設計任務書帶式輸送機傳動裝置課程設計任務書1．傳動裝置簡圖2．已知條件工作情況：兩班工作制，單向連續運轉，載荷平穩，輸送帶水平放置。工作環境：室內，有灰塵，最高環境溫度35℃動力來源：電力，三相交流，電壓380V/220V。工作壽命：8年。檢修間隔期：4年一次大修，2年一次中修，半年一次小修。制造條件：一般機械制造廠，小批量生產。齒輪減速器浸油潤滑；取大齒輪的攪油效率；取滾筒-輸送帶效率。3．設計任務選擇電動機型號。選擇聯軸器類型和規格。設計圓柱齒輪減速器。設計滾筒軸滑動軸承。繪制圓柱齒輪減速器裝配工作圖。繪制帶式輸送機總裝圖。繪制減速器中2～3個零件工作圖（由教師指定）。編寫設計計算說明書。4．技術參數題號參數12345678910輸送帶拉力F/kN7654輸送帶速度v/（m/s）滾筒直徑D/mm400400400450400500450400450450注：輸送帶速度允許誤差±5%擬定傳動方案注意事項：遵循高速級傳動比為低速級傳動比的到倍。此減速器應老師要求設計成二級傳動。斜齒圓柱齒輪較直齒圓柱齒輪傳動比高、傳動平穩、齒輪尺寸小，應放在二級減速器的高速級。減速器設計時，為齒輪壽命考慮，應選用閉式傳動。設計齒輪時應注意浸油潤滑要求：所沒尺寸大于一個齒高且小于齒輪直徑的六分之一。因為是兩級傳動，所以減速器內最少需要三根軸。確定軸的尺寸后，檢查齒輪是否與軸干涉。計算及說明結果二、電動機選用過程電動機的選定：，故選用n=1500r/min同步轉速的電動機滾筒,確定功率通用的電動機為Y系列三相交流異步電動機，Ｙ系列是一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機式，是我國新設計的統一系列，其安裝尺寸和功率等級符合國家標準，具有高效、節能、起動轉矩大、噪聲底、振動小、運行安全可靠等優點，因此，工業上應用最為廣泛，應優先選用。經常起動、制動和正反轉時，要求電機有較小的轉動慣量和較大的過載能力，一般選用起重及冶金用三相電機，常用為YZ或YZR系列各種型號電動機的技術數據、外型及安裝尺寸可查閱有關機械設計手冊或產品目錄。但是本設計依老師要求選用Y型根據功率，故電動機選用Y132S-4Y132S-4主要技術參數電動機型號額定動率/KW滿載轉速/(r/min)堵轉轉矩最大轉矩質量/kgY132S-4144068三、傳動裝置運動與動力參數計算總機械效率的確定：二級減速器中選用高速級為斜齒輪，低速級為直齒輪，=聯軸器選用彈性套柱銷聯軸器、GICL型鼓形齒式聯軸器，=滾動軸承選用3對圓錐滾子軸承，=滑動軸承選用1對，=攪油損失，==確定各級傳動比及各軸轉速：電動機—滾筒總傳動比由于高速級傳動齒輪為斜齒輪，其傳送效率較高，故選用，為各級傳動比效率所以確定各軸功率及轉矩：=,=，=，=,,,,三、傳動零件設計計算二級減速器齒輪參數計算：（一）高速級：斜齒圓柱齒輪確定齒輪自定義參數：β初取10°，材料初選：齒輪1：40Cr260HBW調質齒輪2：45鋼230HBW調質。因為齒輪為兩班工作制，一班工作時間為8小時，壽命為8年，所以齒輪工作時間為，循環次數N=60γn，其中γ為齒輪工作中轉一圈齒面嚙合的次數，所以γ=1所以，查表得：齒輪1、2的齒面接觸疲勞極限、彎曲疲勞極限為：最小安全系數、接觸強度和彎曲強度計算的壽命系數為：由計算齒面許用接觸疲勞應力、許用彎曲疲勞應力公式計算出：分析失效、確定設計準則：因為減速器功率較小，選用齒輪為軟齒面，最大可能失效是齒面疲勞，故選用接觸疲勞強度進行設計，確定主要參數，并且進行疲勞強度與彎曲強度驗算。按齒輪接觸疲勞承載能力計算齒輪主要參數：查表取值：小齒輪轉矩于是得=30.6mm,則取便于計算，mm，取a=130mm，則按經驗式=0.015a=×130=，取標準模數=2，，取=19，=×19=，取=109檢驗傳動比：傳動比誤差，因為，可用，所以取=19，=109，用β湊中心距a，在β角在8o~15o范圍內，可用兩齒輪直徑為，精確計算計算載荷：小齒輪速度，精度根據經驗選擇7級，則齒間載荷分配系數，使用系數,動載系數,齒向載荷分布系數，則=驗算設計：查表得：齒寬，，外齒輪復合齒形系數,由于，則螺旋角系數1、驗算齒輪彎曲疲勞承載能力＜滿足齒輪彎曲疲勞承載能力查表得：區域系數,螺旋角系數,彈性系數,2、驗算齒輪接觸疲勞承載能力應力誤差為,在誤差范圍內，即滿足齒輪接觸疲勞承載能力所以高速級傳動比為，低速級傳動比變為i=,Ⅱ軸真實的轉速為n=251（r/min）高速級斜齒圓柱齒輪傳動幾何尺寸計算名稱（公式）齒輪參數小齒輪大齒輪法向模數/mm22法向壓力角α/(°)2020螺旋角β°°分度圓直徑/mm齒頂高/mm22齒根高/mm全齒高/mm齒頂圓直徑/mm齒根圓直徑/mm頂隙/mm標準中心距/mm130節圓直徑/mm傳動比（二）、低速級：直齒圓柱齒輪確定齒輪自定義參數：α=20o，材料初選：齒輪340Cr250HBW調質齒輪445鋼220HBW調質齒輪使用時間同高速級為，N=60γn所以，查表得：齒輪3、4齒面接觸疲勞極限和彎曲疲勞極限為：最小安全系數、接觸強度和彎曲強度計算的壽命系數為：由公式齒面許用接觸疲勞應力、許用彎曲疲勞應力公式計算出：分析失效、確定設計準則：直齒圓柱齒面選用軟齒面，最大可能失效為齒面疲勞，因此進行齒面疲勞強度設計，確定主要參數，并且進行齒面彎曲強度校核和疲勞強度校核。按齒面接觸疲勞承載能力計算齒輪主要參數：初取載荷系數K=，減速傳動u=i=，查區域系數圖，標準齒輪,彈性系數，齒寬系數，許用齒面接觸疲勞應力值應將小值帶入，于是=66.6mm所以，取67mmmm，a取整170mm由經驗公式m=0.015a=2.55mm,取標準模數m=2.5mm=，取=28，同時+=136，取108檢驗傳動比：傳動比誤差，所以傳動比在誤差范圍內，可用即，精確計算計算載荷：主動齒輪傳動速度根據經驗，齒輪精度選用7級精度，則齒間載荷分配系數，使用系數,動載系數,齒向載荷分布系數，則=驗算設計：齒寬，查表得：外齒輪復合齒形系數,1、驗算齒輪彎曲疲勞承載能力：查表得：彈性系數，區域系數2、驗算齒輪接觸疲勞承載能力：所以最后總的計算傳動比為i=,滾筒的轉速為n=(r/min)在可允許范圍內。低速級直齒圓柱齒輪傳動幾何尺寸計算公式名稱（公式）齒輪參數小齒輪大齒輪模數m/mm壓力角α、（°）2020分度圓直徑d=mz/mm70270齒頂高/mm齒根高/mm全齒高/mm齒頂圓直徑/mm75275齒根圓直徑/mm基圓直徑/mm齒距/mm基圓齒距齒厚/mm齒槽寬/mm頂隙/mm標準中心距/mm170節圓直徑/mm70270傳動比驗算配油問題：以上計算齒輪符合配油原則（小于齒輪六分之一處且大于一個齒高）四、軸、軸承、聯軸器、鍵的設計計算及校核公共參數：箱體壁厚：δ=×170+1=＜8，取δ=9mm箱蓋壁厚：=×170+3=＜8，取=8mm箱蓋凸緣厚度：=×=12mm箱座凸緣厚度：b=×δ=13.5mm箱座底凸緣厚度：=×δ=22.5mm地腳螺釘直徑：=×a+12=17.76mm取18mm地腳螺釘數目：n=4軸承旁連接螺栓直徑：=×=13.32mm取14mm蓋與座連接螺栓直徑：=（~）=~10.656mm取10mm大齒輪頂圓與內箱壁距離：＞δ=10.8mm取11mm齒輪端面與內壁箱距離：＞δ=9mm取10mm視孔蓋螺釘直徑：=（~）=~7.1mm取6mm選取：根據潤滑方式的不同，有不同取值，油潤滑=2~5脂潤滑=8~10潤滑方式選擇根據軸承內徑d與軸承轉速n乘積大小確定選擇油潤滑選擇脂潤滑凸臺及凸緣的結構尺寸螺栓直徑M18M14M10242016221814363022855r533Ⅰ軸：因本設計中減速器功率小，故軸用材料選用45鋼即可，查表的參數：=35,=110由公式得Ⅰ軸最細=16.6mm又因為Ⅰ軸上有鍵槽，軸頸應加大5％，及Ⅰ軸最細應為17.4mm圓整后Ⅰ軸上取20mm同時考慮到Ⅰ軸與電動機相連，查表得到D=38mm綜上考慮，Ⅰ軸最細直徑取38mm，因為軸為齒輪軸，所以所用料為40Cr。于是=38mm則由于=+（8~10）=45mm,=+(2~5)=50mm,=+（2~5）=55mm選擇輸入軸聯軸器：由于輸入轉速高、扭矩大，故選用帶有彈性元件的聯軸器，此處選用彈性套柱銷聯軸器，查閱手冊根據電動機伸出軸的直徑選擇LT6聯軸器GB/T4323-2002具體參數如下表：型號公稱轉矩Nm許用轉速r/min軸孔直徑mm軸孔長度Mm轉動慣量kgm質量kgLT625038003882選擇連接聯軸器與軸的鍵：根據直徑選擇鍵：b×h=10×8t=5=3.3l=50選擇圓錐滾子軸承（可承受軸向力）：安裝軸承的尺寸為=50mm，故選取圓錐滾子軸承30210，參數如下(mm)：dDTaCrCor5090205758798392其中計算系數為：e=,X=,Y=.計算軸承安裝尺寸：因為，所以采用脂潤滑，軸初步尺寸如下：計算齒輪受力：圓周力徑向力軸向力軸承強度校核：計算軸承受力：1、計算軸承支反力：水平面豎直面合成軸承支反力：2、計算兩軸承軸向心力：因而軸有向右運動的趨勢，即軸承2被壓緊，軸承1被放松3、計算當量動載荷X=1,Y=0X=,Y=因此當量動載荷所以只需要校核軸承2的壽命4、求軸承2的壽命滾動軸承載荷系數滾動軸承溫度系數滿足壽命要求。軸的強度校核：軸受力圖：軸承1距齒輪受力點為，軸承2距齒輪受力點為。水平面受力圖：水平面彎矩及彎矩圖：=垂直面受力圖：垂直面的彎矩及彎矩圖：合成彎矩圖：扭矩及扭矩圖：判斷危險截面：據軸的彎矩圖與扭矩圖可初步判斷軸的危險截面為齒輪集中力點所在截面。確定許用應力：材料：45鋼調質熱處理，查表得其抗拉強度、彎曲強度、彎曲疲勞極限、剪切疲勞極限合成彎矩：抗彎截面模量：彎曲應力：抗扭截面模量：剪切應力：因為，彎曲應力屬于對稱循環變應力，所以因為，剪切應力屬于脈動循環變應力，所以求斷面的有效應力集中系數：斷面處有鍵槽，因此軸面積有變化，按照螺紋、鍵、花鍵、橫孔處及配合的邊緣處的有效應力集中系數查詢：因為，利用內插法得確定表面質量系數β及絕對尺寸系數和：軸加工方式為車削，查表利用內插法得β=軸材料為45Cr，直徑為38mm，經查表得=，=求安全系數：按照應力循環特性r=C的情況計算安全系數：軸只受正應力時安全系數為軸只受切應力時安全系數為本軸材料均勻、載荷與應力計算精確，故取S=軸的總安全系數為：所以軸安全強度足夠。鍵的強度校核：鍵連接的許用擠壓應力經查表取=130MPa軸Ⅰ的轉矩為故<=130MPa故鍵的強度滿足要求。Ⅱ軸：選擇材料，計算初步參數：因為此軸不是齒輪軸，即材料沒有特殊要求，故采用成本較低的45鋼=29.3mm又因為此軸有鍵槽，故軸徑應加大5％，即=30.77mm，要取以0、5結尾的直徑，故最終取35mm。記為選擇圓錐滾子軸承（可承受軸向力）：安裝軸承的尺寸為=35mm，故選取圓錐滾子軸承30207，參數如下(mm)：dDTaCrCor357242446265其中計算系數：e=，X=,Y=.計算軸承安裝尺寸：軸初步尺寸如下：計算齒輪受力：斜齒輪：圓周力徑向力軸向力直齒輪：圓周力徑向力軸承校核：因為，所以采用脂潤滑，計算軸承支座反力：水平面圓周力產生的徑向支反力：豎直面圓周力產生的徑向支反力：合成徑向支反力：2、兩軸承軸向力：FFF軸有向右運動趨勢,軸承1受拉,軸承2受壓,即FFF計算當量動載荷:當量動載荷:所以計算軸承壽命時用軸承2所受當量動載荷進行計算由于無沖擊，故由表9-6，取f。工作溫度低于100，查表9-5得f。軸承的壽命為L軸承壽命符合要求。校核軸的強度:軸受力圖:水平面受力圖:水平面彎矩及彎矩圖：垂直面受力圖：垂直面彎矩及彎矩圖：合成彎矩圖：轉矩圖：判斷危險截面：綜合上述彎矩、扭矩圖可初步判斷此軸危險截面在2處，即低速級主動齒輪集中受力點所在平面。確定許用應力：軸材料選定45鋼，調質，即所查參數如下：抗拉強度屈服強度彎曲疲勞極限剪切疲勞極限合成彎矩：危險截面軸的直徑：抗彎截面模量：彎曲應力：抗扭截面模量：剪切應力：因為，彎曲應力屬于對稱循環變應力，所以因為，剪切應力屬于脈動循環變應力，所以求斷面的有效應力集中系數：斷面處有鍵槽，因此軸面積有變化，按照螺紋、鍵、花鍵、橫孔處及配合的邊緣處的有效應力集中系數查詢：因為，利用內插法得確定表面質量系數β及絕對尺寸系數和：軸加工方式為車削，查表利用內插法得β=軸材料為45鋼，直徑為38mm，經查表得=，=求安全系數：按照應力循環特性r=C的情況計算安全系數：軸只受正應力時安全系數為軸只受切應力時安全系數為本軸材料均勻、載荷與應力計算精確，故取S=軸的總安全系數為：所以軸安全強度足夠。鍵的強度校核：鍵連接的許用擠壓應力經查表取=130MPa軸Ⅱ的轉矩為連接直齒圓柱齒輪的鍵的規格為連接斜齒圓柱齒輪的鍵的規格為。在誤差范圍內，強度足夠其中：k=3.3mm故鍵的強度滿足要求。Ⅲ軸：選擇材料，計算初步參數：因為此軸不是齒輪軸，即材料沒有特殊要求，故采用成本較低的45鋼=45.1mm又因為此軸有鍵槽，故軸徑應加大5％，即=47.36mm，要取以0、5結尾的直徑，故最終取50mm。記為（以0、5結尾）選擇圓錐滾子軸承（可承受軸向力）：安裝軸承的尺寸為=65mm，故選取圓錐滾子軸承30213，參數如下(mm)：dDTaCrCor651207477106111120152其中計算系數：e=，X=,Y=計算軸承安裝尺寸：軸承初步尺寸：因為，所以采用脂潤滑，故直齒輪：圓周力徑向力軸承強度校核：計算軸承受力：1、計算軸承支反力：水平面豎直面合成軸承支反力：2、計算兩軸承軸向心力：由于直齒圓柱齒輪不存在軸向力，所以3、計算當量動載荷X=1,Y=0X=1,Y=0因此當量動載荷所以只需要校核軸承1的壽命求軸承1的壽命：滾動軸承載荷系數滾動軸承溫度系數其中滿足壽命要求。校核軸的強度：軸的受力圖：軸在水平面受力圖：軸在水平面上所受彎矩及彎矩圖：軸在垂直面受力圖：軸在垂直面上所受彎矩及彎矩圖：合成彎矩及彎矩圖：轉矩及轉矩圖：判斷危險截面：綜合上述彎矩、扭矩圖可初步判斷此軸危險截面低速級從動齒輪集中受力點所在平面。確定許用應力：軸材料選定45鋼，調質，即所查參數如下：抗拉強度屈服強度彎曲疲勞極限剪切疲勞極限合成彎矩：危險截面軸的直徑：抗彎截面模量：彎曲應力：抗扭截面模量：剪切應力：因為，彎曲應力屬于對稱循環變應力，所以因為，剪切應力屬于脈動循環變應力，所以求斷面的有效應力集中系數：斷面處有鍵槽，因此軸面積有變化，按照螺紋、鍵、花鍵、橫孔處及配合的邊緣處的有效應力集中系數查詢：因為，利用內插法得確定表面質量系數β及絕對尺寸系數和：軸加工方式為車削，查表利用內插法得β=軸材料為45鋼，直徑為38mm，經查表得=，=求安全系數：按照應力循環特性r=C的情況計算安全系數：軸只受正應力時安全系數為軸只受切應力時安全系數為本軸材料均勻、載荷與應力計算精確，故取S=軸的總安全系數為：所以軸安全強度足夠。鍵的強度校核：鍵連接的許用擠壓應力經查表取=130MPa軸Ⅲ的轉矩為連接直齒圓柱齒輪的鍵的規格為其中：k=故鍵的強度滿足要求。滑動軸承：由上可得滑動軸承直徑應選取50mm，軸承的寬徑比B/D=1，則軸承寬度B=D=50mm軸承的工作能力校核：平均壓強的校核速度校核Pv值校核查表根據計算工作參數可選擇錫青銅，牌號為,其相應最大許用值為：。五、減速箱體的附件說明機座和箱體等零件工作能力的主要指標是剛度，箱體的一些結構尺寸，如壁厚、凸緣寬度、肋板厚度等，對機座和箱體的工作能力、材料消耗、質量和成