机械设计 带式输送机 一级齿轮减速器装配图 课程设计说明书

1、湖 南 涉 外 经 济 学 院机械设计课程设计计算说明书题目 ： 带式输送机传动装置设计学生姓名： XX学院： 机械工程学院专业： 材料成型及其控制工程指导教师： XX设计题目：带式输送机传动装置设计一、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：kN；输送带工作速度：m/s；滚筒直径：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

2、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) 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

3、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李育锡.机械设计课程设计M.北京：高等教育出版社，2008.2王昆.机械设计/机械设计基础课程设计M.高等教育出版社，19953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版）M.北京：化学工业出版社，2007.目 录机械设计课程设计任务书一、传动装置总体设计 . 51.1电动机的选择. 51.2各级传动比的分配. 71.3传动参数的计算. 7二 、传动装置总体设计 . 82.1 V带设计. 82.2 齿轮传动的设计 . 10三、轴的设计计算

4、. 123.1高速轴设计计算. 123.2低速轴设计计算. 16四、滚动轴承的选择及计算 . 124.1高速轴轴承选择与计算. 174.2低速轴轴承选择与计算. 18 4五、键联接的选择及校核计算 . 185.1 键的选择 . 185.2键的强度计算. 18六、联轴器选择 . 19七、润滑与密封方式的选择、润滑剂的选择 . 19一、传动装置总体设计1.1电动机的选择1、类型和结构型式的选择：三相交流异步电动机 Y系列2、功率的确定：（1）工作机所需功率PW（kw）(2.2´1.4)(1000´0.867)Pw=FwVw(1000hw)=3.08KwFw为工作机的阻力，单位N

5、；Vw为工作机的线速度，m/s；hw为工作机的效率；带式输送机可取hw=0.96(2)电动机h=h1h2h3h4h5=0.96´0.992´0.97´0.96´0.99=0.86h1：V带传动效率 0.96 h2：圆柱齿轮效率 0.98h3：滚动轴承效率0.99 h4：联轴器效率 0.99h5：滚筒效率0.95（3）电动机的额定功率 Pm按Pm³Pd来选取电动机型号，参考机械设计课程设计选取电动机型号为Y112M-4 D/U3、转速的确定V带的传动比：2-4 （查机械设计课程设计P14）圆柱齿轮传动：3-5 总传动比为i=6-20 之间60&#

6、180;1000V60´1000´1.4´220滚筒的转速 nw=pD=122r/min总转速=总传动比´滚筒的转速n=i´nw=6´122-20´122 r/min=7322440r/min参考1中选取Y112M-4型号电动机，参数如下：1.2各级传动比的分配电动机选定后，根据电动机的满载转速nm和工作机的转速nm可确定系统的总传动比i，i=nmnw=1440122=11.8传动系统的总传动比i是各串联机构传动比的连乘积，即i=i1i2(i1为v带的传动比；i2代表圆柱齿轮传动比) i=i2=ii1=11.83.4=3.4

7、7带传动于一级齿轮减速器一般取i带<i齿，以便使整个传动系统的尺寸较小，结构紧凑。 i1=3.4< i2=3.47 所以分配合理1.3传动参数的计算1 、各轴的转速 n (r/min)高速轴I的转速 nI=nm/i带=1440/3.4=424r/min 低速轴P的转速 nP=nIi2=4243.47=122r/min2、各轴的输入功率P（kw）带传动小带轮输入功率 pv=pcd=4kw变速箱高速轴I的输入功率 pI=pmh1=4´0.96=3.84kw变速箱低速轴P的输入功率 pP=pIh2h3=3.84´0.99´0.97=3.69kw 3、各轴的输

8、入转矩T（N.m） 高速轴I的输入转矩 TI=9550pInI=9550´424=86.49(N.m)低速轴P的输入转矩 TP=9550´pPnP=9550´3.69106=332.49(N.m)二 、传动装置总体设计2.1 V带设计1 求计算功率pc已知电动机转速nm=1440r/min；高速轴I的转速nI=424r/min 高速轴I的输入功率pI=3.84kw 查表13-8得kA=1.2,pc=kApI=4.608kw2 由pc=4.608kw，nm=1440r/min，查教材P219，图13-15.得出此标点位于A型区，因此选普通A型V带3 求大小带轮基准直

9、径 d1，d2查书P219表13-9得，dmin为75mm，取d1=90mm，由公式13-9得nmnI1440424d2=d1(1-V)=´90´(1-0.02)=300mmV带的滑动率e=0.02 ，所以d2取315mm4 验算带速 V pd1nm60´1000 V=p´90´144060´1000=6.8m/s 带速在525m/s范围内，合适5 求V带基准长度Ld和中心距a，初步选取中心距 a0=1.5(d1+d2)=607.5mm 8L0=2a0+p2(d1+d2)+(d1-d2)4a02=1877mm 取Ld=2000mm查P

10、205表13-2，A型带选用1800mm，由公式（13-16）计算实际中心距Ld-L02a=a0+=610+2000-18772=672mm6 验算小带轮包角a1，由P205公式13-1得d1-d2a1=180-a´57.3=16000>1207 求V带的根数，由公式13-15得Z=pcp0=pc(p0+Dp0)kakl令nm=1440r/min，d1=90mm，由书机械设计基础表13-3得 ：p0=1.07 kwd2d1(1-e)30090´(1-0.02)由公式13-9得传动比i=3.40查机械设计基础表13-5得：Dp0=0.17KW 由a1=1600查表13-

11、7得k¶1=0.954.608(1.07+0.17)´0.95´1.03查表13-2得KL=1.03，得Z=3.8因为Z<=10 所以取4根，合适 8 求作用在带轮轴上的压力Fa查书P123 13-1得q=0.1kg/m,由公式13-17得单根普通v带合宜的初拉力公式：500pcZn2.50.9592F0=(-1)+qn=500´4.6084×6.8´(2.50.95-1)+0.1´(6.8)=143N2作用在轴上的压力FQ=2ZF0sina12=2´4´143sin1602=1127N2.2 齿轮

12、传动的设计已知 i2=3.47 pd=3.84kw TI=86.49N.m nI=424r/min 1 选择材料及确定许用应力1）查P166表11-1 小齿轮选用40MnB,硬度241-286HBSdHLim1取730MPa dFE1取600MPa2)大齿轮选用ZG35siMn 硬度241-269MPadHLim2取620MPa dFE2取510MPa查P171表11-5取sH=1.1,sF=1.25dHLimsH7301.1dH1=1=664MPadH2=dHLimsHdFE1SF2=6201.1=564MPadF1=dFE1SF=6001.25=480MPadF2=5101.25=408M

13、Pa1 按齿面接触强度设计假设齿轮按8级精度制造，查P169表11-3取载荷系数K=1.4，查表11-6齿宽系数Od=0.8 弹性系数ZE=188,ZH=2.52KT1u±1ZEZH2()mm=OduZsHd1³2´1.4´860000.83´3.4+13.4´(188´2.5564)2=64.7mm 齿轮取Z1=32，则Z2=Z1i2=32´3.4=10910932空隙传动比ni=3.406 模数m=d1Z1=64.732=2.02齿宽b=Odd1=0.8´64.7=51.8mm 取b1=55mm b2

14、=60mm 查书P57 4-1取m=2.5,空隙：d1=mZ1=2.5´32=80mmd2=mZ2=2.5´109=272.5mma=d1+d22=80+272.52=176.25mm中心距3验算轮齿强度查书P173图11-8，11-9，YFa1=2.56,YFa2=2.25 YSa1=1.63,Ysa2=1.81 由sF1公=2KT1YFa1Ysa1bmZ12式311-5=91.35MPa<sF1=2´1.4´86´2.56´1.63´1055´4´322sF2=sF1Ysa2Ysa2YFa1YF

15、sa1=89MPa sF1<sF2 所以齿轮是安全的2 齿轮的圆周速度 V=pd1nI60´1000=3.14´20´4´42460´1000=1.78m/s查书P168表11-2，该速度符合8级精度要求 5 齿轮轮齿上的作用力 圆周力Ft=2TId1=2´8649080=2162.25N径向力 Fr=Ft.tan200=2162.25tan200=786.99N 轴向力 FR=0N6 齿轮其他结构尺寸的计算 按正常齿制 ha=1 c=0.25 a=20d1=Z1m=32´2.5=80mm d2=Z2m=109

16、0;2.5=272.5mmha1=ha2=ha*m=1´2.5=2.5mm*hf1=hf2=1.25m=1.25´2.5=3.125mmda1=m(Z1+2)=2.5´34=85mm df1=m(Z1-2.5)=2.5´29.5=73.75mmh1=h2=ha+hf1=2.5+3.125=5.625mms1=e1=s2=e2=pm2=2.5´3.142=3.925mmp1=p2=pm=3.14´2.5=7.85mmdf2da2=m(Z2+2)=2.5´111=277.5mm=m(Z2-2.5)=2.5´106.5=

17、266.25mm0 db1=d1cos20=80´cos200=75.1754mmdb2=d2cos200=272.5´cos200=256.066mm小齿轮采用实心式结构，大齿轮采用锻造毛胚的腹板式结构。三、轴的设计计算3.1高速轴设计计算1 高速轴的结构设计轴上小齿轮的齿顶圆直径为da1=85，比较小，因此采用齿轮轴结构2 按照扭转强度计算轴的最小直径dmin 查书P245表14-2得C=115pInI3.84424PI=3.84kwnI=424r/min dmin=c=115´3=24.5mm1）考虑要开一个键槽，所以dmin=（1+3%）24.5=24.5

18、26.95mm 圆整取d1=25mm半联轴器的长度l=48mm，为保证轴端挡圈只压在半联轴器上，而不压在轴的端面上，故地一段的长度应比l略短一些，取L1=46mm。左起第二段d2=d1+2h h=(0.070.1)d1mmd2=25+2´(1.96-2.8)=27.92-29.6mm 取d2=30mm L2=30mm 左起第三、四、五、六、七段d3=d2+(1-5)mm 取d3=35mm L3=35mm d4=44mm L4=14mm D5=85 L5=60 D6=2´(0.07-0.1)d4 +d4 取d5=6=44mm L6=20 d7=35mm L7=21mm3 强度

19、校核 圆周力Ft=2TId1=2´8649080=2162.25N径向力Fr=Ft.tan200=2162.25tan200=786.99N 由于为直齿制，则轴向力Fa=04 计算支点反作用力及弯曲力矩Ft2水平面RHA=RHB=2162.252=1017.125MHC=RHAL2=1017.125´2142´1000=108.84N.m 垂直面RVA=RVB=Fr2=786.992=393.495N MVC=RVAL2=393.495´2142´1000=42.104N.m合成弯矩 MVC=MHC2+MVC2=.84+42.10422=125

20、.405N.m1）垂直面上支承 Fe=RV1+RV2 RV1=RV2 所以RV1=RV2=393.495N水平面上支承反力 Ft=RH1+RH2 RH1=RH2 所以RH1=RH2=1017.125NMVC=RV1´54.5´10-3=393.495´54.5´10-3=21.445N.mMHC=RHV´54.5´10-3=1017.125´54.5´10-3=55.433N.m2）合成弯矩M=3）TI=Ft´d12=2162.25´802´10-3MVC2+M2HC=42.89+11

21、7.84222=125.405N.m =86.49N.m4）从轴的结构看出，C是危险截面 MH=117.842N.m MV=42.89N.m M合=Mc=125.405 N,m TP=TI=86.49N.m 按合成弯矩校核强度取a=0.6 w=0.1´109MC+(aTP)22sc=w=125.4052+(0.6´86.49)320.1´35´109=31.57Mpa<s-1b因为材料为40MnB, s-1b=65MPa 所以强度足够，安全3.2低速轴设计计算1） pP=3.69kw nP=122r/min2）作用在轮齿上的力圆周力 Ft=2TPd

22、2=2´332490272.5=2440.29N TP=332.49N.m径向力 Fr=Fttan200=2440.29´0.364=888.19N2）轴承材料选用45钢，则C=1153）d.69min=cpPn=115´3 考虑要开一个键槽，d=55mm P122=35.34段部分为轴入开式齿轮的长度 因为B小齿轮=38mm，所以取L1=60mm 左起第二段d2=d1+2h h=(0.070.1)d1mm d1=2.874.1 取d2=45mm L2=73mm左起第三段 d3=d2+(1-5)mm 取d3=55mm L3=51mm d4=d3+5=60mm L4

23、=53mmd5=2´ (0.07-0.1)d4 +d4 取d5=64mmL5 取20mmd6=55mm L6=29mm四、滚动轴承的选择及计算4.1高速轴轴承选择与计算Lh=12´300´16=57600hF2r1=RH1+R2V1=.1252+273.412=1054.2N17 L11fpp60nIe计算所需的径向基本额定动载荷值 cr=(Lh) 查书P276表16-8，6ft10fp=1.2 ft=1 则cr=2895.29N查书P150 15-22选用深沟球轴承6311，cr=71.5KN>2895.29N 所以适用4.2低速轴轴承选择与计算确定轴承查

24、书P150 15-22 选用深沟球轴承6212 D=110 B=22 d=60 寿命校核同高速轴校核过程，借此省略，经核实，其寿命合格。五、键联接的选择及校核计算5.1 键的选择由于键是用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩，而两轴不受轴向力，故只需选择普通平键即可，这样既满足了周向固定的要求，又容易实现加工，节约经济成本。选取B型平头键，材料为钢，查机械设计课程设计P【143】表14-26，选取键的主要尺寸。1低速级齿轮与轴处的键：2.低速级联轴器与轴处的键：3.高速级与轴与皮带轮处的键：5.2键的强度计算查机械设计基础P158公式10-26，得 sp=4Tdhl£sp由于键的材

25、料为钢，且轻微有点冲击，查查表10-10,得sp=100MP六、联轴器选择1 高速轴联轴器选用取KA=1.3 则计算转矩TC=KATI=1.3´105.05=136.565N.m查书173表17-4，选用LT5 它的公称转矩为125N.m，许用转速为4600/min 2高速轴联轴器选用取KA=1.3 则计算转矩TC=KATP=1.3´546.34=710.242N.m查书175表17-5，选用LX3 它的公称转矩为1250N.m，许用转速为4700r/min 半联轴器长度L1=52mm七、润滑与密封方式的选择、润滑剂的选择 1 减速器的润滑方式：选用脂润滑因为齿轮的转速V&

26、lt;12m/s, 齿轮选用脂润滑。对于轴承来说，由于传动件速度不高，故选用脂润滑方式，这样结构简单，润滑可靠。2 选择润滑油：合成润滑油3 密封类型的选择：1）箱座与箱盖凸缘接合面的密封选用在结合处涂密封漆或水玻璃的方法。2）观察孔和油孔等处接合面的密封在观察孔或螺栓与机体之间加石棉橡胶纸，垫片进行密封。3）轴承孔的密封闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部，轴承外伸端与透盖的间隙。 由于选用的电动机为低速、常温、常压的电动机，故选用毡圈密封。设计总结 19通过为期半个学期的课程设计过程，反复的修改设计，终于完成了一级闭式圆柱齿轮减速器的设计过程，现在写起心得总结的时候真的是颇有感慨啊，在龚寄

27、老师刚开始在课堂上和我们说我们要做课程设计的时候，觉得课程设计是怎么一回事都不知道，似乎离我好遥远，我不认识它，它更不认识我一样，似乎感觉这么庞大的工程我是不可能做得出来的，但是迫于考试等等原因，我们当然很清楚这是我们必须要经历的一个过程。所以刚开始时候真的可以用举步维艰来形容了。设计计算手稿部分，大坐标纸草图，对最后画大图纸很重要！和上个学期画的一张大图不一样的明显感觉就是任务量超级多了。刚开始就是需要手稿的一份设计计算说明书部分，其中对电动机、齿轮、还有轴和轴承的设计不用说了，翻看了好多教材终于稍微明白了点事怎么设计出来的，设计计算说明部分真的是很重要的一个环节，在现在画好了大图纸之后越发觉得那份手稿的计算说明书部分是多么的重要，在画大图纸的俯视图的过程中，我就是因为当时的轴设计出现了一点小问题，第四阶的轴端设计的长度偏小了点，导致大齿轮卡在键槽里面的长度不够，不得以又重新擦掉刚画好的轴，并且重新对轴进行设计计算。坐标纸草图的重要性也不亚于计算手稿部分，刚开始接到图纸的时候都