带式输送机传动装置设计机械设计基础课程设计说明书

机械设计课程设计计算说明书设计题目：带式输送机传动装置设计目录一、总体方案设计................. (2)二、设计要求 (2)三、设计步骤 (2)1. 传动装置总体设计方案 ............. .. (2)2. 电动机的选择....................... . (3)3. 计算传动装置的传动比及各轴参数的确定... (4)4.齿轮的设计 ............................. .. (6)5. 滚动轴承和传动轴的设计................ . (8)附：两根轴的装配草图.................. .. (16)6.键联接设计............................ .. (18)7. 箱体结构的设计....................... .. (19)8.润滑密封设计 ............................. . (20)四、设计小结................................. . (20)五、参考资料................................ .. (21)一、总体方案设计课程设计题目：带式运输机传动装置设计（简图如下）1——输送带2——滚筒3——联轴器4——减速器5——V带传动6——电动机1.设计条件：1）机器功用由输送带运送物料，如：沙石，砖，煤炭，谷物等；2）工作情况单项运输，载荷轻度振动，环境温度不超过40℃；3）运动要求输送带运动速度误差不超过7%；4）使用寿命 10年，每年365天，每天8小时；5）检修周期一年小修，三年大修；6）生产厂型中小型机械制造厂；7）生产批量单件小批量生产；2.原始数据：运送带工作拉力F/KN 运输带工作速度v/(m/s) 卷筒直径D/mm8 2.2 220二、设计要求1．减速器装配图1(三视图，A1图纸)；2.零件图两（A3图纸，高速轴、低速级大齿轮）；(自选项)3.设计计算说明书1份（30页左右）。

三、设计步骤1. 传动装置总体设计方案1）外传动机构为V带传动。

2）减速器为一级展开式圆柱齿轮减速器。

3) 方案简图如下图：1——输送带；2——滚筒；3——联轴器； 4——减速器；5——V 带传动；6——电动机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F 17.6w P v kw ==从电动机到工作机传送带间的总效率为32314ηηηηη∑=⋅⋅⋅ 由《机械设计课程上机与设计》表9-1可知：1η ：滚动轴承效率 0.99（球轴承）2η ：齿轮传动效率 0.97 （8级精度一般齿轮传动）3η ：联轴器传动效率 0.99（弹性联轴器）4η ：卷筒传动效率 0.96所以电动机所需工作功率为17.619.780.89wd P P kw η∑===3）确定电动机转速一级圆柱齿轮减速器传动比围为1~10i = ，而工作机卷筒轴的转速为2.2191/min 0.22j v n r D ππ==≈⨯ 所以电动机转速的可选围为：(1~10)191min (191~1910)min d j n i n r r ==⨯=综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1500min r 的电动机。

根据电动机类型、容量和转速，由《机械设计课程上机与设计》表16-2选定电动机型号为Y180L-4。

其主要性能如下表：3.计算传动装置的传动比i 及各轴参数的确定 (1)传动比i 为 14708191m j n i n ==≈ （ m n 为电动机满载转速，单位：r/min ）1).各轴的转速 I 轴 11470min m n n r ==II 轴 12184min n n r i== 卷筒轴 2184min jn n r ==2).各轴的输入功率 I 轴 119.78d P P kw ==II 轴 212118.99P P kw ηη== 卷筒轴 23117.68P P kw ηη==卷3）.各轴的输入转矩 电动机轴的输出转矩d T 为：66519.789.55109.5510 1.29101470dd mP T N mmn =⨯⨯=⨯⨯=⨯⋅ I 轴 51 1.2910d T T N mm ==⨯⋅II 轴 521219.9110T T i N mm ηη==⨯⋅ 卷筒轴 52319.7110T T N mm ηη==⨯⋅卷4.齿轮的设计1）选定材料及确定其许用应力(1)按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。

(2)材料选择。

由《机械设计基础》表11-1选择小齿轮材料为40MnB （调质），硬度为280HBS ，Hlim1730MPa σ=,FE 600MPa σ=,大齿轮为45钢（正火），硬度为240HBS ，Hlim1620MPa σ=,FE 510MPa σ=,二者材料硬度差为40HBS 。

(3)由《机械设计基础》表11-5,可取S 1.1H =，S 1.25F =， 其许用应力如下： Hlim1H1H730[]M 664S 1.1Pa MPa σσ=== Hlim2H2H620[]M 564S 1.1Pa MPa σσ=== FE1F1F600[]M 480S 1.25Pa MPa σσ=== FE2F2F510[]M 408S 1.25Pa MPa σσ=== 2）按齿面接触强度设计设齿轮按8级精度制造，取载荷系数K=1.5。

齿宽系数8.0d =Φ (《机械设计基础》表11-6所示) 小齿轮上的转矩：5551295.51095.51018.999.8610184P T N mm n II ⨯⨯⨯===⨯⋅取E Z =188(《机械设计基础》表11-4)，得：212142mmd ≥==小齿轮齿数可取1z 32=，则大齿轮齿数 21z 8z 256=⨯=模数 11d 142m 4.437532mm mm z === 齿宽1b 0.8142113.6d d mm mm =Φ=⨯= 可取12b 125mm b 120mm ==通过查《机械设计基础》表4-1，可取 m = 4.5mm 则实际的分度圆直径如下：11d 32 4.5144z m mm =⨯=⨯=22d 256 4.51152z m mm mm =⨯=⨯=中心距121441152a 64822d d mm mm ++===3）验算齿轮弯曲强度由《机械设计基础》图11-8和图11-9可得齿形系数如下： 1Y 2.56Fa =，1Y 1.63Sa = 2Y 2.12Fa =，2Y 1.85Sa = 校验：51Fa11F1122122 1.59.8610 2.56 1.63P 167.68[]480113.6 4.532Sa F KTY Y M a MPa MPa bm z σσ⨯⨯⨯⨯⨯===≤=⨯⨯22F21F211 2.12 1.85167.68157.60[]4082.56 1.63Fa sa F Fa Sa Y Y MPa MPa MPa Y Y σσσ⨯==⨯=≤=⨯校验合格。

4）齿轮圆周速度v 的计算 121441841.40m /601000601000d n v s ππ⨯⨯===⨯⨯5）齿顶高、齿根高和齿高等计算h 2.25 2.25 4.510.125m mm mm ==⨯=*h 4.5a ah m mm == **f h c )(10.25) 4.5 5.625a h m mm mm =+=+⨯=（6）基圆直径的计算'11'22cos 144cos 20135.32cos 1152cos 201082.53d d mm d d mmθθ======将上述计算结果整理如下表所示：5.滚动轴承和传动轴的设计 (一).高速轴的设计1.输入轴上的功率P 1、转速n 1及转矩T 1 由上可知：119.78P kw =，11470min n r =，511.2910T N mm =⨯⋅2.求作用在齿轮上的力 高速小齿轮的分度圆直径11d 32 4.5144z m mm =⨯=⨯=圆周力：1121792t T F N d == 径向力：tan 1792tan20652rt F F N N α==⨯︒=轴向力: 0F =a 3.初步确定轴的最小直径材料为45号钢，调质处理。

根据《机械设计基础》表14-2，取110C =，于是'min 26.16mm d ===，由于键槽的影响，故'min min 1.0326.95d d mm ==输出轴的最小直径是安装带轮处的直径1d ，取135d mm =，根据带轮结构和尺寸，可取150l mm =。

4.齿轮轴的结构设计(1).根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1).为了满足带轮的轴向定位要求，1段左端需要制出一轴肩，故可取2段的直径242d mm =；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2段直径242d mm =，查手册选取单列角接触球轴承7009AC ，其尺寸为457516d D B mm mm mm ⨯⨯=⨯⨯，故3745d d mm ==。

3).由小齿轮尺寸可知，齿轮处的轴端4的直径450d mm =，480377mm l mm =-=。

轴肩高度d h 07.0>，故取4h mm =，则轴肩处的直径5d 58mm =。

4).根据减速器和轴承端盖的结构设计，轴承端盖的总宽度可取24mm 。

根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离mm l 18=，故241l mm =。

5).根据安装时齿轮中心要在一条线上，可得 333mm l =至此，已初步确定了轴的各段和长度。

1段d 1=35mm L1=50mm 2段: d 2=d 1+7=42mmL 2=41mm 3段d 3= d 2+3=45mm L 3=33mm 4段d 4= d 3+5=50mm L 4=77mm 5段d 5= d 4+5=58mm. L 5=7.5mm 6段d 6=51 mm L 6 =7mm 7段 d 7=d 3=45mm L 7 =14mm(2).轴上零件的周向定位根据《机械设计课程上机与设计》表11-1查得带轮与轴的周向定位采用平键连接。