机械设计课程设计带式运输机

机械设计课程设计
计算说明书
设计题目带式运输机传动装置
目录
一课程设计任务书 2
二设计要求2
三设计步骤2
1. 传动装置总体设计方案 3
2. 电动机的选择 4
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5
4. 计算传动装置的运动和动力参数 6
5. 设计V带和带轮 7
6. 齿轮的设计 9
7. 滚动轴承和传动轴的设计 14
8. 键联接设计 28
9. 箱体结构的设计 29
10.润滑密封设计 31
11.联轴器设计 32
四设计小结32
五参考资料32
111 一课程设计任务书
课程设计题目：
设计带式运输机传动装置（简图如下）
1——V带传动
2——运输带
3——一级圆柱齿轮减速器
4——联轴器
5——电动机
6——卷筒
原始数据：
题号 4 5 6 7 8 9 10 11
2500 2600 2800 3300 400 4500 4800 5000 运送带工作拉力
F/N
2、电动机的选择1）选择电动机的类型2）选择电动机的容量3) 方案简图如上图
4）该方案的优缺点：该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动
能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这
种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。

减速器部分一级圆
柱齿轮减速，这是一级减速器中应用最广泛的一种。

原动机部分为Y系列三相交流异
步电动机。

总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，
此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。

2、电动机的选择
1）选择电动机的类型
按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电
压380V。

2）选择电动机的容量
工作机的有效功率为
v
P
w
F
=
从电动机到工作机传送带间的总效率为
kw
P
w
04
.2
=
86
.0
=
∑
η
kw
P
d
37
.2
=
动轴承和传动轴的设计 (一).轴的设计
7. 滚动轴承和传动轴的设计 (一).轴的设计
Ⅰ.输出轴上的功率I I I P 、转速I I I n 和转矩I I I T
由上可知kw P 16.2=I I I ，min 120r n =I I I ，mm N T ⋅⨯=I I I 5
1072.1 Ⅱ.求作用在齿轮上的力
因已知低速大齿轮的分度圆直径
mm mz d 18693222=⨯== 而 N d T F t 5.184922
==
I I I
N F F t r 1.673cos tan ==β
α
0=a
F
Ⅲ.初步确定轴的最小直径
材料为45钢，正火处理。

根据《机械设计》表15-3，取1100=A ，于是
N
F t 5.1849=
N
F r 1.673=0=a F
mm
d 8.28min =
mm
d 30=I I -I
mm n P A d 8.2830'min ==I I I
I I I ，由于键槽的影响，故mm d d 7.2903.1'
min
min == 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径I I -I d 。

为了使所选的轴直径I I
-I d 与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。

联轴器的计算转矩I I I =T K T A ca ，查《机械设计》表14-1，取5.1=A K ，则： mm N T K T A ca ⋅==I I I 258000 按照计算转矩ca T 应小于联轴器公称转矩的条件，查手册，选用HL2型弹性柱销联轴器，其公称转矩为 mm N ⋅345000。

半联轴器的孔径 mm d 30=I ，故取mm d 30=I I -I ，半联轴器长度mm L 82=，半联轴器与轴配合的毂孔长度mm L 60=I
Ⅳ.轴的结构设计
(1).根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
1).为了满足办联轴器的轴向定位要求，Ⅰ-Ⅱ段右端需制出一轴肩，故取Ⅱ-Ⅲ段的直径mm d 36=-ⅢⅡ；左端用轴端挡圈定位。

半联轴器与轴配合的毂孔长度
mm L 60=I ，
为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故Ⅰ-Ⅱ段的长度应比I L 略短一些，现取mm l 58=-ⅡⅠ
2).初步选择滚动轴承。

因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用角接触球轴承。

按照工作要求并根据mm d 36=-ⅢⅡ，查手册选取单列角接触球轴承7008AC ，其
mm
d 36=-ⅢⅡ
mm
l 58=-ⅡⅠ
选取单列角接触球轴承7008AC
mm d 40=-ⅣⅢmm
d 40=-ⅦⅥmm
l 29=-ⅦⅥmm d 42=-ⅤⅣ
mm
l 47=-ⅤⅣmm
d 48=-ⅥⅤmm
l 9=-ⅥⅤ
mm
l 53=-ⅢⅡ
Ⅵ.按弯扭合成应力校核轴的强度
进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C ）的强度。

根据上表数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取6.0=α，轴的计
(二).齿轮轴的设计故得综合系数为
38
..
2
1
1
=
-
+
=
σ
σ
σ
σβ
ε
k
K
92
..
1
1
1
=
-
+
=
τ
τ
τ
τβ
ε
k
K
所以轴在截面Ⅳ右侧的安全系数为
01
.
35
1=
+
=-
m
a
K
S
σ
ϕ
σ
σ
σ
σ
σ
24
.
12
1=
+
=-
m
a
K
S
τ
ϕ
τ
τ
τ
τ
τ
5.1
55
.
11
2
2
=
>>
=
+
=S
S
S
S
S
S
ca
τ
σ
τ
σ
故该轴在截面Ⅳ右侧的强度也是足够的。

Ⅷ.绘制轴的工作图，如下：
(二).齿轮轴的设计 Ⅰ.输出轴上的功率I I P 、转速I I n 和转矩I I T 由上可知kw P 25.2=I I ，min 444r n =I I ，mm N T ⋅⨯=I I 41084.4 Ⅱ.求作用在齿轮上的力 因已知低速大齿轮的分度圆直径 mm mz d 5025211=⨯== 而 N d T F t 193621==I I N F F t r 6.704cos tan ==βα 0=a F Ⅲ.初步确定轴的最小直径 材料为45钢，正火处理。

根据《机械设计》表15-3，取1150=A ，于是 mm n P A d 75.1930min ==I I I I I I ，由于键槽的影响，故mm d d 3.2003.1'min min == 输出轴的最小直径显然是安装带轮处的直径ⅡⅠ-d ，取mm d 22=-ⅡⅠ，根据带轮结构和尺寸，取mm l 35=-ⅡⅠ。

Ⅳ.齿轮轴的结构设计
首先根据轴的结构图做出轴的计算简图。

在确定轴承的支点位置时，应从手册中查取a 值。

对于7008AC 型角接触球轴承，由手册中查得mm a 13=。

因此。

作为简支梁的轴的支撑跨距mm mm mm L L 935.465.4632=+=+。

根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图。

从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面C 是轴的危险截面。

现将计算处的截面C 处的H M 、V M 及M 的值列于下表。

载荷 水平面H 垂直面V 支反力F N F N F NH NH 484,48421== N F N F NV NV 176,17621== 弯矩M mm N M H ⋅=21540 ,7840,784021mm N M mm N M V V ⋅=⋅= 总弯矩 mm N M ⋅=229001 ，mm N M ⋅=22902 扭矩T mm N T ⋅=48400
(三).
滚动轴
承的校
核
Ⅵ.按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C ）的强度。

根据上表数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取6.0=α，轴的计算应力 MPa W T M ca 7.34)(221=+=ασ 前已选定轴的材料为45钢，正火处理，由《机械设计》表15-1查得MPa 55][1=-σ 因此][1-<σσca ，故安全。

(三).滚动轴承的校核 轴承的预计寿命h L H 584003652810'=⨯⨯⨯= Ⅰ计算输入轴承 (1).已知m in 444r n =I I ，两轴承的径向反力N F F R R 48421== 由选定的角接触球轴承7006AC ，轴承内部的轴向力r S F F 63.0=
N F F F R S S 9.30463.021=== (2).因为21S a S F F F =+，所以0=a F。