带式输送机传动装置的设计（毕业论文部分）
毕业设计 题目：带式输送机传动装置的设计指导老师：黄科文老师姓名：何奇滨 学号：09654127 摘要：运输机械用减速器（JB/T9002-1999）包括：二级传动硬齿面DBY和中硬齿面DBZ两个系列及三级传动硬齿面DCY和中硬齿面DCZ两个系列。第一级传动为锥齿轮，第二、第三级传动为渐开线圆柱齿轮。锥齿轮齿形为格里森弧线齿或克林根贝尔格延伸外摆线齿。齿轮及齿轮轴均采用优质合金钢锻件。硬齿面经渗碳、淬火磨齿，齿面硬度为：齿轮轴58-62HRC；齿轮54-58HRC。圆柱和圆锥齿轮精度分别不低于GB/T10095和GB/T11365中的6级。中硬齿面减速器的锥齿轮采用硬齿面，圆柱齿轮采用调质、精滚，齿面硬度为：齿轮轴306-332HB，大齿轮273-314HB，齿轮精度为7级。这种减速器主要适用于运输机械，也可用于冶金、矿山、石油、化工等通用机械.其工作条件为：a.输入轴最高转速不大于1500r/min；b.齿轮圆周速度不大于20m/s；c.工作环境温度为-40—45度，当环境温度低于0度时，启动前润滑油应预热。从以上资料我们可以看出齿轮减速器结构紧凑、传动效率高、运行平稳、传动比大、体积小、加工方便、寿命长等等.因此，随着我国社会主义建设的飞速发展，国内已有许多单位自行设计和制造了这种减速器，并且已日益广泛地应用在国防、矿山、冶金、化工、纺织、起重运输、建筑工程、食品工业和仪表制造等工业部门的机械设备中，今后将会得到更加广泛的应用。本文首先介绍了带式输送机传动装置的研究背景，通过对参考文献进行详细的分析，阐述了齿轮、减速器等的相关内容；在技术路线中，论述齿轮和轴的选择及其基本参数的选择和几何尺寸的计算，两个主要强度的验算等在这次设计中所需要考虑的一些技术问题做了介绍；为毕业设计写作建立了进度表，为以后的设计工作提供了一个指导。最后，给出了一些参考文献，可以用来查阅相关的资料，给自己的设计带来方便。关键词电动机，齿轮，轴，圆锥-圆柱齿轮传动减速器 Abstract: The transport machinery reducer (JB/T9002-1999) include: the two transmission Hardened DBY and hardened DBZ two series and three transmission Hardened DCY and hardened DCZ two series. The first drive bevel gear, the third drive for involute cylindrical gears. Bevel gear tooth the Gleason arc tooth or Brooklyn root Berg extension epicycloid tooth. Gear and gear shaft are made of high quality alloy steel forgings. Hardened by carburizing, quenching and grinding teeth, tooth surface hardness as follows: the gear shaft 58-62HRC; gear 54-58 HRC. Cylindrical and bevel gear accuracy of not less than six GB/T10095 and GB/T11365. Hardened reducer, bevel gears with hardened, cylindrical gears are made of quenched and tempered, fine roller tooth surface hardness: the gear shaft 306-332HB, the large gear 273-314HB, precision gears 7. This reducer is mainly applicable to the transport machinery, can also be used in metallurgy, mining, petroleum, chemicals and general machinery. Their working conditions as: (a) input shaft maximum speed of not more than 1500r/min; (b) gear circumferential speed is not greater than 20m / s; （c）working environment temperature of -40-45 degrees when ambient temperature is below 0 degrees, before the start of oil should be preheated.From the above data we can see that the gear reducer compact, high transmission efficiency, smooth operation, transmission ratio, small size, easy to process, long life, and so on. With the rapid development of China's socialist construction, the existing domestic many units to design and manufacture of this reducer, and has become increasingly widely used in the industrial sector of the defense, mining, metallurgy, chemical, textile, lifting and transport, construction, food industry and instrument manufacturing machinery and equipment in the future will be more widely used. This paper first introduces the research background of the belt conveyor drive unit, a detailed analysis of the references on the gears, reducers, etc.; in the technology roadmap, discusses the choice of gears and shafts and the basic parameters the selection and geometry calculations, the two main strength checking, etc. need to be considered in the design of some technical problems do; to establish a schedule for graduation design writing, and provides a guidance for future design work. Finally, some references can be used to access the relevant information to bring convenience to your own design. Keywords：motors, gears, shafts, conical - cylindrical gear drive reducer 1 绪论通过查阅一些文献我们可以了解到带式传动装置的设计情况，为我所要做的课题确定研究的方向和设计的内容。1.1 带传动带传动是机械设备中应用较多的传动装置之一，主要有主动轮、从动轮和传动带组成。工作时靠带与带轮间的摩擦或啮合实现主、从动轮间运动和动力的传递。带传动具有结构简单、传动平稳、价格低廉、缓冲吸振及过载打滑以保护其他零件的优点。1.2圆锥-圆柱齿轮传动减速器YK系列圆锥-圆柱齿轮传动减速器适用的工作条件：环境温度为-40～40度；输入轴转速不得大于1500r/min,齿轮啮合线速度不大于25m/s，电机启动转矩为减速器额定转矩的两倍。YK系列的特点：采用一级圆弧锥齿轮和一、二、三级圆柱齿轮组合，把锥齿轮作为高速级（四级减速器时作为第二级），以减小锥齿轮的尺寸；齿轮均采用优质合金钢渗碳淬火、精加工而成，圆柱齿轮精度达到GB/T10095中的6级，圆锥齿轮精度达到GB/T11365中的7级；中心距、公称传动比等主要参数均采用R20优先数系；结构上采用模块式设计方法，主要零件可以互换；除底座式实心输出轴的基本型外，还派生出输出轴为空心轴的有底座悬挂结构；有多中润滑、冷却、装配型式。所以有较大的覆盖面，可以满足较多工业部门的使用要求。减速器的选用原则：（1）按机械强度确定减速器的规格。减速器的额定功率P1N 是按载荷平稳、每天工作小于等于10h、每小时启动5次、允许启动转矩为工作转矩的两倍、单向运转、单对齿轮的接触强度安全系数为1、失效概率小于等于1%等条件算确定.当载荷性质不同，每天工作小时数不同时，应根据工作机载荷分类按各种系数进行修正.减速器双向运转时，需视情况将P1N乘上0.7～1.0的系数，当反向载荷大、换向频繁、选用的可靠度KR较低时取小值，反之取大值。功率按下式计算：P2m=P2*KA*KS*KR，其中P2 为工作功率； KA 为使用系数； KS 为启动系数； KR 为可靠系数。（2）热功率效核.减速器的许用热功率PG适用于环境温度20℃，每小时100%连续运转和功率利用律（指P2/P1N×100%）为100%的情况，不符合上述情况时，应进行修正。（3）校核轴伸部位承受的径向载荷。2结构设计2.1V带传动带传动设计时，应检查带轮的尺寸与其相关零部件尺寸是否协调。例如对于安装在减速器或电动机轴上的带轮外径应与减速器、电动机中心高相协调，避免与机座或其它零、部件发生碰撞。 2.2减速器内部的传动零件减速器外部传动件设计完成后，可进行减速器内部传动零件的设计计算。1）齿轮材料的选择应与齿坯尺寸及齿坯的制造方法协调。如齿坯直径较大需用铸造毛坯时，应选铸刚或铸铁材料。各级大、小齿轮应该可能减少材料品种。2）蜗轮材料的选者与相对滑动速度有关。因此，设计时可按初估的滑速度选择材料。在传动尺寸确定后，校核起滑动速度是否在初估值的范围内，检查所选材料是否合适。3）传动件的尺寸和参数取值要正确、合理。齿轮和蜗轮的模数必须符合标准。圆柱齿轮和蜗杆传动的中心距应尽量圆整。对斜齿轮圆柱齿轮传动还可通过改变螺旋角的大小来进行调整。根据设计计算结果，将传动零件的有关数据和尺寸整理列表，并画出其结构简图，以备在装配图设计和轴、轴承、键联结等校核计算时应用。联轴器的选择减速器的类型应该根据工作要求选定。联接电动机轴与减速器，由于轴的转速高，一般应选用具有缓冲、吸振作用的弹性联轴器，例如弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器。减速器低速轴（输出轴）与工作机轴联接用的连周期，由于轴的转速较低，传递的转距较大，又因为减速器轴与工作机轴之间往往有较大的轴线偏移，因此常选用刚性可以移动联轴器，例如滚子链联轴器、齿式联轴器。对于中、小型减速器，其输出与工作机轴的轴线便宜不很大时，也可以选用弹性柱销联轴器这类弹性可移式联轴器。联轴器型号按计算转距进行选择。所选定的联轴器，起轴孔直径的范围应与被联接两轴的直径相适应。应注意减速器高速轴外伸段轴径与电动机的轴径不得相差很大，否则难以选择合适的联轴器。 目 录第一章设计任务书1.1 设计任务书………………………………………………7第二章机械设计基础课程设计2.1 传动方案拟定………………………………………………82.2 电动机的选择……………………………………………82.3 齿轮传动的设计 ………………………………………102.4 传动轴的设计…………………………………………122.5 传动装置的运动和动力设计 ……………………………162.6 滚动轴承的设计 …………………………………………172.7 键连接的设计 ……………………………………………182.8 联轴器的设计 ……………………………………………192.9 箱体的设计 ………………………………………………202.10 润滑和密封的设计………………………………………212.11 设计小结…………………………………………………22第三章附加图纸及参考资料3.1 减速器装配图……………………………………………233.2 输入输出轴图纸…………………………………………243.3 输出轴图纸………………………………………………253.4 输出齿轮图纸……………………………………………263.5参考资料…………………………………………………22 第一章设计任务书 1.1 设计任务书1、设计题目（设计带式输送机传动装置）图1.11——V带传动；2——电动机；3——圆柱齿轮减速器；4——联轴器5——输送带；6——滚筒原始数据：原始数据题号题号5
运输带拉力F（N）2000
运输带速度V（m/s）1.8
卷筒直径D（mm）450
每日工作时间T/H 24
传动带工作年限/A5
表1.1注：传动不逆转，载荷平稳，启动载荷为名义载荷的1.25倍，传送带速度允许误差为±5%。设计工作量：1.设计说明书一份；2.减速器装配图1张（A0或A1）3.零件工作图1——3张。 第二章 机械设计基础课程设计 2．1 传动方案拟定 采用Ｖ带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。2．2 电动机选择1、电动机类型和结构的选择：选择Y系列三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。2、选择电动机功率：工作机所需要的电动机输出功率为：Pd=Pw／η。滚筒的工作效率为0.96. Pw=Fv／1000ηw ，以Pd= Fv／1000ηwη。由电动机至工作机之间的总效率（包括工作机效率）为：ηwη=η1×η2×η2×3η3×η4×η5×η6式中η1、η2、η3、4η、η5、η6分别为带传动，齿轮传动的轴承，齿轮传动，联轴器，卷筒轴的轴承及卷筒的效率。取η1=0.96、 η2=0.99、η3=0.97、η4=0.97、η5=0.98、η6=0.96，则ηwη=0.96×0.99*0.99*0.97*0.97*0.97*0.98*0.96=0.80所以Pd= Fv／1000ηwη=4.5Kw。3、确定电动机转速 卷筒工作转速为： n卷筒＝60×1000·V/（π·D） =(60×1000×1.8) /（４00×π）=86 r/min 根据手册Ｐ6表2.2推荐的传动比合理范围，取Ｖ带传动比I1’=２～４ ，取圆柱齿轮传动比范围I’=3～5。则总传动比理论范围为：Ｉa’＝６～２0。故电动机转速的可选范为 N’d=I’a×n卷筒 =(6～20)×86 =516～1720 r/min则符合这一范围的同步转速有：750、1000和1500r/min。确定电动机功率的原则是电动机的额定功率Ped稍大于Pd。本题的Pd=4.5Kw。根据容量和转速，由相关手册查出一适用的电动机型号：（如下表2.1.1）
方案电 动机 型号 额定功 率电动机转速(r/min)传动装置传动比
同步转 速满载转 速总传动比V带传动减 速器
1Y132M2-65.5100096011.1633.72
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器传动比，可见方案比较适合。此选定电动机型号为Y132M2-6。4、电动机主要外形和安装尺寸：（图2.2.1及表2.2.1）图2.2.1
中心高H外形尺寸Lx(AC/2+AD)×HD底角安装尺寸A×B地脚螺栓孔直径K轴 伸 尺 寸D×E装键部位尺寸F×GD
132515×345×315216×1781238×8010×41
表2.2.1各轴运动参数和动力参数的计算
计算步骤设计计算与内容设计结果
1)0轴（电动机轴） P0=4.5KW n0=960r/minT0=9550P0/n0=9550×4.5/960=44.765N.mP1=P0×η1 =4.5×0.96=4.32KWn1=n0/i1=960/3=320/min P0=4.5KWn0=960r/minT0 =40.765N.mP1=4.32KWn1=320r/min
2）1轴（高速轴） T1=9550P1/n1=9550×4.32/320=128.925N.m P2=P1×η22×η3×η4=4.32×0.982×0.97×0.97=3.9037KW T1=128.925N.mP2=3.9037KW
3）2轴（低速轴） n2=n1/i2=320/3.72=86r/minT2=9550P2/n2=9550×3.9037/86=433.492N.m 3.9037×0.99×0.97=3.748n2=86r/minT2=433.492N.m
4）3轴（滚筒轴） PW=P2×η5×η6=3.748×0.98×0.96=3.526KWnw=n2=86r/min TW=9550PW/nw=9550×3.672/86=407.762N.mPW=3.526KWnw=86r/minTW=407.762N.m
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