設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置

1、 目 錄一、設(shè)計任務(wù)書二、總體方案設(shè)計1傳動方案分析2電動機(jī)的選擇3傳動比分配4傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)三、傳動零件的設(shè)計計算1帶傳動的設(shè)計2齒輪傳動的設(shè)計3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算4校核一、 設(shè)計任務(wù)書1. 設(shè)計題目：帶式輸送機(jī)傳動裝置（簡圖如下）原始數(shù)據(jù)：參數(shù)題號12345輸送帶工作拉力F/N23002100190022002000輸送帶工作速度v/(m/s)1516161818滾筒直徑D/mm400400400450450每日工作時數(shù)T/h2424242424傳動工作年限/a55555注：傳動不逆轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，起動載荷為名義載荷的125倍，輸送帶速度允許誤差為±5%2設(shè)計工作量：設(shè)計

2、說明書1份減速器裝配圖1張（A0或A1）零件工作圖13張本組設(shè)計選第5組數(shù)據(jù)二、總體方案設(shè)計1傳動方案分析 在分析傳動方案時應(yīng)試注意常用機(jī)械傳動方式的特點及在布局上的要求：1) 帶傳動平穩(wěn)性好，能緩沖吸振，但承載能力小，宜布置在高速級；2) 鏈傳動平穩(wěn)性差，且有沖擊、振動，宜布置在低速級；3) 蝸桿傳動放在高速級時蝸輪材料應(yīng)選用錫表銅，否則可選用鋁鐵青銅；4) 開式齒輪傳動的潤滑條件差，磨損嚴(yán)重，應(yīng)布置在低速級；5) 錐齒輪 、斜齒輪宜放在調(diào)整級。 傳動方案簡圖：該方案的優(yōu)點：該工作機(jī)有輕微振動，由于V帶有緩沖吸振能力，采用V帶傳動能減小振動帶來的影響，并且該工作機(jī)屬于小功率、載荷變化不大，可

3、以采用V帶這種簡單的結(jié)構(gòu)，并且價格便宜、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，大幅度降低了成本?？傮w來講，該傳動方案滿足工作機(jī)的性能要求、適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成本低傳動效率高。2.電動機(jī)的選擇（1）選擇電動機(jī) 按已知的工作要求和條件，選用Y132M26電動機(jī)。（2）選擇電動機(jī)功率工作機(jī)所需的電動機(jī)輸出功率為 Pd=Pw/ Pw=FV/1000w 所以 Pd=FV/1000w由電動機(jī)至工作機(jī)之間的總效率（包括工作機(jī)效率）為 ·w=1·2·3·4·5·6 式中：1、2、3、4、5、6分別為帶傳動、齒輪傳動的軸承、齒輪傳動、聯(lián)軸器、卷

4、筒軸的軸承及卷筒的效率。根據(jù)機(jī)械設(shè)計指導(dǎo)書P6表23得：各項所取值如下表：種 類取 值帶傳動V帶傳動096齒輪傳動的軸承球軸承099齒輪傳動8級精度的一般齒輪傳動097聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器098卷筒軸的軸承球軸承099卷筒的效率096·w=096×0992×097×098×099×096085所以 Pd=FV/1000w=2000×181000×085kW=423kW(3)確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速nw=60×1000D60×1000×18×450r/min=764 r/

5、min按推薦的合理傳動比范圍，取V帶傳動的傳動比i1=24,單級齒輪傳動比i2=35,則合理總傳動比的范圍為i=620，故電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為 nd=i·nw=(620)×764 r/min nd=（4581528）r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 r/min、1000 r/min、1500 r/min，由機(jī)械設(shè)計指導(dǎo)書附錄8附表81查出有三種適用的電動機(jī)型號，其技術(shù)參數(shù)及傳動比的比較情況見下表。方案電動機(jī)型號額定功率PedkW電動機(jī)轉(zhuǎn)速/ r/min傳動裝置的傳動比同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動比帶齒輪1Y160M285575072094233142Y132M265510

6、00960125734193Y132S455150014401885355385綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量以及帶傳動和減速器的傳動比，比較三個方案可知：方案1的電動機(jī)轉(zhuǎn)速低，久廓尺寸及重量較大，價格較高，雖然總傳動比不大，但因電動機(jī)轉(zhuǎn)速低，導(dǎo)致傳動裝置尺寸較大。方案3電動機(jī)轉(zhuǎn)速較高，但總傳動比大，傳動裝置尺寸較大。方案2適中，比較適合。因此，選定電動機(jī)型號為Y132M26，所選電動機(jī)的額定功率Ped=4kW，滿載轉(zhuǎn)速nm=960 r/min，總傳動比適中，傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊。3.計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)（1） 各軸轉(zhuǎn)速 軸：n=nmi0=9603 r/min=320 r/min 軸

7、：n= ni1=320419 r/min=764 r/min 卷筒軸：nw= n=764 r/min（2） 各軸的輸入功率軸：P=Pd·01=423×096 kW=406 kW軸：P= P·12= P·2·3=406×099×097 kW=39 kW卷筒軸：Pw= P·34= P·5·6=39×099×096 kW=37 kW（3）各軸輸入轉(zhuǎn)矩 電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩：Td=9550×Pdnm=9550×423960N·m=421 N·m 軸：

8、T= Td·i0·01=421×3×096 N·m1212 N·m 軸：T= T·i1·12= T·i1·2·3=1212×419×099×097 N·m4877 N·m 卷筒軸：Tw= T·i2·34= T·i2·5·6=4877×1×099×096 N·m463.4 N·m運動和動力參數(shù)的計算結(jié)果列于下表：軸名參數(shù)電動機(jī)軸軸軸卷筒軸轉(zhuǎn)

9、速n/( r/min)輸入功率p/ kW輸入轉(zhuǎn)矩T/ N·m9604.2342.13204.06121.276.43.9487.776.43.71463.4傳動比i效率30.964.190.9610.95三、傳動零件的設(shè)計計算1.選擇聯(lián)軸器的類型和型號一般在傳動裝置中有兩個聯(lián)軸器：一個是連接電動機(jī)軸與減速器高速軸的聯(lián)軸器，另一個是連接減速器低速軸與工作機(jī)軸的聯(lián)軸器。前者由于所連接軸的轉(zhuǎn)速較高，為了減小起動載荷、緩和沖擊，應(yīng)選用具有較小轉(zhuǎn)動慣量的彈性聯(lián)軸器，如彈性柱銷聯(lián)軸器等。后者由于所連接軸的轉(zhuǎn)速較低，傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，減速器與工作機(jī)常不在同一底座上而要求有較大的軸線偏移補償，因此常選

10、用無彈性元件的撓性聯(lián)軸器，例如十字滑塊聯(lián)軸器等。根據(jù)設(shè)計的尺寸所選的聯(lián)軸器有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：d許用轉(zhuǎn)矩/ N·m許用轉(zhuǎn)速/ r/minD0DLS36,40500250601101600.5+0.50 2.設(shè)計減速器外傳動零件 帶傳動的設(shè)計注：以下所涉及到的公式、表、圖都是來自機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第三版第八章。（1）.確定計算功率Pc由表8.21查得KA=1.4,由式8.12得 Pc=KA·P=1.4×5.57.7 kW（2） 選取普通V帶型號根據(jù)Pc=7.7 kW，n1=960 r/min,由圖8.12選用B型普通V帶。（3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1，dd2根據(jù)表8.6和圖8

11、.12選取dd1=140mm,且 dd1=140mm>dmin=125mm大帶輪直徑為 dd2= n1·dd1/n2=960×140320mm=420mm按表8.3選取標(biāo)準(zhǔn)值dd2=400mm,則實際傳動比i，從動輪的實際轉(zhuǎn)速分別為 i= dd2/ dd1=400/140mm=2.86 n2= n1/i=960/2.86 r/min=336 r/min從動輪的轉(zhuǎn)速誤差率為（336320）/320×100%=5%在±5%以內(nèi)為允許值（4）驗算帶速V V=dd1 n160×1000×140×96060×1000m

12、/s=7.03m/s帶速在525 m/s范圍內(nèi)（5）確定帶的基準(zhǔn)長度Ld和實際中心距a利用下式初步確定中心距a0 0.7(dd1+ dd2)a02(dd1+ dd2)即 0.7×（140400)mma02×（140400)mm 378 mma01080mm取a0=500mm L0=2a0+/2(dd1+ dd2)+（dd2dd1）2/4a0 =2×500/2×（140400)（400140)2(4×500)） =1881.6mm由表8.4選取基準(zhǔn)長度Ld=1800mm由式8.16得實際中心距為 aa0+（LdL0）/2 =500+(180018

13、81.6)/2 =459mm中心距a的變化范圍為 amin=a0.015 Ld =(4590.015×1800)mm =432mm amax=a+0.03 Ld =(459+0.03×1800)mm =513mm(6)校驗小帶輪包角1由式8.17得 1=1800（dd2dd1）×57.30/a =1800（400140) ×57.30459 =147.5401200（7）確定V帶根數(shù)由式8.18得 ZPcP0= Pc(P0+P0)KKL根據(jù)dd1=140mm，n1=960 r/min，查表8.10根據(jù)內(nèi)插法可得： P0=1.82+（2.131.82）&#

14、215;（960800）（980800）kW =2.096kW取P0=2.1kW由式8.11得功率增量P0P0=Kbn1(11/Ki)由表8.18查得Kb=2.6494×10-3根據(jù)傳動比i=2.86，查表8.19得Ki=1.1373，則 P0=2.6494×10-3×960×（111.1373）kW =0.31 kW由表8.4查得帶長度修正系數(shù)KL=0.95,由圖8.11查得包角系數(shù)Ka=0.92得普通V帶根數(shù)： z=7.7（2.1+0.31）×0.92×0.95 =3.66圓整取z=4（8）求初拉力F0及帶輪軸上的壓力FQ由表8.

15、6查得B型普通V帶的每米長質(zhì)量q=0.17kg/m，根據(jù)式8.19得單根V帶的初拉力為： F0=500 Pc(2.5Ka1) zv+qv2 =500×7.7×（2.50.921）4×7.03+0.17×（7.03）2N =243.53N由式8.20可得作用在軸上的壓力FQ為 FQ=2 F0zsina1/2 =2×243.53×4sin147.540/2N =1870.6N(9)設(shè)計結(jié)果選用4根B4000GB/T 11541997 的V帶，中心距a=459mm，帶輪直徑dd1=140mm，dd2=400mm，軸上壓力FQ=1870.6N

16、2. 齒輪傳動的設(shè)計注：以下所涉及到的公式、表、圖都是來自機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第三版第十章。（1） 選擇齒輪材料及精度等級小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220250HBS；大齒輪選用45鋼正火，硬度為170210HBS。因為是普通減速器，由表10.21選8級精度，要求齒面粗糙度Ra3.26.3um（2） 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計因兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪，可應(yīng)用式10.22求出d1值。確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)： 轉(zhuǎn)矩T1 T1=9.55×106×P/ n1 =9.55×106×4.06320 =1.21×105N·m 載荷系數(shù)K查表10.11取K=1.4 齒

17、數(shù)z、螺旋角和齒寬系數(shù)d小齒輪的齒數(shù)取為z1=25，則大齒輪齒數(shù)z2=105，因單級齒輪傳動為對稱布置，而齒輪齒面又為軟齒面，由表10.20選取d=1 許用接觸應(yīng)力H由圖10.24查得 Hlim1=560MPa Hlim2=530MPa由表10.10查得SH=1 N1=60njLh=60×320×1×(5×365×24)=8.41×108 N2= N1i=8.41×1084.19=2.01×108查圖10.27得ZNT1=1 ZNT2=1.06由式10.13可得 F1= = =560MPaZNT2Hlim2 F2=

18、 1.06×560= MPa 1 =562MPa m=d1z1=47.0225=1.88由表10.3取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2mm（3） 計算主要尺寸 d1=m z1=2×25mm=50mm d2=m z2=2×105mm=210mm b=d d1=1×50=50mm經(jīng)圓整后取b2=50mm b1= b2+5mm=55mm a=1/2m(z1+ z2)=1/2×2×(25+105)mm=130mm（4） 按齒根彎曲疲勞強度校核由式10.24得出F，如果FF，則校核合格確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù): 齒形系數(shù)YF查表10.13得YF1=2.65 YF2=2

19、.18 應(yīng)力修正系數(shù)YS查表10.14得YS1=1.59 YS2=1.80 許用彎曲應(yīng)力F由圖10.25查得F lim1=210MPa Flim2 =190MPa由表10.10查得SF=1.3由圖10.26查得YNT1= YNT2=1 YNT1F lim1 H1= SF 210 = MPa 1.3 =162MPa YNT2H lim2 F2= SF 190 = MPa 1.3 =146MPa 2K T1 故 H= ·YH YS1bm2z1 2×1.4×4.21×104×2.65×1.59 = MPa 50×4×25

20、 =99MPaF1=162MPa YF2YS2 F2=F1 YH YS1 99×2.18×1.8 = MPa 2.65×1.59 =92F2=146MPa齒根彎曲強度校核合格。（5） 驗算齒輪的圓周速度V d1n1 V= m/s 60×1000 ×50×960 = m/s 60×1000 =2.51m/s由表10.22可知，選8級精度是合格的。（6） 計算幾何尺寸及繪制齒輪零件工作圖略。 3.軸的設(shè)計注：以下所涉及到的公式、表、圖都是來自機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第三版第十四章。軸的設(shè)計（1） 選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力由已知條件知減速器

21、傳遞的功率屬小功率，對材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。由表14.7查得強度極限B=650MPa，再由表14.2得許用彎曲應(yīng)力1b=60MPa（2） 按扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑根據(jù)表14.1得C=107118。又由式14.2得 d107118 mm=24.9627.52 mm考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，會有鍵槽存在，故將估算直徑加大3%5%，取為24.9627.45mm。由設(shè)計手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑d1=25mm。（3） 設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)草圖由于設(shè)計的是單級減速器，可將齒輪布置在箱體內(nèi)部中央，將軸承對稱安裝在齒輪兩側(cè)，軸的外伸端安裝半聯(lián)軸器。1） 確定軸上零件的位置和固定方式要確定軸的結(jié)構(gòu)開關(guān)，必須先確定軸上零件的裝配順序和固定方式。參考圖14.8，確定齒輪從軸的右端裝入，齒輪的左端用軸肩（或軸環(huán)）定位，右端用套筒固定。這樣齒輪在軸上的軸向位置被完全確定。齒輪的周向固定