1440÷143.2=10.063.2.2分配传动比：Ia=i0×i式中0i、i分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取0i=2.3，则减速器传动比为:i=Ia/0i=10.06÷2.3=4.37Ia=10.06i=4.3710第四章：计算传动装置的运动和动力参数内容结论4.1各轴转速：输入轴：nI=nm/i0=1440/2.3=626.09r/min输出轴：nII=nI/i=626.09/4.37=143.27r/min电机轴：nm=1440r/min卷筒轴：nⅢ=nII=143.27r/min4.2各轴输入功率：输入轴：PI=Pd×=5.43×0.96=5.21kw输出轴：PII=PI×=5.21×0.98×0.98=5.01kw工作机轴：PIII=PII×=4.7×0.98×0.99=4.86kw4.3各轴输出功率：输入轴：PI'=PI×=5.21×0.98=5.11kw输出轴：PII'=PII×=5.01×0.98=4.91kw工作机轴：PIII'=PIII×=4.86×0.98=4.76kw4.4各轴输入转矩：Td=9550×pdnm=9550×5.43÷1440=36.01NmNI=626.09r/minnII=143.27r/minnm=1440r/minnⅢ=143.27r/minpⅠ=5.21kwPII=5.01kwPIII=4.86kwPI'=5.11kwPII'=4.91kwPIII'=4.76kwTd=36.01Nm11所以：输入轴：TI=Td×i0×=36.01×2.3×0.96=79.51Nm输出轴：TII=TI×i××=79.51×4.37×0.9