带传动设计说明书

1、一、设计任务书1.1题目：铸钢车间型砂传送带传动装置设计。1.2 任务：1） 减速箱装配图（A0） 1张2） 低速轴工作图（A3） 1张3） 大齿轮工作图（A3） 1张4） 设计计算说明书 1份1.3 传动方案：1电动机 2V带传动 3展开式双级齿轮减速器4连轴器 5底座 6传送带鼓轮 7传送带1.4 设计参数：1）传送速度V= 0.75 m/s 2）鼓轮直径D= 330 mm3）鼓轮轴所需扭矩T690 N·m1.5其他条件：工作环境通风不良、单向运转、2班制工作、使用期限为8年、小批量生产、底座（为传动装置的独立底座）用型钢焊接。二、传动方案2.1传动方案说明1电动机 2V带传动

2、3展开式双级齿轮减速器4连轴器 5底座 6传送带鼓轮 7传送带传动装置平面布置简图 本装置使用V带传动和两级齿轮传动减速，V带传动设置在高速级，齿轮传动设置在低速级。将V带传动设置在高速级是因为：a) 主要由于V带传动能力小，把它布置在高速级，速度快，转矩小，有利于结构紧凑；b) V带在高速级有利于发挥其传动平稳，吸震缓冲，减少噪声的作用；c) V带在高速级更能起到过载保护的作用；d) V带结构工艺简单，精度容易保证。选用两级齿轮传动减速是因为根据工作要求，采用双级闭式软齿面斜齿圆柱齿轮转动。双级传动工艺简单，效率高，精度容易保证。因工作环境有粉尘，使用闭式传动。斜齿轮承载能力强，传动平衡，软

3、齿面能简化齿轮的加工工艺。综上所述，本方案从设计任务书所给定的条件来看具有合理性，可行性。2.2 电动机的选择2.2.1电动机类型和结构形式工业上一般运用三相交流电源，无特殊要求应选三相交流异步电动机。最常用的电动机是Y系列笼型三相异步交流电动机。其中Y（IP44）小型三相异步电动机为一般用途笼型封闭自扇冷式电动机，具有防止灰尘或其他杂物侵入之特点，B级绝缘，可采用全压式或降压起动。该电动机的工作条件为：环境温度-15+40摄式度，相对湿度不超过90%，海拔高度不超过1000m，电源额定电压380V，频率50HZ，常用于对起动性能、调速性能及转差率均无特殊要求的机器或设备，如金属切削机床、水泵

4、、鼓风机、运输机械和农业机械等。 选用结构形式为卧式封闭型的电动机2.2.2 确定电动机的容量为了估计传动装置的总传动比范围,以便选择合适的传动机构和拟定传动方案,可先由已知条件计算鼓轮的转速 即=60×1000×v（×D）=60×1000×0.75/（3.14×330）=43.4 r/mina) 工作机所需功率: b) 电动机输出功率为传动装置总效率为式中：分别为V带传动、斜齿圆柱齿轮传动、滚动轴承、弹性联轴器传动、滑动轴承的传动效率。参考课程设计p7表2-4：取， ， ，c)电动机额定功率Ped（课程设计p196 表20-1选取电

5、机额定功率）2.2.3选择电动机转速： 一般常选用同步转速为1500r/min或1000r/min的电动机。 （参考课程设计 p4表2-1）选取传动比 V带传动比 单级圆柱斜齿轮传动比范围 则电动机转速可选范围为可见同步转速为1000r/min、1500r/min的电动机均符合。2.2.4选择电动机型号初选：方案电动机型号额定功率KW电动机转速r/min同步 满载电动机质量Kg总传动比1Y132M1-641000 9607322.122Y112M-441500 14404333.18可见第一种方案传动比较适合，传动比小，传动装置的尺寸适中，因此选用：转速为同步转速为1000 r/min 的Y1

6、32M1-6型电动机2.2.5 电动机外形简图和主要安装尺寸 电动机外形简图电动机的安装尺寸mm（ 参考课程设计 表20-2 ）电动机型号尺寸HABCDEF×GDGKABADACHDAABBHALY132M13221617889388010×8331228021013531560238185152.3总传动比的确定和各级传动比的分配23.1理论总传动比电动机满载转速：传送带鼓轮轮速：传动装置的总传动比为：2.3.2各级传动比分配取V带传动比，使大带轮不致过大。低速级齿轮传动的传动比高速级齿轮传动的传动比2.4各轴转速转矩及输出功率电动机轴为0轴，减速器高速轴为轴，中间轴为I

7、I轴，低速轴为III轴，鼓轮轴为轴。 2.4.1各轴转速为r/min 2.4.2 各轴输入功率为2.4.3各轴理论转矩为2.4.4各轴的运动和动力参数汇总表(理论值)项目电动机轴高速轴I中间轴II低速轴III鼓轮轴IV转速r/min96048013043.343.3功率Kw43.843.693.543.37转矩N·m39.7976.4271.07780.76743.27传动比23.6931效率0.960.960.960.95三、传动设计3.1 V带传动3.1.1 V带传动设计计算（1）确定计算功率： （参考机械设计p156表8-7）按带式输送机，每天工作16小时，重载启动得工况系数故

8、（2）选择V带的带型根据转速n0=960r/min Pca=4.8kw （参考机械设计P157图8-11） 选择A型带（3）确定带轮的基准直径并验算带速Va)初选小带轮的基准直径（参考机械设计P155表8-6和P157表8-8 ） 得 =125mmb)验算带速v 5至30m/s之间，带速合适 c)计算大带轮的基准直径 （参考机械设计P157表8-8），不需圆整。（4）选定v带基准长度Ld和中心距 a)初选中心距 b）基准长度（参考机械设计p146表8-2）选带的基准长度c)计算实际中心距（5）验算小带轮上的包角（6）计算带的根数z a)计算单根V带额定功率Pr 根据n0=960r/min ；

9、=125mm ； A型带 （参考机械设计 p152表8-4a） 取P0=1.382kw 根据n0=960r/min ； i=2 ； A型带（参考机械设计 p153表8-4b）取根据（参考机械设计 p155表8-5）取根据Ld=1600mm（参考机械设计 p146表8-2） 取 b)计算V带根数 故取4根（7）计算单根V带的初拉力最小值（参考机械设计 p149表8-3） 取q=0.10kg/m 应使带的实际初拉力 （8）计算压轴力Fp 压轴力的最小值 V带设计汇总：V带传动主要传动参数带型(mm)(mm)(mm)(根)(mm)(N)(N)(度)(m/s)A16001252504502156.41

10、241.5170.496.283.1.2 带轮结构设计（1）带轮材料 选用HT200（2）带轮结构带的结构形式为孔板式，轮槽槽型为B型 大带轮结构图3.2高速级齿轮传动设计计算1材料选择 齿面类型根据条件，传递功率不大，尺寸特殊要求，故为降低成本，拟按软齿面传动设计。 材料 小齿轮采用40制造，调质处理，齿面硬度为280 HBS，大齿轮采用45钢制造，调制处理，硬度为240HBS。2齿轮许用应力 齿轮的接触疲劳强度极限 （参考机械设计p209图1021（d）得600MPa550MPa 齿轮的弯曲疲劳强度极限（参考机械设计p208图1020 （c）得500MPa380MPa 安全系数S 设可靠度

11、99% 取接触疲劳安全系数，弯曲疲劳安全系数=1.4 接触强度寿命系数 （参考机械设计P207 图10-19） 得 0.90 ；0.96 弯曲强度寿命系数（参考机械设计P206图10-18） 0.88 ； 0.9 齿轮的许用接触应力小齿轮转速 应力循环次数 齿轮的许用弯曲应力 3、精度等级及设计参数的选定 精度等级估计齿轮圆周速度v不大，故初选7级精度。 齿数Z根据工作环境通风不良，取软齿面传动，试取： =26 =i=95.94 取=96 螺旋角 初选 齿宽系数 d 一、 按齿面接触强度要求试设计 传递转矩 载荷系数试取 齿数比 =i=3.69 端面重合度 （参考机械设计 p215图 10-2

12、6） 得=0.75 ；=0.84故，=+=1.59 弹性影响系数 （参考机械设计 p201表 10-6 ）得 区域系数 （参考机械设计p217图 10-30 ） 按，得 （7）齿宽系数（参考机械设计p205表 10-7 ）取（8）许用接触应力（9）计算将以上相关数据代入 得：（10）修正设计（a）有关数据齿轮圆周速度法面模数 全齿高 设计齿宽 （b）使用系数(参考机械设计p193表10-2) 按工作平稳，电动机驱动 得 （c）动载系数(参考机械设计p194图10-8 )按7级精度得 Kv=1.07（d）齿间载荷分配系数(参考机械设计p195表10-3) 按软齿面斜齿轮7级精度 得 （e）齿间载

13、荷分布系数(参考机械设计p196表10-4)按软齿面7级精度非对称布置b=52.67mm 得 (参考机械设计p198图10-13)按 ; b/h=11.89 得（f）载荷系数K（g）修正 分度圆直径 法面模数 二、 按齿根弯曲强度设计 （1）齿形系数（参考机械设计p200表10-5） 得=2.71 ；=2.17（2）应力校正系数（参考机械设计p200表10-5） 由 ； 得=1.615 ；=1.794（3）螺旋角影响系数（参考机械设计p216图10-28）； 得（4）计算 ；取大值 0.01599将以上相关数据代入 得三、 几何尺寸计算对比计算结果，由齿面弯曲疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯

14、曲疲劳强度计算的法面模数，取 已可满足弯曲强度，但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数。 （1）齿数Z 取 取（2）中心距将中心距圆整为 135 mm（3）螺旋角 因值改变不多，故参数、等不必修正。（4）分度圆直径d（5）齿宽B按设计齿宽 取 3.3低速级齿轮传动设计计算1材料选择 齿面类型根据条件，传递功率不大、且尺寸无特殊要求，故为了降低成本，拟按软齿面传动设计。 材料 小齿轮40Cr,调质处理，硬度为280HBS；大齿轮45钢，调质处理，硬度为240HBS。2齿轮许用应力 齿轮的接触疲劳强度极限 (参考机械设计p209图1021（d）) 得600MP

15、a550MPa 齿轮的弯曲疲劳强度极限(参考机械设计p208图1020（c）) 得500MPa380MPa 安全系数S 设可靠度99% 取接触疲劳安全系数 ；弯曲疲劳安全系数=1.4 接触强度寿命系数同一齿面啮合次数 j=1预期寿命小齿轮转速大齿轮转速小齿轮应力变化次数 大齿轮应力变化次数 （参考机械设计p207图10-19） 得 0.96 ；0.98 弯曲强度寿命系数.(参考机械设计p206图10-18) 得 0.9 ； 0.95 齿轮的许用接触应力 齿轮的许用弯曲应力 3、精度等级及设计参数的选定 精度等级估计齿轮圆周速度v及单位计算载荷Pca均不大，故选7级精度。 齿数Z根据工作环境通风

16、不良，取软齿面传动，初取： =26 =i=78 螺旋角 初取 齿宽系数 d(参考机械设计p205表 10-7) 一、 按齿面接触强度要求试设计 传递转矩 载荷系数试取 齿数比 u =i=3 端面重合度 (参考机械设计p215图 10-26) 得=0.75 ；=0.87故， =+=1.62 弹性影响系数 （参考机械设计p215图 10-26 ） 得 区域系数 （参考机械设计p217图 10-30 ）按，得（7）齿宽系数（参考机械设计p205表 10-7 ）取（8）许用接触应力（9）计算将以上相关数据代入 得：（10）修正设计（a）有关数据齿轮圆周速度法面模数 全齿高 设计齿宽 （b）使用系数(参

17、考机械设计p193表10-2) 按工作平稳，电动机驱动 得 （c）动载系数(参考机械设计p194图10-8 )按7级精度得 Kv=1.04（d）齿间载荷分配系数(参考机械设计p195表10-3) 按软齿面斜齿轮7级精度 得 （e）齿间载荷分布系数(参考机械设计p196表10-4)按软齿面7级精度非对称布置b=78.82mm 得 (参考机械设计p198图10-13)按 ; b/h=11.89 得（f）载荷系数K（g）修正 分度圆直径 法面模数 二、 按齿根弯曲强度设计 （1）齿形系数（参考机械设计p200表10-5） 得=2.5408 ；=2.209（2）应力校正系数（参考机械设计p200表10

18、-5） 由 ； 得=1.6146 ；=1.775（3）螺旋角影响系数（参考机械设计p216图10-28）； 得（4）计算 ；取大值 0.01521将以上相关数据代入 得三、 几何尺寸计算对比计算结果，由齿面弯曲疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取 已可满足弯曲强度，但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数。 （1）齿数Z 取 取（2）中心距将中心距圆整为 170 mm（3）螺旋角 因值改变不多，故参数、等不必修正。（4）分度圆直径d（5）齿宽B按设计齿宽 取 3.4各轴的运动和动力参数汇总表(实际值)项目电动机轴高速轴I中间轴II低

19、速轴III鼓轮轴IV转速r/min9604801304343.4843.48功率Kw43.843.693.543.37转矩N·m39.7976.4271.18777.53741.90传动比23.6831效率0.960.960.960.953.5联轴器的选择因为III轴与IV轴在最终安装时很有可能出现相对位移，所以选用能补偿两轴位移的联轴器，根据工作情况，定为弹性柱销联轴器。（1）初步确定低速轴III的最小直径选取轴的材料为45钢，调制处理。（参考机械设计p370 表15-3）取 考虑到有一个键槽，将轴径增大5%，则（2）联轴器的计算转矩（参考机械设计p351 表14-1）取计算转矩按

20、照联轴器的计算转矩应小于其公称转矩（参考课程设计p164 表17-4） 选用HL4型弹性柱销联轴器3.6速度误差计算实际传送速度 设计要求传送速度 速度误差为 在的误差范围内四 .轴的结构设计4.1 低速轴结构设计1) 选材：采用45钢 调质处理2) 确定轴伸直径d： 已知低速轴上的功率，转速 ，（参考机械设计p370表15-3）取 =108 轴伸上有一个键槽在原本的计算直径上要增加5%轴要与联轴器匹配（参考课程设计p160表17-1），要符合标准轴直径系列取3) 确定各轴段直径及长度：（a）轴上装联轴器，与联轴器的内孔直径一致, ;轴段长度略短于联轴器孔长度取 (b) 轴上装密封元件和轴承盖

21、，与密封圈内径一致, ; 考虑起螺栓的空间，。（c）轴上装角接触球轴承7213AC，与轴承内径一致， ；箱体内壁到轴承端面有一定距离，取。（d）受轴向力，轴肩较大，；取。（e）轴环用以对齿轮的轴向固定，；取。（f）安装齿轮，；齿轮宽度略大于轴段长度，取。 （g）装滚动轴承，与角接触球轴承7213AC内径一致，；。低速轴结构图4.2低速轴强度校核1计算作用在齿轮上的力 2.求轴上的载荷 1）根据轴的结构图（见低速轴工作图）作出轴的计算简图。 a)水平面 b)垂直面（3）按弯扭合成应力校核轴的强度只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。由机械设计p373 式(15-4) 取， 则

22、有： 前已选定轴的材料为45钢，调制处理，由机械设计p362表15-1查得，故轴的强度满足要求。4.3低速轴键联接强度校核（1）低速轴与联轴器联接键轴径为50mm，由机械设计p106表6-1查得键，L=70mm，选用C型键T=777.56工作长度 l=Lb/2=70-14/2=63 mmk=0.5h=0.5=4.5mm校核键的强度：由机械设计p106表6-2查得，故该键满足强度要求（2） 低速轴与齿轮联接键轴径为67mm，由机械设计p106表6-1查得键，L=70mm，选用A型键T=777.56工作长度 l=Lb=70-20=50 mmk=0.5h=0.5=6mm校核键的强度：由机械设计p10

23、6表6-2查得，故该键满足强度要求五、齿轮的结构设计5.1中间轴小齿轮结构确定齿轮处轴径为50mm，由机械设计p106表6-1查得键，选用A型键齿轮，故不能采用齿轮轴，采用实心齿轮。5.2 的计算5.3输出轴大齿轮公法线长度及其偏差计算由课程设计p182表19-10A用插值法得假想齿数系数查课程设计p181表19-10得跨测齿数K=12公法线长度W=35.4481查课程设计p182表19-10B得总的公法线长度由分度圆直径d=255mm查课程设计p180表19-9得查课程设计p178表19-3得上偏差下偏差六.轴承选择计算6.1低速轴轴承寿命验算 6.1.1预期寿命要求使用寿命L=8年

24、5;250天×16小时=32000小时6.1.2寿命计算低速轴使用7213AC型角接触球轴承1） 确定轴承的径向载荷2） 确定轴承的轴向载荷1 确定轴上的外加轴向力 =1512.62N （方向指向轴承1）2.轴承的轴向载荷 由表查得Fd=0.68Fr 3） 确定轴承的当量动载荷 4） 寿命计算（参考机械设计 p321表13-6），取（参考机械设计 p320表13-4），取（参考课程设计 p148表15-6） 5） 结论 故该轴承选择合适。6.2 减速器各轴所用的轴承型号 型号外形尺寸（mm）安装尺寸（mm）内径d外径D宽度BD1minD2maxramax高速轴7207AC357217

25、42651中间轴7208AC40801847731低速轴7213AC6512023741111.5七、减速器的润滑与密封7.1 齿轮传动的润滑减速器各级齿轮的圆周速度分别为 以上各级齿轮的圆周速度均小于12m/s,所以采用浸油润滑。 此外，传动件内浸入油的深度要求适当，油池内必须保持在一定的深度和一定的储油量。7.2 润滑油牌号的确定及油量计算以每传递1KW功率所需油量为350700，各级减速器需油量按级数成比例。该设计为双级减速器，每传递1KW功率所需油量为7001400实际储油量：由高速级大齿轮浸油深度约0.7个齿高且不小于10mm,低速级大齿轮浸油深度在（）齿轮半径，且大齿轮齿顶距箱距离

26、底大于3050mm的要求得：最低油面：至齿轮2的齿顶圆10mm箱体内壁总长：L536mm箱体内壁总宽：b=183mm可见箱体有足够的储油量。据机械设计p234表10-11 根据使用的要求选择N220的中负荷工业齿轮油，适用于工业设备闭式齿轮的润滑。7.3 轴承的润滑三根轴均选用七类角接触球轴承据计算所得三根轴的dn值分别小于160000，所以选用脂润滑。7.4 减速器的密封本减速器所采用的密封件是毡圈，密封方式是毡圈密封。其密封效果是靠矩形毡圈安装于梯形槽中所产生的径向压力来实现的。因为轴承为脂润滑，所以还采用了挡油盘避免油脂的稀释。八. 减速器箱体及其附件8.1 箱体结构形式及材料采用HT2

27、00铸造箱体，水平剖分式箱体采用外肋式结构。箱内壁形状简单，润滑油流动阻力小，铸造工艺性好，但外形较复杂。8.2箱体主要结构尺寸名称符号尺寸关系箱座壁厚=8mm箱盖壁厚11=8mm箱体凸缘厚度b，b1，b2箱座b=1.5=12mm箱盖b1=1.51=12mm箱底座b2=2.5=20mm加强肋厚m，m1箱座m=0.85=6.8mm箱盖m=0.85=6.8mm地脚螺钉直径df0.036a+12=18.12 （M20）地脚螺钉数目nn=6轴承旁联接螺栓直径d1d1=0.75df=13.59 取（M16）箱盖、箱座联接螺栓直径d2d2=(0.50.6) df=9.06取（M10）轴承盖螺钉直径和数目d

28、3，nd3=10 n=6 d3=8 n=4观察孔盖螺钉直径d4d4=(0.30.4)df=5.436 取（M8）df、d1、d2至箱壁外距离C1C1=26df、d2至凸缘边缘的距离C2C2=24轴承旁凸台高度半径h,R1R1= C2=24mm箱体外壁至轴承座端面的距离=C1+C2+(510)=55mm8.3主要附件a) 窥视孔和视孔盖窥视孔应设在箱盖顶部能够看到齿轮啮合区的位置，其大小以手能伸进箱体进行检查操作为宜 窥视孔处应设计凸台以便于加工。视孔盖可用螺钉紧固在凸台上，并应考虑密封。b) 通气器见参考课程设计p76表9-8通气器设置在箱盖顶部或视孔盖上。较完善的通气器内部制成一定曲路，并设置金属网。考虑到环境因素选用了防尘性能好的二次过滤通气器。通气器选M16×1.5c) 油面指示器用压配式圆形油标，其结构简单。圆形油标上有表示最高及最低油面的刻线。 压配式圆形油标选用M12×1.5d) 起吊装置减速器箱体沉重，采用起吊装置起吊，在箱盖上铸有箱盖吊耳，为搬运整个减速箱，在箱座两端凸缘处铸有箱座吊耳。结构简单，加工方便。e) 定位销常采用圆锥销做定位销。两定位销间的距离越远越可靠，因此，通常将其设置在箱体联接凸缘的对角处，并做非对称布置。取位销直径d8mmf) 起盖螺钉起盖螺钉螺纹有效长度应大于箱