传送带课程设计

西南科技大学城市学院本科生课程设计西南科技大学城市学院CityCollegeofSouthwestUniversityOfScienceandTechnology课程设计论文（设计）论文题目：带式运输机传动装置设计——（8）指导教师：系别：机电工程系专业班级：姓名：学号：日期：2013年06月西南科技大学城市学院本科生课程设计第一章带式运输机传动装置设计任务书1.1原理图图1—1带式运输机传动装置传动系统图1.1.2设计数据表1—1带式运输机传动装置设计数据名称运输带工作拉力F/N运输带工作速度/v（m/s）卷筒直径D/mm数据19002.453601.3工作要求连续单向运转，工作时有轻微振动，空载起动，使用期10年，小批量生产，单班制工作，运输带速度允误差为±5%1.4完成要求1）设计说明书1份2）减速器装配图（A0）1张3）零件图（A2）2张西南科技大学城市学院本科生课程设计第二章带式运输机传动装置设计过程2.1电动机的选择2.1.1电动机额定功率P0的计算1、带所需功率Pw的计算Pw＝FwVw／1000＝1900×2.45／1000KW＝4.655KW2、电动机所需功率Pd的计算Pd＝Pw／η0＝4.655／0.885KW≈5.260KW注：（1）传动装置各部件间的传递效率取值①η1为两个联轴器的传递效率：η1＝0.995②η2为两对齿轮的传递效率：η2＝0.99③η3为减速箱中三对轴承的传递效率：η3＝0.99④η4为卷筒中一对轴承的传递效率：η4＝0.99⑤η5为卷筒与运输带的传递效率：η5＝0.95（2）串联传动装置总传动效率η0为组成传动装置的各个运动副或传递副传递效率的乘积，即η0＝η1η2η3…ηn（3）带式运输机传动装置的总传递效率为η0＝η1η3η2η3η2η3η1η4η5＝η12η22η33η4η5＝0.8853、电动机额定功率P0的计算根据推荐计算公式P0＝（1~1.3）Pd有P0≤P0≤1.3Pd即5.260KW≤P0≤6.838KW2.1.2电动机转速nd的计算1、卷筒转速nw的计算nw＝60×1000Vw／πD＝60×1000×2.45／（3.142×360）r／min≈130r／min2、电动机满载转速nd的计算西南科技大学城市学院本科生课程设计根据二级展开式圆柱齿轮减速器常用的传动比为i＝8~40和传动比的计算公式i＝nd／nw有nd＝nw×i则8i≤nd≤40i即1040r／min≤nd≤5200r／min2.1.3电动机类型和结构的选择据已知条件和实际情况选择Y系列三相异步电动机且选择B3安装结构形式2.1.4电动机具体参数的确定根据电动机的类型、结构、P0和nd的范围选择Y132S-4电动机。表2—1Y132S-4电动机具体参数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∕额定转矩质量（Kg）Y132S-45.514402.22.3682.2总传动比及分配和相关动力参数的计算2.2.1总传动比i0的计算i0＝nd／nw＝1440／130≈112.2.2总传动比i0的分配根据二级展开式圆柱齿轮减速器中高速齿轮间的传动比i1与低速齿轮间的传动比i2常常满足i1＝（1.3~1.5）i2有取i1＝1.4i2则i2≈2.8即i1≈3.92.2.3相关动力参数的计算1、电动机动力参数的计算西南科技大学城市学院本科生课程设计（1）电动机转速n0的计算由表2—1有n0＝1440r／min（2）电动机功率P0的计算由表2—1有P0＝5.5KW（3）电动机转矩T0的计算T0＝9550×P0／n0＝9550×5.5／1440（N·m）≈36.476（N·m）2、高速轴(I)动力参数的计算（1）高速轴(I)转速n1的计算根据高速轴与电动机轴由联轴器相连有n1＝n0＝1440r／min（2）高速轴(I)功率P1的计算根据电动机轴到高速轴的传递效率ηI＝η1＝0.995有P1＝ηIP0＝0.995×5.5KW＝5.473KW（3）高速轴(I)转矩T1的计算T1＝9550×P1／n1＝9550×5.473／1440（N•m）≈36.297（N•m）3、中间轴(II)动力参数的计算（1）中间轴(II)转速n2的计算根据高速轴与中间轴的传动比i1＝3.9有n2＝n1／i1＝1440／3.9r／min＝369.231r／min（2）中间轴(II)功率P2的计算根据高速轴到中间轴的传递效率ηII＝η3×η2＝0.99×0.99有P2＝ηIIP1＝0.99×0.99×5.473KW＝5.364KW（3）中间轴(II)转矩T2的计算T2＝9550×P2／n2＝9550×5.364／369.231（N•m）≈138.738（N•m）4、低速轴(III)动力参数的计算（1）低速轴(III)转速n3的计算据中间轴与低速轴的传动比i2＝2.8有n3＝n2／i2＝369.231／2.8r／min＝131.868r／min（2）低速轴(III)功率P3的计算西南科技大学城市学院本科生课程设计根据中间轴到低速轴的传递效率η3＝η3×η2＝0.99×0.99有P3＝η3P2＝0.99×0.99×5.364KW＝5.257KW（3）低速轴(III)转矩T3的计算T3＝9550×P3／n3＝9550×5.257／131.868（N•m）≈380.717（N•m）5、卷筒轴(v)动力参数的计算（1）卷筒轴(v)转速nv的计算根据低速轴与卷筒轴由联轴器相连有n4＝n3＝131.868r／min（2）卷筒轴(v)功率Pv的计算根据低速轴到卷筒轴由联轴器相连ηv＝η1×η3＝0.995×0.99的传递效率有P4＝ηvP3＝0.995×0.99×5.257KW＝5.196KW（3）卷筒轴(v)转矩T4的计算T4＝9550×P4／n4＝9550×5.196／131.868（N•m）≈376.300（N•m）6、各轴运动和动力参数的数据整理表2—2各轴的运动和动力参数参数轴名电动机轴Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴卷筒轴转速n（r／min）14401440369.231131.868131.868功率P／KW5.55.4735.3645.2575.196转矩T／（N·m）36.47636.297138.738380.717376.300传动比i13.92.81效率η0.9900.9800.9800.980西南科技大学城市学院本科生课程设计2.3齿轮的计算2.3.1高速级齿轮的计算1、齿轮精度等级、材料及齿数的选择（1）齿轮精度等级的选择根据传动装置选择二级展开式圆柱齿轮的传动方案和工作要求选择精度等级为7级的标准圆柱直齿轮（2）齿轮材料的选择根据带式运输机传动装置的要求，小齿轮采用45钢（调质处理），硬度为210HBS；大齿轮采用45钢（调质处理），硬度为250HBS。（3）齿轮齿数的选择根据开式齿轮传动中小齿轮齿数一般取17～20初选小齿轮齿数Z1为20，则大齿轮齿数Z2由一对齿轮传动的传动比与齿轮齿数关系i1＝Z2／Z1有Z2＝i1×Z1＝3.9×20＝782、齿轮参数的计算（1）按齿面强度的计算1)小齿轮分度圆直径d1的计算根据d1t≥2.32√KT1∅d∙(u±1)u∙(ZE[σH])23代值解得d1t≥43.157mm注：①K为载荷系数的试选值：取K＝1.3②T1为小齿轮的传递转矩：T1＝3.6297×104N·mm③u为齿轮的齿数比：u＝i1＝3.9④Φd为齿宽系数：根据齿轮材料的硬度和齿面的类型查《机械设计》[1]书表10-7有Φd＝1⑤ZE为齿弹性影响系数：根据齿轮材料查《机械设计》书表10-6有ZE＝189.8MPa1/⑥[σh]为齿轮的需用接触应力1大小齿轮应力循环次数N2N1的计算根据N＝60×njLh有小齿轮N1的计算：N1＝60×njLh＝60×1440×1×（1×8×300×10）＝2.0376×109又根据u＝N1／N2有N2＝N1／u＝2.0376×109／3.9＝5.3169×1082[σH]1和[σH]2为齿轮的接触疲劳许用应力：[σH]1＝KHn1·σlim1／S＝0.96×600／1MPa＝576MPa[σH]2＝KHn2·σlim2／S西南科技大学城市学院本科生课程设计＝1.08×550／1MPa＝594MPa（S为安全系数：按要求选择S＝1KHn为齿轮接触疲劳寿命系数：根据齿轮应力循环次数查《机械设计》书图10-19有KHn1＝0.96，KHn2＝1.08σlim为齿轮的接触疲劳强度极限：根据齿轮材料查《机械设计》书图10-21d有σlim1＝600MPa，σlim2＝550MPa）2)圆周速度V1的计算V1＝πd1tn1／(60×1000)＝(3.142×43.157×1440)／(60×1000)m/s＝3.254m/s3)齿轮齿宽b、模数mz及齿高h的计算b＝Φdd1t＝1×43.157mm＝43.157mmmz＝d1t／Z1＝43.157／20＝2.158h＝2.25mz＝2.25×2.158mm＝4.9mm4)齿轮载荷系数K的计算K＝KAKVKHαKHβ＝1×1.1×1×1.417＝1.56注：①KA为齿轮使用系数：由传动装置工作要求查《机械设计》书表10-2有KA＝1②KV为动载系数：根据齿轮圆周速度和精度等级查《机械设计》书图10-8有KV＝1.1③KHβ为齿轮接触齿向载荷分布系数：查《机械设计》书表10-4有KHβ＝1.417④KFβ为齿轮弯曲齿向载荷分布系数：查《机械设计》书图10-13有KFβ＝1.4⑤KHα为齿轮齿间载荷分布系数：查《机械设计》书表10-3有KFα＝KHα＝15)齿轮分度圆直径d1t的校正d1=d1t√KKt3=43.157×√1.561.33mm=45.86mm6)齿轮模数mn的计算mn＝d1／Z1＝45.86／20西南科技大学城市学院本科生课程设计＝2.29（2）按齿根弯曲强度计算齿轮模数mn满足mn≥√2K0T1∅dZ12∙[YFaYSa[σF]]max3代值解得mn≥1.72注：①K0为载荷系数：K0＝KAKVKFαKHβ＝1×1.1×1×1.417＝1.56③YFa和YSa分别为齿轮齿形系数和应力校正系数：查《机械设计》书表10-5有YFa1＝2.80YFa2＝2.22和YSa1＝1.55YSa2＝1.77④[σF]为弯曲疲劳许用应力：根据[σF]＝KFn·σFE／S有[σF]1＝KFn·σFE／S＝0.83×400／1.4MPa＝237MPa[σF]2＝KFn·σFE／S＝0.87×500／1.4MPa＝304MPa（其中KFn为弯曲疲劳寿命系数：根据应力循环次数和材料《机械设计》书图10-18有KFn1＝0.83和Fn2＝0.87；σFE为弯曲疲劳强度极限：根据齿轮材料《机械设计》书图10-20c有σFE1＝400MPa和σFE2＝500MPa；S为安全系数：取S＝1.4）⑤[YFaYSa[σF]]max为两齿轮YFaYSa[σF]计算结果的较大值：YFa1YSa1[σF]1＝2.80×1.55／237＝0.018YFa2YSa2[σF]2＝2.22×1.77／304＝0.013（3）齿轮参数的确定根据按齿面强度的计算和按齿根换取强度计算结果的比较有mn＝2则Z1＝d1／mn＝45.86／2＝22.93取Z1＝23则Z2＝uZ1＝3.9×23＝89.7取Z2＝903、齿轮几何尺寸的计算（1）大小齿轮分度圆直径的计算d1＝Z1mn西南科技大学城市学院本科生课程设计＝23×2mm＝46mmd2＝Z2mn＝90×2mm＝180mm（2）两齿轮中心距a12的计算a12＝（d1＋d2）／2＝（46＋180）／2＝113mm（3）大小齿轮齿宽b的计算b＝Φdd1＝1×46mm＝46mmb圆整后小齿轮的齿宽取B1＝50mm又根据大小齿轮齿宽相差5～10mm，则大齿轮齿宽取B2＝45mm2.3.2低速级齿轮的计算1、齿轮精度等级、材料及齿数的选择（1）齿轮精度等级的选择根据传动装置选择二级展开式圆柱齿轮的传动方案和工作要求选择精度等级为7级的标准圆柱