带式运输机传动装置.doc

一、机械设计课程设计任务书 设计题目：带式运输机传动装置一． 总体布置简图 1—电动机；2—联轴器；3—齿轮减速器；4—带式运输机；5—卷筒； 二． 工作条件： 运输机双班制工作，连续单向运转，有轻微震动，小批量生产 ，载荷平稳，空载起动，使用期8年，运输带速度允许误差为5%三． 原始数据 已知道条件题号1运输带工作拉力F/N1100运输带工作速度v/（m/s）1.50卷筒直径D（mm）250使用年限8四、设计工作量1. 设计说明书一份2. 减速器装配图1张3. 减速器零件图2张二、传动方案的拟定及说明1、传动系统的作用：作用：介于机械中原动机与工作机之间，主要将原动机的运动和动力传给工作机，在此起减速作用，并协调二者的转速和转矩2、分析传动方案：此传动方案的特点：特点：结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便由于电动机、减速器与滚筒并列，导致横向尺寸较大，机器不紧凑但齿轮的位置不对称，高速级齿轮布置在远离转矩输入端，可使轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形部分地抵消，以减缓沿齿宽载荷分布有均匀的现象另外，该方案的电机不会与箱体发生干涉三、电动机的选择 ：1．电动机类型和结构的选择 根据电动机工作环境和电源条件，先用一般用途的Y（Y100L2-4）系列三相异步电动机，它为卧式封闭结构2．电动机功率的选择 由表12-8查得V带传动、滚子轴承、齿轮传动、联轴器、卷筒的效率分别为  （1） 工作机所需功率:工作机所需的输入功率： （2） 电动机的输出功率 即 从表19-1中可选额定功率为2.2kW的电动机。

3．确定电动机转速卷筒轴转速为按表2-1、2-2推荐的传动比合理范围，取V带传动比=2~4，圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围=4~6则总传动比理时范围为=8~24故电动机转速的可选范围为==（8~24）×115=920～2760r/min符合这一范围的同步转速有1000r/min和1500r/min两种根据相同容量的两种转速，从表19-1中查出其中两个电动机型号，再将总传动比合理分配给V带传动和见俗气，就得到两种传动比方案方案电动机型号额定功率电动机转速r/min电动机质量kg 传动装置的传动比同步满载总传动比V带减速器1Y112M-62.210009606310.51.862Y100L1-42.2150014203815.62.66 综合考虑多方面因素，选择第 2种方案，即选电动机型号为Y100L1-4则电动机的技术参数如下表，型号额定功率kW满载时启动电流（额定电流）启动转（距额定转距）最大转距(额定转距）转速r/min电流A效率 ％功率因素Y100L1-42.21420990.8122.22.2 Y100L1-4型电动机主要外形和安装尺寸中心高H外形尺寸L×HD底角安装尺寸A×B底角螺栓孔直径K轴伸尺寸D×E装键部位尺寸F×G 100239×245254×2541528×608×214．电动机型号的确定 由表19－1查出电动机型号为Y100L1-4 ,其额定功率为2.2kW，满载转速1420r/min。

基本符合题目所需的要求 5、传动装置的总传动比及其分配 1．计算总传动比 由电动机的满载转速和工作机主动轴转速可确定传动装置应有的总传动比为：2．合理分配各级传动比 1） 据指导书表2-2，取齿轮i=5（圆柱齿轮传动单级减速器i=4~6合理） （2） 因为 所以 按表2-1推荐的传动比合理范围，带的传动比为2.46，在2~4的范围内，故符合要求四.计算传动装置的运动和动力参数1．计算各轴转速2．计算各轴的输入功率按指导书公式计算各轴的输入功率得因为电动机的功率为 1轴 2轴 3轴(卷筒轴) 3．计算各轴的输入转矩按指导书公式计算各轴的输入转矩电动机轴输出转矩1轴输入转矩 2轴输入转矩 3轴（卷筒）输入转 运动和动力参数计算结果整理后填入表轴名功率P（kW）转矩T（N·m）转速n（r/min）传动比i效率η电动机轴2.0914.114202.460.961轴1.9932.9577.250.952轴1.91158.1115.410.96卷筒轴1.85153.1115.4五、 传动件的设计计算1.皮带轮传动的设计计算 已知：普通V带，电动机功率P=2.2KW，转速n=1420r/min，传动比为i=2.46，每天工作16小时（双班制）。

1) 确定计算功率Pc由课本（机械设计基础 第五版 杨可桢、程光蕴、李仲生主编 高等教育出版社出版）表13-8查得：KA=1.3 Pc=KA·P=1.3×2.2=2.9KW (2) 选择普通V带截型根据Pc和n由课本图13-15得：选用A型带(3) 确定带轮基准直径，并验算带速1）初选小带轮的基准直径d1，由表13-9，取小带轮的基准直径d1=75mm2）验算带速V=（π×d1×n）/（60×1000）=3.14*75*1420/（60*1000）=5.57因为5m/s

小齿轮选用45刚调质，齿面硬度为197~286HBS大齿轮选用45刚调质，齿面硬度为197~286HBS则 (课本表11-1查得)取=1.1, =1.25（课本表11-5查得）；（2）按齿轮弯曲强度设计计算齿轮按8级精度制造，取载荷系数K=1.2（课本表11-3查得），齿宽系数（表11-6）小齿轮上的转矩： 初选螺旋 所以查课本表11-4得：按表4-1取标准模数2mm确定螺旋角 齿轮分度圆直径 齿宽 取大齿轮齿宽几何尺寸计算3、验算轮齿弯曲强度齿形系数 查图11-8得由图11-9得 4、齿轮的圆周速度 对照课本表11-2，可知选8级制造精度是合宜的 六、轴的设计和轴承、键的选择校核1.输入轴、轴承、键的设计计算（高速轴）（1）、按扭矩初算轴径 选用45调质，硬度217~255HBS 根据课本，并查表，取c=107~118 考虑有键槽，将直径增大5%，则 d=(16.16~17.72)×(1+5%)mm=(16.97 ~18.61mm) ∴选d=25mm（2）、轴的结构设计 1) 确定轴上零件的定位和固定方式 （如图） 1，5—滚动轴承 2—轴 3—齿轮轴的轮齿段 4—套筒 6—密封盖 7—轴端挡圈 8—轴承端盖 9—带轮 10—键单级减速器中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大筒定位，则采用过渡配合固定2）确定轴各段直径和长度 1轴即小齿轮对应的轴：I段：d1=29mm 长度取L1=50mm ∵h=2c c=1.5mm II段:d2=d1+2h=29+2×2×1.5=35mm ∴d2=35mm 初选用6207型滚动球轴承，其内径为35mm, 宽度为17mm. 考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。

取套筒长为20mm，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定，为此，取该段长为55mm，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长： L2=（2+20+17+55）=94mm III段直径d3=40mm L3=L1-L=44-2=42mm 由手册得：c=1.5 h=2c=2×1.5=3mm d4=d3+2h=40+2×3=46mm Ⅳ段直径d4=46mm长度与右面的套筒相同，即L4=20mm Ⅴ段直径d5=40mm. 长度L5=19mm 由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=112mm K=108mm3）、扭复合强度计算：①小齿轮分度圆直径：②作用在齿轮上的转矩为：圆周力 径向力 轴向力 带轮的作用力 L=112mm K1=108mm （1）求水平面的支承反力（图b） （2）求水平面的支承反力（图c）（3）在支点产生的反力（图d）带轮的作用力为与带传动的布置有关，在具体分布尚未确定前，可按最不利0的情况考虑， （4）画垂直面的弯矩图（图b）（5）画水平面的弯矩图（图c）（6）产生的弯矩图（图d）a-a截面产生的弯矩图（7）求合成的弯矩图（图e）考虑最不利的情况，把与相加（8）求轴传递的转矩（图f）（9）求危险面的当量弯矩从图可以看到 a-a面为最危险面，其当量弯矩为 确认为轴的扭切应力是脉动循环变应力，取折合系数a=0.6代入上式可得（10）计算最危险面的处的直径轴材料选45钢调质处理，由表（14-1）查得=650 M;，查表（14-3）查得许用弯曲应力=60 M，所以考虑到键槽对轴的削弱，将d值加大5%，故 故合格（4）、轴承寿命校核：轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查课本279页表16-8,9，10取取按最不利考虑，则有==取e=0.44，有可由课本表16-11查X=0.56,Y=1.00=因此所该轴承符合要求。

5）、键的设计与校核: 参考课程。