帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置的設(shè)計(jì)說明書

1、目 錄一、傳動方案擬定-2二、電動機(jī)的選擇-2三、計(jì)算總傳動比及分配各級的傳動比-4四、運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)計(jì)算-5五、傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算-5六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算-9七、鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算-17八、減速器箱箱蓋及附件的設(shè)計(jì)計(jì)算-18九、潤滑與密封-20十、設(shè)計(jì)小結(jié)-20十一、參考資料目錄-21一、傳動方案擬定第二組第三個數(shù)據(jù)：設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動裝置中的一級圓柱齒輪減速器（1） 工作條件：使用年限10年，每年按300天計(jì)算，兩班制工作，載荷平穩(wěn)。（2） 原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=1.35KN；帶速V=1.45m/s；滾筒直徑D=300mm。1、電動機(jī) 2、v帶傳動 3、斜齒圓柱齒輪減速器 4、聯(lián)軸器 5

2、、帶式運(yùn)輸機(jī)二、電動機(jī)的選擇1、電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇：按已知的工作要求和 條件，選用 Y系列三相異步電動機(jī)。2、確定電動機(jī)的功率：（1）傳動裝置的總效率：總=帶×2軸承×齒輪×聯(lián)軸器×滾筒=0.97×0.992×0.98×0.99×0.97=0.89(2)電機(jī)所需的工作功率：Pd=FV/1000總=1350×1.45/1000×0.89 =2.20KW3、確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速：滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速：Nw=60×1000V/D=60×1000×1.45/×300

3、=92.3r/min根據(jù)2表2.2中推薦的合理傳動比范圍，取V帶傳動比Iv=24，單級圓柱齒輪傳動比范圍Ic=38，則合理總傳動比i的范圍為i=632，故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=i×nw=（632）×92.3=5542955r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有960 r/min和1420r/min。由2表8.1查出有三種適用的電動機(jī)型號、如下表方案電動機(jī)型號額定功率電動機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）傳動裝置的傳動比KW同轉(zhuǎn)滿轉(zhuǎn)總傳動比帶齒輪1Y132s-6310009607.932.632Y100l2-431500142011.6833.89綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置尺寸、重量、價格

4、和帶傳動、減速器的傳動比，比較兩種方案可知：方案1因電動機(jī)轉(zhuǎn)速低，傳動裝置尺寸較大，價格較高。方案2適中。故選擇電動機(jī)型號Y100l2-4。4、確定電動機(jī)型號根據(jù)以上選用的電動機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動機(jī)型號為Y100l2-4。其主要性能：額定功率：3KW，滿載轉(zhuǎn)速1420r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.2KNm。三、計(jì)算總傳動比及分配各級的傳動比1、總傳動比：i總=n電動/n筒=1420/92.3=15.382、分配各級傳動比（1） 取i帶=3（2） i總=i齒×i 帶i齒=i總/i帶=15.38/3=5.12四、運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)計(jì)算1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）nI=n

5、m/i帶=1420/3=473.33(r/min)nII=nI/i齒=473.33/5.12=92.3(r/min)滾筒nw=nII=473.33/5.12=92.3(r/min)2、 計(jì)算各軸的功率（KW） PI=Pd×帶=2.20×0.97=2.134KW PII=PI×軸承×齒輪=2.134×0.99×0.98=2.07KW3、 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩Td=9.55Pd/nm=9550×2.20/1420=14.79N·m TI=9.55p2/n1 =9550x2.134/473.33=43.06N·m TI

6、I =9.55p2/n2=9550x2.07/92.3=213.85N·m五、傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1、 皮帶輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 選擇普通V帶截型由1表10-8得：=1.2 P=2.20KW=P=1.2×2.20=2.64KW據(jù)=2.64KW和=473.33r/min由課本得：選用A型V帶（2） 確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速由1表10-9，取=90mm> =75dd2= dd1(1-)=3×90×(1-0.02)=264.6 mm由1表10-9，取=262帶速V：V=/60×1000=×90×1420/60×

7、1000 =6.68m/s在525m/s范圍內(nèi)，帶速合適。（3） 確定帶長和中心距初定中心距a0=500mmLd=2a0+ (dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0=2×500+3.14(90+265)+(265-90)2/4×500=1572.6mm根據(jù)110-6選取相近的Ld=1600mm確定中心距aa0+(Ld-Ld0)/2=500+(1600-1572.6)/2=536.2mm 符合0.7(dd1+dd2)<a<2(dd1+dd2)，故可用。 (4) 驗(yàn)算小帶輪包角1=1800-57.30 ×(dd2-dd1)/a=1800-57.

8、30×(265-90)/536.2=161.30>1200（適用） （5）確定帶的根數(shù)單根V帶傳遞的額定功率.據(jù)dd1和n1，查110-9得 P1=1.4KWi1時單根V帶的額定功率增量.據(jù)帶型及i查1表10-2得 P=0.17KW PC=2.64 KW P=1.07KW 查1表10-3，得K=0.95；查1表10-4得 KL=0.99Z= PC/(P+P)KKL=2.64/(1.07+0.17) ×0.95×0.99=2.26 (取3根) (6) 計(jì)算軸上壓力由1表10-5查得q=0.1kg/m，由式（10-20）單根V帶的初拉力：F0=500PC/ZV（

9、2.5/K-1+qV2=500x2.64/3x6.68(2.5/0.95-1)+0.10x6.682 =111.9N則作用在軸承的壓力FQFQ=2ZF0sin(1/2)=2×3×111.9sin(163.1/2)=662.4N2、齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇齒輪材料與熱處理及確定需用應(yīng)力：所設(shè)計(jì)齒輪傳動屬于閉式傳動，通常齒輪采用軟齒面。選擇8級精度制造。查閱表1 表6-8，選用價格便宜便于制造的材料，小齒輪材料為42SiMn調(diào)質(zhì)，齒面硬度250-280HBS；Hlim1 =720Mpa，bblim1=530MPa；大齒輪材料也為45鋼，正火處理，硬度為215HBS；Hlim

10、2=460MPa，bblim2 =360MPa,取=1,=1.25;取=188.9，=2.5.bb1=0.7bblim1 /=296.8MPabb2= 0.7bblim2 /=201.6MPaH1= Hlim1 /=720MPaH2= Hlim2 /=460MPa精度等級：運(yùn)輸機(jī)是一般機(jī)器，速度不高，故選8級精度。(2)按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算取載荷系數(shù)K=1.2,齒寬系數(shù)d=1.1,小齒輪上的轉(zhuǎn)矩 T1=9.55×106×P1/n1=43060N·mm有分度圓直徑 ， 取較小的H2= Hlim2 /=460MPa代入得：=45.20mm，則選擇齒輪參數(shù)：取齒數(shù)=20,

11、則=102.4，取103.驗(yàn)算傳動比誤差大于2%小于5%，故可用。初選螺旋角=15°確定模數(shù)m。由=2.18mm。查表得=2.5mm計(jì)算中心距 a=（+）/2=153.75mm，圓整后去系列值a=155mm。確定分度圓直徑：=m Z1 =50mm =m Z2=257.5mm計(jì)算螺旋角，由arccos=（+）/2a=15.29°在8°20°的范圍，故可取。（3）計(jì)算傳動的主要尺寸：實(shí)際分度圓 =m Z1 /cos=51.8mm =m Z2 / cos=268.2 齒寬 b=d=55mm則取 =60mm =55mm （4） 校驗(yàn)彎曲強(qiáng)度 bb = bb 求解

12、參量： Zv1 =20/15.29°=22.60 Zv2 = 103/15.29°=115.7 當(dāng)齒輪徑向變位系數(shù)為0時，取=4.28 ,=3.95則可以得到：bb1 =137.25<bb1 bb2 =122.1<bb2 故彎曲強(qiáng)度足夠。（5） 計(jì)算齒輪的圓周速度： V=3.84m/s故，選擇8級精度是合宜的六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、從動軸設(shè)計(jì) （1）選擇軸的材料確定許用應(yīng)力 選軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。查2表13-1可知：b=650Mpa,s=360Mpa查2表13-6可知：b+1bb=215Mpa 0bb=102Mpa,-1bb=60Mpa （2）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估

13、算軸的最小直徑單級齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸，輸出端與聯(lián)軸器相接，從結(jié)構(gòu)考慮，輸入端的軸徑應(yīng)最小，最小直徑為： dC查2表11-2可得，45鋼取C=126103 則dC×(2.07/92.44)1/3mm=29.0335.51mm 考慮鍵槽的影響以及聯(lián)軸器孔徑系列標(biāo)準(zhǔn)，取d=35mm （3）齒輪上作用力的計(jì)算齒輪所受的轉(zhuǎn)矩：T=9.55×106P/n=9.55×106×2.07/92.44=213852 N齒輪作用力：圓周力：Ft=2T/d=2×213850/268.2N=1594N 徑向力：Fr=Fttan200=1594×tan20

14、0=580N （4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并繪制草圖 1、軸的結(jié)構(gòu)分析 要確定軸的結(jié)構(gòu)形狀，必須先確定軸上零件的裝拆順序和固定方式，因?yàn)椴煌难b拆順序和固定方式對應(yīng)著不同軸的形狀，故考慮齒輪從軸的右端裝入，齒輪的左端用軸肩定位和固定，右端用套筒固定，因?yàn)槭菃渭墏鲃?，一般將齒輪安裝在箱體中間，軸承安裝在箱體的軸承孔中。聯(lián)軸器靠軸肩平鍵和過盈配合分別實(shí)現(xiàn)軸向定位和周向定位最后確定軸的形狀如圖（缺一軸承草圖）2、確定軸各段的直徑 根據(jù)軸各段的直徑確定原則，軸段1處為軸的最小直徑，為D1=35mm，軸段2要考慮聯(lián)軸器的定位和安裝密封圈的需要，故D2=42.5mm，（取定位軸肩高h(yuǎn)=（0.070.1）D1）；軸三

15、安裝軸承，為便于裝拆應(yīng)選D3>D2，故D3=45mm，（軸承型號為6209）軸段4用于安裝齒輪，故直徑選用推薦的標(biāo)準(zhǔn)系列值，取D4=48mm，軸段5為軸環(huán)，取D5=56mm，軸段6應(yīng)與段3同樣的直徑為D6=45mm。3、確定個軸段的長度 為保證齒輪固定可靠，軸段4的長度應(yīng)短于齒輪輪轂的長度，故選擇L4=54mm，為保證齒輪端面與箱體內(nèi)壁不想碰，應(yīng)留一定間隙，取兩者間距為15mm，為保證軸承含在箱體軸承孔內(nèi)，并考慮軸承的潤滑，取軸承端面距箱體5mm，故軸段5L5=(15+5)=20mm，根據(jù)軸承內(nèi)圈寬度B=19mm，軸段L6=21mm；因兩軸承相對齒輪對稱，故取軸段L3=（1+20+19）

16、=40mm；為保證聯(lián)軸器不與軸承箱體和軸承端蓋的尺寸去定軸段2的長度， 查取L2=45mm，根據(jù)聯(lián)軸器軸孔選長度L1=82mm，本方案選擇HL-3 Y型聯(lián)軸器，軸孔長度82mm。 因此，全軸長L=(82+45+40+54+20+21)=262mm4、兩軸承之間的跨距L 因?yàn)樯顪锨蜉S承的支反力作用點(diǎn)在軸承寬度的中點(diǎn)，故兩軸承之間的跨距L=(40+29+54)=123mm。5、按扭矩和彎曲組合進(jìn)行強(qiáng)度校核 繪制軸的結(jié)構(gòu)簡圖，兩端軸承視為一端活動鉸鏈，一端固定鉸鏈。計(jì)算軸上的作用力 從動輪上的轉(zhuǎn)矩 T=9.55×P/n=213850Nmm齒輪分度圓直徑 d=268.2mm齒輪的圓周力 =1

17、597Nmm齒輪的徑向力 =tan20=581.2Nmm計(jì)算之反力及彎矩 求垂直平面內(nèi)的支反力及彎矩：支反力：對稱布置,只受一個力故= /2=290Nmm垂直平面內(nèi)的彎矩：1-1截面：=61.5×290=17835Nmm2-2截面：=28.5×290=8265Nmm求水平平面內(nèi)的支反力及彎矩：支反力：對稱布置，只受一個力故=/2=798.5Nmm水平平面內(nèi)的彎矩：1-1截面：=798.5×61.5=49107.75Nmm2-2截面：=798.5×28.5=22757.25Nmm求各剖面的合成彎矩：1-1截面：=52252.27Nmm2-2截面：=2421

18、1.6Nmm確定危險截面以及校核其強(qiáng)度： 有圖看出，截面1、2所受的轉(zhuǎn)矩相同，但彎矩>,故危險截面可能為截面1，但由于軸徑D1>D2，故也應(yīng)對截面2進(jìn)行校核。按彎矩組合計(jì)算時，轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)變化考慮，取=0.6.1-1截面的應(yīng)力：= 9.97MPa2-2截面的應(yīng)力：=10.44Mpa查表11-1，得=55MPa，較1、2截面都較大，故軸強(qiáng)度滿足要求，并有相當(dāng)裕量。軸的工作圖的繪制（見工作圖） 2、主動軸的設(shè)計(jì)（1）、選擇軸的材料 確定許用應(yīng)力 選軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。查2表13-1可知： b=650Mpa,s=360Mpa,查2表13-6可知：b+1bb=215Mpa 0b

19、b=102Mpa,-1bb=60Mpa （2）、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑 單級齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸，輸出端與聯(lián)軸器相接，從結(jié)構(gòu)要求考慮，輸出端軸徑應(yīng)最小，最小直徑為： dC，查2表13-5可得，45鋼取C=118 則d118×(2.07/473.33)1/3mm=19.29mm 考慮鍵槽的影響以系列標(biāo)準(zhǔn)，取d=22mm （3）、齒輪上作用力的計(jì)算齒輪所受的轉(zhuǎn)矩：T=9.55×106P/n=9.55×106×2.13/473.33=43060N確定軸上零件的位置與固定方式：單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對稱布置。齒輪靠油環(huán)和套筒實(shí)現(xiàn)軸向

20、定位和固定，靠平鍵和過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定，兩端軸承靠套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定 ，軸通過兩端軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸向定位。故選擇齒輪從軸的左端裝入，齒輪的右端用軸肩定位和固定，右端用套筒固定。（4）、確定軸各段得直徑 軸段1的直徑為軸的最小直徑，故選定D1=22mm；軸段2要考慮到密封圈的安裝需要，選擇D2=30mm；軸段3為安裝軸承，為便于安裝應(yīng)取D3>D2，且與軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)系列相符，取D3=35mm（軸承型號為6207）軸段4安裝齒輪，此直徑選用標(biāo)準(zhǔn)系列值，取D4=37mm，軸段5為軸環(huán)，考慮右面軸承的裝卸以及右面齒輪的定位，故取D5=45mm，軸段6應(yīng)與段3同樣的直徑，故選D6

21、=35mm（5）、確定個軸段的長度 為保證齒輪的固定的可靠性，取軸段4的長度應(yīng)該稍微短于齒輪的寬度，故L4=53mm；保證軸承含在箱體軸承孔中，取兩者的間隙為15mm，為保證軸承含在箱體軸承孔中，并考慮軸承的潤滑，取軸承端面距箱體內(nèi)壁距離為5mm，故軸段5L5=20mm，據(jù)軸承內(nèi)圈寬度B=17mm，取L6=19mm，因?yàn)閮奢S承相對齒輪對稱，取軸段L3=39mm，取L2=36mm，根據(jù)v帶傳動中長輪的寬度B(z-1)e+2f z輪槽數(shù)為3，得B=2×15+18=48mm，取得L1=50mm故全軸長為L=50+36+39+53+20+19=217mm（6）、兩軸承之間的跨距L=55+40

22、+29=124mm（7）、按扭矩和彎曲組合進(jìn)行強(qiáng)度校核 從動輪上的轉(zhuǎn)矩 T=9.55×P/n=43060Nmm齒輪分度圓直徑 d=51.8mm齒輪的圓周力 =1662Nmm齒輪的徑向力 =tan20=605.1Nmm計(jì)算之反力及彎矩 求垂直平面內(nèi)的支反力及彎矩支反力：對稱布置,只受一個力故= /2=302.5Nmm垂直平面內(nèi)的彎矩：1-1截面：=62×302.5=18758Nmm2-2截面：=21×302.5=6352.5Nmm求水平平面內(nèi)的支反力及彎矩支反力：對稱布置，只受一個力故=/2=831Nmm水平平面內(nèi)的彎矩：1-1截面：=831×62=515

23、22Nmm2-2截面：=831×21=17451Nmm求各剖面的合成彎矩1-1截面：=54830Nmm2-2截面：=18571Nmm確定危險截面以及校核其強(qiáng)度 有圖看出，截面1、2所受的轉(zhuǎn)矩相同，但彎矩>,故危險截面可能為截面1，但由于軸徑D1>D2，故也應(yīng)對截面2進(jìn)行校核。按彎矩組合計(jì)算時，轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)變化考慮，取=0.6.1-1截面的應(yīng)力：= 11.96 MPa2-2截面的應(yīng)力：=7.42Mpa查表11-1，得=55MPa，較1、2截面都較大，故軸強(qiáng)度滿足要求，并有相當(dāng)裕量。3、從動軸軸承的校核:（1）根據(jù)條件，軸承的預(yù)計(jì)壽命為 =10×300×

24、12=36000 h（2）由初選軸承的型號為6209查1表14-19可知:d=55mm,外徑=85mm,寬度B=19mm,基本額定動載荷C=31.5KN, 基本靜載荷CO=20.5KN, 查2表10.1可知極限轉(zhuǎn)速9000r/min 已知道n2=92.44r/min，兩個軸承的徑向反力=891N得軸承內(nèi)部軸向力=0.6,即=0.6=0.6×891=534.6N因?yàn)?=，故=0. 故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端：=534.6N;= =534.6N;求系數(shù)X,YFA1/FR1=534.6N/891N =0.6FA2/FR2=534.6N/891N =0.6查表得：e=0.68FA

25、1/FR1<e x1=1 y1=0 FA2/FR2<e x2=1 y2=0計(jì)算當(dāng)量動載荷根據(jù)1表（14-12）取f P=1.5根據(jù)1表（14-7）式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×891+0)=1336.5NP2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×891+0)= 1336.5N軸承壽命計(jì)算因?yàn)镻1 = P2 =1336.5N；又深溝球軸承的=3，由114-5公式得 得到=2358744h>36000h。故預(yù)期壽命合格。七、鍵鏈接的選擇及校核計(jì)算1、根據(jù)軸徑的尺寸，由1中表12-6高速軸(主動軸)與V帶輪

26、聯(lián)接的鍵為：鍵8×36 GB1096-79大齒輪與軸連接的鍵為：鍵 14×45 GB1096-79軸與聯(lián)軸器的鍵為：鍵10×63 GB1096-792、鍵的強(qiáng)度校核大齒輪與軸上的鍵 ：鍵14×45 GB1096-79b×h=14×9,L=45,則Ls=L-b=31mm圓周力：Fr=2TII/d=2×213850/56=7637.5N擠壓強(qiáng)度：=54.74Mpa<125150MPa=p因此擠壓強(qiáng)度足夠剪切強(qiáng)度：=35.19Mpa<120MPa=因此剪切強(qiáng)度足夠鍵8×36 GB1096-79和鍵10

27、5;40 GB1096-79根據(jù)上面的步驟校核，并且符合要求。八、減速器箱體、箱蓋及附件的設(shè)計(jì)計(jì)算1、減速器附件的選擇通氣器：由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過濾），采用M18×1.5油面指示器：選用游標(biāo)尺M(jìn)12起吊裝置：采用箱蓋吊耳、箱座吊耳.放油螺塞：選用外六角油塞及墊片M18×1.5根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5.3選擇適當(dāng)型號：起蓋螺釘型號：GB/T5780 M18×30,材料Q235高速軸軸承蓋上的螺釘：GB578386 M8X12,材料Q235低速軸軸承蓋上的螺釘：GB578386 M8×20,材料Q235螺栓：GB578286 M14×100，材料Q235箱體的主要尺寸：(1)箱座壁厚z=0.025a+1=0.025×155+1= 4.875 取z=8(2)箱蓋壁厚z1=0.02a+1=0.02×155+1= 4.1 取z1=8(3)箱蓋凸緣厚度b1=1.5z1=1.5×8=12(4)箱座凸緣厚度b=1.5z=1.5×8=12(5)箱座底凸緣厚度b2=2.5z=2.5×8=20（6）加強(qiáng)肋厚箱座：m=0.85z=6.8；箱蓋m1=0.85z1 =6.8(7)地腳螺釘直徑df =0.036a+12=0.036×155+12=17.58(取18) (8)地腳螺釘