带式运输机设计说明书

机械设计课程设计设计题目:带式运输机传动装置的设计设计者：黄*棋学院：能源与动力工程学院班级：**1604日期：2019年1月7日～1月18日指导老师：王劲松1目录设计任务书…………………………………………………………2一、传动方案的拟定及电动机的选择……………………………3二、V带的设计计算……………………………………………7三．齿轮传动设计计算…………………………………………8四、轴的设计计算………………………………………………122减速器高速轴及附件的设计计算……………………………122减速器低速轴及其附件的设计计算…………………………153附件汇总……………………………………………………17五、减速器箱体及附件设计…………………………………18六、润滑与密封…………………………………………………19七、设计小结……………………………………………………20八、参考资料目录………………………………………………202带式运输机传动装置的设计1.设计题目带式运输机传动装置。传动装置简图如右图所示。(1)带式运输机数据传动装置总效率约为ŋ=82%。数据编号123456运输带转矩T/N·m130162175.5240150181.5运输带工作速度v/(m/s)1.61.71.61.81.51.55卷筒直径D/mm320270260300240250(2)工作条件使用年限8年，每天工作8小时。载荷平稳，环境清洁。空载启动，单向、连续运转。2.设计任务1)完成带式运输机传动方案的设计和论证，绘制总体设计原理方案图；2)完成传动装置的结构设计；确定带传动的主要参数及尺寸；齿轮减速箱的设计；3)减速器装配图一张；(零号图纸)零件图若干张；（折合零号图纸一张）4)设计说明书一份。（正反十页以上，8000～10000字）4.说明书内容①根据运输带的参数，选择合适的电动机，分配各级传动比，并计算传动装置各轴的运动和动力参数。②减速器外传动零件设计：普通V带传动。③减速器内传动零件设计：闭式一级（展开式二级）圆柱齿轮传动。④其他结构设计。3第一章传动方案的拟定及电动机的选择1.1拟定传动方案本组选择1号数据进行设计由已知条件计算驱动滚筒的转速nω,即5.953206.1100060100060Dnr/min一般选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置传动比约为10或15。根据总传动比数值，初步拟定出以二级传动为主的多种传动方案。一级传动采用皮带轮减速装置，二级减速装置采用I级传动齿轮，这样传动比分配为3~5。1.2选择电动机1）电动机类型和结构型式按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。2）电动机容量（1）滚筒输出功率Pw（）kwnT3.195505.951309550P（2）电动机输出功率Pkwd59.1%823.1PP根据传动装置总效率及查表得：V带传动ŋ1=0.945；滚动轴承ŋ2=0.98；圆柱齿轮传动ŋ3=0.97；弹性联轴器ŋ4=0.99；滚筒轴滑动轴承ŋ5=0.94。（3）电动机额定功率Ped4由表选取电动机额定功率Ped=2.2kw。比Pd略大3）电动机的转速为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。由表查得V带传动常用传动比范围i1=2~4,单级圆柱齿轮传动比范围i2=3~6，则电动机转速可选范围为nd=nω·i1·i2=573~2292r/min方案电动机型号额定功率（kw）电动机转速（r/min）电动机质量（kg）传动装置的传动比同步满载总传动比V带传动单级减速器1Y100L1-42.2150014203414.8734.962Y112M-62.21000940459.842.53.94由表中数据可知两个方案均可行，方案1相对价格便宜，但方案2的传动比较小，传动装置结构尺寸较小，整体结构更紧凑，价格也可下调，因此采用方案2，选定电动机的型号为Y112M-6。4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸由表查出Y112M-6型电动机的主要技术数据和外形、安装尺寸如下。机座极数安装尺寸(mm)外形尺寸(mm)ABCDEFGHKABACADHDL112M2.4.6.8190140702860824112122302401903004001.3计算传动装置传动比和分配各级传动比1）传动装置传动比584.95.95940nnim2）分配各级传动比取V带传动的传动比i1=2.5，则单级圆柱齿轮减速器传动比为45.284.912iii=3.936所得i2值符合一般圆柱齿轮传动和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。1.4计算传动装置的运动和动力参数1）各轴转速电动机轴为0轴，减速器高速轴为I轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为n0=nm=940r/minnI=n0/i1=940/2.5≈376nII=nI/i2=376/3.94≈95.5r/min2）各轴输入功率按电动机额定功率Ped计算各轴输入功率，即P0=Ped=2.2kwPI=P0ŋ1=2.2x0.945≈2.079kwPII=PIŋ2ŋ3=2.079x0.98x0.97≈1.976kw3）各轴转矩To=9550xP0/n0=9550x2.2/940=22.35N·mTI=9550xPI/nI=9550x2.079/376=52.80N·mTII=9550xPII/nII=9550x1.976/95.5=197.6N·m6第二章V带传动的设计2.1V带传动设计一般方法(1)确定计算功率PcaPca=KAP(2)选择V带型号(3)确定带轮基准直径dd1和dd2dd2≈idd1(4)验算带的速度vv=πdd1n1/60×1000(5)确定中心距a和V带基准长度Ld一般取0.7(dd1+dd2)＜a0＜2(dd1+dd2)Ld´≈2a0+π(dd2+dd1)/2+(dd2-dd1)²/4a0(6)验算小带轮上的包角α1α1≈180°-60°×(dd2-dd1)/a≥120°(7)确定V带根数zz=Pca/(P0+ΔP)KαKA(8)确定预紧力F02ca0qKK-5.2P500Fvvz）（(9)确定压轴力2zsinF2F10Q2.2设计计算1）选择V带的型号根据任务书说明，每天工作8小时，载荷平稳，查得KA=1.0。则kW3.195505.951309550PnTIPd=PI·KA=1.0×2.2=2.2kW根据Pd=2.2和n1=940r/min,查表确定选取A型普通V带。2)确定带轮直径d1，d2。验算小带轮速度：smdv/5100609401π得d1101mm,查表2-6-8，取d1=112。d2=112×2.5=280mm.单根V带额定功率1.15KW。传动带速为5.51m/s。73)确定中心距a、V带基准长度。初定中心距a0:由0.7(dd1+dd2)＜a0＜2(dd1+dd2)得274.4a0784,a0初定400mm.初定基准长度'dL0212210a4)()(22Ladddda=1433mm，查表2-6-3，取带的基准长度Ld=1400mm。按式（2-6-23）2'0ddLLaa得实际中心距a=384mm。中心距变动范围462.5≤a≤525.5。4)按式（2-6-27）验算包角α1=6012d-180ad=159.15°≥120°5)确定V带根数z由表2-6-6查得Kɑ=0.95，由表2-6-3查得KL=0.96，根据式（2-6-28）计算带的根数LcaKKPPP)(z0=1.91，取z=2。6)确定预紧力由表2-6-5查得q=0.105kg/m,根据式（2-6-29）计算预紧力2ca0qKK-5.2P500Fvvz）（=248N7)计算压轴力根据式(2-6-30)计算压轴力2zsinF2F10Q=975N。带轮外沿宽度B=2×e+f=2×9+15=33mm。带传动参数汇总：带型AV带中心距384mm小带轮基准直径dd1112mm包角α1159.15°大带轮基准直径dd2280mm带基准长度Ld1400mm带的根数2根单根V带预紧力248N带速5.51m/s压轴力975N8三、齿轮的设计计算已知P1=2.079KW,n1=376r/min,传动比i=3.936,工作时间8年，每天8小时，按每年工作300天计算，工作8*300*8=19200小时。1、选定齿轮精度、材料及齿数（1）运输机为一般机器，速度不高，选用7级精度。（2）用软齿面齿轮设计计算此传动。小齿轮选用40Cr调质，硬度为280HBW，大齿轮用45钢调质，硬度为240HBW。（3）选小齿轮齿数z1=20，大齿轮齿数z2=iz1=3.936*20=78.72,取z2=79。2、按齿面接触疲劳强度设计（1）确定公式内各计算数值1）由式（2-8-1）得mmN46116110280.5376079.21055.9nP1055.9T2)试选1.3tk,由表2-8-7取2.1d。3)由图2-8-17f查的lim1lim2580,540.HHMPaMPa由表2-8-8查得lim1.0.HS4)由式(2-8-14)计算应力循环次数:8111033.41920013766060hjLnN8812101.1936.31033.4iNN5）由图2-8-15查得KHN1=0.95，KHN2=0.97.6）由式（2-8-13）计算齿面接触许用应力MPaSHKHHNH5510.158095.0][min1lim11MPaSHKHHNH6.5620.154097.0][min2lim2297）由表2-8-5查得189.8.EZ8)由表2-8-13查得2.5.HZ9)由图2-8-12查得120.80.921.72.0.78+0.89=1.67.10)由式(2-8-5)计算得881.0367.1-43-4Z(2)计算:1)计算小齿轮分度圆直径.321134221()21.35.994103.291189.82.50.872()51.302.1.03.29507.6tEHtdHkTZZZudummmm5.43mm551881.05.28.1894142.11028.53.12324）（2)计算圆周速度.smndv/856.01000603765.4310006011.3)计算齿轮宽度.11.051.30251.302.dbdmmmmmm5.525.432.1.4)计算载荷系数k.已知使用系数1.Ak根据v=0.856m/s.7级精度,由图2-8-7查得1.05.vk直齿轮1.0.HFkk由表2-8-4中软齿面齿轮查得小齿轮相对支承对称布置,7级精度.391.11023.018.012.1k32bdH；故实际载荷系数:1.01.051.01.3121.378.AvHHkkkkk461.1391.10.105.10.1.5)按实际载荷系数修正试算的分度圆直径.由式(2-8-12a)得33111.37851.30252.308.1.3ttkddmmkmm23.453.1461.1225.4633.几何尺寸计算10(1)计算模数mmzd26.22023.45m11.取标准模数2.5.mmm(2)计算分度圆直径mmmzmmmzd5.197795.2d50205.22211.(3)计算中心距mm75.12325.27920221mzza.(4)计算齿轮宽度mmdbd60502.11,取b2=60mm,b1=65mm.4.校核齿根弯曲疲劳强度1）由图2-8-18f查得12480,340.FEFEMPa