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1、机 械 设 计设计说明书皮 带 运 输 机 传 动 装 置 设 计起止日期： 年 月 日 至 年 月 日学生姓名班级学号成绩指导教师 (签字 )课程设计任务书20102011 学年第一学期机械工程 学院（系、部） 机械设计制造及其自动化 专业 班课程名称： 机械设计课程设计 设计题目： 皮带运输机传动装置设计 完成期限：自 年 月 日至 年 月 日共 周内 容 及 任 务一、设计的主要技术参数： 运输带牵引力 F=2500N；输送速度 V=1.8m/s；滚筒直径 D=300mm。 工作条件：工作时有轻微震动，室外工作，运输带速度允许误差5%，单班制（每班 工作 8h） ，寿命为 10 年。 二
2、、设计任务：传动系统的总体设计；传动零件的设计计算；减速器的结构、润滑和密封； 减速器装配图及零件工作图的设计； 设计计算说明书的编写。 三、每个学生应在教师指导下，独立完成以下任务： （1） 减速机装配图 1 张 A0； （2） 零件工作图 2 张 A3，中间轴和中间轴的大齿轮； （3） 设计说明书 1 份。起止日期工作内容传动系统总体设计传动零件的设计计算减速器装配图及零件工作图的设计、整理说明书进 度 安 排 交图纸并答辩主 要 参 考 资 料1.机械设计（第八版） （濮良贵，纪明刚主编 高教出版社）2.机械设计课程设计 （金清肃主编 华中科技大学出版社）3.工程图学 （赵大兴主编 高等
3、教育出版社）4 机械原理 （朱理主编 高等教育出版社）5.互换性与测量技术基础 （徐雪林主编 湖南大学出版社）6.机械设计手册（单行本） （成大先主编 化学工业出版社） 7.材料力学 （刘鸿文主编 高等教育出版社）指导教师 : 2011 年 12 月 系（教研室）主任（签字）： 年 月 目 录1 设计任务书.1 1.1 课程设计的设计内容1 1.2 课程设计的原始数据.1 1.3 课程设计的工作条件.1 2 传动方案的拟定.2 3 原动机的选择3 3.1 选择电动机的类型.3 3.2 选择电动机的容量3 3.2.1 工作机所需的有效功率3 3.2.2 电动机的输出功率.3 3.3 确定电动机的
4、转速4 4 确定总传动比及分配各级传动比.5 4.1 传动装置的总传动比5 4.2 分配传动比.5 5 传动装置运动和动力参数的计算.6 5.1 各轴的转速.6 6 传动件的设计及计算8 6.1 高速齿轮的计算8 6.1.1 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数8 6.1.2 按齿面接触强度设计8 6.1.3 按齿根弯曲强度设计10 6.1.4 几何尺寸计算11 6.2 低速级直齿圆柱齿轮的设计计算11 6.2.1 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数.11 6.2.2 按齿面接触强度设计12 6.2.3 按齿根弯曲强度设计14 6.2.4 几何尺寸计算15 7 轴的结构设计及计算.16 7.1
5、高速轴的结构设计及计算.167.1.1 轴上的功率1P、转速1n和转矩1T的计算.167.1.2 求作用在齿轮上的力.16 7.1.3 初步确定轴的最小直径.16 7.1.4 轴的结构设计.17 7.1.5 求轴上的载荷.19 7.1.6 按弯扭合成应力校核轴的强度.21 7.1.7 精确校核轴的疲劳强度.227.2 中间轴的结构设计及计算.257.2.1 轴上的功率1P、2P、转速2n和转矩1T、2T的计算257.2.2 求作用在齿轮上的力.26 7.2.3 初步确定轴的最小直径.26 7.2.4 轴的结构设计.27 7.2.5 求轴上的载荷.27 7.3 低速轴的结构设计及计算.28 7.
6、3.1 轴上的功率 P3、转速 N3 和转矩 T3 的计算28 7.3.2 求作用在齿轮上的力.28 7.3.3 初步确定轴的最小直径.29 7.3.4 轴的结构设计.30 7.3.5 求轴上的载荷.31 7.3.6 按弯扭合成应力校核轴的强度.33 7.3.7 精确校核轴的疲劳强度.33 7.4 各轴轴承校核37 7.5 连接部件设计计算39 7.5.1 键的选择.39 7.5.2 强度校核40 8 箱体的设计及计算.41 9 减速器的润滑计算.43 9.1 齿轮的润滑计算.43 9.2 轴承的润滑计算.43 10 密封.44 参考文献.45 结束语.4611 设计任务书1.1 课程设计的设
7、计内容设计带式运输机的传动机构，其传动转动装置图如下图-1 所示。1.2 课程设计的原始数据已知条件：运输带的工作拉力：F=2500；运输带的工作速度：v=1.8m/s；卷筒直径：D=300mm；使用寿命：10 年，每年工作日 300 天，单班制，每班 8 小时。1.3 课程设计的工作条件设计要求：误差要求：运输带速度允许误差为带速度的5%；工作情况：连续单向运转，工作载荷较平稳；制造情况：大批量生产。图 1.1 带式运输机的传动装置22 传动方案的拟定带式运输机的传动方案如下图所示1-电动机 2-联轴器 3-齿轮一 4-齿轮二 5-齿轮三 6-齿轮四7-皮带与电动相连的轴为 0 轴，齿轮一轴
8、连 1 轴 中间轴为 2 轴 齿轮三连 3 轴 33 原动机的选择3.1 选择电动机的类型按照设计要求以及工作条件，选用一般 Y 型全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压为 380V。3.2 选择电动机的容量3.2.1 工作机所需的有效功率电动机容量的选择。根据已知条件，工作机所需要的有效功率为（KW）5 . 410008 . 125001000Fvpw式中： 工作机所需的有效功率（KW）wP带的圆周力（N）FV-带的工作速度3.2.2 电动机的输出功率设:联轴器效率，（见参考资料【2】表 3-3） ；c0.99c闭式圆柱齿轮传动效率（设齿轮精度为 7 级） ，=0.98（见参gg考资料【2】
9、表 3-3） ；一对滚动轴承效率，=0.99（见参考资料【2】表 3-3） ；bb输送机滚筒效率，=0.96（见参考资料【2】表 3-3） ；ddV 带传动效率，=0.95（见参考资料【2】表 3-3） ；ee输送机滚筒轴（5 轴）至输送带间的效率w5估算传动系统总效率为34231201式中：99. 001c12g0.99 0.970.9603b 4230.99 0.970.9603bg 340.99c50.99 0.960.9504wbcy 即传动系统的总效率为8590. 09504. 099. 09603. 09603. 099. 0工作时，电动机所需的功率为（KW）23. 58590.
10、05 . 4w dpp由参考材料【2】表 12-1 可知，满足条件的 Y 系列三相交流异步电depp 动机额定功率应取为 7.5KW。ep3.3 确定电动机的转速电动机转速的选择。根据已知条件，可得输送机工作转速为 wnmin/6 .11430014. 38 . 16000060000rDvnw初选同步转速为 1500的电动机，由参考材料【2】表 12-1 可知原动机minr的型号 Y132M-4 型。查参考资料2表 12-1 型号 Y132M-4，额定功率为=7.5kw，满载转速为=1440。查参考材料【2】表 12-1 电动机中心oponminr高 H=100。mm电动机型号额定功率/KW
11、满载转速/(r/min)堵转转速 额定转速最大转矩 额定转矩Y132M-47.514402.22.2表 3.1 电动机数据54 确定总传动比及分配各级传动比4.1 传动装置的总传动比由参考资料【2】中式（3-5）可知，链式输送机传动系统的总传动比6 .126 .1141440wm nni为了便于两级圆柱齿轮减速器采用浸油润滑，当两级齿轮的配对材料相同，齿面硬度 HBS350，齿宽系数相等时，考虑齿面接触强度接近相等的条件，取高速级传动比为 3.06。4.2 分配传动比高速级圆柱齿轮传动比123.06i低速级圆柱齿轮传动比：23 1212.64.13.06iii高速级圆锥齿轮传动比 ： 123.
12、06i低速级圆柱齿轮传动比 ： 234.1i65 传动装置运动和动力参数的计算减速器传动装置中各轴由高速轴到低速轴依次编号为电动机 0 轴、轴、轴。5.1 各轴的转速传动系统各轴的转速，功率和转矩计算如下所示0 轴(电动机轴)min/14400rnnmKW23. 50dppmNnpT68.34144023. 59550955000 01 轴（减速器高速轴） min144011440010 1r innKWpp177. 599. 023. 50101mNnpT34.341440177. 59550955011 12 轴（减速器中间轴）min22.3511 . 4 1440121 2r innKW
13、pp971. 49603. 0177. 51212mNnpT17.13522.351971. 49550955022 23 轴（减速器低速轴） min78.11406. 322.351232 3r inn7KWpp77. 49603. 0971. 42323mNnpT88.39678.11477. 49550955033 3将 5.1 中的结果列入如下表表 5.1 运动和动力参数轴号功率 P/KW转矩 T/（Nm）转速 n/（r/min）传动比 i效率 高速轴5.17734.3414403.060.9603中间轴轴4.971135.17351.22低速轴轴4.77396.88114.784.1
14、00.960386 传动件的设计及计算6.1 高速齿轮的计算6.1.1 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数1）选用直齿圆柱轮传动2）精度等级选 7 级精度3）材料选择，由参考资料【1】表 10-1 选择小齿轮材料为 40（调质）,硬Cr度为 280HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质） ，硬度为 240HBS，二者材料硬度差为40HBS。4）选小齿轮齿数，大齿轮齿数 取。132Z 23.06 3298Z 298Z 6.1.2 按齿面接触强度设计由参考资料【1】中设计计算公式（10-9a）进行计算，即223112.32E t dHKTZudu确定公式内的各计算数值1)试选载荷系数3 . 1tK2)计算小齿轮传递的转矩4 13.434 10TN mm3)由参考资料【1】表 10-7 选取齿宽系数1d4)由参考资料【1】表 10-6 查得材料的弹性影响系数28 .189 MpaZE5)由参考资料【1】图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 大齿轮的接触疲劳强度极限MpaH5503limMpaH4904lim6)由参考资料【1】表 10-13 计算应力循环次数9 116060 1440 1 (1 10 300 8)2.07 10hNn jL 99 8 22.07 105.06 104.10N7）由参考资料【1】表 10-19 取接触疲劳寿命系数 95.
