带式运输机课程设计说明书

1、机械设计基础课程设计装订线计算说明书设计题目： 设计带式输送机的传动装置 工程学 院 工程 系 101 班设计者 指导教师 2012 年 1 月9日广东海洋大学目录械设计基础课程设计任务书3一、传动方案 .4二、选择电动机 .4三、计算传动比和分配传动比 .5四、计算传动装置的运动和动力参数 .5五、普通V带传动 .6六、齿轮传动 .8七、轴的设计 .11（一、）从动轴的设计 .11（二、）主动轴的设计 .15八、轴承 .17(一、)主动轴轴承 .17 (二、)从动轴轴承 .17九、键的选择 .18十、联轴器的选择 .18十一、润滑方式、润滑油牌号及密封装置的选择 . .19参考资料.19械设

2、计基础课程设计任务书一、 设计题目 : 设计带式输送机的传动装置。DFv动力及传动装置二、 原始数据分组序号1234567输送带工作拉力F /kN3.53.33.02.82.62.52.4输送带工作速度v / m/s1.11.21.31.41.51.61.7滚筒直径 D /mm250250250250250250250三、 已知条件1. 输送带工作拉力F= 3.5 kN2. 输送带工作速度v= 1.1 m/s（允许输送带速度误差为±5%）3. 滚筒直径 D=250 mm4. 滚筒效率：j = 0.96（包括滚筒与轴承的效率损失）；5. 工作情况：每年300个工作日，两班制，连续单向运

3、转，载荷较平稳；6. 使用折旧期：10年；7. 动力来源：电力，三相交流，电压380/220V；8. 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。四、 设计内容拟定传动方案，选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数（包括：确定总传动比，分配各级传动比，计算各轴的转速、功率和转矩等），齿轮、轴、轴承、键、联轴器等零部件的设计计算和选择；减速器装配图和齿轮轴零件图的设计；编写设计计算说明书。五、 设计工作量1 减速器装配图A1一张；2 齿轮或轴零件图A2二张； 3 设计计算说明书1份（A4）；计算及说明结果一、 传动方案DFv二、选择电动机1.选择电动机类型 按已知的工作要求格条件,选用Y型全

4、封闭笼型三相型电动机2.选择电动机功率 工作机所需的电动机输出功率为 = 故由电动机至工作机之间的总效率(包括工作机效率)为 式中的效率为：（带传动），（齿轮传动的轴承），（齿轮传动），（联轴器），（滚筒）所以 3.确定电动机转速 卷筒轴的工作转速为 按推荐的合理传动比范围,取V带传动比i1=24,单级齿轮传动比i2=35,则合理总传动比的范围为i=620,故电动机转速的可选范围为nd=i * nw=(615)×84.03r/minnd=504.181680.6 r/min符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min、1500r/min，再根据计算出的容量有三种适用的

5、电动型号，其技术参数以及传动比的比较情况见下表方案电动机型号额定功率电动机转速/(r/min)传动装置的传动比Ped/kW同步转速满载转速传动比带齿轮1Y160M2-85.57507208.9332.982Y132M2-65.5100096011.422.54.5683Y132S -45.51500144017.143.54.897综合考滤电动机和传动方案装置的尺寸、重量以及带传动和减速器的传动比，比较三个方案可知：方案1电动机转速低，外廓尺寸及重量较大，价格较高，虽然总传比不大，但因电动机转速低，导致传动装置尺寸较大。方案3电动机转速较大, 但总传比大, 传动装置尺寸较大。方案2适中，比较适

6、合。因此选定电动机型号为Y132M2-6，额定功率Ped=5.5kw，满载转速nm=960r/min。总传动比较适中，传动装置结构较紧凑。所选电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如下所示：中心高H外形尺寸L×(AC/2+AD)×HD底脚安装尺寸A×B地脚螺栓孔直径D轴伸尺寸D×E装键部位尺寸F×GD132515×345×315216×1801838×8010×41三、计算传动比和分配传动比由选定电动机的满载转速nm和工作机主动轴的转速nw，可得传动装置的总传动比为：i=取带传动比i0=2.5 齿轮传动

7、比i1=4.57四、计算传动装置的运动和动力参数1、各轴转速轴 II轴 卷筒轴 2、各轴的输入功率轴 II轴 卷筒轴 3、各轴输入转矩电动机轴的输出转矩Td轴 II轴 卷筒轴 运动和动力参数的计算结果列于下表：参数 轴名电动机轴轴轴卷筒轴转速n/(r/min)96038484.0384.03输入功率P/kw4.534.3494.1764.011输入转矩T/(N.m)45.06108.15474.64455.80传运比i2.54.571效率0.960.960.96五、普通V带传动1、确定计算功率PC,查表8.21，查得KA=1.2 则PC=KAP=1.2×5.5kw=6.6kw2、选取

8、普通V带型号 根据PC =6.6kw, n1 =960r/min,由图8.13选用A型普通V带3、确定带轮基准直径dd1 ，dd2 根据表8.6和图8.13选取dd1=100mm,且dd1=140mm>ddmin=75mm 大轮基准直径为 （符合标准值）4、验算带速v 带速在525m/s范围内。5、确定带的基准长度Ld和实际中心距a 由式（8.14）初步确定中心距的范围 取中心距a0=400由式（8.15）得 =1597.25mm 由表8.4选取基准长度Ld=1600mm 由式（8.16）得实际中心距a为 中心距a的变动范围为 6、校验小带轮包角 由式（8.17）得 7、确定V带根数z

9、由式（8.18）得 根据，查表8.9用内插法得： 取=1.63kw 由式（8.11）得功率增量P0为 由表8.18查得 根据传动比i=2.5,查表8.19得Ki=1.1373，则 由表8.4查得带长度修正系数KL=0.99，由图8.11查得包角系数Ka=0.94，得普通V带根数： =4.05根 圆整取得4根。8、带轮的结构设计9、设计结果选用4根普通A型带，中心距401mm，带轮直径dd1=140mm,dd2=350mm六、齿轮传动1、选择齿轮材料及精度等级 小齿轮选用45钢调质，硬度220250HBS，在大齿轮选用45钢正火，硬度值为170210HBS，由表10.21选8级精度，要求表面粗糙

10、度2、按齿面接触疲劳强度设计 1）查表10.12得弹性系数 2）载荷系数K，查表10.11取K=1.1 3) 4)齿宽系数,查表10.20得=1 5)许用接触应力,由图10.24查得 由表10.10查得 查图10.27得ZNT1=1.02,ZNT2=1.08 由式（10.13）得 故 3、确定有关系数与参数1) 模数,齿数 由表10.3查取标准模数m=2mm因齿轮均为软齿面,取 2)分度圆直径和齿宽 齿宽 传动的中心距为 此值与初选的值相差不大，故不必重新计算。4、校核齿根弯曲疲劳强度 由式（10.37）得出F,如FF则校核合格。 确定有关系数与参数： 1、齿形系数YF 查表10.13得YF1

11、=2.65, YF2=2.18 2、应力修正系数Ys 查表10.14得Ys1=1.59, Ys2=1.8056 3、许弯曲应力F 由图10.25查得Flm1=210MPa, Flm2=190MPa 由图10.10查得SF=1.3 由图10.26查得YNT1=YNT2=1 由式（10.14）可得： 故由式（10.37）可得： 齿根弯曲强度校核合格5、验算齿轮的圆周速度v 由表10.22可知，选8级精度是合适的。6、几何尺寸计算及绘制零件图。七、轴的设计（一、）从动轴的设计1、选择轴的材料，确定许用应力 因轴的材料无特殊要求，故选用45钢，正火处理，由表14.7查得强度极限b=600MPa,再由表

12、14.2得许用弯曲应力-1b=55MPa.2、按钮转强度估算直径 根据表14.1得C=（107118），又由式（14.2）得： 由于轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，故将计算直径加大3%5%，取为39.9744.94mm。由设计手册取标准直径d1=40mm。3、设计轴的结构并绘制结构草图。 由于设计的是单级减速器，可将齿轮布置在箱体内部中央，将轴承对称安装在齿轮两侧，轴的外伸端安装半联轴器。（1）、确定轴上零件的位置和固定方式 要确定轴的结构形状，必须先确定轴上零件的装配顺序和固定方式。确定齿轴从轴的右端装入，齿轮的左端用轴肩定位，右端用套筒固定。这样齿轮在轴上的轴向位置被完全确定。齿

13、轮的周向固定用平键连接。由于齿轮的圆周速度均小于2m/s，故轴承采用脂润滑，为了不让箱体内的润滑油溅到轴承里，故在轴承旁加挡油盘。轴承对称安装于齿轮的两侧，其轴向用轴肩固定，周向采用过盈配合固定。（2）、确定各轴段的直径 如图 轴段1（外伸端）直径最小，d1=40mm;考虑到要对安装在轴段1上的联轴器进行定位，轴段1上应有轴肩，轴段2的直径同d2=45mm，为轴段3方便加工轴承的安装轴段，轴段2应有轴肩，同时为能顺利的在轴段3上安装轴承，轴段3必须满足轴承内径的标准，故取轴段3的直径d3为50mm，轴段4由轴段3过度，取直径d4=55mm，轴段5是用于定位齿轮，轴肩为h=R(C)+(0.5 2

14、) 取3.5mm,故d5=62mm；轴段6的直径d6=55mm；轴段7装轴承与3段一样，故d7=d3=50mm。（3）、确定各轴段的长度 齿轮轮毂宽度为62mm，为保证轮固定可靠，轴段4的长度应略短于齿轮轮毂宽度，取为60mm；为保证齿轮端面与箱体内壁不相碰，齿轮端面与箱体内壁间应留有一定的间距，取该间距为12mm；为保证轴承安装在箱体轴承座孔中（轴承宽度为16mm），并考滤轴承的润滑方式为脂润滑，轴承端面距箱体内壁的距离为10 15mm,所以轴段3的长度取44mm，轴承支点距离l=126mm，根据箱体及联轴器以及轴承盖与联轴器要有一定距离15mm，轴段2长取51，轴段1长取60，同样的方法确

15、定轴段5，6的长度为5mm，7为45mm。（4）、选定轴的结构细节，如圆角、倒角、退刀槽的尺寸。4、按弯矩扭合成强度校核轴径 (1)、画出轴的受力图 (2)、作水平弯矩图、支点反力为 -载面处的弯矩为 -截面处的弯矩为 (3)、作垂直面的弯矩图,支点反力 -截面左侧弯矩为：-截面右侧弯矩为：-截面处弯矩为：(4)、作合成弯矩图 -截面： -截面： (5)、作转矩图 (6)、求当量弯矩 因减速器单向运转，故可以为转矩为脉动循环变化，修正系数a为0.6 -截面： -截面： (7)、确定危险截面及校核强度 由图可以看出，截面-、-所受转矩相同，但弯矩Me>Me，且轴上还有键槽，故截面-可能为危

16、险截面。但由于轴径d4>d3,故也应对截面-进行校核。 -截面： -截面： 查表14.2得-1b=55MPa,满足e-1b的条件，故设计的轴有足够强度，并有一定裕量。5、绘制轴的零件图（二、）主动轴的设计1、选择轴的材料，确定许用应力 因轴的材料无特殊要求，故选用45钢，正火处理，由表14.4查得强度极限b=600MPa,再由表14.2得许用弯曲应力-1b=55MPa.2、按钮转强度估算直径 根据表14.1得C=（118107），又由式（14.2）得： 由于轴的最小直径处要安装V带轮，会有键槽存在，故将计算直径加大3%5%，取为24.6727.73mm。由设计手册取标准直径d1=30mm

17、。3、设计轴的结构并绘制结构草图。 由于设计的是单级减速器，可将齿轮布置在箱体内部中央，将轴承对称安装在齿轮两侧。1）、确定各轴段的直径 轴段1（外伸端）直径最小，d1=30mm;考滤到要对安装定位，轴段2上应有轴肩，d2=35mm;为轴段3方便加工轴承的安装轴段，轴段2应有轴肩，同时为能顺利的在轴段3上安装轴承，轴段3必须满足轴承内径的标准，故取轴段3的直径d3为40mm，轴段5为齿轮轴，轴段4为轴段3到齿轮轴的过度，取d4=48mm；相同的方法确定轴段6的直径d6=48mm；轴段7的直径d7=40mm。2）、确定各轴段的长度 轴段1的长度由V带轮毂的宽度确定取63mm,轴段5为齿轮轴的宽度

18、65mm；为保证齿轮端面与箱体内壁不相碰，齿轮端面与箱体内壁间应留有一定的间距，根据已经定好了低速轴的轴段长度情况，确定轴段3的长度为31mm, 确定轴段7的长度为32mm，轴段2长为52mm, 轴段4和6长为8.5mm；轴承支点距离l=125mm。3）、选定轴的结构细节，如圆角、倒角、退刀槽的尺寸。4、按弯矩扭合成强度校核轴径 1）、画出轴的受力图 2）、作水平弯矩图、支点反力为 -截面处的弯矩为 3、求当量弯矩 因减速器单向运转，故可以为转矩为脉动循环变化，修正系数a为0.6。 -截面： 4、确定危险截面及校核强度 从图中可看出截面-为危险面，应对截面-进行校核。 -截面： 查表14.2得

19、-1b=55MPa,满足e-1b的条件，故设计的轴有足够强度，并有一定裕量。5、绘制轴的零件图八、轴承( 一、)主动轴轴承选用角接触轴承7008AC1、求当量动载荷P 查手册得7008AC轴承的C0r=14.5KN, 查表15.17得X0=1, Y0=0.76, 由式（15.8）可得：P0=X0Fr+ Y0Fa=(1*853.63+0.76*487.62)N=1224.22NP0= Fr =853.63N取两者中较大值为计算值，即P0=1224.22N2、静强度校核由表15.18，取S0=1.22.5,由式（15.11）得 所选轴承的强度足够。(二、)从动轴轴承选用角接触轴承7009AC1、求

20、当量动载荷P 查手册得7009AC轴承的C0r=19.5KN, 查表15.17得X0=1, Y0=0.76, 由式（15.8）可得：P0=X0Fr+ Y0Fa=(1*820+0.76*468.4)N=1175.98NP0= Fr =820N取两者中较大值为计算值，即P0=1175.98N2、静强度校核由表15.18，取S0=1.22.5,由式（15.11）得 所选轴承的强度足够。九、键的选择1）、大齿轮键的选择，d=50mm,轮毂宽B=62mm,由轴径d>44 50 取b=14mm,h=9mm,选用普通A型键L=50mm故选用键14X502）、低速轴连接连轴器时用的键的选取，d=30mm

21、,轮毂宽B=60mm,由轴径d>22 30 取b=8mm,h=7mm,选用普通B型键L=50mm故选用键B 8X502）、高速轴与皮带轮连接时用的键的选取，d=30mm,轮毂宽B=63mm,由轴径d>22 30 取b=8mm,h=7mm,选用普通A型键L=55mm故选用键8X50十、联轴器的选择根据轴段的直径35mm和所受转矩，查表得K=1.3Tc=KT=1.3*281.646Nm=366.14Nm查表9.2选取TL7联轴器。十一、润滑方式、润滑油牌号及密封装置的选择润滑方式：因减速器内部是齿轮传动，内部密封，故选取油浴润滑。润滑脂的选择：根据减速器属于低速轻载机械轴承，所以选用通用锂基润滑脂（GB7324-87）ZL-1。密封装置：选取毡圈油封。参考资料1. 陈立德 . 机械设计基础 .第2版 .北京:高等教育出版社,20042. 陈立德 . 机械设计基础课程设计指导书 .第2版 .北京:高等教育出版社,2004电动机计算公式和有关数据