1、本科毕业设计论文带式输送机传动设置机械设计课程设计报告燕 山 大 学机 械 设 计 课 程 设 计 报 告题目： 带式输送机传动设置 学 院： 机械工程学院 年级专业： 材料成型及控制工程 学 号： 130101020054 学生姓名： 庞国东 指导教师： 1、 课程设计目标与设计内容 1.1课程设计的目标1.1.1课程设计意义和目的机械设计课程设计是机械类专业的主干技术基础课，通过课程设计有助于我们建立工程观点，培养正确的设计思想，让我们掌握设计机械传动装置和一般机械的能力。其目的是：1）培养理论联系实际的设计思想和工作作风，培养我们综合运用各种机械零件和机构的基本知识，以及其他先修课程的理
2、论知识，结合生产实际，解决工程问题的能力。2）学习和掌握通用机械零、部件、机械传动装置或简单机械的基本设计方法和程序。3）掌握机械设计工作的基本技能，如计算、绘图、熟悉和运用资料以及应用经验数据、进行估算和处理数据的能力。1.1.2设计内容：传动方案的分析和拟定；选择电动机；计算传动装置的运动参数和动力参数；传动零件、轴的设计计算；轴承、联接件、润滑密封和联轴器的选择计算；减速器箱体结构设计及其附件的设计、绘制装配图和零件工作图、编写设计说明书以及设计总结和答辩。 1.2课程设计内容1.2.1设计题目：带式输送机传动设置1.2.2传动简图：1.2.3数据：F=1969N D=0.31m V=0
3、.35m/s1.2.4其他条件：使用地点：煤厂 生产批量：中批载荷性质：中等冲击 使用年限：八年一班2、传动系统方案制定与分析 1、二级圆柱齿轮减速器：传动比一般为8-40，结构简单，应用广泛。展开式的高速级常用斜齿，由于齿轮相对于轴承为不对称布置，因而延齿向载荷分布不均，要求轴有较大刚度，用于载荷平稳的场合。 2、二级圆锥齿轮减速器：锥齿轮布置在高速级，圆锥齿轮为直齿时i=8-20，为斜齿或曲线齿时i=8-40。 3、齿轮蜗杆减速器：传动比一般为15-60，最大到480。蜗杆传动在高速级，传动效率较高。本设计传动比大于40，且要求结构紧凑，故选择齿轮蜗杆减速器。3、传动方案的技术设计与分析
4、3.1 电动机选择与确定3.1.1 电动机类型和结构形式选择：无特殊要求，一般选用Y系列三相交流异步电动机，它具有高效、节能、噪音小、振动小、运行安全可靠的特点，安装尺寸和功率等级符合国际标准(IEC)，适用于无特殊要求的各种机械设备，如机床、运输机、鼓风机以及农业机械、食品机械等。对于频繁启动、制动和换向的机械（如起重机械），宜选用允许有较大振动和冲击，转动惯量小，过载能力大的YZ和YZR系列起重用三相异步电动机。本设计无特殊要求，故选择Y系列三相交流异步电动机。 3.1.2电动机容量确定：工作机输出功率=0.781kW取1=0.99（弹性联轴器）,2=0.8（蜗杆） ,3=0.97（齿轮）
5、,4=0.98（轴承）,w=0.96（卷筒）电动机的容量的选择对其工作和经济性影响很大。容量小于工作要求，就不能保证工作机正常工作，或使电动机长期过载而过早损坏；容量过大则电动机价格高，能力又不能充分利用，由于经常不能充分利用，由于经常不满载运行，效率和功率因数都较低，增加电能消耗。电动机的容量主要根据运行时的发热条件来决定。本题目给的工作机在载荷变化中等条件下连续运转的机械，而且传递功率较小，只需使电动机的额定功率Ped稍大于电动机的实际输出功率Pd就可以，一般不需要校核发热和启动力矩。3.1.3电动机转速选择：按推荐的传动比合理范围，二级蜗杆-圆柱齿轮减速器，故电动机转速可选范围符合这一范
6、围的同步转速为940r/min、910r/min，综合考虑选用同步转速为940r/min，电动机型号为Y100L-6，主要性能如下表：电动机型号额定功率（Kw）同步转速（r/min）满载转速（r/min）Y100L-61.510009402.02.2 3.2 传动装置总传动比确定及分配3.2.1传动装置总传动比确定：总传动比为3.2.2各级传动比分配：蜗杆齿轮减速器一般可取齿轮的传动比：传动比的分配直接影响传动装置的外廓尺寸、重量及润滑条件等。传动比分配原则：1）各级传动比都应在常用的合理范围内，以符合各级传动形式的工作特点，并使结构比较紧凑。2）尽量使传动装置外廓尺寸或重量较小。3）在两级或
7、多级齿轮减速器中尽量使各级大齿轮浸油深度合理。4）使各级传动尺寸协调，结构匀称合理，便于安装。综合考虑，取i1=20，则i2=2.183.2.3传动装置的运动和动力参数的计算设蜗杆为1轴，蜗轮轴为2轴，齿轮轴为3轴,卷筒轴为4轴1）各轴转速：nI=nm =940 r / minnII=nI / i1= 940/20= 47r / minnIII =nII / i2=47/2.18=21.56r / minn IV=nIII=21.56r / min 2）各轴输入功率：PI=Pd1=1.0130.99=1.003kWPII=PI24=1.0030.80.98=0.786kWPIII=PII34=
8、0.7860.970.98=0.7475kWPIV=PIII14=0.74750.990.98=0.725kW3）各轴输入转距： Td=9550Pd/nm=95501.013/940=15.24Nm TI=9550PI/nI=10.19Nm TII=9550PII/nII=159.7Nm TIII=9550PIII/nIII=331.1Nm TIV=9550PIV/n IV=321.1Nm 运动和动力参数计算结果整理于下表：轴号功率P（Kw）转矩T(Nm)转速n（r/min)传动比i效率电机轴1.01315.249401.00 0.99轴1.00310.1994020 0.784轴0.7861
9、59.7472.18 0.9506轴0.7475331.121.561.00 0.9702卷筒轴0.725321.121.564、传动零件的设计计算 4.1齿轮传动设计方案 4.1.1软齿面硬齿面方案选择齿面承载能力与齿面硬度有关，硬度越高，承载能力越强。本设计中载荷较小，工作年限较短，故选择齿轮选择软齿面。 4.1.2齿轮设计及校核原则闭式软齿面主要失效形式是齿面点蚀，故设计齿轮时应按齿面接触疲劳强度进行设计，并按齿根弯曲疲劳强度校核。4.2蜗杆蜗轮的选择计算4.2.1选择蜗杆的传动类型 根据GB/T 100851988的推荐,采用渐开线蜗杆(ZI)。4.2.2初选材料、精度等级和蜗杆头数
10、a.材料：蜗杆:45钢，调质处理； 蜗轮：铸锡青铜ZCuSn10P1，金属膜铸造。轮芯用45钢制造。 b.精度等级：初选取8级 c.蜗杆头数：z1=2（由i=20取） 则z2=i1z1=40 1）按齿面接触疲劳强度进行计算根据闭式蜗杆传动的设计准则,先按齿面接触疲劳强度进行设计,再校核齿根弯曲疲劳强度。a.计算公式 查表得：9.47cos=9.26b.确定载荷：K=KAKKV c.工作机中等冲击，取工作情况系数 KA=0.9-1.5，取KA=1.0 d.取齿间载荷分布系数K=1.1 e.假定取Kv=1.06 则K=1.01.11.06=1.17f.作用在蜗轮上的转距T2 =159700Nmm查
11、表得 ZE=155.0 b=220MPa 应力循环次数：604783008=5.41107则=160Mp =9.261.17163000=974mm3 据m3q974,由表7-4取查取 当m3q=1000时 m=5mm，d1=40mm，q=8 2）蜗杆与蜗轮的主要参数及几何尺寸中心距a mm A、蜗杆导程角= 头数z1=2，直径系数q=8；分度圆直径d1 =40mm；分度圆导程角= B、蜗轮 a.蜗轮齿数 z2=40 b.蜗轮分度圆直径 d2=mz2=540=200mm c.蜗轮喉圆直径 da2=d2+2m=200+251=210mm d. 蜗轮齿根圆直径 df2=d2-2m=200-25（1
12、+0.2）=187mme.确定精度等级 3m/s,则 Kv不变Vs= 故初选9级精度等级合适。 3)校核齿根弯曲疲劳强度 当量齿数 zv=z2/cos3=41.2由此，查表可得齿形系数YF=1.76-（1.76-1.68）1.2=1.74。螺旋角系数 Y=1-/140=0.90许用弯曲应力 由表7-11，由于轮齿双面受力，则弯曲应力 Mpa由于42.2Mpa 则满足弯曲强度。 4)效率计算 a.啮合效率 由表7-10查得=2 b.搅油效率取0.99，滚动轴承效率取0.98/对 则 c.复核 误差，故无应力问题，不必再做修正。 5)精度等级公差和表面粗糙度的确定 考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动
13、，属于通用机械减速器，从GB/T 100891988 圆柱蜗杆、蜗轮精度中选择8级精度，侧隙种类为f，标注为8f GB/T 100891988。 6）热平衡核算。 其中t=20，=0.81，P1=1.25Kw，取Kd=15W/（m2） 箱体面积 则工作油温为 80，满足温度要求。 4.3斜齿轮传动选择计算 1).选精度等级、材料及齿数运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度。材料选择，选择小齿轮材料为45钢（正火），硬度为240HBS，大齿轮材料为45 钢（调质）硬度为190HBS。选小齿轮齿数z1=25，大齿轮齿z2=252.18=54.5圆整为z2=55选取螺旋角 螺旋角一般为8o-
14、25o ，选用=15o。齿宽系数 选用 2).按齿面接触疲劳强度设计确定小齿轮分度圆直径 确定公式内各计算数值a.KA-使用系数 查表6-4 由于运输机的工作机和原动机中等冲击，取 KA=1.25b. KV -动载系数 预估圆周速度v=4m/s，则vZ1/100=1m/s 查图6-11a)得 KV=1.06c.齿间载荷分配系数 端面重合度 = 轴向重合度 总重合度 查图6-13取 d.齿向载荷分布系数 查图6-17取 则K=KAKVKK=1.251.081.431.07=1.98e.弹性影响系 查表6-5得 ZE=189.8f.区域系数 查图6-19取 ZH=2.41g.重合度系数 h.螺旋角系数 则i.接触疲劳强度极限查图取 Hlim1=560MPa Hlim2=450MPaj. 应力循环次数 查表6-25得接触疲劳寿命系数 KHN1=KHN2 =1.0k.计算接触疲劳许用应力，取安全系数SH=1则 故 小齿轮分度
