带式输送机传动装置机械课程设计说明书

带式输送机传动装置机械课程设计说明书机械课程设计陈述课程设计题带式输送机传动装置姓氏：图1带式输送机的传动装置简图1、电动机；2、三角带传动；3、减速器；4、联轴器；5、传动滚筒；6、皮带运输机表1常用机械传动效率机械传动类型传动效率η圆柱齿轮传动闭式传动0.96—0.98（7-9级精度）开式传动0.94—0.96圆锥齿轮传动闭式传动0.94—0.97（7-8级精度）开式传动0.92—0.95带传动平型带传动0.95—0.98V型带传动0.94—0.97滚动轴承（一对）0.98—0.995联轴器0.99-0.995表2常用机械传动比范围传动类型选用指标平型带三角带齿轮传动功率（KW）小（20）中（≤100）大（最大可达50000）单级传动比（常用值）2--42--4圆柱圆锥3--62--3最大值615106--10(二)设计目的通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用，培养结构设计，计算能力，熟悉一般的机械装置设计过程。(三)传动方案的分析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。二、传动系统的参数设计(一)电动机选择1、电动机类型的选择：Y系列三相异步电动机2、电动机功率选择：①传动装置的总效率η：查表1取滚筒效率为0.96，皮带传动效率0.96，轴承传动效率0.99，齿轮传动效率0.97，联轴器效率0.99。η=0.96*0.993*0.97*0.99=0.8945②工作机所需的输入功率Pw：Pw=(FwVw)/(1000ηw)式中，Fw=2.6KN=2600N，Vw=1.45m/s，ηw=0.96，代入上式得Pw=(2600*1.45)/(1000*0.96)=3.9271KW③电动机的输出功率：PO=Pw/η=3.9271/0.8945=4.3903KW选取电动机额定功率Pm，使电动机的额定功率Pm＝（1～1.3）PO，由查表得电动机的额定功率P＝5.5KW。3、确定电动机转速：计算滚筒工作转速：nw=60*1000V/（πD）=60×1000×1.45/（π×420）=66r/min由推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围i1=3~6。取V带传动比i2=2~4，则总传动比范围为i=6~24。故电动机转速的可选范围为n=（6~24）×66=396~1584r/min。4、确定电动机型号根据以上计算，符合这一转速范围的电动机的同步转速有750r/min、1000r/min和1500r/min，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、结构和带传动及减速机的传动比，最终确定同步转速为1500r/min，根据所需的额定功率及同步转速确定电动机的型号为Y132S-4，满载转速1440r/min。主要参数：额定功率5.5KW，满载转速1440r/min，电动机质量68kg。电动机（Y132S-4）的主要外形尺寸和安装(二)计算传动装置的总传动比及分配各级传动比1、总传动比：i=1440/96=222、分配各级传动比：因i=i1*i2，根据有关资料，单级减速器i=3~6合理，这里取i1=5，i2=15/5=4.4。(三)运动参数及动力参数计算1、各轴转速（r/min）Ⅰ轴n1=nm/i2=1440/4.4=330r/minⅡ轴n2=n1/i1=nw=66r/min2、计算各轴的功率（KW）电动机的输出功率PO=4.3903KWⅠ轴PI=4.3903×0.96=4.2147KWⅡ轴PⅡ=PⅠη1η2=4.2147×0.99*0.97=4.0474KW（η1为轴承传动效率，η2为齿轮传动效率，η3联轴器传动效率）卷筒轴Pj=PⅡ*η1*η3=4.0474×0.99×0.99=3.9699KW3、计算各轴扭矩（N·mm）Ⅰ轴TI=9550×PI/nI=9550×4.2147/330=121.9709N·mⅡ轴TⅡ=9550×PⅡ/nⅡ=9550×4.0474/66=585.6465N·m卷筒轴Tj=9550×Pj/nj=9550×3.9699/66=573.955N·m将运动和动力参数计算结果整理后列于下表：表3运动和动力参数表参数轴名电动机轴Ⅰ轴Ⅱ轴卷筒轴转速n/r•min-114403306666功率P/kw4.39034.21474.04743.9669转矩T/N•m29.1162121.9709585.6465573.955传动比i4.451三、传动零件的设计计算（一）Ｖ带传动的设计1、确定计算功率工作情况系数查文献[1]表11.5知：=1.1。=1.1×4.3903=4.8293kw2、选择带型号根据Pc=4.8293kw，nm＝1440r/min，查文献[1]图11.15，初步选用普通B型带。3、选取带轮基准直径查文献[1]表11.6选取小带轮基准直径=125mm，则大带轮基准直径=4.4*（1-0.01）*125=544.5mm。式中，为带的滑动率，通常取（1%～2%），查表后取=530mm。大带轮转速=336.2264r/min4、验算带速v9.42m/s在5～25m/s范围内，Ｖ带充分发挥。5、V带基准长度和中心距求327.5mm202.5mm根据文献[1]中式11.20，初定=982.5mm取a=1000mm。由文献[1]中式11.2带长3682.5971mm由文献[1]中图11.4定相近的基准长度Ld=3550mm，再由式（11.3）计算实际中心距=1240mm6、验算包角，由式（11.4）得=160.4032O》，合适7、确定v带根数z带速9.42m/s实际传动比=4.2828查表11.8单根v带功率=1.60KW；查表11.7包角系数=0.95；查表11.12带长度系数=1.1，查表11.10，，则由公式得=2.8352故选3根带。8、确定带的张紧力F0（单根带）查表11.4得q=0.06kg/m，故可由式（11.21）得单根V带的张紧力=153.7271N轴上载荷=2*10*71.03*sin80.45o=909.4495N（二）齿轮传动的设计计算1、选择齿轮材料及精度等级根据工作要求，考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面，齿面硬度《=350HBS。小齿轮：45钢，调质，HB1=220；大齿轮：45钢，正火，HB2=190。查文献[1]表12.14，得=1.1，=1.4。查文献[1]图12.17和12.23知=555MPa，=530Mpa；=190Mpa，=180Mpa。故：[]1=/=504.5Mpa，[]2=/=481.8Mpa；[]1=/=135.7Mpa，[]2=/=128.5Mpa。由于硬度小于350HBS，属软齿面，所以按接触强度设计，再验算弯曲强度。2、按齿面接触强度计算设齿轮按8级精度制造。查文献[1]表12.10，12.13，取载荷系数K=1.2，=0.4。3、确定有关参数和系数（三）轴的设计计算1、输入轴的设计计算⑴、按扭矩初算轴径选用45钢，调质，硬度217~255HBS，文献[1]表16.2取c=110，初步确定Ⅰ轴的直径≥＝110*（4.4736/480）1/3=23.1㎜。由于轴端开键槽，会削弱轴的强度，故需增大轴径5%~7%，取=24.717㎜∴选d1=25mm初步确定Ⅱ轴的最小直径=39.05mm,同样增大轴径5%~7%，取=45㎜⑵、轴的结构设计①轴上零件的定位，固定和装配由于本设计中为单级减速器，因此可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定；两轴承分别以轴肩和套筒定位，采用过渡配合固定。轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承依次从右面装入。②确定轴各段直径和长度Ⅰ轴：300mmⅡ轴：320mm四、滚动轴承的选择(一)计算输入轴承选用30207型角接触球轴承，其内径d为35mm,外径D为72mm，宽度T为18.25mm。(二)计算输出轴承选30211型角接球轴承，其内径d为55mm，外径D=100mm，宽度T为22.755mm。五、键联接的选择本设计均采用：普通圆头平键。普通平键——用于静联接，即轴与轮毂间无相对轴向移动。构造：两侧面为工作面，靠键与槽的挤压和键的剪切传递扭矩型式：大齿轮处选择圆头A型（常用）；为防转、键（指端铣刀加工）与槽同形、键顶上面与毂不接触有间隙，联轴器与带轮处均选择C型键。1、输出轴与带轮联接采用平键联接键的类型及其尺寸选择：带轮传动要求带轮与轴的对中性好，故选择C型平键联接。装配图中该键零件选用GB1096-79系列的键12×56，查得：键宽b=12，键高h=8，并根据轴长确定键长。六、绘制零件结构图：大小齿轮的零件图，计算机操作（2）、小带轮结构设计：项目设计与说明主要结果结构尺寸计算查《机械工程设计基础》表14-3Y132S-6，D＝38mm已设计好外径轮厚B＝78mm内孔径D=38mm内孔径长L＝57mm结构设计及零件图（3）、大带轮结构设计：项目设计与说明主要结果结构尺寸计算查《机械设计手册》表14.1-24得：D=，S=14查《机械工程设计基础》图9-4-1及公式得：B＝70mm查《机械工程设计基础》表9-4-1得：外径普V带轮基准线上槽深，基准直径轮缘厚，基准下槽深hf=8.7mmH=ha+hf=2.75+8.7=10.45mm取107mm内孔径：D＝25mm内孔径长：L=50mm轮厚：B＝70mm辐板厚度：S＝14mm轮毂直径：dh=50mm外径：＝205.5mm基准直径：基准线下槽深：hf=8.7mm轮缘厚：基准线上槽深：结构设计及零件图七、箱体、箱盖主要尺寸计算减速器的箱体采用铸造（HT200）制成，采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量，大端盖分机体采用配合.1.机体有足够的刚度在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度2.考虑到机体内零件的润滑，密封散热。因其传动件速度小于12m/s，故采用侵油润油，同时为了避免油搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离H为40mm为保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为3.机体结构有良好的工艺性.铸件壁厚为10，圆角半径为R=3。机体外型简单，拔模方便.4.对附件设计A视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有窥视孔，能看到传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用M6紧固B油螺塞：放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。C油标：油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出.D通气孔：由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡.E盖螺钉：启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。钉杆端部要做成圆柱形，以免破坏螺纹.F位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度.G吊钩：在机盖上直接铸出吊钩和吊环，用以起吊或搬运较重的物体