设计某车间零件传送设备的传动装置.

南湖学院
课程设计报告书
题目：车间零件传送设备的传动装置
系部：机械系
专业：机械设计制造及其自动化
班级：机械四班
姓名：夏嘉
学号：34
序号： 36 组号： 3
2010年11月23日
目录
1 前言.................................................................. - 1 -
2 课程设计任务书........................................................ - 2 -
传动布置方案....................................................... - 2 -已知条件............................................................. - 2 -设备工作条件......................................................... - 2 -3 课程设计的内容........................................................ - 3 -
本次设计的对象为普通减速器，具体内容是：............................. - 3 -
4 设计准备............................................................. - 3 -
5 传动装置的总体设计.................................................... - 3 -
确定传动方案......................................................... - 3 -电动机的选择......................................................... - 4 -
6 计算总传动比和分配各级传动比.......................................... - 5 -
7 计算传动装置的相对运动和动力参数...................................... - 5 -
各轴转速............................................................ - 5 -各轴功率............................................................ - 6 -各轴转矩............................................................ - 6 -8 传动零件的实际计算.................................................... - 7 -
选择联轴类型和型号................................................... - 7 - V带传动设计........................................................ - 7 -9 减速器高速级齿轮设计................................................. - 9 -
选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数................................... - 9 -按齿面接触强度设计................................................... - 9 -
1 前言
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。

传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。

带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。

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一。

本设计采用的是单级直齿轮传动。

课程设计任务书
2 课程设计任务书 传动布置方案
设计某车间零件传送设备的传动
图 方案设计
1—减速器 2—连轴器 3—滚筒 4—运输带 4—电动机 5—带传动 已知条件
2.2.1 输送带主动输出转矩Nm T 700=
2.2.2 输送带工作速度s m V 12.1=（允许输送带速度误差%5±） 2.2.3 滚筒直径mm D 380=
2.2.4 滚筒效率96.0=η（包括滚筒轴的效率损失）
设备工作条件
室内工作，连续单向运转，载荷平稳，每日两班，工作8年，车间有三相交流电源。

3 课程设计的内容
本次设计的对象为普通减速器，具体内容是：
3.1.1设计论述。

3.1.2选择电动机。

3.1.3减速器外部传动零件设计（包含轴器选择）。

3.1.4减速器设计。

设计减速器的传动零件；
对各轴进行结构设计，按弯扭强度条件验算个轴的强度；
按疲劳强度条件计算输出轴上轴承的强度；
选择各轴承，计算输出轴上轴的寿命；
选择各键，验算输出轴上键连接的强度；
选择各配合尺寸处的公差与配合；
决定润滑方式，选择润滑剂。

3.1.5绘制减速器的装配图和部分零件工作图。

减速器装配图1张（A0或A1）；
底座（或箱盖）工作图1张(A1)；
输出轴级该轴上齿轮的工作图各一张（A3）
3.2.6编写设计说明书。

4 设计准备
阅读设计任务书，明确设计要求和工作条件;通过看实物、模型、录像和减速器拆装实验等，了解设计对象；阅读有关资料、图纸；拟定设计计划等。

5 传动装置的总体设计
传动装置总体设计的内容为：确定传动方案、选定电动机型号、计算总传动比和合理分配各级传动比，计算传动装置的运动和动力参数。

为设
计各级传动件和装配图设计提供条件。

确定传动方案
合理的传动方案应满足及其的功能要求，例如传动功率的大小，转动
和运动形式，同时他应该适应工作条件，满足工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、使用维修高、使用维修方便、工艺性和经济性合理等要求。

由设计任务课程确定设计方案如图所示。

该转动装置的总效率为 η 859.099.099.099.095.097.097.099.07
65
4
3
2
1
1
=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==η
ηηηηη
ηη
式中：η1
为齿式联轴器的传动效率； η2
,1分别的齿轮传动的效率；
η4
为V 带传动的传动效率；
η5
、η6
、η7
分别是滚动轴承的传动效率。

电动机的选择
5.2.1选择电动机类型
按工作工作要求：连续单向运转，载荷平稳；选用Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压V 380。

5.2.2选择电动机容量
电动机工作速度：
s m V 12.1=
min 319.561000
60r D
V n n w =⨯⨯=
π
式中：n w 工作机的转速，D 为工作机滚筒的直径:
Kw T n P w
w 300.4·9545·w
==
η
Kw P
P w
d 006.5659
.0300
.4==
=
η
式中：P w 为工作机的工作效率，P a 为电动机的工作效率;η为传动装置的总效率;
5.2.3确定电动机转速
按照电动机转速要求和传动机构的要求的合理的传动比范围，可推算出电动机转速的可选范围：()m
r
nw n i i i 321··=
式中：n —电动机的可选转速范围，min
r
i 1
、i 2
、i
3
—分为带传动、圆柱齿轮传动1和圆柱齿轮传动2的合理
传动比范围：
经查表可得：该装置可选用同步转速为min
1500r
的电动机。

由表20-1查出符合设计要求并综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格等选定电动机型号为Y132S-4
6 计算总传动比和分配各级传动比
传动装置的总运动比要求为： 56.25319
.561440
==
=
n
n
w
m i
式中：n —电动机的满载转速，min
r
由于该传动装置为多级传动，总传动比应为： i i i i 321··=
式中：i 1、i 2、i 3—分别为带传动个两组圆柱齿轮传动的比参
照各级齿轮的传动比传动比参考查表可假设各传动比： 5.21=i ; 784.32=i ； 703.23=i
传动装置的实际传动比要选定的齿数或标准带轮直径要准确计算，应而与要求传动比可能有误差。

一般允许工作实际转动的相对误差为
()%5~3±。

7 计算传动装置的相对运动和动力参数
设计计算传动件时，需要知道各轴的转速、转矩或功率，因而2因将工作机的转速、转矩或功率推算到各轴上。

改传动装置从电动机到工作机三轴，依次为1、2、3轴，则可算各轴转速。

各轴转速
11
1440
57625
m r m n n i
==
=
m
r i
i i n n 576614402
1
2
12⋅== m
r i
i i n n 57614402
1
2
22=⋅==
式中：n —电动机的满载转速，min
r
n 1、n 2、n 3—分别为1、2、3轴的转速，min
r
；1轴为
高速轴，2轴为低速轴；
i 1，i 2，i 3—依次为电动机轴至高速轴1、2、3轴，2、3
轴间的传动比。

各轴功率
KW P P d
806.496.0006.501
1=⨯==η
KW P P P d 615.412
01
12
12=⋅⋅==ηηη
KW P P P d 432.412
12
01
23
23=⋅⋅⋅==ηηηη
式中：P d —电动机输出功率，KW ；
P 1、P 2、P 3—1、2、3输出功率，KW ；
η01
、η12
、η23
—依次为电动机轴与1轴，1、2轴，2、
3轴间的传动效率。

各轴转矩
由电动机的输出功率：KW P d 006.5=； 可知电动机的输出转矩：m N P T d
d ⋅=⋅=200.331440
9550
m N Ti i T d ⋅=⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=883.7896.099.05.2200.3323
01
1ηη
m N i T T ⋅=⋅⋅=286264323
1212η
m N i T T ⋅=⋅⋅=036.74423
323η
式中：T 1、T 2、T 3—1、2、3轴的输入转矩，m N ⋅。

将运动和动
力参数的实际数值列表如下：
8 传动零件的实际计算
进行减速器装配图设计时，必须先要求得各级传动件的尺寸、参数、
并选好联轴器的类型个尺寸。

当传动的装置中有减速器外有转动件，一般应先进行其设计，以便使减速器设计的原始条件比较精确。

选择联轴类型和型号
8.1.1类型选择
联轴器除连接两轴并传递转矩外，在该传动装置中它还应具有补偿
两轴因制造和安装误差而造成的轴线偏差的功能，为了达到要求，该装置中选用无弹性元件的绕性联轴器—G1G1性鼓形联轴器。

8.1.2计算联轴器的转矩
[];; 1.5739.3011.8.95ca ca a T kw T T K T ≤==⨯=
式中：T 为公称转矩，单位为m N ⋅;K A 为工作情况系数，经查表为。

8.1.3 确定联轴器的型号
根据计算转矩T ca 及所选的联轴类型，按照[]T T ca ≤的条件由联轴器标准（ZBJ19013—89）选定该联轴器的型号为：GIGL2，他的公称转矩为
1120N ·m ，许用的最大转速为4000m r ，轴径为25~48之间。

V 带传动设计
8.2.1确定计算功率 KW P
K P e
A
ca 007.6006.52.1=⨯=⋅=
式中：K A 为工作系数；P e 为电动机的额定功率，单位为KW 。

8.2.2选择型号
根据计算功率P ca 和小带轮转速n1经初步选用A 型带。

8.2.3确定带轮基准直径
查表可选取掉带轮最小基准直径mm d d 75min =；又有d d d d min 1≥，
查表选取mm d d 1251=，所以i d d =2 ，mm d d 5.3151=，圆整为315mm 。

8.2.4验算带的速度V s m V n d m
d 42.91000
601400
1251000
6011=⨯⨯⨯=
⨯=ππ 符合V 带要求。

8.2.5确定V 带的基准长度和传动中心距
在()()
d d a d d d d d d 2102127.0+≤≤+范围内，初定中心距mm a 4000= 所以带的基准长度
()()()()d d a d d d d
a L d d d 151
400
431512524002412221253152
2
21
0`=⨯+++⨯=+++
≈--ππ
根据L a F d `00查表选取和L d `相近的V 带的基准长度mm L d 1600=。

根据】来计算实际中心距，由于V 带的中心距可以调整，所以采用近似算法
mm
A L L a d d
32.4432
`
=-+
≈
考虑安装调整和补偿预紧力的需要，中心距地变动范围为： mm a L a d 320.467015.0max =+= mm a L a d 320.419015.0min =-= 8.2.6验算小带轮包角α1
1205.5718018071
.5461253151
2
≥⨯--
=--≈α
αd d
d d 包角合适。

8.2.7带的根数z
因小带轮的直径mm d d 1251=，带速为m
r
，传动比为i=，查表得：
单根v 带所能传动的功率P 0=；
功率增量17.00=∆P ； 包角修正系数95.0=K a ； 带的长度系数01.11=K 。

带入以下公式可得：()979.21
=∆+=K
K P P P
a
ca Z 故选3根带。

8.2.8计算预紧力F 0
单根V 带所需的预紧力：
N q v k Z P F a
v
ca 294.1821.0195.05.242.93007.650015.2500
42.922
0=⨯+⎪⎭
⎫
⎝⎛-⨯⨯
=+⎪
⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=
8.2.9计算作用在轴上的压轴力
N z a F F c p 530.10879943.0294.182322
sin 21=⨯⨯⨯==
式中：z —带的根数； F 0—带根数的预紧力；
α1
—小带轮的包角。

9 减速器高速级齿轮设计
选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
9.1.1选用斜齿圆柱齿轮传动
9.1.2设备为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88） 9.1.3材料选择：由表10-1选小齿轮材料为Cr 40（调质），硬度为280HB ，大齿
轮为45钢（调质）。

硬度为240HB ，二者材料硬度差为40HB 。

9.1.4选小齿轮齿数 9.1.5初选螺旋角︒=14β
按齿面接触强度设计
齿面接触强度计算公式为：
)]
[(22
1
11H Z Z T
K d E
H u u d t t σφ
εα
+⋅
≥
9.2.1确定公式内的各计算数值 9.2.1试选3
.1=K t
；
9.2.2小齿轮传递的转矩m
N T ⋅⨯=10457.8.71；
9.2.3选齿宽系数1=d φ；
9.2.4选材料的弹性影响系数21
5.2MPa Z =；
9.2.5选齿面硬度查得
小齿轮的接触疲劳强度极限MPa Hlin 6002
=σ 大齿轮的接触疲劳强度极限
MPa Hlin 5002
=σ
9.2.6计算应力循环次数
()10916141648365821573606011⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=L n N h j 108267.44
109
61464.12⨯=⨯=
N
9.2.7查得接触疲劳寿命系数90
.01=K KN ，95
.0K 2
=KN ；
9.2.8计算接触疲劳许用应力
取失效率1%，安全系数s=1，由式得：
[]MPa S
K H HN 54011
==σ
σ
[]MPa S
K H HN 5.52222
==σ
σ
将以上的一个较小的数据作为公式的使用值
9.2.9将以上9.2.1到数据作为带入（A ）式可得：
计算
9.3.1计算圆周速度V
s m V d t
796.11000
601=⨯=
π
9.3.2计算齿宽，模数mt 宽高之比h b
齿 宽mm b d
t
d
570.59==ϕ
模数mm mt Z
d t 482.21
==
齿高mm mt h 5845.525.2==
67.10=h
b
9.3.3计算载荷系数
9.3.4按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径
[]
mm K t
F Sa
Fa Z Y Y T d d 18.633
.1551
.1570.5923
111
13
=⨯==σφ 9.3.5计算模数
m
m d
d 6318.22
1==
9.3.6按齿根弯曲强度设计。