机械设计课程设计-皮带运输机传动装置二级减速箱设计说明书.docx

设计任务书…………………………………………………………2一、 电动机的选择 3二、 传动装置的运动参数 5三、 V带的设计 6四、 齿轮的设计 8五、 轴的设计及校核 18六、 轴承的校核计算 27七、 键连接的选择和校核 28八、 箱体结构设计 30九、 设计小结 35参考文献……………………………………………………………36设计任务书一、课题名称：皮带运输机传动装置二、 技术数据：输送带有效拉力F=2000N,带速V=0.85m/s,滚筒直径D=300mm三、 工作条件及技术要求：电源：380V;工作年限：10年；工作班制：两班制,运输机单向运转,工作平稳四、 传动装置总体示意图1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成2. 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3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级五、设计要求1. 减速器装配图一张(A1)2. CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)3. 设计说明书一份1电动机的选择一、 选择电动机系列：按工作要求及工作条件选用Y系列三相异步电动机，封闭 式结构，电压380V二、 选择电动机功率：工作机的有效功率为：Pw = Fv/10000 = （2000x0.85）/1000 = 1.7kw从电动机到工作机输送带间的总效率为：耳=耳耳4耳2耳耳E 1 2 3 4 5按表9.1取：V带轮传动的效率：\二F滚动轴承的效率：==二厂（球轴承）齿轮传动的效率：「二二刁（8级精度的一般圆柱齿轮传动）联轴器的传动效率：二二二兀’鼓轮上的传动效率：耳5二0.97则传送总效率：”y=0.96X 0.994 X 0.972 X0.98X0.97 = 0.825P 1.7电动机所需工作功率为：p =f = =2.06kwd 耳 0.825工查表14.1，可选丫系列三相异步电动机丫 132S-8型，Y112M-6型，Y100L1-4型。

这三者的额定功率都是2.2KW三、 确定电机转速鼓轮转速：60 X lOOOv 60 X 1000 X 0.8SrL„ — — — 54-.14r/miiL7 tlD 3.14 X 300经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比ii=2〜4,二级圆柱齿I轮减速器传动比i 2 =8〜40,按表9.1查找推荐的传动比合理范围，得到传动比范围16〜160，所以电动机转速的可选范围为n = i n =(16〜160)x54 = (864 - 8640)r/min r/min d 工 w现以同步转速为1000r/min、1500r/min三种方案比较，由表14.1查得电动机数据计算出总传动比：方案号电动机型号额定功率(KW)同步转速r/mi n满载 转速 r/min总传动比1Y112M-62.2100094017.412Y100L1-42.21500142026.30比较两方案可得：方案2选用电机虽然价格较低(高速电机的磁极对数少， 结构简单，外部尺寸小，价格低)，但总传动比大综合比较，为使传动装置结构 紧凑，决定选用方案1•电动机型号为Y112M-6，额定功率为2.2KW，同步转速为 1000r/min,满载转速为940r/min,由表14.2查得电动机中心高位H=112mm，外伸 轴 DX E=28mm X 60mm。

单位：mm2传动装置的运动参数一、分配传动比（初步分配）据表9.1取i =2减速器的传动比为i = i /i =17.41/2 = 8.705,考虑到润滑 带 总 带条件，为使两级大齿轮的直径相近，取两级齿轮减速器高速级的传动比：1 二 Jf4i二、，1.4x6.964 =3.49则低速级传动比：i二-二8.705二2.492 i 3.491二、传动装置的运动和动力参数计算从电动机开始计算各轴运动及动力参数，此时选P =2.06kw即为工作机所需功 d率1） 各轴转速n = n / i =940/2=470r/minI m 0n = n / i =470/3.49=134.7r/minn I 1n = n / i =120.51/2.23=54.1 r/min皿 n 2n = n =54.1r/minW 皿（2） 各轴输入功率P = p X耳=2.06X0.96 = 1.98kWI d 1P = p Xn Xn =1.98X0.99X0.97 = 1.90kWn I 2 3P = P Xn Xn =1.90X0.99X0.97 = 1.83kW 皿 n 2 3P = P XnXn=1.83X0.99X0.98=1.78kWw m 2 '4（3） 各轴输入转矩T =T X i Xn N・m1 d 1电动机轴的输出转矩T =95507 =9550X2.06/940=20.93N・mm dnw所以：T = T X i Xn =20.93X2X0.96=40.19N ・mI d 0 1T = T X i Xn Xn =40.19X3.49X0.99X0.97=134.68N・mn I 1 2 3T = T X i Xn Xn =134.68 X2.49X 0.99 X 0.97=322.04N・m m n 2 2 3T = T Xn X 耳=322.04X0.97X0.98=306.13 N・mW m 3 43 V带的设计由电动机为Y112M-6型额定功率P=2.2kw，满载转速n=940r/min,两班制工i n 940作，传动比为 带=2,则大轮转速为n = = = 470r/minI i 2带⑴ 确定计算功率 Pca由表8-7查得工作情况K二1.2P = k x P = 1.2 x 2.2 = 2.64ca A⑵ 选择带型号根据P = 2.64，n = 940r/min，查课本图8-11选用带型为A型带。

ca⑶ 选取带轮基准直径 d ,d d1 d 2初选小带轮的基准直径得小带轮基准直径d二112mm，则大带轮基准直径d1d - i x d - 2 x 112 = 224mm，圆整后 d = 224mm d 2 0 d1d2⑷验算带速V兀d n兀 x 112 x 940 「厂,V — 毎4 -— -5.51m / s60 x 100060 x1000在5〜25m/s范围内，V带充分发挥⑸ 确定中心距a和带的基准长度Ld根据0.7(d + d ) < a < 2(d + d )，初步选取中心距a: a - 400mmd1 d2 0 d1 d 2 0带长兀 (d — d )2L - 2a + (d + d ) + d2 d1 - 1335.36mmd0 0 2 d1 d 2 4a0由8-2选择带的基准长度Ld =1400mm沁 430mm⑹验算小带轮包角a 157.3oa = 180o 一 (d - d ) = 164 o > 90 o1 d 2 d1 a合适⑺确定v带根数z因 d = 112mm，带速 v 二 5.51m/s， d1传动比i 二 2 , n=940r/min, 带A型带查表8-4a并由内插值法得P = 1.148kw0AP = 0.109kw0查表8-2得得K L=0.96.查表8-5并由内插值法得K =0.958aP——ca2.64于是，Z =(p +Ap ) x k k (1.148 + 0.109) x 0.958 x 0.960 0 a l=2.28 沁 3需要3根V带。

⑻ 计算单根V带的初拉力的最小值(F )0 min由表8-3得A型带的单位长度质量q=0.1kg/m，所以F = 500x(2.5- ka)Pca + qv2 = 131.57N 0 k zva⑼ 计算作用在轴上的压轴力 Fp1 F = 2zxF sin乞=2x3x 138.31xsin--- = 781.74N p 0 2 2⑼ 带轮的结构设计由于带轮的转速不高，选用常选材料HT150根据，d < 300mm，故选用腹板式带轮d4 齿轮的设计一、高速级齿轮传动的设计计算由2中得知高速级主动轮传递的转矩T = 40.19N-m ,转速n = 470r/min ,11传动比i二3.49工作十年，两班制，闭式齿轮11、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 选用斜齿圆柱齿轮传动，速度不高，选用精度等级8级材料选择：高速级小齿轮选用40Cr调质，硬度为280HBS，大齿轮材料为45 刚调制，硬度为 240HBS齿数：初选小齿轮齿数 z二24，大齿轮齿数z二iz二3.49x 24二83.76 取1 2 1 1z = 842试选 0 二 14o，查 10-26 查得 £ =0.78 £ =0.88 £ =0.83+0.88=1.66ai a2 a2、初步设计齿轮传动的主要尺寸按齿面接触强度设计d1t'2k Td(Z Z Z ZH1）确定各参数的值:1） 试选 K =1.3t2） 计算小齿轮传递的转矩95.5x105PT 二 11n195.5 x105 x1.98470二 40231.9N - m3）由表10-7选取齿宽系数①二1 d4） 由表10-6查出材料的弹性影响系数Z二189.8MPa2E5） 由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限b 二600MP a ;大齿Hlim1Hlim2轮的解除疲劳强度极限b 二550MPa6）由式10-13计算应力循环次数N = 60n jL = 60x470x 1x(2x8x300x 10) = 1.64x 109 1 1 hN =60n jL =60x134.7x1x(2x8x300x10) =3.89x108 2 2 27) 由图10-19取接触疲劳寿命系数K = 0.9 ; K = 0.95 。

HN1 HN 28) 计算接触疲劳需用应力取失效概率为1%,安全系数S=1，由式(10-12)得K[Q ] = hn1 Hu®! =0.9 X 600=540 MPah 1 SK[Q ] = HN2 H4im2 =0.95X550=522.5 MPaH 2 S9） 选取区域系数 Z =2.433H10） 由式（10-23）可得ZPZ = ：COSP =^COS14 = 0.985 P '（2）计算1）试算小齿轮分度园直径二二,带入计算出最小的［匚三］d1t'2k Ti e udd J :2*1'3340232 x也x(呃8*2.433*0.985*671； = 48.04mm1t 1 3.49 522.52）圆周速度V =总為=1.18m / S3）计算齿宽b和模数mntb=e x d =48.04mmd 1t计算齿宽 b计算摸数 md 48.04m = f 。