带式输送机传动装置(课程设计）

一、设计题目：带式输送机传动装置

已知条件	题目参数
输送带工作拉力 F/KN	5.0
输送带工作速度v/(m/s)	1.43
滚筒直径D/mm	350

按斜齿圆柱齿轮设计减速器

已知条件：

（1）工作情况：两班制，连续单向运转，载荷比较平稳，允许输送带工作速度误差为±0.5%

（2）使用年限：5年

（3）动力源：380/220V交流电

二、主要内容：

    P65页  7.1.2

三、设计工作量：

  1、减速器装配图1张（2号图纸）

   2、零件工作图2张  （3号图纸）

   3、设计说明书1份  （10-15页要求附说明简图）

四、进度安排

基础设计计算——2天

装配图底图——3天

装配图——1．5天

零件图——1.5天

说明书（打印）——2天

目   录

一、电动机的选择…怠…………………………………………………4

二、传动设计………………………………………………………………5

三、带传动的设计…………………………………………………………7

四、齿轮的设计…………………………………………………………  10

1．齿轮材料及精度的选择……………………………………………… 10

2. 按齿面接触强度设计……………………………………………     10

3.确定主要参数及计算主要尺寸…………………………………………11

4.齿根弯曲疲劳强度校核…………………………………………………12

5.齿轮主要参数……………………………………………………………13

五、轴的设计………………………………………………………………14

1.高速(齿轮)轴的设计……………………………4……………………14

2.低速轴的设计……………………………………………………………15

3.轴上其它零件的设计………………………………………………… 16

4.键的选择校核………………………………………………………… 17

5.键的4度校核………………………………………………………… 18

6.输出轴的强度校核…………………………………………………… 19

六、轴承的校核……………………………………………………     20

七、心得体会……………4……………………………………       21

 

一、电动机的选择

1、选择电动机类型

    按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机，它为卧式封闭结构。

2、选择电动机的容量

    卷筒轴的输出功率PW ：

    PW =F·V/1000=4000×1.43/1000=5.72kW

    电动机输出功率为Pd              

              Pd=Pw/ηpd

    传动装装置总效率

    式中：V带效率1=0.96，滚动轴承效率(二对) 2=0.99,闭式齿轮传动效率（单级，斜齿轮）3=0.97, 弹性联轴器效率4=0.99，滚筒效率5=0.96，则：

    故 Pd= PW/h=5.72/0.86=6.651kw

    因载荷平稳,电动机额定功率略大于即可，由《机械设计基础实训指导》附录查的Y系列电动机数据，选电动机的额定功率为7.5kw。

3、确定电动机转速

    卷筒轴工作转速:由v=1.43m/s,v带传动的传动比i=2~4。而且单级闭式齿轮传动比常用范围为ia‘=3~6，则一级圆柱齿轮减速器传动比选择范围为：

ia=ia‘·i带＝3×2~4×6 =6~24

    卷筒的转速

    nw=601000V/πD=(60×1000×1.43)/(π×350)=78.031r/min

    故电动机的转速可选范围为

    nd= nw ·ia =78.031×(6~24)= 486.186~1872.744r/min

    按照以上设计数据，可供选择的电动机如下表1—1所示

表1-1：

    则可选用Y160M—6电动机，满载转速为970，额定功率为7.5KW。

二．传动设计

1.传动比的分配

（1）总传动比

ia=970/78.031=12.431

（2）分配减速器各级传动比

ia=ia‘·i带=6~24

为使单级齿轮传动比不至于太大，取带传动的传动0i带=3

减速器的传动比为ia’=12.431/3=4.144 ，本次设计的减速器为单级齿轮减速器，故有：

ia’=4.144   i带=3

2.运动和动力参数计算

0轴(电动机轴)

P0=Pd＝7.5 kw

n0= nd=970 r/min

T0=9550·P0/n0=9550*7.5/970=73.840 N·m

1轴(带传动-高速轴1)

6.651/7.5=0.8868  接近80%所以代7.5 kw进行计算

P1= P0·h2h4·=7.5*0.99*0.99＝7.351kw 【h2为轴承的效率，】

n1=n0/i带=970/3=323.333r/min               【h4为带传动的效率】

T1=9550·P1/n1=9550*7.351/323.33=217.122 N·m

2轴(齿轮传动-低速轴2)

P2= P1·h2h3=7.351*0.97*0.99＝7.059 kw 【h3为齿轮传动的效率】

nW =n2=n1/ia=323.333/4.144=78.024 r/min

T2=9550·P2/n2=9550·7.059/ 78.024=864.010 N·m

【若为一级减速器则计算到这里即可，】

根据以上数据，我们可以把它列成一个表格，更能清楚的了解数据：

表 2

轴名	功率P/kw	转距T/N.m	转速n/(r/min)	传动比
电机轴(0轴)	5.5	73.840	970
1轴	7.351	217.122	323.333	3
2轴	7.059	864.010	78.024	4.144

三.带传动的设计

    已知电机额定功率P=7.5kw,转速n0=970r/min,各轴的转速如表3：

转动轴	输入轴 （0轴）	1轴		输出轴   （2轴）		滚筒轴
转速n	970	323.333		78.024
传动比	3		4.144		1

    由电动机驱动，工作寿命年限为5年，两班制工作，转向不变单向运行，有轻微的振动。

(1)确定计算机功率Pc

    由表9-12查的KA=1.2，由式（6-11）得

     Pc=KAP=1.2*7.5=9KW

（2）选取普通V带型号

    根据Pc=7.5KW、n0=970r/min,由图9-10选用B型普通V带

（3）根据表6-2选取dd1=125.

    大带轮基准直径dd2=n1/n2*dd1=970/323.333*125=375.0039mm

    按表9-4选取标准值dd2=375mm，则实际传动比i、从动轮实际转速分别为i=dd2/dd1=375/125=3.00 ,  n1=n0/i=970/3.00=323.333r/min

    从动轮的转速误差为：(323.333-323.33)/323.33*100%=0.0003%

    误差率在±5%内，为允许值。

（4）验算带速

      v=πdd1n1/60*1000=3.14*125*970/（60*1000）=6.35m/s

  带速在5~25m/s范围内。

（5）确定带的基准长度Ld和实际中心0a

  初定中心距：0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)

                   350≤a0≤1000

  取a0=650mm.   

由0(6-14)得:    L0=2a0+π/2（dd1+dd2）+（dd2-dd1）2/4a0

                  =2133.47mm

由表9-2选取基准长度Ld=2240mm

由式（6-15）得实际中心距为a≈a0+(Ld-L0)/2=703.13mm

    取a=700mm

    考虑安装、调整和补偿张紧力的需要，中心距应有一定的调节范围。中心距a的变动范围为:

       amin=a-(2bd-0.009Ld)=700-(2×14-0.009×2240=692.16mm

        amax=a+0.02*Ld=700+0.02*2240=744.8mm

(6)校验小带轮包角α1

    由式（6-16）得  α1=1800-（dd2-dd1）/a*57.3=1590

α1>120,合适。

（7）确定V带惺齴

   由式（6-17）得 z=Pc/(P0+△P0)KαKL

      根据dd1=125mm、n0=970r/min,查表9-7，用线性插值法得P0=2.67KW，由表9-9△P0=0.3KW。

   由表9-2查得带长度修正系数KL=1，由9-11查得包角系数

Kα=0.95，因而得普通V带的根数为

 z=Pc/(P0+△P0)KαKL=7.5/(2.67+0.3)*1*0.95=2.40

圆整得z=3.

(8)求单根V带的初拉力F0及带轮轴上的压力FQ

  由表9√-1查得B型普通V带的每米长质量q=0.19Kg/m,根惺剑6-18）得单根带的初拉力为

  F0=500Pc/zv*（2.5/Kα-1）+qv2=500*7.5/(3*6.35)*（2.5/0.95-1）+0.19×6.352=328.84N

  由式（6-19）可得作用在带轮轴上的压力为

    FQ=2ZF0sinα/2=2*3*328.84*sin1590/2= 1940.00N

四.齿轮的设计

1.选择齿轮材料、热处理、齿面硬度、精度等级及齿数

选用7级精度

因传递功率较大，选用硬齿面齿轮传动。

参考表5-6

小齿轮：40Cr（表面淬火），硬度为48~55HRC

大齿轮：40Cr（表面淬火），硬度为48~55HRC

为增加传动平稳性，选，取125

因选用闭式硬齿面传动，故按齿根弯曲疲劳强度设计，然后校核其齿面接触疲劳强度。

2.按齿根弯曲疲劳度设计

按式（5-52），设计公式为

1）试选载荷系数

2）初选螺旋角β=12

3）小齿轮传递转矩

4）由表5-14，选齿宽系数

5）端面重合度

6）轴面重合度

7) 重合度系数

8) 螺旋角系数 由图5-41，

9) 当量齿数

10）齿行系数

由表5-13

11）应力修正系数

由表5-13

12）弯曲疲劳强度极限

由图5-25查得

13）接触应力循环次数

由式（5-28）

14）弯曲疲劳强度寿命系数

由图5-27查得，

15）弯曲疲劳强度安全系数

16）计算许用弯曲应力

由式（5-29）

17m计算与

18）计算模数

19）计算圆周速度

20）确定载荷系数

由表5-10查取使用系数

根据，由图5-28，动载系数

根据，

由图5-29，齿间载荷分配系数

由表5-11，齿向载荷分配系数

故载荷系数

21）修正法面模数

圆整为标准值，取

3.确定齿轮传动主要参数和几何尺寸

1）中心距

圆整为a=160mm

2)确定螺旋角

3）分度圆直径

4）计算齿宽

4.校核齿面接触疲劳强度

按式（5-49），校核公式为

1）弹性系数

由表5-12，查取弹性系数

2）节点区域系数

由图5-40，节点区域系数

3）重合度系数

4）螺旋上凳

    

5）接触疲劳强度极限

由图5-24查得

6）接触疲劳强度寿命系数

由图5-26查取接触疲劳强度寿命系数

7）接触疲劳强度安全系数

取失效概率为1%，接1疲劳强度安全系数

8）计算许用接触应力

由式（5-29）

9）校核齿面接触疲劳强度

齿轮主要参数

5.选择润滑方式

闭式齿轮传动，，齿轮的圆周速度v≤12m/s,常将大齿轮的轮齿浸入油池中进行浸油润滑,推荐使用中负荷工业齿轮油，润滑油运动粘度