带式运输机的减速传动装置设计书.doc

带式运输机的减速传动装置设计书计算过程及计算说明1 传动方案拟定1.1设计单级圆柱齿轮减速器 已知条件：滚筒圆周力F=3000N；带速V=2.3m/s；滚筒直径D=380mm 工作条件：使用年限8年,工作为两班工作制,载荷较平稳 设想传动简图,如下：2 电动机选择2.1 电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机2.2 电动机功率选择： 传动装置的总效率：η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒×η滑动轴承=0.95×0.992×0.97×0.99×0.97×0.96=0.8326 卷筒工作功率：P卷筒=FV/1000 =3000×2.3/1000=6.9KW 电机所需的工作功率：P电机= P卷筒/η总 =6.9/0.8326=8.29KW 确定电动机转速：计算滚筒工作转速：n筒=60×1000V/πD=60×1000×2.3/π×380=115.7r/min课程设计书表2-1推荐的传动比合理围,取V带传动比i1′=2～4,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比围i2′=3～6则总传动比理时围为ia′=6～24故电动机转速的可选围为nd′= ia′×n筒=〔6～24×118.23=709.38～2837.52r/min符合这一围的同步转速有750、1000、和1500、3000r/min。

根据容量和转速,由有关手册查出有四种适用的电动机型号,因此有四种传动比方案：如课程设计书P11- P12页综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,可见第2方案比较适合,则选n=1000r/min 确定电动机型号根据以上选用的电动机类型,所需的额定功率及同步转速,选定电动机型号为Y160M-6其主要性能：额定功率：7.5KW,满载转速970r/min,额定转矩2.0,质量119kg3 计算总传动比和分配各级的传动比3.1 总传动比：i总=n电动/n筒=970/115.7=8.383.2 分配各级传动比据课程设计书表2-1,取V带传动的传动比i带=2.5则单级圆柱齿轮减速器的传动比为：i齿轮= i总/ i带=8.20/2.5=3.3524 计算传动装置的运动和动力参数4.1 各轴转速电动机轴为0轴,减速器高速轴为Ⅰ轴,低速轴为Ⅱ轴,各轴转速为：n0=n电机=970r/minn1=n0/i带=970/2.5=388n2=n1/i齿轮=417/3.352=115.754.2 计算各轴的功率按电动机额定功率P计算各轴输入功率,即P0=P电机=8.29KWP1=P0×η带=8.29×0.95=7.86KWP2=PI×η轴承×η齿轮=7.86×0.99×0.97＝7.55KW4.3 各轴扭矩T0=9.55×106P0/n0=9.55×106×8.29/970=81.62N·mTI=9.55×106PI/nI=9.55×106×7.86/388=193.46N·mT2=9.55×106PII/nII=9.55×106×7.55/115.75=622.92N·m以上计算结果整理后列于下表：项目电机轴Ⅰ轴Ⅱ转速970388115.72 功率〔kw8.297.867.55转矩〔N·m81.62193. 5622.92 传动比2.53.3525 传动零件的设计计算〔此部分计算所查表、图全为《机械设计基础》课本5.1 皮带轮传动的设计计算 求计算功率 PC查表13-8得kA=1.2,故PC=KAP=1.2×8.29=9.95KW 选V带型号〔普通V带据PC=9.95KW,nI=388 r/min,由图13-15查出此坐标点位于A、B型之间,选用B型计算。

求大、小带轮基准直径dI、d0由表13－9,d0 应不小于125,现取d0 =140mm,由式〔13－9得dI ＝=<970/388>×140×〔1-0.02＝343mm由表13－9取dI=355mm〔虽使nI略有减小,但其误差小于5％,故允许 验算带速VV== m/s =7.10m/s在5～２０m/s围,合适带基准长度Ld和中心距aa0 =1.5〔d0+ dI=1.5×〔140＋355mm＝742.5mm取a0 =800mm,符合0.7 ＜a0＜2由式〔13-2得带长=2391.6mm查表13-2,对B型带选用=2500mm,再由式〔13-16计算实际中心距 a≈a0+ /2=800+〔2500-2391.6/2=854.2mm 验算小带轮包角由式〔13-1得=172.29°>,合适 求确定V带根数z由式〔13－15得z＝今n0＝970r/min d0=140mm,,查表13-3得P0＝2.08kw由式〔13－9得传动比=＝2.60 查表13－5得△P0=0.3KW由α1＝172.29°查表13－7得＝0.99查表13－2得＝1.03,由此可得z＝＝4.18 取5根求作用再带轮轴上的压力由表13－1得q＝0.17kg/m,故由式〔13－17得单根V带的初拉力F0=500PC/〔Zv〔2.5/-1+qv2=[500×9.95/〔5×7.10×<2.5/0.99-1>+0.17×7.102]N=221.6N作用在轴承的压力FQ=2ZF0sin〔α1/2=2×5×221.6sin〔172.290/2N=2209.2N5.2 齿轮传动的设计计算 已知:单向传动,轻微冲击P=7.86KW i=3.52 n1=388r/min 选择齿轮材料及确定需用应力设计成结构紧凑故采用软齿面的组合：小齿轮用40MnB调质,齿面硬度为241～286HBS,σHlim1=730MPa,σFE1＝600MPa；大齿轮用40Cr调质,齿面硬度为241～269HBS,σHlim2=700MPa,σFE2＝600MPa〔表11－1取SF=1.25,SH=1.1〔表11－5取ZH=2.5,ZE=188〔表11－4[σF 1]= σFlim1 /SF =600/1.25Mpa＝480Mpa[σF 2]= σFlim2 /SF ＝600/1.25Mpa＝480Mpa[σH1]= σHlim1 /SH ＝730/1.1Mpa＝664Mpa [σH2]= σHlim2 /SH＝700/1.1Mpa＝ 636Mpa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=1.3〔表11－3,齿宽系数φd=0.8〔表11－6小齿轮上的转矩T1=193000N·mm初设螺旋角为β＝150 齿数 取Z1=28, Z2= Z1×i=28×3.352=94实际传动比为i=94/28=3.36 齿形系数ZV1=28/COS3150=31.07 ZV2=94/COS3150=104.32查表11-8得 YFa1=2.55 YFa2=2.21查表11-9得 YSa1=1.63YSa2=1.76 因YFa1YSa1/[σF1]=2.55×1.63/480=0.0031875＞YFa2YSa2/[σF2]=2.21×1.76/ 480=0.0081033故应对小齿轮进行弯曲强度计算齿轮分度圆直径d1≥[2k T1 /φd×/u×2] 1/3 ＝[2×1.3×193000×<3.352+1>/3.352×<188×2.5× 1/2/6362]1/3=75.6mm 法向模数mn=d1cosβ/Z1=75.6×cos15/28=2.79mm 按表4-1,取模数为4中心距 a= mn×〔Z2+ Z1 /2×cosβ=3×〔28+94/2×cos150 =189.46mm取a=190 确定螺旋角：β =arccos mn〔Z2+Z1 /2a = arccos<3×112>/<2×190> =15.360齿轮分度圆直径d1= mnZ1/ cosβ=3×28/cos15.360＝87.2 mm齿宽b=φdd1=0.8×87.2=69.76mm取b2=65mm,b1=70mm 验算齿面弯曲强度将各参数代入公式得σF 1= 2KT1YFa1YSa1/ b1 m2 Z1 =2×1.3×193000×2.55×1.63/75×32×28=110.35Mpa＜[σF 1] =480Mpa 安全σF 2＝σF1 YFa2YSa2/ YFa1YSa1=97.6 Mpa＜[σF 2]=360 Mpa 齿轮的圆周速度V=πd1 n1 /60×1000=π×87.2×388/<60×1000>=1.77m/s对照表11-2可知符合8级精度制造要求。

据以上所求,可得出大小齿轮的各参数,汇总列表如下,方便以后计算查阅单位：mm项目ddadf小齿轮 87.293.279.7大齿轮292.8298.8285.36 箱体尺寸的选择箱体为铸铁减速器箱体,结构尺寸按课程设计书P17表3-1〔图3-1、课程设计书P24表4-1〔图4-1规定选择单位：mm箱体壁厚δ=10箱盖壁厚δ1=8箱体凸缘厚度b=10,b1=12, 加强肋厚m=20,m1=20地脚螺钉直径20地脚螺钉数目n=4轴承旁联接螺栓直径d1=16箱盖、箱座联接螺栓直径d2=10轴承盖螺钉直径和数目d3=8,n=6轴承盖〔轴承座端面外径D1=125D2=140观察孔盖螺钉直径d4=8df至箱外壁距离C1=20,C2=16箱缘尺寸C3=18, C4=14轴承端盖螺钉分布直径 D1'=104,D2'=120箱体外壁至轴承座端面距离C1+C2+10=46齿轮顶圆至箱体壁的距离△1=10齿轮端面至箱体壁的距离△2=10减速器中心高H=206底脚凸缘尺寸L1=27,L2=25圆锥定位销直径与数目14,2 箱体外壁至轴承座端面的距离46 轴承座孔长度607 轴的设计计算输入轴的设计计算7.1按扭矩初算轴径选用45号钢调质处理,根据d≥c

1/3,并查表14-2,取c=110,则d≥110×<7.86/388>1/3mm=30mm考虑有键槽,将直径增大5%,则d=30×<1+5%>mm=31.5mm∴选d=32mm 为外伸出端的最小直径7.2 轴的结构设计确定轴各段直径和长度Ⅰ段：d=32mm,长度取L=40mmII段:d1=40 mm,因为大带轮要靠轴肩定位,且还要配合密封圈,所以查接机械设计基础课程设计补充教材41页,取长度取L1=60mmⅢ段：初选用30209型其径为45mm,宽度为19mm,考虑齿轮端面和箱体壁,轴承端面和箱体壁应有一定距离,通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度,并考虑带轮和箱体外壁应有一定矩离而定,为此,取该段长为44mmⅣ段与Ⅴ段与齿轮固定配合,且安装挡油盘与轴衬,计算得轴长均为72 mm,直径为53mm。