机械设计课程设计带式输送机中传动装置的设计.doc

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1、 课程设计说明书课程名称： 机械设计基础 设计题目： 带式输送机中传动装置的设计 专 业： 工业工程 班级： 工业工程09-1班学生姓名: 曹昌瑚 学 号: 01090343 指导教师: 李允旺 第一章 机械设计基础课程设计任务书2第二章 机械传动装置的总体设计4第一节 电动机的选择错误！未定义书签。第二节 总传动比的计算和分配5第三节 计算传动装置的运动和动力差数6第三章 传动零件的设计计算8第一节 带传动设计8第二节 齿轮的设计11第三节 轴的设计15 第四节 轴承的选择21 第五节 轴承端盖的选择24第六节 滚动轴承的润滑和密封25 第七节 联轴器的选择25 第八节 其它结构设计267.

2、箱体28第三章 结 论30参考文献32 第一章 机械设计基础课程设计任务书 第一节 设计大纲姓名 曹昌瑚 专业 工业工程 班级09-1班 学号 010903431、课程设计题目 设计带式输送机中的传动装置2、 课程设计的要求与数据 表一 课程设计数据已知条件输送带拉力输送带速度滚筒直径数据 8KN 1.4m/s 260mm3、 运动简图4、 工作条件 输送机连续工作，单向提升，载荷平稳，两班制工作，使用年限10年，输送机速度允许误差为-5%+5%。5、 设计工作量学生应完成的工作： 1编写设计计算说明书一份。2减速器部件装配图一张(A0或A1)；3绘制轴和齿轮零件图各一张。参考文献阅读： 1.

3、机械设计课程设计指导书2.机械设计图册3.机械设计手册4.机械设计工作计划：1. 设计准备工作 2. 总体设计及传动件的设计计算3. 装配草图及装配图的绘制4. 零件图的绘制5. 编写设计说明书开始日期： 2012 年 1 月 2 日 完成日期： 2012 年 1 月 13 日指导教师（签名）： 学生（签名）：曹昌瑚第二章 机械传动装置的总体设计1、按工作要求和条件，选择三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380v，Y型。工作机所需工作功率：P=FV=81.4=11.2所需电动机输出功率：电动机至输送带的传动总效率： 2、式子中分别为传动装置中每对运动副或传动副的效率。 v带传动效率 一对轴承

4、效率齿轮传动效率 联轴器传动效率滚筒的效率总效率 总效率 因 所以额定功率取 查表10-110 取3、确定电动机转速卷筒轴工作转速为： 根据带传动和齿轮传动的常用传动比范围i齿轮=24，i带=37故电动机转速的可选范围为：根据容量和转速要求，从有关手册或资料选定电动机型号为：Y系列三相异步电动机：Y160L-4电动机Y160L-4电动机基本参数如下表： 表二 Y160L-4电动机基本参数额定功率 满载转速质量数据15kw1460r/min2.22.2144kg第二节 总传动比的计算和分配 1.总传动比: 电动机满载速率，工作机所需转速 总传动比为各级传动比的连乘积，即 表三 V带传动参数表单级

5、传动比常用值 最大值数据 24 24 15对于一级传动有： 把总传动比合理地分配给各级传动比，限制传动件的圆周速度以减小动载荷，降低传动精度等级，在满足使传动装置结构尺寸较小、重量较轻和使各传动件的尺寸协调，结构匀称、合理、避免相互干涉碰撞的条件下取： 第三节 计算传动装置的运动和动力差数 1.各轴的转速 取487 取122 =121.67 取1222.计算各轴的功率 3.各轴的转矩 表四 计算结果列表轴参数电动机轴1轴2轴滚筒轴功率p/kw1514.2513.8313.55转速n/r/min1460 487122122转矩T/N.m98.12279.631085.531063.55传动比i3

6、41效率0.960.970.96第三章 传动零件的设计计算第一节 带传动设计1. 确定计算功率 确定计算功率，查表P218表13-8有 则kw2、选择V带的型号 根据计算功率和小带轮转速，按图13-16的推荐选择窄V带的型号SPZ 小带轮的基准直径在63mm125mm,SPA基准直径在90200mm。取SPZ小带轮基准直径为100，单根功率为2.363、 带轮直径和带速 大轮的基本直径为mm 带速 m/s4、 中心距、带长和包角 （1）确定中心距 0.7（则有取 mm （2） 确定带长 根据初定的,由教材表13-2选取接近的基准长度mmmm考虑带传动的安装、调整和V带张紧的需要，中心距变动范围

7、为：小轮包角由式 取5、 计算带的根数 通过公式查表取，0.95， 解得 取7根.6、 初拉力 由表教科书表13-1查得q=0.07kg/m 274.57+4.09 =278.66N7、作用在带轮轴上的压力 N8、带轮的结构设计（1）.带轮材料的确定大小带轮材料都选用HT200（2）.带轮结构形式小带轮选用实心式，大带轮选用孔板式（6孔）具体尺寸参照1表810图814确定。查2中表8-10得大、小带轮总宽度：V型带传动相关数据见表3-0V。表3-0 V型带传动相关数据计算功率（kw）传动比i带速V (m/s)带型根数单根初拉力（N）压轴力（N）1837.64m/sB7266.743063.39

8、小带轮直径(mm)大带轮直径(mm)中心距(mm)基准长度（mm）带轮宽度(mm) 小带轮包角100294500200099157.4附图第二节 齿轮的设计1.选定齿轮传动类型，材料，热处理方式，精度等级。大、小齿轮均选软齿面。小齿轮的材料选用40Cr调质，齿面硬度为280HBS,大齿轮选用45钢调质，齿面硬度为250HBS.两者硬度相差30HBS.齿轮精度初选8级。2.初选主要参数。取取压力角为取符合表11-6范围。3.按齿面接触疲劳强度设计计算按式（6-19）计算小轮分度圆直径确定各参数值：载荷系数 查表6-6，取K=1.2小齿轮名义转矩 27.96材料弹性影响系数 查表6-6， ;区域系

9、数 重合度系数 因需用应力 查图6-19（a），查表6-7，按一般可靠度要求取,则取两式中的较小值，即,于是 4.确定模数计算模数取标准值 m=3mm5.按齿根抗弯疲劳强度校核计算按式（6-20）校核 式中：齿轮啮合宽度 79.26mm,取mm 中心距 a= 圆周力：N径向力：2565.15N齿轮啮合宽度 79.26mm,取mm 实际的中心距 a= 齿顶圆直径 齿根圆直径验算齿轮弯曲强度 查图11-8和齿形系数11-9，=770Mpa=,安全6. 齿轮的圆周速度 对照表11-2可知选择7级精度是合理的。齿轮的基本数据如下表齿轮压力角模数圆周速度中心距齿数比齿数分度圆直径齿根圆直径齿顶圆直径齿宽

10、小齿轮2031.99m/s247mm42678mm70.58485大齿轮104416mm408.542280附图 第三节 轴的设计1、输入轴的设计（1）、确定轴的材料输入轴材料选定为40Cr，锻件，调质。（2）、求作用在齿轮上的力根据输入轴运动和动力参数,计算作用在输入轴的齿轮上的力：输入轴的功率 输入轴的转速 输入轴的转矩 圆周力：径向力：（3）、初步确定轴的最小径，选取轴的材料为45号钢，调制处理，根据2中表153，取 （4）、初步设计输入轴的结构根据轴向定位要求初步确定轴的各处直径和长度已知轴最小直径为34.5mm，由于是高速轴，显然最小直径处将装大带轮，故应取标准系列值，为了与外连接件

11、以轴肩定位，故取B段直径为。初选滚动轴承。因该传动方案没有轴向力，高速轴转速较高，载荷不大，故选用深沟球轴承（采用深沟球轴承的双支点各单向固定）。参照工作要求并根据，由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组、标准精度级的深沟球轴承6211，其尺寸为，为防止箱内润滑油飞溅到轴承内使润滑脂稀释或变质，在轴承向着箱体内壁一侧安装挡油板，根据需要应分别在两个挡油板的一端制出一轴肩。由于轴承长度为21mm，根据挡油板总宽度为18mm故，根据箱座壁厚，取12 且齿轮的右端面与箱内壁的距离，则取，由于挡油板内测与箱体内壁取3mm，故。设计轴承端盖的总宽度为45mm（由减速器及轴承端盖的结构设计而定），根据轴承端

12、盖的拆装及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与外连接件的右端面间的距离为30mm，故。根据根据带轮宽度可确定 2、轴的设计输出轴的设计（1）、确定轴的材料输出轴材料选定为45号钢，锻件，调质。（2）求作用在齿轮上的力根据输出轴运动和动力参数、低速级齿轮设计几何尺寸及参数，计算作用在输出轴的齿轮上的力：输出轴的功率 13.83KW输出轴的转速 122r/min输出轴的转矩 1085.53Nm5314.71934.39N（）.初步确定轴的最小直径= （4）初步设计输出轴的结构输出轴最小直径显然是安装联轴器处的直径，为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器的型号。联轴器的计

13、算转矩查2表14-1，考虑到转矩变化很小故取，则：1085.53=1628.3Nm初选联轴器按照计算应小于联轴器公称转矩的条件，查1表13-5,选用型号为Lx4的Y型弹性柱销联轴器，其公称转矩为2500N。半联轴器的孔径42mm,故取42mm半联轴器长度112mm。 附图：.根据轴向定位要求初步确定轴的各处直径和长度轴的结构设计根据轴向定位要求初步确定轴的各处直径和长度 a.根据已确定的42mm，g段轴长与半联轴器的轴毂长相同，为了使联轴器以轴肩定位，故取f段直径为72mm。 b.初选滚动轴承。因该传动方案没有轴向力，故选用深沟球轴承（采用深沟球轴承的双支点各单向固定）。参照工作要求并根据72

14、mm，由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组、标准精度级的深沟球轴承61924（参考文献3），其尺寸为，根据需要在挡油板的一端制出一轴肩，取轴肩长为8mm。附图：c.由于轴承长度为20mm，挡油板总宽为18mm故36mm。 d.设计轴承端盖的总宽度为45mm（由减速器及轴承端盖的结构设计而定），根据轴承端盖的拆装及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与外连接件的右端面间的距离为30mm，故。位置直径（mm）理由40根据轴承的尺寸55mm 40mm50根据40mm取小齿轮安装处直径。58小齿轮右端用轴肩定位，轴肩高度，取故，则轴环处直径。 50取大齿轮安装处直径。40理由同段。第四节 轴承的

15、选择轴系部件包括传动件、轴和轴承组合。1.输入轴轴承(1). 轴承类型的选择由于输入轴承受的载荷为中等，且只受径向载荷，于是选择深沟球轴承。轴承承受的径向载荷2886.98N；轴承转速487r/min；轴承的预期寿命(2）.轴承型号的选择求轴承应有的基本额定动载荷值2886.9832315.99N32.32kN 按照3 表10-35选择33.5的6211深沟球轴承 2.输出轴轴承(1).轴承类型的选择由于输入轴承受的载荷为中等，且只受径向载荷，于是选择深沟球轴承。轴承承受的径向载荷 1934.39N；轴承承受的转速 =122r/min轴承的预期寿命 (2).轴承型号的选择求轴承应有的基本额定动

16、载荷值13.65kN按照3 表22-1选择30.8kN的6015轴承附图3.输入轴输出轴键连接的选择及强度计算 (1) 输入轴键连接 由于输入轴上齿轮1的尺寸较小，采用齿轮轴结构，故只为其轴端选择键。输入轴轴端选择A型普通平键。其尺寸依据轴颈55mm，由2中表6-1选择16键长根据皮带16=74轮宽度B=99，选取键的长度系列取键长L=90. (2) 校核键连接的强度键和联轴器的材料都是钢，由2中表6-2查得许用及压应力取平均值。键的工作长度，键与轮毂键16=74mm 槽的接触高度k=0.5h=5由2中式6-1得27.48，强度足够。键16 4.输出轴端与联轴器的键连接据输出轴传递的扭矩应小于

17、联轴器公称转矩。查1表13-5。选用LX4型弹性联轴器。其公称转矩为2500N。半联轴器孔径。 选择键连接的类型及尺寸据输出轴轴端直42mm，联轴器Y型轴孔，轴孔长度，选取A型普通平键12 校核键连接的强度键和联轴器的材料都是钢，由2中表6-2查得许用及压应力取平均值。键的工作长度125-12=113mm，键与轮毂键槽的接触高度8=4mm。由2中式6-1得，强度足够。键 12第五节 轴承端盖的选择1.类型根据箱体设计和所使用的轴承，选用凸缘式轴承端盖。各轴上的端盖；闷盖和透盖： 闷盖示意图 透盖示意图第六节 滚动轴承的润滑和密封当浸油齿轮圆周速度,轴承内径和转速乘积时，宜采用脂润滑。为防止箱体

18、内的油浸入轴承与润滑脂混合，防止润滑脂流失，应在箱体内侧装挡油环.根据1表15-4知:轴承选用钠基润滑脂第七节 联轴器的选择 1、联轴器类型的选择为了隔离振动与冲击，选用弹性柱销联轴器。弹性柱销联轴器具有缓冲和吸震性，可频繁的起动和正反转，可以补偿两轴的相对位移2、联轴器的型号选择（）计算转矩由2中表14-1查得，故由2中式（14-1）得计算转矩为1.51085.53=1628.29N式中为工作情况系数，由工作情况系数表确定。（3）选择联轴器型号根据1表13-5中查得LX4型弹性柱销联轴器的许用转矩为 ,许用最大转速为r/min，轴径为之间，故合用。则联轴器的标记：LX4联轴器第八节 其它结构

19、设计1.通气器的设计通气器多装在箱盖顶部或窥视孔盖上，其作用是将工作时箱内热涨气体及时排出。其结构基本如下：2吊环螺钉、吊耳及吊钩为便于拆卸及搬运，应在箱盖上铸出吊耳，并在箱座上铸出吊钩。 3.启盖螺钉启盖螺钉的直径一般等于凸缘联接螺栓的直径，螺纹有效长度大于凸缘厚度。螺杆端部要做成圆柱形或大倒角、半圆形，以免启盖时顶坏螺纹。4.定位销定位销有圆柱形和圆锥形两种结构，一般取圆锥销。5.油标油标用来指示油面高度，常见的有油尺、圆形油标、长形油标等。一般采用带有螺纹部分的油尺。油尺安装位置不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出，不能太高以免与吊耳相干涉，箱座油尺座孔的倾斜位置应便于加工和使用。 油标尺

20、 6.放油孔及螺塞在油池最低位置设置放油孔，螺塞及封油垫圈的结构尺寸按照国标型号选择。 出油塞7.箱体采用HT200铸造箱体，水平剖分式箱体采用外肋式结构。箱内壁形状简单，润滑油流动阻力小，铸造工艺性好，但外形较复杂。箱体主要结构尺寸如下:名称符号尺寸关系箱座壁厚箱盖壁厚箱座凸缘厚度箱盖凸缘厚度箱底座凸缘厚度箱座箱盖肋厚、箱座箱盖地脚螺钉直径取地脚螺钉数目轴承旁联接螺栓直径 取箱盖、箱座联接螺栓直径取轴承盖螺钉直径和数目、观察孔盖螺钉直径取、至箱壁外距离统一取34mm、至凸缘边缘的距离统一取28mm轴承旁凸台高度半径外箱壁至轴承座端面的距离齿轮顶圆至箱体内壁的距离1.215mm齿轮端面至箱体内

21、壁的距离12mm轴承端面至箱体内壁的距离轴承用脂润滑取15mm第三章 结 论 终于到尾声了，经过了两个周的设计，我深深的体会到作为一个设计人员的不易，为了能巩固以前学过的知识并且学到更多未涉及到的知识，我在本次设计中尽可能的以真正的设计人员的标准要求自己，所以在两个周里，我不断的查找各类书籍，以便完善我的设计。从选电动机开始，我便开始认真的比较各类电动机，并且试着去了解更多电动机，外形尺寸、功率等等一些列系列的计算我都认真独立完成，让我最感到困难的是齿轮和轴的计算，因为我此前几乎没这么系统的计算过齿轮和轴，所以大量的计算有些让我不知所措，不过我很快静下心来，一步一步计算，这期间总会遇到这样那样

22、的专业名词、公式，有些公式甚至让人一头雾水，于是我便查阅一些资料了解公式的“来历”。现在我终于了解了一个机器的诞生是需要花费大量的心血的，每个零件都有关联，而且要从头算起，就像这次设计，我们要从电动机算起，然后是带的传动、齿轮传动、轴的载荷等，并且还要计算键、轴承，包括箱内的油量也是学要考虑的，接下来就是箱体的设计，要考虑到大带轮直径不可以大过箱体的高度、螺栓螺钉周围要留出扳手的空间其他的零部件我也是斟酌比较之后选择的，所以整体我认为工艺性还比较理想。本来要设计油沟的，但因为齿轮转速极低，所以齿轮利用浸油润滑，而轴承利用脂润滑，这些是我看了许多资料之后才懂得，所以说本次设计对我的帮助十分大。为

23、了能更快更准确的完成设计，我是边计算边画图的，这样有一个最大的好处：能及时发现问题可以及时改正。其实我认为这样改能让我不断的校验自己是否计算有误，这段期间，我为了完善设计，不断的计算、改图，几乎每时每刻都能发现一些问题，总有令人不满意的地方，并且总是出现错误和马虎的现象，所以大部分时间用在了校验、检验、反复核查，这才完成了本次设计，经过了满短暂而又漫长的设计时期，我感到自己学到了很多课堂上未学到的知识，在与指导老师交流中，我发现自己的能力提高了很多，当然，我还初出茅庐，还有更多的知识等待我去学习，所以我会更加努力完善自己的学识，用自己的所学为社会做出重大的贡献！参考文献1.机械设计课程设计指导书2.机械设计图册3.机械设计手册 4.机械设计