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1、 湘潭大学机械设计课程设计 题 目 带式运输机传动系统设计 学 院 机械工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机设一班 学 号 2011500629 姓 名 袁奕贤 指导教师 刘思思 完成日期 2015 年 1 月 17日一、设计任务书下图为狭小井巷道中带式运输机的传动布置方案，设计该带式运输机传动系统。1. 设计数据与要求狭小矿井巷道中带式运输机的传动装置。工作条件：该运输机连续工作，单向运转，用于输送煤矿等散粒物料。该输送机每日三班制工作，载荷平稳，空载启动，使用期限5年，输送带速度允许误差为5%。其设计方案如下：滚筒有效圆周力（）运输带传送速度（）滚筒直径（）17003.64
2、502. 设计任务1）选择（或由教师指定）一种方案，进行传动系统设计。2）确定电动机的功率与转速，分配各级传动的传动比，并进行运动及动力参数计算。3）进行传动零部件的强度计算，确定其主要参数（如模数等）。4）对齿轮减速器进行结构设计。5）对低速轴上的轴承以及轴等进行寿命计算和强度校核计算。6）对主要零件如轴、齿轮、箱体等进行结构设计。7）编写设计计算说明书。8）要求采用三维软件（UG，PRO/E等）建立其三维模型，并进行运动仿真，录制运动仿真视频。（选做一目录 一、方案的总体评价4 二、电动机的选择4 2.1电动机的类型和结构形式4 2.2电动机的容量4 2.2.1工作所需功率4 2.2.2电
3、动机输出功率Pd4 2.3电动机的转速5 三、传动比分配和传动参数和运动参数的计算5 3.1传动比分配5 3.2传动参数和运动参数的计算6 四、齿轮传动的设计7 4.1直齿圆锥齿轮7 4.1.1 选择齿轮类型、精度等级、材料7 4.1.2按齿面接触强度设计8 4.1.2.1确定公式中的各计算值8 4.1.2.2设计计算.9 4.1.3按齿根弯曲疲劳强度设计10 4.1.4齿轮尺寸计算确定12 4.2直齿圆柱齿轮13 4.2.1 选择齿轮类型、精度等级、材料13 4.2.2按齿面接触强度设计13 4.2.2.1确定公式中的各计算值14 4.2.3按齿根弯曲疲劳强度校核16 4.2.4齿轮尺寸计算
4、确定19 4.2.5 齿轮参数19 五、链传动的设计20 5.1确定链轮齿数20 5.2确定计算功率20 5.3选择链条型号和节距21 5.4计算链节数和中心距21 5.5计算链速，确定润滑方式21 5.6计算压轴力22 六、轴的设计计算22 6.1 轴I（输入轴轴）的结构设计22 6.1.1设计依据 22 6.1.2求作用在齿轮上的力22 6.1.3初步确定轴的最小直径23 6.1.4轴的结构设计24 6.1.5求轴上载荷.25 6.1.6按弯扭合成应力校核轴的强度26 6.2 III轴(输出轴)的结构设计27 6.2.1 设计依据 27 6.2.2求作用在齿轮上的力27 6.2.3初步确定
5、轴的最小直径27 6.2.4轴的结构设计27 6.2.5求轴上载荷30 6.2.6按弯扭合成应力校核轴的强度30 6.2.7精确校核轴的疲劳强度.31 6.3 轴II（中间轴）的结构设计33 6.3.1设计依据34 6.3.2求作用在齿轮上的力34 6.3.3初步确定轴的最小直径34 6.3.4轴的结构设计35 6.3.5求轴上载荷.36 6.3.6按弯扭合成应力校核轴的强度37 6.4输出轴滚动轴承的计算.37 6.5输出轴键的计算.38 七、减速器及其附件的设计39 7.1 箱体（盖）的分析39 7.2 箱体（盖）的材料39 7.3箱体的设计计算39 7.4 减速器附件和附加结构的名称和用
6、途41八、润滑和密封方式的选择 43 8.1 齿轮传动的润滑43 8.1.1润滑剂的选择43 8.1.2润滑方式的选择44 8.2 滚动轴承的润滑44 8.2.1润滑剂的选择44 8.2.2润滑方式44九、设计心得 45 参考文献 45 一、方案的总体评价链传动，减速器的尺寸小，链传动的尺寸较紧凑。二、电动机的选择2.1电动机的类型和结构形式Y系列三相异步电动机有构造简单、制造使用方便、效率高、启动转矩大、价格便宜的特点，选择Y系列三相异步电动机。2.2电动机的容量2.2.1工作所需功率Pw=FV/1000=17003.6/1000=6.12KW2.2.2电动机输出功率Pd 为了计算电动机所需
7、功率Pd，先要确定从电动机到工作机之间的总功率。设1、2、3、4、5、6分别为凸缘联轴器、圆锥齿轮传动效率、圆柱齿轮传动、开式滚子链传动、滚筒的效率、滚动轴承，由表查得： 凸缘联轴器传动效率1=0.99； 滚动轴承传动效率 2=0.98； 圆锥齿轮传动效率 3=0.96； 圆柱齿轮传动效率 4=0.96； 滚筒的传动效率 5=0.96； 开式滚子链传动 6=0.94； 则传动装置的总效率为 =1243456=0.78电动机所需功率Pd= Pw/=(6.12/0.78)KW=7.85KW 2.3电动机的转速通常情况下多选1500 r/min和1000 r/min根据电动机的功率和转速可选取电动机
8、的型号为Y160M-4参数如下：功率P=11KW,空载转速n=1500r/min ，满载转速 =1460r/min 轴直径D=48mm三、传动比分配和传动参数和运动参数的计算3.1传动比分配传动装置总传动比=152.87r/min=1460/152.87=9.55 每级别传动的传动比在其推荐的范围之内。分配各级传动比总传动比 =9.55 i3为链轮得传动比，i1为高速级传动比，i2为低速级传动比， 高速级为圆锥齿轮其传动比应小些取i1=0.25i，低速级为圆柱齿轮传动比可大些。 所以 i1=2 i2=3 i3=1.59 3.2传动参数和运动参数的计算 =7.85kw, =1460r/min P
9、1=P0 1=7.850.99=7.77kw P2=P123=7.770.980.96=7.31kw P3=P242=7.310.960.98=6.88kw P4=P326=6.880.980.94=6.34kw n1=n0=1460r/min n2=n1/i1=1460/2=730r/min n3=n2/i2=730/3=243.33r/min 参数列表项目电动机轴高速轴I中间轴II低速轴III 转速（r/min）14601460730243.33 转矩（Nm）51.3550.8395.64269.93 功率（KW）7.857.777.316.88 四、齿轮传动的设计4.1直齿圆锥齿轮4.1
10、.1 选择齿轮类型、精度等级、材料 直齿圆锥齿轮传动设计（主要参照教材机械设计（第八版）已知输入功率为=7.77、小齿轮转速为=1460r/min、齿数比为2由电动机驱动。工作寿命5年（设每年工作300天），三班制，带式输送，工作平稳，转向不变。 1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1） 圆锥圆锥齿轮减速器为通用减速器，其速度不高，故选用7级精度（GB10095-88） （2） 材料选择 由机械设计（第八版）表10-1 小齿轮材料可选为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料取45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度相差40HBS。（3) 选小齿轮齿数,则大齿轮齿数 4.1
11、.2按齿面接触疲劳强度设计 设计计算公式： (4-1)4.1.2.1确定公式内的各计算值1） 试选载荷系数Kt=1.32） 小齿轮传递的转矩=95.510=5.135104Nmm3） 取齿宽系数4） 查图10-21齿面硬度得小齿轮的接触疲劳强度极限650Mpa 大齿轮的接触疲劳极限550Mpa 5） 查表10-5选取弹性影响系数=189.8 6） 由图10-20查得区域系数ZH=2.57） 由教材公式10-15计算应力值环数 N=60nj =6014601（383005）=3.1510 7) 查教材10-23图得：K=0.92 K=0.94齿轮的接触疲劳强度极限：取失效概率为1%,安全系数S=1,应用公式（10-14）得: =0.92650=598 =0.94550=517 取和中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即=5174.1.2.2设计计算1） 试算小齿轮的分度圆直径，带入中的较小值得
