《机械设计课程设计》带式输送机说明书

目录一前言 (1)1.作用及意义 (1)2.传动方案规划 (1)二、电机的选择及主要性能参数计算 (2)1. 电动机的选择 (2)2.传动比的确定 (2)3.计算传动装置的运动和动力参数 (2)三.结构设计（一）齿轮的计算闭式 (4)1. 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数 (4)2. 按齿面接触疲劳强度设计 (4)3.按齿根弯曲强度计算 (6)4.几何尺寸计算 (7)5.结构设计及绘制齿轮零件图 (7)（二）齿轮的计算开式1. 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数 (8)2. 按齿面接触疲劳强度设计 (8)3.按齿根弯曲强度计算 (10)4.几何尺寸计算 (11)（三）轴与轴承的选择和计算轴的设计Ⅰ轴1.轴上功率，转速，转矩 (12)2.求作用在齿轮上的 (12)3.初步确定轴的最小直径 (12)4.轴的结构设计 (12)5.求轴上的载荷 (13)6.按弯矩合成应力校核轴的强度 (15)Ⅱ轴1.轴上功率，转速，转矩 (16)2.求作用在齿轮上的 (16)3.初步确定轴的最小直径 (16)4.轴的结构设计 (16)5.求轴上的载荷 (17)6.按弯矩合成应力校核轴的强度 (18)(四)带及带轮的设计计算一、前言1.作用及意义机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。

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。

合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。

本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。

传动方案采用了三级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为直齿圆柱齿轮减速器，第三级传动为开式齿轮传动。

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—。

本设计采用的是二级直齿轮传动(说明直齿轮传动的优缺点) 说明减速器的结构特点、材料选择和应用场合。

综合运用机械设计基础、机械制造基础的知识和绘图技能，完成传动装置的测绘与分析，通过这一过程全面了解一个机械产品所涉及的结构、强度、制造、装配以及表达等方面的知识，培养综合分析、实际解决工程问题的能力2.传动方案规划原始数据二、电机的选择及主要性能参数计算1. 电动机的选择（1）电机类型的选择按已知工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇鼠笼型三相异步电动机。

（2）电动机功率的选择确定各个部分的传动效率为：带传动效率η1，滚动轴承效率（一对）η2，闭式齿轮传动效率η3，开式齿轮传动效率η4。

所需电动机功率P d P d = P W ηη*ηW= η1*η23*η3*η 4 = 0.96*0.993*0.97*0.92= 0.83P d =P wη*ηw=40.83= 4.82 KW(3) 确定电动机的转速根据输出轴为38r/min，按推荐的合理传动比范围，取V带传动比i1 = 2~4,单级齿轮传动比i2 = 9~25，则合理总传动比范围为i =18~100，故电动机转速可选范围为n d = i ηw =（18~100）*38 =684~3800r/min由附表8.1查得故选Y132M2-62.传动比的确定(1)总传动比为i = n mn w=96038=25.26(2)分配传动比带传动传动比为:：2减速器的传动比为：3开式齿轮传动传动比为：4.21 3.计算传动装置的运动和动力参数1.各轴转速nⅠ= n mi0= 9602= 480r/minn Ⅱ = n Ⅰi 1 = 4803 = 160r/minn Ⅲ = n Ⅱi 2 = 1604.21 =38r/min2.各轴的输入功率P Ⅰ = P d * η01 = 4.82 * 0.96 = 4.63 KWP Ⅱ = P Ⅰ *η12 = 4.63 * 0.99 *0.97 = 4.45 KW P Ⅲ = P Ⅱ * 2 *η4 = 4.45 *0.99 *0.92 =4.05 KW 3.各轴的转矩T d = 9550 *P d n m = 9550 * 4.82960=47.95 N •M T Ⅰ = T d * i 0 η01= 47.95 * 2 * 0.96 = 92.06 N •M T Ⅱ = T Ⅰ * i 1 *η12= 92.06 * 3 * 0.99 * 0.97 = 265.22 N •M T Ⅲ = T Ⅱ * i 2 *η23= 265.3 * 4.21 * 0.99 * 0.92 = 1016.98 N •M将以上算得的运动和动力参数列表如下三.结构设计（一）齿轮的计算闭式1. 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数。

1）选用直齿圆柱齿轮传动 2）选用8级精度 3）材料选择由表10-1选用闭式直齿圆柱齿轮传动，为使结构紧凑，小齿轮选用40Cr （调质），硬度280HBS ，大齿轮选用45钢（调质），硬度240HBS ，二者材料硬度差40HBS 。

由表10-4选择齿轮精度8级。

取小齿轮齿数 =1z 24,则大齿轮齿数=2z 3*24≈72，取=2z 72。

2. 按齿面接触疲劳强度设计3211)][(132.2n E d t Z u u KT d σ⋅+⋅Φ⋅≥ (1)确定公式内的各计算值。

1）式选载荷系数 K t =1.32）小齿轮传递的转矩 92060N •MM 3）由表10-7，选取齿宽系数1=Φd4）由表10-6，得 材料的弹性影响系数218.189MP Z E =5）由图10-21d ，按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPa H 6001lim =σ大齿轮的接触疲劳强度极限MPa H 5502lim =σ 6）计算应力循环次数N 1 =60 * n 1 * j * L h=60 * 480 * 1 * 8 * 300 * 10= 69120000hN 2= 6912000003= 230400000 h7) 图10-19查得按接触疲劳疲劳寿命系数K HNI = 0.93；95.02=HN K ，8) 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1， [σH1]= σHlim2K HN2S=0.93 * 6001= 5585.522195.0550][22lim 2=⨯==SK HN H H σσ (2)计算1)试算小齿轮分度圆直径d 1t ，代入[σH ]中较小值。

3211)][(132.2n E d t Z u u KT d σ⋅+⋅Φ⋅≥ = 64.06mm2）计算圆周速度 V V =πd 1t n 160 * 1000 = π * 64.06 * 48060 * 1000= 1.62m/s3）计算齿宽b = φd d 1t = 1 * 64.06 = 64.06mm 4) 计算齿宽与齿高之比 bh模数m t = d 1t z 1 = 64.0624 = 2.67mm齿高h = 2.25m t = 2.25 * 2.67 = 6mm b h = 64.066 = 10.68 5) 计算载荷系数根据V = 1.62m/s ，8级精度，由图10-8查得动载系数K V = 1.16直齿轮 1==ααF H K K ,查表10-2得 K A = 1.25，查表10-4，8级精度，小齿轮相对支撑对称布置时，K H β = 1.35。

由b h= 10.68，K H β = 1.35查图10-13得 K F β =1.29 故载荷系数K = K A K V K H α K H β= 1.25 * 1.16 * 1 * 0.35 = 1.95756) 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径d 1 = d 1t 3K K t = 64.06 * 3 1.95751.3 = 73.42mm7)计算模数 mm = d 1z 1 = 73.4224 = 3.059mm故取m = 3mm.3.按齿根弯曲强度计算(1)3211)][(2FSaFa d Y Y z KT m σφ≥ 1）由图10-20c 得小齿轮弯曲疲劳强度极限MPa FE 5001=σ；大齿轮的弯曲疲劳强度极限MPa FE 3802=σ2）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数K FN1 = 0.95，K FN2 = 0.983) 计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数S=1.4.[σF ]1 = K FN1σFE1S = 0.95 * 5001.4 = 339.29Mpa[σF ]2 = K FN2σFE2S = 0.98 * 3801.4= 266Mpa4)计算载荷系数 KK = K A K V K F αK F β= 1.25 * 0.16 * 1 * 1.29 = 1.87055) 查取齿形系数：65.21=Fa Y ,Y Fa2 = 2.236 6）取应力校正系数 Y Sa1= 1.58, Y Sa2= 1.7547)计算大、小齿轮的Y Fa Y Sa[σF ]并加以比较 Y Fa1Y Sa1[σF ]1 = 2.65 * 1.58339.26 = 0.01234 Y Fa2Y Sa2[σF ]2= 2.236 * 1.754266 = 0.01474大齿轮的数值大（2）设计计算m≥3 2 * 1.8705 * 9.2606 * 104 * 0.014741 * 242= 2.066mm对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取弯曲疲劳强度算得的模数2.066，并圆整为标准值3mm。

算出小齿轮齿数Z1 = d1m1=73.423≈25大齿轮齿数Z2= 3 * 25 = 754.几何尺寸计算（1）计算分度圆直径（2）d1 = Z1m1= 25 * 3 =75mmd2 = Z2m1 =75 * 3 = 225mm （2）计算中心距a=d1+d22=75+2252=150mm(3)计算齿轮宽b= ød d1 = 1 * 75 =75mm 取B1= 80mm B2= 75mm5.结构设计及绘制齿轮零件图（二）齿轮的计算开式1. 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数。

1）选用直齿圆柱齿轮传动 2）选用8级精度 3）材料选择由表10-1选用闭式直齿圆柱齿轮传动，为使结构紧凑，小齿轮选用QT600-2（常化），硬度280HBS ，大齿轮选用QT500-5（常化），硬度240HBS ，二者材料硬度差40HBS 。

由表10-4选择齿轮精度8级。

取小齿轮齿数 =1z 18,则大齿轮齿数=2z 4.21*18≈76，取=2z 76。