带式传输机的传动装置设计

1课程设计(论文)题目名称带式传输机的传动装置设计课程名称机械设计课程设计学生姓名吴尚贤学号0941101243系、专业机械与能源工程系机械制造及自动化指导教师李梦奇老师2011年12月1日2目录一、课程设计总体分析................................................................................................3二、设计要求..............................................................................................................3三、设计步骤................................................................................................................3(一)传动装置总体设计方案:.................................................................................4（二）电动机的选择.............................................................................................5（三）确定传动装置的总传动比和分配传动比.................................................6（四）计算传动装置的运动和动力参数.............................................................6（五）直齿圆柱齿轮传动的设计.........................................................................7（六）链传动的设计...........................................................................................15（七）滚动轴承和传动轴的设计.......................................................................16（八）键连接设计...............................................................................................26（九）箱体结构的设计.......................................................................................27（十）润滑密封设计...........................................................................................30四、设计小结............................................................................................................30五、参考资料:...........................................................................................................313一、课程设计总体分析设计课题:设计一用于带式运输机上的两级展开式直齿圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,减速器小批量生产,使用期限10年(300天/年),两班制工作,输送机工作轴转速允许误差为5%。带式输送机的传动效率为0.96。输送带牵引力：2.1kW输送带速度：1.45m/s卷筒直径：440mm二、设计要求1.减速器装配图一张(0A)。2.绘制轴、齿轮零件图各一张。3.设计说明书一份。三、设计步骤（一）传动装置总体设计方案（二）电动机的选择（三）确定传动装置的总传动比和分配传动比（四）计算传动装置的运动和动力参数（五）直齿圆柱齿轮传动的设计（六）链传动的设计（七）滚动轴承和传动轴的设计（八）键联接设计4（九）箱体结构的设计（十）润滑密封设计(一)传动装置总体设计方案:1.组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。2.特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。其传动方案如下：图一:(传动装置总体设计图)初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。选择链传动和二级圆柱直齿轮减速器（展开式）。传动装置的总效率直齿圆柱齿轮传动（7级精度）效率（两对）为3=298.05滚动轴承传动效率（四对）为2=499.0弹性联轴器传动效率4=0.99链传动的传动效率为1=0.96=1234=99.098.099.096.024=0.86（二）电动机的选择1、电动机类型的选择：Y系列封闭式三相异步电动机（工作要求：连续工作机器）2、电动机功率选择：据任务书中的输送机的参数表知：工作滚筒的拉力VFFw*带式输送机可取w=0.96电动机至工作机的总效率=0.84电动机所需工作功率为：dp＝wp/η＝3.616kw3、确定电动机转速：计算滚筒工作转速：wn＝D60v1000=62.97r/min4、确定电动机型号综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量及减速器的传动比，可知电动机型号Y112M-4比较适合，额定功率为mP=4kW,满载转速电动n=1440r/min。型号同步转速额定功率满载转速堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩质量/kgY112M-41500r/min414402.22.3436（三）确定传动装置的总传动比和分配传动比总传动比：由选定的电动机满载转速mn和工作机主动轴转速wn，可得传动装置总传动比为i＝mn/wn＝1440/62.97＝22.87高速轴的传动比1i，低速级的传动比2i，取链传动比3i=2取减速箱的传动比4i4i=i/3i=22.87/2=11.435根据指导书（3-7）得1i=4i4.1-3.1）（则1i=4，2i=4i/1i=2.86（四）计算传动装置的运动和动力参数1、各轴转速n(r/min）高速轴Ⅰ的转速n＝mn＝1440r/min中间轴Ⅱ的转速2n=1n/1i=360r/min低速轴Ⅲ的转速3n＝2n/2i=125.87r/min滚筒轴Ⅳ的转速4n=in/3=62.94r/min误差e=%4.0004.09.239.2324在误差允许范围内。2、各轴的输入功率(kW)ⅠP＝mp×3＝3×0.96＝3.658kWⅡP＝Ⅰp×1×2＝3.48kWⅢP＝ⅡP×1×2＝3.31kWⅣP＝ⅢP×52=3.15kW电动机的额定功率为mp=4KW直齿圆柱齿轮传动（7级精度）效率为3=0.98弹性联轴器传动效率4=0.997带式输送机的传动效率为1=0.96滚动轴承传动效率为2=0.983、各轴的输入转矩T(N·m)ⅠT＝95501p/1n=24.26N·mⅡT＝95502p/2n=92.32N·mⅢT＝95503p/3n=251.14N·mⅣT=95504p/4n=477.96N·m（五）直齿圆柱齿轮传动的设计（一）高速级的一对齿轮的设计。1、选精度等级。材料及齿数（1）由设计说明书可知选用了直齿轮传动。（2）运输机为一般工作机，速度不高，故选用7级精度（GB-100095—88）（3）材料选择，由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS。大齿轮材料为45（调质）硬度为240HBS。硬度相差40HBS（硬度均小于350HBS故为软齿面）。（4）减速器为闭式齿轮传动，为了提高传动的平稳性，减少冲击振动，故选择小齿轮数24Z1，大齿轮齿数964ZZ122、按齿面接触强度设计2131)][(132.2HEdttZuuTKd（1）确定公式内的各计算数值试选3.1Kt1）计算小齿轮传递的转矩。1T=N.m10426.21440658.3105.95nP105.954511582）由表10-7选取齿宽系数1d。3）由表10-6查的材料的弹性影响系数21EMPa8.189Z。4）由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPa6001Hlim；大齿轮的接触疲劳强度极限MPa5502Hlim5）由式10-13计算应力循环次数。1N=601njhL=4.147×910912100368.14NN6）由图10-19取接触疲劳寿命系数93.0KHN1，96.0KHN27）计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1﹪，安全系数S=1，由式（10-12）得54060093.0K1limHN11HMPaSMPa5.52255096.0K2limHN22HMPaSMPa（2）计算1）试算小齿轮的分度圆直径dt1，由计算公式得2131)][(132.2HEdttZuuTKd=mm198.40)5288.189(45110426.23.132.22432）计算圆周速度10006011　ndtsm/03.31000601440198.1014.33）计算齿宽b和模数ntm计算齿宽bb=tdd1=40.198mm计算摸数ntm9ntm=mmZdt608.124198.4011计算齿高hh=2.25ntm=3.68mm计算齿宽与高之比hbhb==10.924）计算载荷系数K使用系数AK=1根据smv/03.3,7级精度,查图10-8得动载系数KV=1.04，KH=FK=1由表10-4查得HK的值与直齿轮的相同，由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，HK=1.417由图10-13得:KF=1.35由表10-2查得1KA故载荷系数:K＝HHVAKKKK=1.5875）按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式（10-10a）得d1=t1dt3kk=40.198×3.1587.13=42.96mm6）计算模数nmnm=mmZd79.12496.42113、按齿根弯曲强度设计由式（10-5）nm≥)][(22113FSFdYYZYKT（1）确定计算参数1)由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限MPaFE5001；大齿轮的弯曲强度极限MPaFE3802；102)由图10-18取弯曲疲劳寿命系数85.01FNK，88.02FNK；3)计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式（10-12）得57.303111SKFEFNFMPa86.238222SKFEFNFMPa4）计算载荷系数512.135.1112.11FFVAKKKKK5）查取齿形系数由表10-5查得1aFY=2.652aFY=2.186）查取应力校正系数由表10-5查得79.1,58.121sasaYY7)计算大、小齿轮的FSaFaYY并加以比较。01379.0111FSaFaYY222FSaFaYY=0.01634大齿轮的数值大。（2）设计计算mmmmmn08.224110426.2512.12243对比计算结果，由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数m大于齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn，取m=2mm，已可满足弯曲强度。但为了同时满足齿面接触疲劳强度，需要按齿面接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=40.1