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1、机械设计课程设计计算说明书 设计题目：带式输送机齿轮传动装置矿业工程学院 采矿工程09-7班设计者： 秦立杰 指导教师： 程刚 2012年01月11日中国矿业大学目 录第一章设计任务书 - 1 第二章电动机的选择 - 1 第三章传动方案的拟定 - 2 第四章轴的设计计算 - 5 第五章 键的选择与强度验算 .- 12 第六章 滚动轴承的选择及联轴器的选择 - 14 第七章 减速器润滑与密封 - 16-第八章 减速器附件选择 - 17-第九章 设计小结 - 19-第十章 参考文献 - 19-第一章、设计任务书计算过程及相关说明结果1.1 方案图：设计带式输送机的传动装置（单级圆柱齿轮减速器和V带
2、传动）1.2设计条件：带式输送机连续单向运输，载荷平稳，空载起动，使用期限10年，小批量生产，两班制工作，运输带速度允许误差为5%。设计数据：输送带拉力：F=8KN；输送带速度：V=1.4m/s；滚筒直径：D=400mm。机械设计课程的内容1.3设计工作量：1）减速器装配图1张（三视图，A1图纸）；2）设计计算说明书1份；3）计算：齿轮基本参数，齿轮强度计算，轴强度校核，键强度校核。第二章、电动机的选择计算过程及相关说明结果1、电动机类型的选择：根据条件可选择常用的封闭式Y系列小型三相异步电动机。2、电动机功率选择：选取V带传动 =0.95，轴承 =0.99，齿轮 =0.97，弹性联轴器 =0
3、.99，卷筒 =0.96。（1）传动装置的总功率： =0.950.990.990.970.990.96=0.8584(2)电机所需的工作功率：P工作= =81.4/0.8584=13.049KW（3）电动机的额定功率：，由机械设计基础课程设计表10-110查得电动机的额定功率为。3、确定电动机转速： ，由机械设计基础课程设计表3-2查得，V带传动比24，单级圆柱齿轮的传动比35，则总传动比620，电动机转速范围。综合各方面因素选用1000r/min的Y系列电动机。由机械设计基础课程设计表10-110可确定电动机型号为Y180L-6。4、确定电动机型号：根据电动机的额定功率和电动机转数关系，由机
4、械设计基础课程设计表10-110可确定电动机型号为Y180L-6。，其主要性能：额定功率：15KW，满载转速970r/min，额定转矩1.9，最大转矩2.0.第三章、传动方案的拟定计算过程及相关说明结果1、总传动比：2、分配各级传动比按机械设计课程上机与设计P103表9-2推荐的传动比合理范围，取带轮i带=3，又i总=i齿轮i带，故i齿轮=i总/ i带轮=14.50/3=4.833、运动参数及动力参数计算1)计算各轴转速（r/min）=970r/min小齿轮轴的轴速：n1= =970/3=323.33(r/min)大齿轮轴的轴速：n2=323.33/4.83=66.94(r/min)2)计算各
5、轴的输入功率（KW）P=P工作=10KW小齿轮轴的功率：P1=大齿轮轴的功率：P2=3)计算各轴扭矩（Nm）小齿轮轴的扭矩：T1=9.55103P1/n1=9.5510312.397/323.33=366.163Nm第二轴的扭矩：T2=9.55103P2/n2=9.5510311.905/66.94=1698.428Nm4、齿轮传动的设计计算（1） 选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不大，所以采用软齿面，小齿轮齿根较薄，弯曲强度较低，且受载次数较多，故在选择材料和热处理时，一般使小齿轮齿面硬度比大齿轮高2050HBs。材料热处理方式硬度/HBs接触疲劳极限Hlim/MPa弯曲疲劳极限FE
6、/MPa小齿轮40Cr调质217286650750560620大齿轮45钢调质197286550620410480按上表取小齿轮硬度为280HBs，接触疲劳极限弯曲疲劳极限；大齿轮硬度为240HBs，接触疲劳极限，弯曲疲劳极限按一般可靠度取最小安全系数，计算许用应力： 得：小齿轮；大齿轮；（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1.4，齿宽系数，小齿轮上的转矩，取,齿数取，则。故实际传动比，模数，齿宽，b值应加以圆整，作为大齿轮的齿宽b2，而使小齿轮的齿宽，取，按标准模数系列取，实际，中心距齿顶高：齿根高：全齿高：齿顶圆： 齿根圆： （3）齿根弯曲疲劳强度校核计算齿形系数，
7、第四章、轴的设计计算计算过程及相关说明结果1、 输入轴的计算已知输入轴传递的功率，转速，小齿轮的齿宽,齿数，模数，压力角，载荷平稳。1)初步估算轴的直径按照“轴的常用材料及其主要力学性能表”进行选择，选取45号钢为轴的材料，调质处理。由，查“常用材料的值和C值表”知45号钢C值范围为118107，取C=107，计算后得，取（考虑有键槽，将直径增大5%），圆整可得2）轴的结构设计 （1）确定轴的结构方案右轴承从轴的右端装入，靠轴肩定位。齿轮和左轴承从轴的左端装入，齿轮右侧端面靠轴肩定位，齿轮和左轴承之间用定位套筒使左轴承右端面得以定位，左右轴承均采用轴承端盖，齿轮采用普通平键得到圆周固定。 （2
8、） 确定轴的各段直径 轴结构示意图1轴段为最小径，安装带轮，；2轴段安装轴承端盖，取；3轴段安装轴承及挡油圈，为减少装配轴承处的精加工面长度设置轴肩，其中d3为轴承内径大小 (根据机械设计课程上机与设计续表13-3：取深沟球轴承6310），轴承宽，；轴两端装轴承处轴径相等，则7段取；4轴段安装齿轮，齿轮内径，齿轮的轴向定位轴肩，取。（3） 确定轴的各段长度结合绘图后确定各轴段长度如下：1轴段的长度取（根据带轮结构及尺寸）；2轴段总长度（根据外装式轴承端盖的结构尺寸，起厚度，还有箱体的厚度取10mm）；3轴段(轴承的宽挡油环的长度和)；4轴段（因为齿轮的齿宽为120mm，轴段的长度应比零件的轮毂
9、短2-3mm）,5轴段长度10mm；6轴段(轴承的宽挡油环的长度和)。3）按弯矩复合强度计算已知：转矩小齿轮分度圆直径圆周力径向力法向力（1） 绘制轴受力简图如下（2）绘制垂直面弯矩图如下垂直面内的轴承支反力：水平面内的轴承支反力：由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为 (3)绘制水平面弯矩图如下：截面C在水平面上弯矩为：(4)绘制合弯矩图如上 (5)绘制扭矩图如上转矩： (6)当量弯矩计算转矩产生的扭转力按脉动循环变化，取=0.6，截面C处的当量弯矩： (7)校核危险截面C的强度判定危险截面为第四段轴的中心面，轴的材料选用45钢，调质处理，查机械设计基础表14-1得，表14-
10、3查得则：该轴强度足够。2、 输出轴的计算已知输出轴传递的功率，转速，大齿轮的齿宽,齿数，模数，压力角，载荷平稳。1)初步估算轴的直径按照“轴的常用材料及其主要力学性能表”进行选择，选取45号钢为轴的材料，正火处理。由，查“常用材料的值和C值表”知45号钢C值范围为118107，取C=107，计算后得，取（根据联轴器结构及尺寸）。2）轴的结构设计 （1）确定轴的结构方案右轴承从轴的右端装入，靠轴肩定位。齿轮和左轴承从轴的左端装入，齿轮右侧端面靠轴肩定位，齿轮和左轴承之间用定位套筒使左轴承右端面得以定位，左右轴承均采用轴承端盖，齿轮采用普通平键得到圆周固定。 （2）确定轴的各段直径轴结构示意图由
11、图中个零件配合尺寸关系知；，。（3）确定轴的各段长度结合绘图后确定各轴段长度如下：1轴段的长度取（根据联轴器结构及尺寸）；2轴段总长度（根据外装式轴承端盖的结构尺寸，其厚度，还有箱体的厚度取10mm）；3轴段(轴承的宽挡油环的长度和)；4轴段（因为齿轮的齿宽为107mm，轴段的长度应比零件的轮毂短2-3mm）；5轴段；6轴段。3）按弯矩复合强度计算已知：转矩：大齿轮分度圆直径圆周力径向力法向力（2）绘制垂直面弯矩图如下垂直面内的轴承支反力：水平面内的轴承支反力：由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为 (3)绘制水平面弯矩图如下截面C在水平面上弯矩为：(4)绘制合弯矩图如上,考虑
12、到最不利的情况，把与直接相加： (5)绘制扭矩图如上转矩： (6)当量弯矩计算转矩产生的扭转力按脉动循环变化，取=0.6，截面C处的当量弯矩： (7)校核危险截面C的强度判定危险截面为第四段轴的中心面，轴的材料选用45钢，正火处理，查机械设计基础表14-1得，表14-3查得则：该轴强度足够。第五章、键的选择与强度验算计算过程及相关说明结果1、 输入轴上键选择及校核（1）最小直径处：1）选择键型：该键为静联接，为了便于安装固定，选择普通A型平键。2)确定键的尺寸：该轴上最小直径为，轴长，按（，）查得，用于此处连接的键的尺寸为，3)强度校核：轴所受转矩，键连接的挤压强度，强度满足要求。该键标记为：键 。(2)齿轮处1）选择键型：该键为静联接，为了便于安装固定，选择普通A型平键。2）确定键的尺寸：该轴上最小直径为，轴长，按（，）查得，用于此处连接的键的尺寸为，3）强度校核：键连接的挤压强度
