鞠远超、课程设计计算说明书 带式输送机传动装置设计课件

1、湖南涉外经济学院课程设计报告课程名称： 机械设计课程设计 报告题目： 带式输送机传动装置设计 所在学院： 机械工程学院 专业班级： 汽服1101班 学生学号： 132240004 学生姓名： 鞠远超 指导教师： 陈桂平、龚寄 2013 年 12 月 28 日 课程设计任务书报告题目带式输送机传动装置设计完成时间2013.12.28学生姓名鞠远超专业班级汽车服务工程 201101班指导教师陈桂平职称总体设计要求和技术要点一、传动方案简图注：上图中的带传动和链传动请根据自己的原始数据计算后合理取舍，变速器亦有多种方案（单级直齿轮、单级斜齿轮、双级直齿轮、双级斜齿轮、圆锥-圆柱齿轮、蜗杆传动等）供选

2、择。二、已知条件：1、带式输送机的有关原始数据： 输送带工作拉力：F= 1.3 kN； 输送带工作速度：V= 1.6 m/s； 滚筒直径：D= 325 mm.2、滚筒效率：w =0.96（包括滚筒与轴承的效率损失）；3、工作情况：使用期限12年，两班制（每年按300天计算），单向运转，转速误差不得超过±5%，载荷有轻微振动；4、工作环境：运送砂、石等，室内常温，灰尘较大；5、检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；6、制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产；7、动力来源：电力，三相交流，电压380220V。三、设计任务：1、设计计算内容1) 传动方案设计； 2)

3、 运动参数的计算，电动机的选择；3) V带传动的设计计算； 4) 齿轮传动的设计计算；5) 轴的设计与强度计算； 6) 滚动轴承的选择与校核；7) 键的选择与强度校核； 8）联轴器的选择。2、设计绘图：1）减速器装配图一张（A0或A1图纸）；2）零件工作图2张（低速级齿轮、低速轴，A3或A4图纸）；3）设计计算说明书1份（>6000字）。四、主要参考书目 1陆玉.机械设计课程设计M.北京：高等教育出版社，2013. 2王昆.机械设计/机械设计基础课程设计M.高等教育出版社，1995 3杨可桢，程光蕴.机械设计基础（第五版）M.北京：高等教育出版社，2006. 4成大仙.机械设计手册（第5

4、版）M.北京：化学工业出版社，2007.工作内容及时间进度安排11月2512月2日任务布置，讨论传动方案、拟定传动简图、计算传动机构所需的总功率、选择电动机，记下所需电动机的参数及尺寸、计算传动装置的总传动比、各级传动比、计算各轴的转速、功率及转矩。12月38日带传动、齿轮传动、链传动等设计计算，确定主要参数：齿数、模数、螺旋角、中心距等。12月915日1、装配草图设计的准备工作：分析和选定减速器的方案；2、初绘图装配底图：轴、轴上零件和轴承部件的结构设计、选择联轴器与轴承、确定轴的支点、跨距和轴上的力的作用点、校核轴的强度、轴承的寿命，校核键连接的强度；3、减速器的箱体设计；4、减速器的视孔

5、、视孔盖、通气器、油标、放油孔和螺塞、启盖螺钉、定位销、起吊装置等附件设计5、仔细检查装配草图：轴的结构、支承结构、箱体结构、装配关系等设计的合理性及几个视图投影关系的正确性，查找、修改错、缺及不当之处。12月1622日1、根据装配草图，完成装配图设计。2、标注尺寸（特性尺寸、配合尺寸、安装尺寸及外形尺寸）；3、拟定技术要求、编制减速器技术特性表；4、零部件编号、列出零件明细表、填写标题栏等，最后完成装配图。5、绘制低速级大齿轮及低速轴的零件工作图。12月2327日1.继续完善和修改装配图和零件图2.按规定格式整理和编写设计计算说明书，注明资料来源3.进行设计总结，做好答辩前的准备工作；4.参

6、加答辩课程设计成果1.减速器装配图一张（A0或A1图纸）；2.零件工作图2张（低速级齿轮、低速轴，A3或A4图纸）；3.设计计算说明书1份（>6000字）。摘 要在本次课题研究围绕着带式输送装置的各个分展开足一攻破设计，其中以轴承的设计和驱动的改善为主。机械设计课程设计是在完成机械设计课程学习后，一次重要的实践性教学环节学习。是高等工科院校大多数专业学生第一次较全面的设计能力训练，也是对机械设计课程的全面复习和实践。其目的是培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用机械设计和有关选修课程的理论，结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识。本次设计的题目

7、是：带式运输机的减速传动装置设计。根据题目要求和机械设计的特点作者做了以下几个方面的工作：1、传动方案的确定。2、选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数。3、传动零件以及轴的设计计算，轴承、联接件、润滑密封和联轴器的选择及校验计算。4、箱体结构及其附件的设计和参数的确定。5、绘制装配图及零件图，编写计算说明书。关键词：带式输送机；变速箱；机械设计；滚动轴承；带式驱动；减速器；24 目 录一、传动方案确定51. 运动简图v52.方案分析 5二、电动机的选择及传动比分配 51. 电动机选择52. 电动机容量53. 确定电动机转64. 确定传动装置的总传动比和分配各级传动比7三、各轴功率、转速及转

8、矩计7四、带传动的设计计算81.选择带的型号 82.确定带轮基准直径、验算带速83.确定带长和中心距94.验算小带轮上的包角95.确定带的根数 106.单根V带的初拉力：10 7.求作用在带轮轴上的压力10五、闭式齿轮传动的设计计算10 1.直齿圆柱齿轮10 2.齿轮几何尺寸的设计计算133.齿轮的结构设计13六、转差率的校核 14七、减速器箱体尺寸的确定 14八、轴的组合设计与轴的强度校核 15九、滚动轴承寿命计算19十、键的校核计算 19十一、减速器附件选择 20十二、润滑方式及润滑剂牌号确定、油量确定21十三、结论与心得21十四、参考文献22一、 传动方案确定 1.运动简图 12.方案分

9、析 机器一般是由原动机(如电动机、内燃机等）、传动装置和工作装置三部分组成的。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的工作需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本以及整体尺寸都有很大影响。因此，合理的设计传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、尺寸紧凑、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便等。要同时满足上述要求往往比较困难，因此，应根据具体的设计任务有侧重的保证主要设计要求，选用比较合理的方案。 本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮

10、减速器。带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，工作平稳性好。故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。 圆柱齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。二、电动机的选择及传动比分配 1. 电动机选择（1）电动机类型和结构型式 按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44） 系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 2.电动机容量（1）卷筒轴的输出功率 =/1000=1300×1.6/1000=2.08kw（2）总效率机械设计课程设计 陆玉P86 表1

11、2-8） =卷筒=0.95×0.97×0.97××0.99=0.876（3）电动机额定功率 查机械设计课程设计 陆玉P193 表19-1 因为：>所以得 ：P = 3 kw3确定电动机转速（1）卷筒工作转速为： n卷筒=60×1000×V/（×D）=60×1000×1.6×（3.14×325）=94 r/min根据机械设计课程设计 陆玉表7 表2-1 推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比=35范围。取带传动比。则总传动比理论范围为： =620。故电动机转速的可选范

12、为 =×=(5641880)r/min方案电 动 机型 号额 定 功 率电动机转速(r/min)同 步满 载1Y132M-83kw7507102Y132S-63kw10009603Y100L2-43kw15001420 （2） 则符合这一范围的同步转速有：750、1000和1500r/min，由标准查出三种适用的电动机型号： （3）经综合考虑电动机和传动装置的尺寸、结构和带传动、减速器传动比,可见第2方案比较适合。因此选定电动机型号为Y132S-6，=960 r/min。4确定传动装置的总传动比和分配各级传动比(1) 确定传动装置的总传动比由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速可得

13、传动装置总传动比为： =/=960/94=7.02(2) 各级传动比的分配 总传动比等于各传动比的乘积 = 取=2（普通V带 i=24）机械设计课程设计 陆玉 P7,表2-1因为：=所以：7.02/23.51三、各轴功率、转速及转矩计算1.各轴的转速n(r/min) 输入轴的转速：=960 输出轴的转速：=/=/=960/2=480（r/min） 滚筒轴的转速：=480（r/min） 2.各轴的输入功率P（kW） 输入轴的功率： 输出轴的功率： 滚筒轴4的转速：3.各轴的输入转矩T(Nm) 输入轴的转矩： (Nm) 输出轴的转矩： 滚筒轴的转矩： (Nm)将上述数据列表如下：轴号功率P/kW

14、N /(r.min-1) /(Nm) i 12.3796023.576 2 22.25148044.785 32.16236.75150.983.51四、带传动的设计计算 设计普通V形带传动须确定的内容是：带的型号、长度、根数，确定带轮的直径、宽度和轴孔直径中心距、初拉力及作用在轴上之力的大小和方等。1选择带的型号机械设计基础，杨可桢P218表138得 =1.2 则计算功率为=·P=1.2×3= 3.6KW根据、机械设计基础，杨可桢P219表1315，选取A型带。2.确定带轮基准直径、验算带速 查资料机械设计基础，杨可桢P219表139得：应等于或大于75，现选取=100=

15、3.5*100（1-0.02）=343 查资料机械设计基础，杨可桢P211 式13-9所得如下： V带传动的滑动率=0.010.02，其值甚微，在一般计算中可不予考虑。 查资料机械设计基础，杨可桢P219表139=355mm，误差小于5%，故允许。带速带速验算： V=··/（1000×60）=3.14×100×960/1000×60=5.024m/s 介于525m/s范围内，故合适3确定带长和中心距 查资料机械设计基础，杨可桢P220 2. 0.7·（+）2·（+）0.7·（100+355）2·

16、（100+355）318.5 mm910 mm，初定1.5（+)=682.5 mm取=600mm符合0.7·（+）2·（+）机械设计基础，杨可桢 P220 式132 得带长： =2·+/2·（+）+/(4·) =2×600+·（100+355）/2+（/(4×600) = 1920.11 mm查资料机械设计基础，杨可桢 P212 表131 按标准选带的基准长度 =2000 mm的实际中心距： =+(-)/2=600+(2000-1920.11)/2=639.945mm 考虑带传动的安装、调整和v带张紧的需要，中心距

17、变动范围为： =609.945579.945 4.验算小带轮上的包角查机械设计基础，杨可桢 P205 表131 =180-(-)×57.3/=180-（355-100）/639.945*57.3° =158.243°>120° 小轮包角合适5确定带的根数由式确定V带根数，查机械设计基础，杨可桢P214表133得0.95kW查机械设计基础，杨可桢P216表135得0.11kW=158.243°由查机械设计基础，杨可桢P217表137 P212 表12-2表得：=0.95，=1.03，由此可得 =/(+)·=3.6/（0.95+0.

18、11）×0.95×1.03=3.47 故 要取4根 A型 V带。6单根V带的初拉力：查书机械设计基础，杨可桢P220式1317 得： = 57.42 对于新安装的V带，初拉力为1.5F0min；对于运转后的V带，初拉力应为1.3F0min，则初拉力应选F0=1.5F0min。7 求作用在带轮轴上的压力对于新安装的V带，初拉力为1.5F0min；对于运转后的V带，初拉力应为1.3F0min，则初拉力应选F0=1.5F0min。 查机械设计基础，杨可桢P212表131得=0.1 作用在轴上的压力2*1.54*57.42*Sin158.243°/2=0.695式中，1为

19、小带轮的包角。5、 闭式齿轮传动的设计计算1.直齿圆柱齿轮 按输入的转速480 r/min，传动比3.51计算，传动功率2.251 kw,连续单向运转，载荷平稳来计算。（1）选定齿轮材料、热处理方式和精度等级。因载荷平稳，小齿轮选硬齿面，大齿轮选软齿面，小齿轮的材料合金钢为40Gr钢调质，齿面硬度为（HB240-286)，大齿轮选用45号钢正火，齿面硬度为220HBS。齿轮精度初选8级 (2)初选主要参数 =25，i=4.35 =·i=25×3.51=87.75 取 88机械设计基础，杨可桢P175表116d=0.8（3）按齿面接触疲劳强度计算 计算小齿轮分度圆直径机械设计

20、基础，杨可桢P171表113 确定各参数值载荷系数 查机械设计基础，杨可桢P169表113 取K=1.2小齿轮名义转矩=9.55×106×P/n1=9.55×106×2.251/480 =44.785 N·mm 材料弹性影响系数 由机械设计基础，杨可桢P171表114 =188 许用应力 查机械设计基础，杨可桢P166表111 机械设计基础，杨可桢P171表115得=1.25按一般可靠要求取=1 则 取两式计算中的较小值，即H=560Mpa于是 = =82 mm (4)确定模数 m=/82/25=3.28机械设计基础，杨可桢P57表41 取标准

21、模数值 m=3(5) 按齿根弯曲疲劳强度校核计算 校核验算齿轮的弯曲强度查手册的两齿轮的齿形系数和应力修正系数得机械设计基础，杨可桢P173表118 机械设计基础，杨可桢P174表119 =1.82由机械设计基础，杨可桢P172表115机械设计基础，杨可桢P166表111 故 满足齿根弯曲强度要求。(6) 验算初选精度等级是否合适 齿轮圆周速度 对照机械设计基础，杨可桢P168表112可知选着8级精度合适。查表得：直齿圆柱齿轮 V<=6 所以：2.641 m/s<=6 成立 故精度合适。2.齿轮几何尺寸的设计计算齿宽 b=取=65 mm,=70 mm实际 分度圆 =3*25=75

22、mm =3*88=264 mm 中心距 齿顶圆直径:= +2ha1m=80 mm =+2ha1m=268 mm 齿根圆直径: = -2（ha+c）m=70 mm= -2（ha+c）m=260 mm3 .齿轮的结构设计 小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构大齿轮的关尺寸计算如下：轴孔直径 =79轮毂直径 =1.2d=1.2×79=94.8 圆整到95 mm轮毂长度 轮缘厚度 0 = (34)m = 68(mm) 取 =8 轮缘内径 =-2h-2=268-24.5-28=241mm 取D2 = 240(mm) 腹板厚度 c=0.3b=0.3×45=19.5mm

23、取c=20(mm)腹板中心孔直径=0.5(+)=0.5(95+241)=168(mm) 腹板孔直径=0.25（-）=0.25（241-95）=36.5(mm) 取=36.5(mm)齿轮倒角n=0.5m=0.5×3=1.56、 转差率的校核 转差率为： 由已知得： =11.94 mm 所以：% 查资料可知：转差率误差在允许范围为5%以内，故 4.41%属于5%之内，故设计的合理。 7、 减速器箱体尺寸的确定 箱体是一个重要零件，它用于支持和固定减速器中的各种零件，并保证传动件的啮合精度，使箱体有良好的润滑和密封。箱体的形状较为复杂，其重量约占减速器的一半，所以箱体结构对工作性能、加工工

24、艺、材料消耗，重量及成本等有很大的影响。箱体结构与受力均较复杂，各部分民尺寸按经验公式在装配草图的设计和绘制过程中确定如下：1. 箱座（数量1）、箱盖（数量1）、闷盖（数量1）、透盖（数量1）的材料：HT150 2. 反光片材料：铝 数量：1个3. 垫片材料：毛毡 数量：14. 螺栓M825 GB/T7582-2000 数量：2个5. 螺母M8 GB/T6170-2000 数量：6个6. 垫圈8 GB/T93-1987 数量：6个7. 螺栓M865 GB/T5782-2000 数量：4个8. 垫片 材料：工业纸 数量：4 个9. 挡油环（数量2）调整环（数量2）套筒（数量1）螺塞（数量1）通气

25、塞（数量1）小盖（数量1）材料都为：Q235-A 10.螺钉M314 GB65-85 数量：3个 11.螺母M10 GB/T6170-2000 数量：1 12.垫圈10 GB/T95-1985 数量：5个 13.螺钉M310 GB65-85 数量：4个 14.销A4-18 GB/T117-1986 材料：Q235-A 数量：2个 15.箱座壁厚； 16.健1022 GB/T1096-1994 数量：1个 17.深沟球轴承6206 GB/T 276-1994 数量：2个 18.齿轮 材料 45 号钢 数量：1个19.密封圈 材料：毛毡 GB/ZQ4606-1986 数量：2个20.深沟球轴承62

26、04 GB/T 276-1994 数量：2个21.齿轮轴 材料：45号钢 数量：2个 22.箱座凸缘厚度b=1.5，；23.箱盖厚度；24.箱盖凸缘厚度；25.箱底座凸缘厚度；26.轴承旁凸台高度h=45mm，凸台半径R=20mm；27.齿轮轴端面与内机臂距离；28.大齿轮齿顶与内机壁距离；29.小齿轮端面到内机壁距离；30.上下机体肋板厚度；31.高速轴承端盖外径；32.低速轴承端盖外径=130mm；33.地脚螺栓M16，数量6根。八、轴的组合设计1.轴的材料和热处理的选择根据题目意思，本轴并无特殊要求，也没要尺寸大小限制，只要选择合理即可。选45号钢，调质处理，HB217-255。2. 按

27、扭矩估算最小直径参考教材第八版机械设计表153轴的常用几种材料的及值，第370页，查表得在126至103之间，取=115。高速轴：考虑键：选取标准直径：。低速轴：考虑建：选取标准直径： 3.轴的结构设计 （构想的轴如图4）图4根据轴上零件的定位、装拆方便的要，同时考虑到强度的原则，主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。轴段的确定： 由V带轮的计算可得，小带轮的长度为93mm，由上面计算可得轴的直径最小值为22mm，所以选择轴径为25mm，长度为90mm。轴段和的确定：考虑轴受力较小且主要是径向力，故选用：深沟球轴承，高速轴承根据轴颈值查机械零件设计手册选择6206两个（GB/T 2761993），内径

28、为30mm，外径为62mm，宽度为16mm。套筒选择10mm长的，挡油圈选择2mm的，参考机械设计课程设计表51 铸铁减速器箱体结构尺寸之一，第23页，得箱座壁厚为10mm。由上面的，分析得轴段的轴径为30mm，长度为40mm；轴段的轴径为30mm，长度为28mm。轴段的确定：由上面齿轮的计算可得，轴径为56mm，长度为61mm。轴段和的确定：根据以往经验可得，轴径都为45mm，长度都为8mm。 4.高速轴的二维图如图5（键槽的大小还没确定）。图5高速轴5. 同理可求得低速轴的二维图如图6（键槽大小还没确定）。图6低速轴6. 危险截面的强度校核。 (1) 高速轴的强度校核，作主动轴的强度校核如

29、图8所示。图8 L=117mm扭矩：校核：由图表查得，考虑建槽：则强度足够。（2）低速轴的强度校核圆周力：径向力：由于为直齿轮，轴向受力。低速轴的受力简图如图7所示。图7L=114mm扭矩：校核：由图表查得，考虑建槽：则强度足够。九、滚动轴承寿命的计算考虑轴受力娇小且主要是径向力，故选用单列向心球轴承。高速轴承根据轴颈值查机械零件设计手册选择6204两个（GB/T 2761993），低速轴承6209两个（GB/T 2761993）两轴承承受纯径向载荷1.高速轴轴承寿命：深沟球轴承6204，基本额定动负荷，。预期寿命为：12年，两班制所以，轴承寿命及格。2.低速轴轴承寿命：深沟球轴承6204，基

30、本额定动负荷，。预期寿命为：12年，两班制所以，轴承寿命及格。十、键的校核计算 1.高速轴外伸端，考虑到键在轴中部安装，故选键6×28 GB 10961990，b=6mm，L=28mm，h=6mm。选择45钢，其许用挤压应力。则强度足够，合格。 2.低速轴外伸端，考虑到键在轴中部安装，故选键10×40 GB 10961990，b=10mm，L=40mm，h=8mm。选择45钢，其许用挤压应力。则强度足够，合格。 3.与齿轮连接处，考虑到键在轴中部安装，故选键10×45 GB 10961990，b=10mm，L=45mm，h=8mm。选择45钢，其许用挤压应力。则强

31、度足够，合格。十一、联轴器的选择由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑装拆方便及经济问题，选用弹性套柱销联轴器，K=1.3。选用TL6型（GB 124581990）弹性套柱削联轴器，公称尺寸转矩=250（），。采用Y型轴孔，A型键，轴孔直径d=32至40mm，选d=35mm,轴孔长度L=82mm。TL6型弹性套柱销联轴器有关参数。公称转矩：250（）；许用转速：3300（）；轴孔直径：35mm；轴孔长度：82mm；外径：160mm；材料：HT200；轴孔类型：Y型；键槽类型：A型。十二、减速器附件的选择及简要说明1.安装端盖的螺栓12个，材料为Q235，规格M6×16 GB

32、57821986；2.安装端盖的螺栓24个，材料为Q235，规格M8×25 GB 57821986；3.定位销2个，材料为35，规格A6×40 GB 1171986；4.调整安装垫圈3个，材料为65Mn，规格10 GB 931987；5.安装螺母3个，材料为A3，规格M10 GB 61071986；6.测量油面高度的油标尺1条，材料为组合件；7.透气通气器1个，材料为A3。十三、润滑方式及润滑剂牌号确定、油量确定 、密封形式 1.润滑方式（1）齿轮v=1.33m/s<<12m/s，应用喷油润滑。但考虑成本及需要选用的浸油润滑；（2）轴承采用润滑脂润滑。2.润滑油牌号及用量（1）齿轮润滑选用150号机械油（GB 4431989）