机械设计课程设计计算说明书-带式输送机传动装置(含全套图纸)

机械设计课程设计计算说明书设计题目：带式输送机班级：设计者：学号：指导老师：日期：2011年01月06日目录一、题目及总体分析 (1)二、选择电动机 (2)三、传动零件的计算 (7)1）带传动的设计计算 (7)2）减速箱的设计计算 (10)Ⅰ.高速齿轮的设计计算 (10)Ⅱ.低速齿轮的设计计算 (14)四、轴、键、轴承的设计计算 (20)Ⅰ．输入轴及其轴承装置、键的设计 (20)Ⅱ．中间轴及其轴承装置、键的设计 (25)Ⅲ．输出轴及其轴承装置、键的设计 (29)键连接的校核计算 (33)轴承的校核计算 (35)五、润滑与密封 (37)六、箱体结构尺寸 (38)七、设计总结 (39)八、参考文献 (39)一、题目及总体分析题目：带式输送机传动装置设计参数：设计要求：1).输送机运转方向不变，工作载荷稳定。

2).输送带鼓轮的传动效率取为0.97。

3).工作寿命为8年，每年300个工作日，每日工作16小时。

设计内容：1.装配图1张；2.零件图3张；3.设计说明书1份。

说明：1.带式输送机提升物料：谷物、型砂、碎矿石、煤炭等；2.输送机运转方向不变，工作载荷稳定；3.输送带鼓轮的传动效率取为0.97；4.工作寿命为8年，每年300个工作日，每日工作16小时。

装置分布如图：1. 选择电动机类型和结构形式按工作条件和要求选用一般用途的Y 系列三相异步电动机，卧式封闭。

2. 选择电动机的容量电动机所需的工作效率为：dwd P P η=d P -电动机功率;w P -工作机所需功率;工作机所需要功率为：w FvP 1000＝传动装置的总效率为：42d 1234ηηηηηη＝按表2-3确定各部分效率：V 带传动效率97.01=η，滚动轴承传动效率20.97η＝，三相电压380V三、传动零件的计算1）带传动的设计计算2）减速箱的设计计算四、轴、键、轴承的设计计算布置图如下（此图主要表现轴的形状，齿轮、键、键槽等和一些交线没有画出）Ⅰ.输入轴的设计计算 1.轴上的功率1P 、转速1n 和转矩1T 。

由电动机的选择可知：m n n 384r/min i I 带＝＝ d 01d 1P P P 3.50KW ηηI ＝＝＝d 01T T i N m 87080N mm ηI ⋅⋅带＝＝87.08＝2、求作用在齿轮上的力。

轴（高速级）的小齿轮的直径158d mm =，有112287080300258t d T N mm F N d mm ⨯==≈g（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。

1）初步选择滚动轴承。

因轴承仅承受径向力的作用，故可以采用 深沟球轴承。

参照工作要求并根据min 29.5d mm =，由轴承产品目录中 初步选取0基本游隙组、0级公差等级的深沟球轴承6406，其尺寸 为309023d D B mm mm mm ⨯⨯=⨯⨯，故30A E I H d d mm --==，而23DE GH l l mm ==。

2)为了满足齿轮和轴承的轴向定位要求，AE 右端和IF 左端需制出轴 肩，因为定位轴肩的高度(0.07~0.1)A E h d -=，取0.1A E h d -=，所以36E I d mm -=。

轴的左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径为34D mm =，为了保证轴端挡圈只压在从动带轮上的轮毂上不压在轴的端面上的缘故。

3）从动带轮的宽度80B mm =，23DE GH l l mm ==，齿轮的宽度165B mm =。

根 据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取从动带轮右端 与轴承端盖外端面键的距离30B C l mm -=。

轴承端盖的的宽度为20mm 。

所 以： (80302023)153A E l mm mm -=+++=取ＦＧ＝20ｍｍ，ＥＩ根据中间轴的设计：ＥＩ＝(20＋95＋25)mm=140m(7).按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上的承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。

根据教材式（15-5）及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应 力为脉动循环变应力，取0.6α=，轴的计算应力：()()()2222332257.4bh d h d d M T M T ca W MPa παασI I I I -++-===前面已选定轴的材料为45钢，调质处理，由教材表15-1查得:[]160a MP σ-=因为：[]1ca σσ-≤ 所以选择轴直径d ＝30mm 满足要求。

此时：36E I d mm -=Ⅱ.中间轴的设计计算装配方案如下图所示，AB 段为轴承，BC 段为套筒，CD 齿轮2，DE 为光轴，EF 为齿轮1，FG 为套筒，GH 轴承,QA 和HP 都是轴承端盖。

（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。

1）初步选择滚动轴承。

因轴承仅承受径向力的作用，故可以采用深 沟球轴承。

参照工作要求并根据min 48.0d mm =，由轴承产品目录中初步 选取0基本游隙组、0级公差等级的深沟球轴承6210，其尺寸为： 509020d D B mm mm mm ⨯⨯=⨯⨯，故50A D E H d d mm --==，而20A B G H l l mm --==。

2)为了满足两齿轮的轴向定位要求，CD 右端和EF 左端需制出轴肩， 因为定位轴肩的高度(0.07~0.1)h d =，取0.1h d =，5h mm =所以53D E d mm -=。

3）齿轮1的宽度为面58mm ，齿轮2的宽度为95mm,由输入轴的长度 可知：减速箱的宽度为225mm ，FG ＝24mm,EF ＝58mm ，DE ＝28mm ， CD ＝95mm ，BC ＝20mm 。

（3）轴上零件的周向定位。

两个齿轮与齿轮的周向定位均采用平键连接。

由教材《机械设计》中 的表６－１得，平键截面149b h mm mm ⨯=⨯，键槽用盘铣刀加工，左端键 长取为90mm ，右端键长取为50mm ，同时为了保证齿轮和轴配合有6、按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上的承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。

根据教材式（15-5）及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力 为脉动循环变应力，取0.6α=，轴的计算应力为：222223()422088(0.6401470)38.90.150ca a a M T MP MP W ασII ++⨯==≈⨯ 前面已选定轴的材料为45钢，调质处理，由教材表15-1查得： []160a MP σ-=。

因此[]1ca σσ-≤，故安全。

Ⅲ.输出轴的设计1、轴上的功率2P 、转速2n 和转矩2T 。

由前面的计算知道：1）拟定轴上零件的装配方案装配方案如下图所示，AB 段为滚动轴承，BC 段为套筒，CD 齿轮，DE 为轴肩，FG 为滚动轴承，GH 为轴承端盖，IJ 为半联轴器和轴 配合。

2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。

为了满足齿轮和轴承以及联轴器的轴向定位要求，AB 、BD 的右端 和FH 、IJ 的左端需制出轴肩，70I Jd mm -=，因为定位轴肩的高度：(0.07~0.1)h d=，取125,8h mm h mm ==。

所以有：75A B F H d d mm --==，83D E P F d d mm --==，轴的右端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径为75D mm =，为了 保证轴端挡圈只压在从动带轮上的轮毂上而不压在轴的端面上， 故I-J 段略短于I-K ，取104I J l mm -=。

3）初步选择滚动轴承。

因轴承仅承受径向力的作用，故可以采用深沟球轴承。

参照工作要 求并根据75A B F Hd d mm --==，由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组、0级公差等级的深沟球轴承61915，其尺寸为：7510516d D B mm mm mm ⨯⨯=⨯⨯，故16A B F G l l mm --==。

max max 22max 23()440876()160436()440876160436469160T T i N m 1359890N mmH V M N mm M N mmM N mm N mm ηIII II =⋅=⋅=+⋅=⋅⋅⋅齿2＝＝1359.89＝2）输出轴的计算简图。

6、按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上的承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。

根据教材式（15-5）及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力 为脉动循环变应力，取0.6α=，轴的计算应力为：2222max 3()469160(0.61359890)12.90.190ca a a M T MP MP WασIII ++⨯==≈⨯ 前面已选定轴的材料为45钢，调质处理，由教材表15-1查得：[]160a MP σ-=。

因此[]1ca σσ-≤，故安全。

键连接的校核计算对于采用常见的材料组合和按标准选取的普通平键联接（静联接），其主要失效形式是工作面被压溃。

因此，只要安工作面上的挤压应力进行强度校核计算。

普通平键联接的强度条件为：[]P P kldT σσ≤⨯=3102（其中0.5k h =，是键与轮毂键槽的接触高度，d 为轴的直径）现选用45钢平键，其在静荷载下的许用应力为：[]MPa P 150~120=σ1、高速轴上键的校核计算1）从动大带轮和高速轴之间键的校核计算。

平键的几何参数为：8770b h L mm mm mm ⨯⨯=⨯⨯由前面轴的设计计算知道高速轴的转矩：d 01T T i N m ηI ⋅带＝＝87.08321028708023.73.57030p T MPa kld σI ⨯⨯===⨯⨯因为[]p p σσ≤，所以平键符合要求2）齿轮和高速轴之间键的校核计算。

平键的几何参数为：8760b h L mm mm mm ⨯⨯=⨯⨯由前面轴的设计计算知道高速轴的转矩：3121028708027.63.56030p T MPa kld σ⨯⨯===⨯⨯因为[]p p σσ≤，所以平键符合要求 2、中间轴上键的校核计算1）中间轴上小齿轮和轴连接键的校核计算。

平键的几何参数为：14990b h L mm mm mm ⨯⨯=⨯⨯由前面轴的设计计算知道中间轴的转矩：d 121T T i N m ηII ⋅齿＝＝401.4732210240147039.74.59050p T MPa kld σ⨯⨯===⨯⨯因为[]p p σσ≤，所以平键符合要求2）中间轴上大齿轮和轴连接键的校核计算。

平键的几何参数为：14950b h L mm mm mm ⨯⨯=⨯⨯由前面轴的设计计算知道中间轴的转矩：3210240147071.44.55050p T MPa kld σI ⨯⨯===⨯⨯因为[]p p σσ≤，所以平键符合要求3、低速轴上键的校核计算1）低速轴齿轮和轴连接键的校核计算。