一级带式运输机传动装置机械设计课程设计

1、机械设计课程设计计算说明书设计题目： 设计带式运输机传动装置姓名： 、 学号： 班级： 成绩： 指导教师： 完成时间： 2 机械设计课程设计任务书班级： 姓名： 学号： 设计题目： 设计带式运输机传动装置运动简图：工作条件及原始数据： 电动机驱动，工作寿命8年（每年工作300天、两班制、每班8小时），带式输送机工作载荷平稳，单向运转。输送带拉力F 1.4 kN；输送带速 v 1.55 m/s；滚筒直径 D 250 mm 设计工作量：1.减速器0#装配图1张（0#坐标草图一同交上）2.主要零件图23张（输入轴、输出轴、大齿轮，均为3#白图）3.设计说明书1份（手写、打印均可）完成时间： 目录1、

2、传动方案拟定32、电动机的选择33、计算总传动比及分配各级的传动比54、运动参数及动力参数计算65、传动零件的设计计算76、轴的设计计算147、滚动轴承的选择及校核计算208、键联接的选择及计算219、箱体结构的设计2210、润滑密封设计2511、联轴器设计2512、设计参考资料2613、设计小结26计算过程及计算说明结果一、传动方案拟定第七组：设计带式运输机传动装置1、工作条件：使用年限8年，工作为二班工作制，载荷平稳，环境清洁。2、原始数据：滚筒圆周力F=1400N；带速V=1.55m/s；滚筒直径D=250mm。3、传动简图：图一二、电动机选择1、电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机

3、2、电动机功率选择：3、传动装置的总功率：a=带×3轴承×齿轮×联轴器×滚筒 =0.95×0.993×0.97×0.99×0.96=0.8494、电机所需的工作功率： Pw=FV/1000=1400×1.55/1000=2.17KWPd= Pw /总=2.17/0.849=2.56KW5、确定电动机转速：计算滚筒工作转速：n筒=60×1000V/D=60×1000×1.55/（×250）=118.47r/min 按手册表1推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速

4、器传动比范围I齿轮 =35。取V带传动比I带=24，则总传动比理时范围为Ia=620。故电动机转速的可选范围为nd=Ia×n筒=（620）×118.47=7112374r/min符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。根据容量和转速，由有表19-1查出适用的电动机型号：方案电动机型号额定Kw电动机转速n(r/min)同步转速满载转速1Y100L2-43150014402Y132S-6310009603Y132M-83750710综合考虑多方面因素，选择第二种方案，即选电动机型号为Y132S-6，则电动机的技术参数如下表：方案电动机型号额定功Kw电动机

5、转速n(r/min)同步转速满载转速2Y132S-6310009606、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y132S-6。其主要性能：额定功率：3KW，满载转速960r/min，额定转矩2.0。三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i总=n电动/n筒=960/118.47=8.102、分配各级传动比据指导书表2-1，取齿轮i齿轮=4（单级减速器i=35合理）i总=i齿轮×i带i带=i总/i齿轮=8.10/4=2.025四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速n电机=960r/minnI = n电机/i带=960/2.025=

6、474.07(r/min)nII = nI /i齿轮=474.07/4=118.51(r/min)2、计算各轴的功率（KW）P电机=2.56KW输入轴：PI= P电机×带×轴承=2.56×0.95×0.99=2.41KW输出轴：PII= =2.56×0.95×0.992×0.97=2.31KW滚筒轴：PIII=带×3轴承×齿轮×联轴器=2.56×0.95×0.993×0.97×0.99 = 2.27KW4、计算各轴扭矩（N·mm）TI=9.55&

7、#215;106 PI/ nI =9.55×106×2.41/474.07 =48549N·mmTII=9.55×106PII/nII=9.55×106×2.31/118.51 =186149N·mmTIII=9.55×106PI/nI=9.55×106×2.27/118.47=182987N·mm轴的明细表：轴名功率P（KW）转矩T（N·mm）转速r/min传动比电动机轴2.56254679604轴2.4148549474.07轴2.31186149118.512.025卷

8、筒轴2.27182987118.47五、传动零件的设计计算1、皮带轮传动的设计计算（1）、选择普通V带截型由课本表2-10得：ka=1.1PC=KaP=1.1×2.56=2.82KW由课本2-17得：选用A型V带（2）、确定带轮基准直径，并验算带速推荐的小带轮基准直径为75mm 则取dd1=125mm dd2=n1/n2·dd1=960/474.07×125=253mm取dd2=250mm实际从动轮转速n2=n1dd1/dd2=960×125/250 =480r/min传动比误差为：（i。i）/i =2.025-2/2.025 =0.0125<0.

9、05(允许)带速V：V=dd1n1/60×1000=×125×960/60×1000 =6.28m/s在525m/s范围内，带速合适。（3）、确定带长和中心矩0. 7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)0. 7(100+200)a02×(100+200) 所以有：262.5mma0750mm 初选a0=600mmL0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1)/4a0 =2×600+1.57(125+250)+(250-125)2/4×600 =1795.26mm取Ld=1800mmaa0+Ld-L0/2=

10、600+（1800-11795.26）/2 =602.37mm(4)验算小带轮包角1=1800-（dd2-dd1）/a×57.30 =168.10>1200（适用）（5）确定带的根数根据课本表（2-5）P0=1.37KW根据课本表（2-7）P0=0.11KW根据课本表（2-9）K=0.974根据课本表（2-2）KL=1.01Z =PC/(P0+P0)KKL =2.82/(1.37+0.11) ×0.974×1.01 =1.87根Z =2根(6)计算轴上拉力由课本表2-1查得q=0.1kg/m，由式单根V带的初拉力：F0=+qV2=×(2.5/0.9

11、74-1)+0.1×6.282N=177.33N则作用在轴承的压力FQFQ=2ZF0sin1/2=2×2×177.33sin（168.1/2）=705.51N2、齿轮传动的设计计算（1）选择齿轮材料及精度等级 考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为241286HBW，取260 HBW。大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度197255HBW ，取230HBW；选8级精度。(2)确定许用应力 确定有关参数如下：传动比i齿=4 取小齿轮齿数Z1=24。则大齿轮齿数：Z2=iZ1=4×24=96 齿数比：u=i=4查表4.19

12、3得：Hlim1=710Mpa Hlim2=580Mpa查表4.213得：Flim1=600Mpa Flim2=450Mpa查表410得：SHlim1=1.1FHlim1=1.25N1=60×474.07×8×300×12=8.19×108N2=N1/u =2.05×108查图420 ZN1=1.016 ZN2=1.068查图422 YN1=0.872 YN2=0.898查图423 YX1= YX2=1H1=Hlim1ZN1/SHmin=（710×1.016/1.1）Mpa=655.78MpaH2=Hlim2ZN2/SHmi

13、n=（580×1.068/1.1）Mpa=563.13MpaF1=Flim1 YX1YN1/SFmin=（600×0.872/1.25）Mpa=418.56MpaF2=Flim2 YX2YN2/SFmin =（450×0.898/1.25）Mpa=323.28Mpa(3)按齿面接触疲劳强度设计1、转矩T1TI=9.55×106 PI/ nI =9.55×106×2.41/474.07=48549N·mm2、初步算小齿轮的直径d1Ad 取Ad=96 =1d196=55.24mm取d1=60mm则齿宽B1= × d1

14、=60mm2、 按齿面接触疲劳强度设计d1KA = 1.5设计齿轮精度等级为8级， V= 取Kv=1.02= 1 查图4.12，取= 1.05表45 = 1.1K = KAKv= 1.5×1.02×1.05×1.1=1.774、计算齿面接触应力 查图4.14得 = 2.5 查表46得 =189.8=1.713=d1 = = 50.83mm模数：m=d1/Z1=50.83/24=2.12mm取标准模数：m=2.5mmd1= m× Z1 =60mm = 60mm(4)校核齿根弯曲疲劳强度有图4.18查得 = 2.58 = 2.22有图4.16查得 =1.62

15、 =1.75因= 1.713 所以得=0.25+0.75/ =0.25+0.75/1.713=0.688根据（411）式 =54.68<F1= 418.56Mpa=37.09<F2 =323.28Mpa大小齿轮弯曲疲劳强度满足要求(5)确定齿轮主要尺寸d1 = 60mm = d1=60mmd2 = d1i=60×4 =240mm = 54mma=（d1 + d2）/2 =（60+240）/2=150mm(6)计算齿轮的圆周速度VV=d1n1/60×1000=3.14×60×474.07/60×1000=1.49m/s名称小齿轮大齿轮

16、中心距a150mm传动比i4d60mm240mmZ2496m2.5mm2.5mm齿顶高系数11顶隙系数0.250.25da65mm245mmdf53.75mm233.75mm齿宽b60mm54mm六、轴的设计计算1、 低速轴的设计计算各轴间用圆角过渡 倒角（1）按扭矩初算轴径选用45钢调质，硬度217255HBW根据表31，取C=120d0C=120×(2.31/118.47)1/3mm=32.29mm考虑有键槽，将直径增大5%，则d0=32.29×(1+5%)mm=33.90mm选d0=34mm2、轴的结构设计为满足轴上的零件的定位，紧固要求和便于轴的装拆，常将轴做成阶梯

17、状。小齿轮的直径小，可以直接铸造到轴上，为了能选用合适的圆钢和减少切削加工量，阶梯轴各相邻轴段的直径不宜相差太大，一般非定位轴肩取1 2mm，定位轴肩取510mm。各段的两个阶梯之间的直径之差视具体情况而定。为了便于切削加工，一根轴上的圆角半径应尽可能相同；各退刀槽（砂轮越程槽）应取相同的宽度及相同的倒角尺寸；一根轴上各键槽应开在轴的同一母线上。为了便于加工和检测，轴的直径应取圆整值；与标准件配合的轴段应取标准值。为了便于装配，轴端应加工出倒角。单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，

18、则采用过渡配合固定（2）确定轴各段直径、圆角和长度由外向内确定各段直径，由内向外确定各段长度工段：d1=34mm 长度取L1=50mm有表12-13 R= 1.6mm h=3mm考虑轴承端面和箱体内壁，齿轮端面和箱体内壁应有一定距离，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度。II段:d2=d1+2h=34+2×3=40mmd2=40mm L2=40mm初选用6009型申购球轴承，其内径为45mm,宽度为16mm. 取套筒长为20mm，取该段长为mm，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故III段 长：L3=（2+24+16）= 42mm 直径d3=45mm段直径： c = 1 h = 1.

19、5d4=d3+2h=45+2×1.5=48mm长度L4=54-2=52mm段直径d5=56mm. 长度L5=12mm段直径d6=45mm 长度L6=28mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=224mm3、按弯矩复合强度计算已知d1=34mm求转矩：已知T2=186149N·mm求圆周力：Ft根据课本P142得Ft=2T2/d1=2×186149/34=10949N求径向力FrFr=Ft·tan=10949×tna200=3985.45因为该轴两轴承对称，所以：(1)绘制轴受力简图（如图a）（2）绘制垂直面弯矩图（如图b）轴承支反力：FAY=F

20、BY=Fr/2=1992.73NFAZ=FBZ=Ft/2=5474.5N由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为MC1=FAyL/2=1992.73×50/2=49818.25N·mm (3)绘制水平面弯矩图（如图c）截面C在水平面上弯矩为：MC2=FAZL/2=5474.5×50/2=136862.5N·mm(4)绘制合弯矩图（如图d）MC=(MC12+MC22)1/2=(49818.32+136862.52)1/2=145647N·mm(5)绘制扭矩图（如图e）转矩：T=9.55×（P2/n2）×106=1

21、86149N·mm(6)绘制当量弯矩图（如图f）转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化，取=1，截面C处的当量弯矩：Mec=MC2+(T)21/2=1456472+(1×186149)21/2=236356N·mm(7)校核危险截面C的强度e=Mec/0.1d43=236356/0.1×483=21.31MPa< -1b =60MPa该轴强度足够。2 、高速轴的设计计算（1）按扭矩初算轴径选用45调质钢，硬度（217255HBW）根据课本表6-3取c=115d0c(P3/n3)1/3=115(2.41/474.07)1/3=19.8mm取d0=22

22、mm轴的结构设计（1）轴的零件定位，固定和装配 单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承和皮带轮依次从右面装入。（2）确定轴的各段直径和长度 初选6006型深沟球轴承，其内径为30mm，宽度为13mm。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长为18mm，则该段长31mm。d0=22mmd1=22mm L1=40m d2=28mm L2=40mmd3=30mm L3=31mm d4

23、=36mm L4=10mmd5=48mm L5=60mm d6=36mm L6=10mmd7=30mm L7=31mm L=226mm轴的明细表： 低速轴高速轴d1=34mm L1=50mmd1=22mm L1=40mmd2=40mmL2=40mmd2=28mmL2=30mmd3=45mmL3=42mmd3=30mmL3=31mmd4=48mmL4=52mmd4=36mmL4=10mmd5=56mm L5=12mmd5=48mm L5=60mmd6=45mmL6=28mmd6=30mmL6=33mmL=224mmd7=30mmL7=31mmL=222mm七、滚动轴承的选择及校核计算低速轴轴承6

24、009 B=16mm d = 45mm D= 75mm低速轴轴承6006 B=13mm d = 30mm D= 55mm八、键联接的选择及校核计算8.1输入轴与带轮联接采用平键联接轴径d1=22mm,L1=40mm查手册123页得，选用A型平键，得：键A 6×32 GB/T1096-2003 L=32mmTI =48549N·mm h=6mm根据课本P149(6.15）式得p= =4×48549/22×6×32 =45.97Mpa<p=110Mpa8.2输出轴与大齿轮联接用平键联接轴径d4=48mm L4=64mm T2=186149N&

25、#183;mm查手册123页得， 选用A型平键键14×56 GB/T1096-2003L =56mm h=9mm据课本P149(6.15）式得p=4×186149/48×9×56=30.8Mpa<p =110Mpa8.3输出轴与传送带联接用平键联接轴径d1=34mm L1=50mm T2=186149N·mm查手册123页得， 选用A型平键键10×45 GB/T1096-2003L =45mm h=8mm据课本P149(6.15）式得p=4×186149/34×8×45=60.8Mpa<p =

26、110Mpa九、箱体结构的设计减速器的箱体采用铸造（HT200）制成，采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量。1. 机体有足够的刚度在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度2. 考虑到机体内零件的润滑，密封散热。因其传动件速度小于12m/s，故采用侵油润油，同时为了避免油搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离H大于40mm。为保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为6.33.机体结构有良好的工艺性.铸件壁厚为8mm，圆角半径为R=5。机体外型简单，拔模方便.4.对附件设计 A 视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有窥视孔，能看到 传动零件齿合区的位置，并有足够的空间

27、，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用M8紧固B 油螺塞：放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。C 油标：油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出.D 通气孔：由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡。E 位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度

28、，在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度。F 吊钩：在机盖上直接铸出吊钩和吊环，用以起吊或搬运较重的物体。减速器机体结构尺寸如下：名称符号计算公式结果箱座壁厚8箱盖壁厚8箱盖凸缘厚12箱座凸缘厚b12箱座底凸缘厚度20地脚螺钉直径M18地脚螺钉数目a2504轴承旁联接螺栓直径M14机盖与机座联接螺栓直径（0.50.6）M12轴承端盖螺钉直径（0.40.5）M10视孔盖螺钉直径0.30.4）M8定位销直径（0.70.8）10，至外机壁距离查表4.2242018，至凸缘边缘离查表4 .22216外机壁至轴承座端面距离+（812）48大齿轮顶圆与内机壁距离10齿轮端面与内机壁距离

29、11机座肋厚 轴承端盖外径 +（55.5） 98轴承旁连接螺栓距离s以和互不干涉为准，一般取s98十. 润滑密封设计对于单级圆柱齿轮减速器，因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度小于12m/s，所以采用浸油润滑。油的深度为 从密封性来讲为了保证机盖与机座连接处密封，凸缘应有足够的宽度，连接表面应精刨，密封的表面要经过刮研。而且，凸缘连接螺柱之间的距离不宜太大，并均匀布置，保证部分面处的密封性。轴承端盖采用嵌入式端盖，易于加工和安装。十一.联轴器设计1.类型选择.为了隔离振动和冲击，选用弹性套柱销联轴器十三 参考资料1、机械设计高等教育出版社 主编 吕宏 王慧2、机械原理北京大学出版社

30、主编 王跃进3、材料力学 高等教育出版社 主编 刘鸿文4、互换性与技术测量基础 华南理工大学出版社 主编 黄镇昌十二、设计小结做了两周的课程设计，有很多的心得体会。在课程设计过程中，有时会感到有些心烦意乱。有好几次，因为不小心，我计算出错，只能重来。设计中还存在不少错误和缺点，需要继续努力学习和掌握有关机械设计的知识。通过这次机械课程设计，我对机械有了更深的理解，对减速器的原理和构造也有了一定的了解。通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致。F=1400NV=1.55m/sD=250mm总=0.849Pw=2.17KWPd=2.56KWn筒=118.47r/min电动机型号Y132S-6i总=8.10i齿轮=4i带=2.025n电机 =960r/minnI=474.07r/minnII=118.51r/minP电机=2.56KWPI=2.41KWPII=2.31KWPIII=2.27KWTI