帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置

設(shè)計(jì)題目:帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置原始數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶拽引力F=360ON運(yùn)輸帶速度v=0.85滾筒直徑D=400mm使用年限5年，雙班制29200h速度允許誤差±5%一確定傳動(dòng)方案根據(jù)工作要求，可擬定幾種傳動(dòng)方案，如圖所示。(b)5圖所示為電機(jī)直接與圓錐齒輪-——圓柱齒輪減速器相聯(lián)結(jié)，結(jié)構(gòu)緊湊，但是減速器的傳動(dòng)比和結(jié)構(gòu)尺寸較大。圖所示為第一級(jí)用帶傳動(dòng)，后接圓錐齒輪-——圓柱齒輪減速器。帶傳動(dòng)能夠緩沖，吸震，過(guò)載時(shí)起安全保護(hù)的作用，且可以減小減速箱的尺寸。綜合考慮本題，工作環(huán)境一般有輕微震動(dòng)，可選方案(b)傳動(dòng)方案的擬定傳動(dòng)方案如下:1-電機(jī)聯(lián)軸器減速器鼓輪傳動(dòng)帶二選擇電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置總效率耳=耳耳3耳耳耳耳=0.96x0.993x0.96x0.97x0.96x0.99=0.82412 3456n=0.96帶傳動(dòng)效率1n=0.99滾動(dòng)軸承效率2n=0.96圓錐齒輪傳動(dòng)效率3n=0.97圓柱齒輪傳動(dòng)效率4n=0.99聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率5n=0.96卷筒的傳動(dòng)效率6工作機(jī)輸入功率:p=fv=3600x0.85=3.06kww電動(dòng)機(jī)所需要功率：p=-Pwkw=3.06kw=3.714d耳0.824a確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)：運(yùn)輸帶鼓輪的工作轉(zhuǎn)速為：60x1000xv .耳= =40.58r/ming 兀D按課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)p_表2-1查得圓錐-圓柱齒輪的傳動(dòng)比一般范圍為:i=10?25,故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：an=i-n=(10~25)x40.58r/min=405.8~1014r/minaa根據(jù)功率p>p,且轉(zhuǎn)速滿(mǎn)足：405.8<n<1014r/mined d d選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：Y132M2-6參數(shù)：額定功率為：P=5.5kw電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速n=960r/minm電動(dòng)機(jī)軸伸出直徑D=38mm,電動(dòng)機(jī)收伸出長(zhǎng)度L=80mm三運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算：1總傳動(dòng)比及其分配總傳動(dòng)比i=n/n=960/40.58=23.66a mg2分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比直齒輪-圓柱斜齒輪傳動(dòng)比:帶傳動(dòng)比：i=2.51錐齒輪傳動(dòng)比：i=2.82圓柱斜齒輪傳動(dòng)比：i=3.383

計(jì)算減速器各軸轉(zhuǎn)速：n=n=960/2.5=384.0r/minImn=n/2.8=384/2.8=137.14r/minin=n/3.8=137.14/3.8=40.57r/miniin =n=40.57r/min卷軸器iii減速器各軸功率計(jì)算：p=p耳耳=3.714x0.96x0.99=3.53kwId12p=p耳耳=3.53x0.99x0.96=3.39kwIi Ii23p=p耳耳=3.39x0.99x0.97=3.26kwIII II24軸號(hào)功率p(kw)轉(zhuǎn)速n(r/min)轉(zhuǎn)矩T軸號(hào)功率p(kw)轉(zhuǎn)速n(r/min)轉(zhuǎn)矩T(N/m)電動(dòng)機(jī)軸3.71496036.95I軸3.5338487.79II軸3.39137.14236.07皿軸3.2640.57767.39卷筒軸3.09340.57728.08p=p耳耳=3.26x0.96x0.99=3.093kw卷筒軸III56減速器各軸功率轉(zhuǎn)速.轉(zhuǎn)矩列表：四帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)1.確定V帶型號(hào)和帶輪直徑：k=1.2Ap=4.46kwcA型取D=112mm1工作情況系數(shù)KA：由表11.5確定（載荷輕微震動(dòng)，雙班制）計(jì)算功率p=k-p=1.2x3.714=4.46kwc Ad選帶型號(hào)：由圖11.15（小帶輪轉(zhuǎn)速，Pc）小帶輪直徑：由表11.6，Dmin=75mm（A型）大帶輪直徑：n=n1 m

帶根數(shù)：由表11.8，P=帶根數(shù)：由表11.8，P=1.18kw;由表11.7，k=0.95;0 a由表11.12，k=0.99；由表11.10,Ap=0.11kwPz= c(p+Ap)kk0 0al4.46=3.6&取z=4-(1.18+0.11)x0.95x0.995.求軸上載荷張緊力：由表11.4，q=0.10kg/m,貝UF=500丄(2.5-ka)+qv20vzka446 25-095=500x ( - )+0.10x5.63=162.13N5.63x4 0.95軸上載荷：F=2zFsin=2x4x162.13xsin16015=1277.63NQo2 2帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)略此帶為普通v帶B=(z-1)e+2f=65mmF=162.13N0由題可知，小齒輪選用40Cr,調(diào)制處理，硬度為240?280HB,取平均硬度260HB；大齒輪選用45號(hào)鋼，調(diào)制處理，硬度為230HB。齒面接軸疲勞強(qiáng)度計(jì)算:齒數(shù)z和精度等級(jí)：取z=24,z=iz=2.8x24=67.2,取68121估計(jì)V沁4m/s,由表12.6，選8級(jí)精度。嗎使用壽命K，由表12.9，取K=1.25TOC\o"1-5"\h\zA A動(dòng)載系數(shù)K，由表12.9，取K=1.18v VKF齒間載荷分配系數(shù)K，由表12.10,估計(jì)Z<100N/mmHa bcos6= = =0.94cos6= = =0.941vu2+1 2.82+1F=1277.63NQz=24,z=6812選用8級(jí)精度K=1.25AK=1.18V’ 4.7KTTOC\o"1-5"\h\zd> i1屮（1-0.5屮）2u*R R=107.54mm驗(yàn)算圓周速度及KaFt/bd=（1-0.5屮）d=91.41mmml R1v= "m1"1=1.84m/s（與估計(jì)值相近）m60x1o0o2TF=—=2TF=—=1921Ntdm1b=屮R=屮 d1一RR2sinc1d=屮? 1RV1-COS2c1=47.3mmm=4.5mmd=108mm1d=306mm2KF4^=50.8N/mm<100NKF4^=50.8N/mm<100N/mm（與原估計(jì)值相符）b確定傳動(dòng)主要尺寸大端模數(shù)m,m=匕=4.49mm,由表12.3,取m=4.5mmz一1實(shí)際大端分度圓直徑d,d=mz=108mm11d=mZ=306mm22m1錐距R,R=—「z2+z2=162.25mm2'1 2齒寬b,b=屮R=0.3x162.25=48.68mm,取b=49mmR齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算：齒形系數(shù)Y，由圖12.30,F=2.73,F=2.15Fa Fa1 Fa2應(yīng)力修正系數(shù)Y，由圖12.31，Y=1.64,Y=2.07Sa Sa1 Sa2075重合系數(shù)Y，y=0.25+—=0.68EE ￡aV齒間載荷分配系數(shù)K，由表12.10FaKF/b<100N/mmAtR=162.25mmb=49mmY=2.73Fa1y=2.15Fa2Y=1.64Sa1Y=2.07Sa2Y=0.68￡k=丄=1.47FaYc載荷系數(shù)K,K=KKKK=3.90AVFaP彎曲疲勞極限t k=丄=1.47FaYc載荷系數(shù)K,K=KKKK=3.90AVFaP彎曲疲勞極限t ，由圖12.23cq =600MpaFlim Flim1t =510MpaFlim2彎曲最小安全系數(shù)S ，由表12.14,S=1.25Fmin Fmin彎曲壽命系數(shù)Y，由題意，Y=Y=1.0N N1N2尺寸系數(shù)Y，由圖12.25，Y=1.0許用彎曲應(yīng)力t」F「」tYY600x1.0x1.0t」=Fiiminx= =480MpaF1S 1.25Fmib570x1.0x1.0=456MpaK=1.47FaK=3.901.25tLF2

驗(yàn)算tFlim1tFlim2=600Mp=570Mpa1.254.7KTYYY■y 1^Fa1—Sal―c—(1-0.5^J2z2m3\u2+1t=—F1屮R 'R14.7x3.90x87790x2.73x1.64x0.68S=1.25Fmin=Y=1.0N1 N2=1.0x0.3x r 1 =144.84Mpa<t」-0.5x0.3上x(chóng)242x4.53x*2.82+1 F1YY“。,2.15x2.07—“ 「］t=t Fa2Sa2=144.84x =144.0Mpa<t」F2 F1YY 2.73x1.64 f2Fa1Sa1t」=480Mpt」=456MpF2tF1tF2=144.84Mpa=144.0MpT=T=236.068N1選擇齒輪材料，小齒輪40Cr，調(diào)制，硬度260HB，大齒輪45號(hào)鋼,調(diào)制，硬度240HB.齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算：初步計(jì)算P 339轉(zhuǎn)矩T，T=9.55x106=9.55x106x =236068N/mm1 n 137.141

齒寬系數(shù)屮，查表12.13，可取屮=1.0d dA值，由表12.16，估計(jì)卩q10。，取A=81d d初步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力Q]:由圖12.17cHc =710MpaQ =580Mpa,Hlim1 Hlim2cJ=0.9c =639MpaH1 Hlimlc」=0?9c =522MpaH2 Hlim2初步計(jì)算的小齒輪直徑d 1'、~~T“U+13：屮C~XuLdHO1i'2360683.38+1 …麗」”=81x3 x =84.3,取d=85mm"x5222 3.38 1初步齒寬b,b=屮d=85,取b=85mmd1校核計(jì)算圓周速度v,v= =0.61m/s60x1000齒數(shù)z，模數(shù)m和螺旋角卩取z=2&z=iz=94.6q95121d85=—^= =3.04，由表12.3，取m=3mmz28 n3=3=arccos304=9.30。（和估計(jì)值接近）m=arccos—nmt由表12.9,由表12.9,由表12.9,由表12.9,K=1.25AK=1.1AA動(dòng)載系數(shù)K:V齒間載荷分配系數(shù)K:Ha由表12.10,先求F 2T 2x236068mF= 1= =5555Ntd 851KF1.25x5490= =80.7N/mm<100N/mmb 85

1.88-3.2cosP=1.88-3.2cosP=1.71Iz z丿v12丿表12.8,=血=表12.8,=血=—anP=1.46兀表12.8,表12.8,兀mn=8+8a Ptana tan20=arctan廣=arctan =20.24。cosP cos9.30。=1.71+1.46=3.17表12.8,cosP=cosP表12.8,cosP=cosPcosa/cosa=0.99b nt由此得K =K=8/cos2P=1.75Ha Faa b齒向分布載荷系數(shù)K，由表12.11HP2+C?10-3b=1.17+0.16x12+0.61X10-3x85=1.388■4-8 a38(1-8)+-^=

P8at]=H2cZ—Hlim2_N2SHmin=652MpaKHPrKHP=A+B—<di丿載荷系數(shù)K=KKKK =1.25x1.1x1.75x1.38=3.32AVHaHP彈性系數(shù)Z，Z=189.8、.：'Mpa；節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)：由圖12.16，Z=2.37EE H重合度系數(shù)z，由式12.31，因8>1,8=1,故PP丄=:丄=0.76■8 1.71a旋轉(zhuǎn)角系數(shù)z，Z=“osP=vcos9.30=0.99接觸最小安全系數(shù)S ，由表12.14，S=1.05Hmin Hmin接觸壽命系數(shù)Z，由圖12.18，Z=1.13,Z =1.18N N1 N2許用接觸應(yīng)力C，]=—Hliml_=764MpaHHlSHmin驗(yàn)算：C■'2KTu+驗(yàn)算：C1?—TOC\o"1-5"\h\zPbd2 u185x8522x3.61x2360683.38+1=189.8x2.37x0.7685x85285x852 3.38=642Mpa<C]H2

確定傳動(dòng)主要尺寸d(i+1)85x(3.38+1)中心距a,a=t= =186.15mm22實(shí)際分度圓直徑d,因中心距未作圓整，故分度圓直徑不會(huì)改變，即:1ad= =85,d=id=287.3mm1i+1 2 1齒寬b,b=屮d=85mmd128 =29.13cos39.3028 =29.13cos39.30=2.18FaV1 COS3p7z= 2 =98.84V2cos3P由圖12.21，Y=2.55,YFa1 Fa2應(yīng)力修正系數(shù)Y，由圖12.22：SaY=1.62,Y=1.75Sa1 Sa2重合度系數(shù)Y：￡(11)——+——Iz z(11)——+——Iz z丿'V1V2y075=0.25+ =0.69￡￡aV螺旋角系數(shù)Y：P=1-￡LP P120。齒間載荷分配系數(shù)K，由表12.10注3,Fa￡=aV1.88-3.2cosP=1.71Y =1-0.25￡=0.75(當(dāng)￡>1時(shí)，按￡=1算)Pmin PPP=0.92>YPmin￡ 3.17cr￥ = =2.7￡Y 1.71x0.69a￡￡前已求得K=1.75< —,故K=1.75Fa ￡Y Faa￡齒向載荷分布系數(shù)：由圖12.14b/h=85/(2.25x3)=12.6

K=1.35FB載荷系數(shù)K：K=KKKKAVFaF^許用彎曲應(yīng)力：彎曲壽命系數(shù)Y:由圖12.24,N=1.25K=1.35FB載荷系數(shù)K：K=KKKKAVFaF^許用彎曲應(yīng)力：彎曲壽命系數(shù)Y:由圖12.24,N=1.25x1.1x1.75x1.35=3.25Y=0.95,YN1尺寸系數(shù)Y:由圖12.25,Y=1.0X X彎曲疲勞極限n ；由圖12.23c,nFlim Flim1=0.97N2彎曲最小安全系數(shù)S :由表12.14,SFmin許用彎曲應(yīng)力n」：F「」nYY 600x0.95x1.0n =—fiiminix= =456MpaF1S 1.25FminnYY450x0.97x1.0f1羅2n2x= =349.2MpaFminLLF2驗(yàn)算:1.251.25=600Mpa,L =450MpaFlim=1.25Fmin-^KTlYYYYbdmFa1Sa1eP1n2x3.25x236068 「］= x2.55x1.62x0.69x0.92=186Mpa<In」F1L=F1n=n Fa2Sa2=186x =172Mpa<nF2YY 2.55x1.62 F2Fa1Sa1七軸的初步設(shè)計(jì)計(jì)算：選取軸的材料及熱處理：選取45號(hào)鋼，調(diào)制處理按許用切應(yīng)力估算軸的最小直徑:d <C3：‘-minn由表16.2，取C=112I軸：d>112x3：-—=23.46,取d =30mm1min”軸：d2min'1122局'3.39”軸：d2min'1122局2min.326III軸：d >112x3 二48.33mm,取d 二50mm3min初選聯(lián)軸器和軸承：1?聯(lián)軸器選擇減速器輸出軸與工作機(jī)輸入軸采用彈性注銷(xiāo)聯(lián)軸器，其型號(hào)為:ZC50x107JB56x107主要參數(shù)尺寸如下：公稱(chēng)扭矩：T=2000N/m許用轉(zhuǎn)速:LL3550r/min2.軸承的選擇I軸選擇圓錐滾子軸承30207II軸選擇圓錐滾子軸承30209III軸選擇圓錐滾子軸承30211（軸I）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.擬定軸上零件的裝配方案下圖為I軸上的裝配方案軸的材料選用45號(hào)鋼，調(diào)制處理，g=650MpaQ=360MpaB S根據(jù)軸的初步設(shè)計(jì):

..￡一——G2?軸的長(zhǎng)度的確定..￡一——GA由帶輪的大帶輪決定我們由前面的帶傳動(dòng)帶輪寬為65mm為鍵槽預(yù)留一定長(zhǎng)度我們可確定d=31mm>l=70mmi iB由軸承決定前面選取的軸承30207，可確定d=35mml=16mm3 3(一般為利于固定l比B小1mm)3C.由經(jīng)驗(yàn)公式算軸肩高度：h=0.07x35+(1~2)=(3.5~4.5)mm,取軸肩高為5mm確定d=434 4由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》要求可得(1、=54mm取l=60.=54mm取l=60.4根據(jù)軸承安裝方便的要求，取d.d均比d小1mm,得5 3d=33mm，d=34mm2 5根據(jù)安裝軸承旁螺栓的要求，取l=20mm2根據(jù)齒輪與內(nèi)壁的距離要求，取l=16mm5根據(jù)齒輪孔的軸徑和長(zhǎng)度，確定d=32mml=53mm則：L1L2確定軸上各力作用點(diǎn)及支點(diǎn)跨距由于選定的是深溝球軸承，其負(fù)荷中心在軸向?qū)挾鹊闹悬c(diǎn)位置,■AMILT——:\""t?L]_■■L3（II軸）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：軸的材料選用：45號(hào)鋼，調(diào)制處理G二650MpaQ=360Mpa（一）做出軸的初步設(shè)計(jì)：由軸承30209可知，還要預(yù)留9mm的擋油板，當(dāng)然軸應(yīng)當(dāng)小1mm,但是打圓錐齒輪會(huì)占2mm,所以還是取l=29，d=45.11由齒輪的厚度為56mm,軸應(yīng)小2mm,所以取l=54,又考慮到l到l的過(guò)渡,212取d=47mm.23.l長(zhǎng)度適量取30mm,而軸肩應(yīng)大于8mm,我們就取d=54.TOC\o"1-5"\h\z34.由小齒輪的厚度85mm,決定，我們就取l=83mm取d=d=47mm4 25.由圓錐滾子軸承30211的厚度決定，再加上擋油板厚度10mm,和大齒輪多出的2mm,取l=31mm,d=45mm\o"CurrentDocument"5可以得到下圖

44.5 63）軸的數(shù)學(xué)計(jì)算部分:Ll=46.5mm.L2=98.5mm,L3=63mm軸的受力分析：軸上的功率P=3.39Kw,n=137.14r/min,T=236.07N/m22求作用齒輪上的力：大圓錐齒輪的圓周力F=2T/dTOC\o"1-5"\h\ztl 2md=(1-0.5申)d=(1-0.5x0.3)x280m RF=2T.1000/d=1983.8Nt1 2 mal tl“1軸向力F=Ftana.sine=1983.8xtan20x-1al tl<2.82+1=4.238N徑向力F=Ftana.cose=1983.8xtan20xcos1=r1 t1 2 <2.82+1=242.85N小圓柱齒輪的圓周力：F=2T1000/d=2x236.07x1000/85=5554.6N12F=Ftan卩=5554.6xtan9.30=909.7Na2 “

F=Ftana/cosP=5554.6?tan20/cos9.30=2048.7NTOC\o"1-5"\h\zr2 12求支反力：水平面上：F(L+L)—FL+F?85+F?306r12 3 r23 a22 a12R=—H1 L+L+L1 2 3=—242.97NF(L+L)—FL+F?85+F?306r21 2 r11 a22 al2R=—H2 L+L+L1 2 3=1562.9N垂直面上:RF(L+L)+FLV1 L+L+L1 2 3=3222.7NDF(L+L)+FLV2 L+L+L1 2 3=4315.7N根據(jù)受力圖畫(huà)出剪力圖和彎矩圖:豎直方向受力圖:剪力圖:

根據(jù)受力圖畫(huà)出剪力圖和彎矩圖:豎直方向受力圖:剪力圖:Mv：FrlRH2RH1剪力圖:剪力和:M合:Mv：FrlRH2RH1剪力圖:剪力和:M合:由上圖可知應(yīng)力最大處的位置，校核此處即可由于扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取a二0.6因此軸