机械设计带式输送机传动装置课程设计说明书

课程设计说明书课程名称：机械设计设计题目：带式输送机传动装置院 系：学生姓名：学 号：专业班级：指导教师：2010 年3 月 19 日#课程设计任务书设计题目带式输送机传动装置学生姓名院系班级设计要求：载荷平稳,原动机为电动机，齿轮单向传动，单班制工作（每班8小时），运输 带速度误差为土 5%减速器使用寿命5年，每年按300天计,大批量生产。原始数据：鼓轮的扭矩T（ N2m = 800 N.m输送带速度 V（m/s） = 0.82 m/s滚筒直径 D（mm） = 300 mm学生应完成的工作：1 .编写设计计算说明书一份（6000-8000字）。2 减速器部件装配图一张（A0或A1）;3.绘制零件图2-3张。参考文献阅读：1 濮良贵纪名刚机械设计北京：高等教育出版社，20092 宋宝玉 吴宗泽.机械设计课程设计指导书.北京：高等教育出版社，20093 陈铁鸣.机械设计课程设计图册.北京：高等教育出版社，20094 孙桓.陈作模.葛文杰.机械原理.北京：高等教育出版社，2008.工作计划：1. 设计准备工作1天2. 总体设计及传动件的设计计算2天3. 装配草图及装配图的绘制5天4. 零件图的绘制1天5. 编写设计说明书1天任务下达日期：2009年3月8日任务完成日期：2009年3月19日指导教师（签名）：学生（签名）：带式输送机传动装置摘 要：机械设计课程设计是培养学生具有设计简单机械能力 的一个重要教学环节，其目的是：综合运用机械设计课程及有关先修课程的理论和生产 实际知识进行机械设计训练，从而使这些知识得到进一步巩 固和扩展。学习和掌握设计机械传动和简单机械的基本方法与步 骤，培养学生工程设计能力及分析问题、解决问题的能力。提高学生在计算、 制图、运用设计资料、 进行经验估算、 手工绘制设计图等机械设计方面的基本技能以及机械 CAD 技术。关键词：电动机、齿轮、轴、减速器#目录1. 设计方案 51.1传动装置总体组成及特51.2传动装置总体设计图 52. 方案实施62.1选择电动机 62.2计算传动比 72.3计算传动装置的运动和动力参数 72.4齿轮传动设计 82.5轴的设计计算 152.6校核、验算 192.7箱体参数 223. 收获与致谢244. 参考文献24附件25#1.设计方案1.1.传动装置总体组成及特点带式输送机传动装置由电机、减速器、工作机组成。特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较 大的刚度。1.2传动装置总体设计图如下所示：#2.方案实施2. 1.选择电动机(1) 电动机所需工作功率为:P尸 FV 10002TF=T R= =23 800/ 300=5300N D则：Pw= 53003 0.82 / 1000=4.37KW(2) 整个系统的机械效率:nnnnnnnnnn =123456789n 2 -卷筒效率n 4 - III 轴轴承效率n 6 -II 轴轴承效率n 8 - I 轴轴承效率=0.97 3 0.95 3 0.98 3 0.98 3 0.98 3 0.98 3 0.98 3 0.98 3 0.99 =0.81n1-卷筒轴承效率n3-低速级联轴器效率n5-低速级齿轮啮合效率n7-高速级齿轮啮合效率n9-高速级联轴器效率贝U: Pd= Pw / n =4.37 KW/ 0.81=5.40 KW门=(V3 603 1000) / n D=0.82 m/s 3 10003 60/ n 3 300 mm=52 r/minnd 二 nw i=52 3 (8 40)=4162080 r/min故，选择电动机型号为丫132M6其他参数如下表所示：型号Y132M6额定功率5.5 KW同步转速1000 r/mi n满载转速960 r/mi n轴的中心高132 mm电动机轴径38 mm启动转矩/额定转矩2.022计算传动比(1) 分配原则：各级传动尺寸协调，承载能力接近，两个大齿轮直径接近以便 润滑。(2) 总传动比 由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速 n,可得传动装置总传动比为 i = nm/ nw = 960/ 52= 18.46(3) 分配传动装置传动比ii=( 1.2i.3) i2式中i1、i2分别为高速级齿轮和减速器低速级齿轮的传动比。初取比值为1.2，则经计算得到：ii=4.70 , i2=3.922.3 .计算传动装置的运动和动力参数(1 )电动机轴转速：n m=960 r/mi n输出功率：Pd=5.40 KW输出转矩：Td=955CB Pd / nm =95503 5.40/960 = 53.72 Nm(2) 对于轴 I:转速 n1= n m= 960 r/min输入功率 P仁 Pd2 n 9 = 5.40 KW3 0.99=5.35 KW 输出功率 Pi 出=Pi3 n 8 = 5.35 KW3 0.98=5.24 KW输入转矩 Ti=Td2 n 9=53.72 Nm3 0.99=53.18 Nm(3) 对于轴 II :转速 n2=ni/i 1=960 r/min / 4.70=204 r/min输入功率 P2=P12 n 82 n 7=5.35 KW3 0.98 3 0.98=5.14 KW输出功率 P2 出=F23 n 6=5.14 KW3 0.98=5.04 KW输入转矩 T2=T12 n 82 n 72 i 1=53.18Nm3 0.98 3 0.98 3 4.70=240.05 Nm(4) 对于轴 III :转速 n3=n2/i 2=204 r/min / 3.92=52 r/min输入功率 P3=P22 n 62 n 5=5.14 KW3 0.98 3 0.98=4.94 KW输出功率 P3 出=P33 n 4=4.94 KW3 0.98=4.84 KW输入转矩 T3=T22 n 62 n 52 i 2=240.05 Nn3 0.98 3 0.98 3 3.92=903.73 Nm 各轴具体参数如下表所示：轴名功率P KW输入转矩T Nm转速r/min输入输出电动机轴5.4053.72960I轴5.355.2453.18960II轴5.145.04240.05204III轴4.944.84903.73522.4齿轮传动设计(1) 选取直齿圆柱齿轮，7级精度(GB/T190095.1- 2001)(2) 高速级齿轮设计小齿轮选取材料为40Cr,调质处理，齿面硬度为280 HBS大齿轮选取材料为45钢，调质处理，齿面硬度为240 HBS,两者材料硬度相差为40 HBS初选小齿轮齿数为Z仁24,贝大齿轮齿数 Z2=i 13 Z1=4.703 24=112.8，可取Z2=113#按齿面接触强度设计:dt - 2.322KJ1 dU 1(ZHZE)2u十#确定个参数的值：试选 Kt=1.5, Ti=9550 P 1/ n仁53.22 Nmi去宽度系数d =1,材料的弹性影响系数Ze =189.8MPa2 ,查表得，小齿轮的接触疲劳强度极限、Hiim1=600MPa，大齿轮的接触疲劳强度极限H lim 2 =550 MPa计算应力循环次数，叫=60n1j L=603 9603 12000=73 108hN2 = N1 Z2 =73 108 h3 4.7=1.5 3 108h 乙由此可得：KX1=0.95K ； X2 =0.97取失效概率为 1%安全系数 S=1，二Hh= Khn1= Hlim1 =0.953 600=570 MPa SKh2=_=0.973 550=533.5 MPa计算小齿轮分度圆直径:d"詈仁E)2=2.321.5 53.22V 15.704.70汉(I898)2533.5=53.92mm#计算圆周速度：60 10003.14 53.592 96060 1000=2.69m/ s#计算齿宽b和模数mt计算齿宽bb= d d1t =53.92 mm#计算摸数mtditmt =tZi隙2233mm计算齿宽与高之比h齿高h=2.25mt =2.25 3 2.233=5.02 mmb 53.592h= 5.02= 10.68#计算载荷系数：使用系数Ka=1 根据v = 2.69m/s,7级精度，得动载系数Kv=1.10，直齿齿轮，Kh：. = Kf：.=1.0,Kh =1.420 , Kf ：=1.34，得：K = K上 K； Kh- Kh： =13 1.103 1.03 1.420=1.5623 3则，d1=d1t K/Kt =53.59231.562 =54.30 mmV 1.5模数 m= d1 = 54.30 = 2.26mm Z124按齿根弯曲疲劳强度设计：弯曲强度的设计公式3m > 2巳（"；dZ1（ f）确定公式内的各计算数值，小齿轮的弯曲疲劳强度极限二FF1 =500MPa，大齿轮的弯曲疲劳强度极限二FF2 =380MPa :小齿轮的弯曲疲劳寿命系数Kfn1=0.91 ,大齿轮的弯曲疲劳寿命系数 Kfn2=0.95，取弯曲疲劳系数S=1.4,则:K FN1 FF1S0.91 5001.4= 325 MR；十2=Kfn2二FF2 二 O'95 380 = 257.86 MPaS1.4载荷系数：K=K二 K K 匚 K l： =13 1.103 13 1.34= 1.474齿形系数，丫可=2.65 丫二=2.17 应力校正系数 丫二=1.58 丫丄=1.80 则:YF：iFS1fi2.65 1.58325二 0.01288Yf Fs 22 17 汉 1 80：2 S- 二 0.01515f2257.86应选取数值较大的大齿轮的数值 0.01515。计算模数，可得：2 1474 5322 °.01515mm=1.60mm31 242mn-综上所述：对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲 疲劳强度计算的法面模数，按 GB/T1357-1987圆整为标准模数，取m=2mm旦为了 同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1 =54.30 mm来计算应有的齿数.于是有：Z1= 54.30 =27.15 取 Z1=27m取模数 m=2 d1=54 mm可得，Z2= Z13 i 1=273 4.70=127，d2=1273 2=254 m