机械设计课程设计--带式运输机

机械设计课程设计计算说明书设计题目带式运输机传动装置目录一课程设计任务书2二设计要求2三设计步骤21.传动装置总体设计方案32.电动机的选择43.确定传动装置的总传动比和分配传动比54.计算传动装置的运动和动力参数65.设计V带和带轮76.齿轮的设计97.滚动轴承和传动轴的设计14-1-8.键联接设计289.箱体结构的设计2910.润滑密封设计3111.联轴器设计32四设计小结32五参考资料32111一课程设计任务书课程设计题目：设计带式运输机传动装置（简图如下）1——V带传动2——运输带3——一级圆柱齿轮减速器4——联轴器5——电动机6——卷筒原始数据：题号4567891011运送带工作拉力F/N2500260028003300400450048005000-2-1．传动装置总体设计方案运输带工作速度v/(m/s)1.11.11.41.21.61.81.251.5卷筒直径D/mm400220350350400400500500工作条件：连续单向运转，载荷平稳，使用期限8年，小批量生产，两班制工作，运输带速度允许误差为±5%二.设计要求1.减速器装配图一张。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1.传动装置总体设计方案本组设计数据：第十一组数据：运送带工作拉力F/N5000。运输带工作速度v/(m/s)1.5。卷筒直径D/mm500。1）减速器为二级同轴式圆柱齿轮减速器。NF1200smv7.1mmD270-3-2、电动机的选择1）选择电动机的类型2）选择电动机的容量3)方案简图如上图4）该方案的优缺点：该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分一级圆柱齿轮减速，这是一级减速器中应用最广泛的一种。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。2、电动机的选择1）选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V。2）选择电动机的容量工作机的有效功率为vPwF从电动机到工作机传送带间的总效率为kwPw04.286.0kwPd37.2-4-3）确定电动机转速543321由《机械设计课程设计指导书》表9.1可知：1：V带传动效率0.962：滚动轴承效率0.99（球轴承）3：齿轮传动效率0.97（7级精度一般齿轮传动）4：联轴器传动效率0.99（弹性联轴器）5：卷筒传动效率0.96所以电动机所需工作功率为wPPd3）确定电动机转速按表9.2推荐的传动比合理范围，一级圆柱齿轮减速器传动比30~4'i而工作机卷筒轴的转速为Dvnw所以电动机转速的可选范围为min)3600~480(min120)30~4('rrninwd符合这一范围的同步转速有750minr、1000minr、1500minr和3000minr四种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1500minr的电动机。根据电动机类型、容量和转速，由《机械设计课程设计指导书》表14.1选定电动机型号为Y100L2-4。其主要性能如下表：电动机型号额定功率/kw满载转速/(r/min)额定转矩启动转矩额定转矩最大转矩Y100L2-4314202.22.2电动机的主要安装尺寸和外形如下表：min120rnw选定电动机型号Y100L2-4-5-3、计算传动装置的总传动比和分配传动比（1）总传动比i(2)分配传动比4.计算传动装置的运动和动力参数1）各轴的转速2）各轴的输入功率3）各轴3.计算传动装置的总传动比i并分配传动比(1).总传动比i为wmnni(2).分配传动比iii考虑润滑条件等因素，初定2.3i7.3i4.计算传动装置的运动和动力参数1).各轴的转速I轴min1420rnnmII轴min75.443rinn中心高外型尺寸L×（AC/2+AD）×HD底脚安装尺寸A×B地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸D×E装键部位尺寸F×GD100380×350×245160×1401228×608×783.11i2.3i7.3imin1420rnmin75.443rnmin120rnmin120rnwkwP37.2kwP25.2kwP16.2kwP12.2卷-6-的输入转矩5.设计V带和带轮1).确定计算功率caP2).选III轴min120rinn卷筒轴min120rnnw2).各轴的输入功率I轴kwPPd37.2II轴kwPP25.221III轴kwPP16.223卷筒轴kwPP12.224卷3）.各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩dT为ImmNnPTmdd461059.11055.9I轴mmNTTd41059.1II轴mmNiTT4211084.4III轴mmNiTT5231072.1卷筒轴mmNTT5241069.1卷将上述计算结果汇总与下表，以备查用。轴名功率P/kw转矩T/(N·mm)转速n/(r/min)传动比i效率I轴2.3741059.114203.20.95II轴2.2541084.44443.70.96kwPca84.2选用A型带-7-择V带类型3).确定带轮的基准直径1dd并验算带速4).确定V带的中心距a和基准长度dLIII轴2.1651072.112010.98卷筒轴2.1251069.11205.设计V带和带轮电动机输出功率kwPd37.2，转速min14201rnnm，带传动传动比i=3.2，每天工作16小时。1).确定计算功率caP由《机械设计》表8-7查得工作情况系数2.1AK，故kwPKPdAca84.22).选择V带类型根据caP，1n，由《机械设计》图8-11可知，选用A型带3).确定带轮的基准直径1dd并验算带速(1).初选小带轮基准直径1dd由《机械设计》表8-6和8-8，选取小带轮基准直径mmdd1001，而mmHdd10021，其中H为电动机机轴高度，满足安装要求。(2).验算带速vsmndvd43.710006011因为smvsm305，故带速合适。(3).计算大带轮的基准直径mmdiddd32012根据《机械设计》表8-8，选取mmdd3152，则传动比15.312ddddi，从动轮转速min8.45012rinnmmdd1001smv43.7mmdd3202选取mmdd3152mma7000mmLd2000mma666-8-5).验算小带轮上的包角16).计算带的根数z7).计算单根V带的初拉力的最小值min0)(F8).计4).确定V带的中心距a和基准长度dL(1).由式)(2)(7.021210ddddddadd得8305.2900a，取mma7000(2).计算带所需的基准长度dLmmaddddaLddddd20684)()(2202012210由《机械设计》表8-2选取V带基准长度mmLd2000(3).计算实际中心距ammLLaadd666200mmLaad72603.0maxmmLaad636015.0min5).验算小带轮上的包角1905.1613.57)(180121adddd6).计算带的根数z(1)计算单根V带的额定功率rP由mmdd1001和min14201rn，查《机械设计》表8-4a得kwP31.10根据min14201rn，2.3i和A型带，查《机械设计》表8-4b得kwP17.00查《机械设计》表8-5得95.0K，查表8-2得03.1LK，于是kwKKPPPLr448.1)(00(2)计算V带的根数zmma726maxmma636minkwPr448.12zNF162)(min0-9-算压轴力pF9).带轮的结构设计6.齿轮的设计1)选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数2)初步设计齿轮主要尺寸96.1448.1844.2rcaPPz取2根。7).计算单根V带的初拉力的最小值min0)(F由《机械设计》表8-3得A型带的单位长度质量mkgq1.0，所以NqvzvKPKFca162)5.2(500)(2min0应使带的实际初拉力min00)(FF。8).计算压轴力pF压轴力的最小值为NFzFp6402sin)(2)(1min0min9).带轮的结构设计小带轮采用实心式，大带轮为腹板式，由单根带宽为13mm，取带轮宽为35mm。6.齿轮的设计1)选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1)按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。(2)运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88)。(3)材料选择。由《机械设计》表10-1选择小齿轮材料为45钢（调质），硬度为280HBS，大齿轮为45钢（正火），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。(4)选小齿轮齿数241z，则大齿轮齿数8912ziz2)初步设计齿轮主要尺寸(1)设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。(2)按齿面接触疲劳强度设计，即2311)][(132.2HEdtZuuKTd1确定公式内的各计算数值NFp640)(min选用直齿圆柱齿轮传动7级精度小齿轮材料45钢（调质）大齿轮材料45钢(正火)241z892z-10-Ⅰ.试选载荷系数3.1tK。Ⅱ.计算小齿轮传递的转矩mmNnPT42511084.4105.95Ⅲ.由《机械设计》表10-7选取齿宽系数1d。Ⅳ.由《机械设计》表10-6查得材料的弹性影响系数21188MPaZE。Ⅴ.由《机械设计》图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPaH6001lim；大齿轮的接触疲劳强度极限MPaH5502lim。Ⅵ.计算应力循环次数9211056.160hjLnN8121021.4iNNⅦ.由《机械设计》图10-19取接触疲劳寿命系数97.01HNK；25.12HNK。Ⅷ.计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数S=1MPaMPaSKHNH58260097.0][1lim11MPaMPaSKHNH5.68755025.1][2lim222.计算Ⅰ.试算小齿轮分度圆直径td1，代入][H中较小的值。mmZuuKTdHEdt05.47)][(132.22311Ⅱ.计算圆周速度v。smndvt09.110006021Ⅲ.计算齿宽b。mmdt05.471smv09.1mmb05.4767.10hb-11-mmdbtd05.471Ⅳ.计算齿宽与齿高之比hb模数mmzdmtt96.111齿高mmmht41.425.267.1041.405.47hbⅤ.计算载荷系数根据smv09.1，7级精度，由《机械设计》图10-8查得动载系数11.1VK；直齿轮，1FHKK；由《机械设计》表10-2查得使用系数1AK；由《机械设计》表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支撑对称分布时，310.1HK；由67.10hb，310.1HK查《机械设计》图10-13得27.1FK故载荷系数454.1HHVAKKKKKⅥ.按实际的载荷系数校正所算