带式输送机传动系统设计方案单级直齿圆柱齿轮减速器设计方案doc.docx

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带式输送机传动系统设计方案单级直齿圆柱齿轮减速器设计方案doc.docx

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带式输送机传动系统设计方案单级直齿圆柱齿轮减速器设计方案doc

广州科技贸易职业学院

机电系

课程设计报告

机械设计基础课程设计

设计题目：

带式输送机传动系统设计

专业班级：

学号：

设计人：

指导老师：

完成日期：

课程设计任务书

设计题目：

带式输送机传动系统设计（一级直齿圆柱齿轮减速器及带传动）

传动简图：

1.电动机2.V带3.减速箱4.联轴器5滚筒6.输送带

原始数据：

（已知条件）

说明：

1.单向运转，有轻微振动；

2.每年按300个工作日计算，每日工作二班。

完成日期:

________年____月_____日

设计指导教师：

_______________年____月____日

任课教师:

____________________年____月____日

评分与评语:

________________________________

（二）设计内容

1、电动机的选择及运动参数的计算

2、V带的传动设计；

3、齿轮传动的设计；

4、轴的设计；

5、联轴器的选择；

6、润滑油及润滑方式的选择；

7、绘制零件的工作图和装配图

（1）、减速器的装配图

（2）、绘制零件的工作图

注：

装配图包括：

尺寸标注、技术要求及特性、零件编号、零件明细表、标

题栏。

零件的工作图包括：

尺寸的标注、公差、精度、技术要求。

10、编写设计说明书

（1）、目录；

（2）、设计任务书；

（3）、设计计算：

详细的设计步骤及演算过程；

（4）、对设计后的评价；

（5）、参考文献资料。

（三）设计工作量

1.减速器总装图一张

2.零件图二张

3.设计说明一份。

任⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

方案明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

机的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

装置的运和力参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

件的算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

的算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

器、承、接的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

减速器附件的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

滑与密封⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

小⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

参考料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

一传动方案说明

第一组：

用于胶带输送机转筒的传动装置

1、工作条件：

室内、尘土较大、环境最高温度35℃；

2、原始数据：

（1）输送拉力F=5500N；

（2）输送带工作速度V=1.4m/s（允许输送带的工作速度误差为±4%）；

（3）输送机滚筒直径D=450mm；

（4）卷筒效率η=0.96（包括卷筒及轴承的效率）；

（5）工作情况：

两班制，连续单向运转，载荷较平稳

（6）使用折旧期：

8年

（7）工作环境：

室内，灰尘较大，环境最高温度38°

（8）动力来源：

电力，三相交流电源，电压为380/220伏；

（9）检修间隔期：

四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修

（10）制造条件及生产批量：

一般机械厂制造，小批量生产

二电动机的选择

1、选择电动机类型

1）电动机类型和结构型式

按工作要求和工条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。

它为卧式封闭结构。

2）电动机容量

（1）卷筒轴的输出功率Pw

55001.4

7.7

1000

（2）电动机输出功率Pd

Pd7.7kw

传动装置的总效率1?

22?

式中，1,2为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。

由表

2-4查得：

V带传动10.96;滚动轴承η2=0.99;圆柱齿轮传动η3=0.97;

弹性联轴器η4=0.99;卷筒轴滑动轴承η5=0.96,则

η=0.96×0.992×0.97×0.99×0.96≈0.86

故

7.7

nw59.44r/min

8.95

0.86

（3）电动机额定功率Ped

由有关表格选取电动机额定功率Ped=11kW。

1）电动机的转速

滚筒轴的转速是nm=601000v/3.14d=59.44r/min

为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。

由表2-1查

得V带传动常用传动比范围=2~4，单级圆柱齿轮传动比范围=3~6，则电动机转速可选范围为

n'dnwi1'i2'356.64~1426.56r/min

可见同步转速为750r/min、1000r/min的电动机均符合。

这里初选同步转速分别为750r/min和1000r/min的两种电动机进行比较，如下表：

方电动机

额定

电动机转速

电动

传动装置的传动比

案型号

功率

（r/min）

机

（KW）

同

满载

质量

总传动

V带传

单级减速

步

（kg）

比

动

器

Y180L-

750

730

12.3

Y160L-

100

970

16.32

5.44

i=12.3

由表中数据可知两个方案均可行，但方案1的传动比较小，传动传动装置结构尺寸较小。

因此可采用方案1，选定电动机的型号为Y180L-8。

4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸

由表查出Y180L-8型电动机的主要技术数据和外形，安装尺寸，并列表记录备用（略）。

3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比

1）传动装置总传动比

730

12.3

59.44

2）分配各级传动比

取V带传动的传动比i1

3，则单级圆柱齿轮减速器的传动比为

12.3

所得i2值符合一般齿轮传动和圆柱单级齿轮减速器传动比的常用范围。

P011KW

4．计算传动装置的运动和动力参数

1）各轴转速

电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为

730r

/min

730/

3243.33r/min

n/i2

243.33/460.8r/min

2）各轴输入功率

按电动机额定功率Ped计算各轴输入功率，即

P0Ped11kW

PP01110.9610.56kW

PP12310.560.990.9710.14kW

3）各轴转矩

T09550

9550

144

730

10.56

414.45N?

9550

243.33

955010.14

1592.7N?

9550

60.8

将计算结果汇总列表备用（略）。

三皮带轮传动的设计计算

1、确定计算功率PC

KA为工作情况系数，查课本表8.21可得，KA=1.2

即PC=KAPed=1.2×11=13.2kw

T0144Nm

PI10.56kw

nI243.33r/min

TI414.45Nm

PII

10.14kw

nII

60.8r/min

TII

1592.7N

P=13.2kw

dmin=125mm

dd2450mm

2、选择V带的型号

根据计算功率P=13.2kw，主动轮转速n=730r/min,由课本图8.12选择

B型普通V带。

243.33r/min

3、确定带轮基准直径

dd1、dd2

由课本表8.6和图8.12得dmin=125mm

取dd1=150mm>dmin

大带轮的基准直径，因为i带

n1=3所以n2=243.33r/min

dd2n1dd1

3×150=450mm

由课本表8.3

选取标准值

dd2

，则实际传动比

，从动轮的实

450mm

际转速分别为

450

730

V=7.11m/s

243.33r/min

150

4、验算带速V

dd1n1

150730

1000

5.73m/s

1000

带速在5～25的范围内。

5、确定带的基准长度Ld和实际中心距a

根据课本（8.14）式得0.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2）

得：

420mm≤a0≤1200mm

按照结构设计要求初定中心距a0=1000mm由.课本式（8.15）得：

（dd2

dd1）2

2a0+（dd1dd2）

4a0

×1000+

（150+450）+（450

150）2

L0=2964.5mm

1100

=2964.5mm

查课本表8.4

可得：

Ld=3150mm

由课本（8.16）

式得实际中心距a为a≈a0+LdL0=1092.75mm

Ld=3150mm

中心距a的变动范围为

amin=a-0.015Ld

amax=a+0.03Ld

=（1092.75-0.015×3150）mm=1045.5

=（1092.75+0.03×

3150）mm=1187.25mm

amin=1045.5mm

6、校验小带轮包角a1

、

amax=1187.25m

dd2

dd1

由课本式（8.17）

得：

a1=180

57.3

=18045015057.3

1092.75

=164.3120a1164.3120

7、确定V带根数Z

由课本（8.18式）得

P0）KaKl

（P0

根据dd1=150mm、n1=730r/min,查表8.10，用内插法得

2.13

1.82

800）

1.82+

（730

980

800

=2.16kw

P02.16kw

取P0=2.16kw

由课本式（8.11）得功率增量为

P0为

2.16kw

P0=Kbn1（1

1）

由课本表8.18查得Kb2.6494

103

根据传动比i=3.21本表8.19得

，则

Ki=1.1373

P0=2.649410

Z=6根

（

）

7301

1.1373

=0.23kw

由课本表8.4查得带长度修正系数KL

=1.03,本图

8.11查得包角系数

=0.23kw

Ka=0.86，得普V

13.2

根

0.23）

1.09

0.86

（2.16

=5.89根

280.6N

圆整得z=6根

8、求初拉力F0及带轮轴上的压力FQ

由课本表8.6查得B型普通V带的每米长质量q=0.17kg/m,根据课本式

（8.19）得单根V带的初拉力为

500Pc

2.5

1）

FQ=4417N

（

=500

13.2（2.5

1）

0.17（5.73）2N

5.73

0.86

=371.6N

由课本式（8.20）可得作用在轴上的压力FQ为

FQ=2F0zsin

164.3

=2×371.6×6sinN

=4417

9、设计结果

选用6根B型V带，中心距a=1092.75mm,带轮直径dd1=150mm,dd2=450mm，轴上压力FQ=4417N。

四齿轮传动的设计计算

1、选择齿轮材料及精度等级

根据课本表10.9可得，齿轮选用20CrMnMo钢，渗碳淬火，齿面硬度

为58~62HRC，心部硬度≥32HRC。

因为是普通减速器、由课本表10.21

选8级精度，要求齿面粗糙度Ra

T1=4.14×105

3.2～6.3m。

N·mm

2、按齿面接触疲劳强度设计

因两齿轮均为钢质齿轮，可应用课本式（10.22）求出d1值。

确定有关K=1.1

参数与系数：

1）转矩T1

d=1

T1=9.55×106P

9.5510610.56N·mm=4.14×105N·mm

Hlim1

243.33

560MPa

2）载荷系数K

Hlim2

=530Mp

查课本表10.11取K=1.1

3）齿数z1和齿宽系数

N1=4.9×108

小齿轮的齿数z1取为25，则大齿轮齿数z2=100。

因单级齿轮传动为

N2=1.23×108

对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，由课本表

10.20选取d=1。

4）许用的接触应力

由课本图10.24查得Hlim1=Hlim2=1500Mpa

由课本表10.10查得SH=1

N1=60njLh=60×243.33×1×（7×300×16）=4.9×108

N2=N1/i=4.9×108/4=1.225×108

查课本图10.27得ZNT1=0.95，ZNT2=1.06。

由课本式（10.13）可得

H1=H2=

ZNT1Hlim1

0.951500MPa1425MPa

ZE-材料弹性系数（

），按表查取ZE=189.8

ZH-节点区域系数，考虑节点处轮廓曲率对接触应力的影响，由图查取。

对于标准直齿轮，a=25°，ZH=2.5

Ze-重合度系数，考虑重合度对单位齿宽载荷的影响，其值

可由图查取，Ze=0.76，故

KT1（u

1）（ZEZHZe）2

（

1.1

4.14

2.5

）

189.8

0.76

mm29.8

14252

m=d1

29.8

mm1.2mm

H1=532MPa

H2=562MPa

m=2.3mm

d1=62.5

d2=250mm

b=62.5mm

b1=65mm

a=156.25mm

由课本表10.3取标准模数m=2.5mm

3、主要尺寸计算

mz1

2.5

25mm

YF1=2.65

62.5mm

mz2

2.5

100mm

YF2=2.18

250mm

dd1

162.5mm

62.5mm

经圆整后取b1=62.5mm

b2=b1+2.5mm=65mm

1mz1z2

12.5

25100mm=156.25mm

4、按齿根弯曲疲劳强度校核

由课本式（10.24）得出

F，如F

则校核合格。

确定有关系数与参数：

1）、齿形系数YF

查课本表10.13得YF1=2.65，YF2=2.18

2）、应力修正系数YS

查课本表10.14得YS1

1.59，YS21.80

3）许用弯曲应力F

由课本图10.25查得

Flim1Flim2450MPa。

由课本表10.10

查得

。

SF=1.13

由课本图10.26

查得

YNT1YNT21

由课本式（10.24）可得

YNT1Flim1

450

F1F2

=400MPa

1.13

故

2KT1YFYS

bm2z1

1.1

4.14

105

F1400MPa

2.52

2.651.59393MPa

齿根弯曲强度校核合格。

5、齿轮的圆周速度v

d1n1

62.5243.33m/s0.8m/s

1000

由课本表10.22可知，选8级精度是合适的。

6、几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图。

（见零件图1）

Ⅰ轴：

d1=30mm

五轴的设计计算Ⅱ轴：

d1=48mm

1、选择轴的材料，确定许用应力

由已知条件知减速器传递的功率属小功率，对材料无特殊要求，故选

用45钢并经调质处理。

由课本表

14.7查得强度极限

B=650MPa,再

由课本表14.2得许用弯曲应力

1b=60MPa。

2、按扭转强度估算轴径

根据课本表14.1得C=107~118。

又由课本式（14.2）得

Ⅰ轴：

（107~118）3

10.56mm

37.6~41.5mm

243.33

Ⅱ轴：

（107~118）3

10.14mm

58.9~65mm

60.8

考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，故将估算直

径加大3%~5%，取为38.7~43.6mm。

由设计手册取标准直径d1=40mm。

Ⅱ轴取为60.7～68.3mm，由设计手册取标准直径

d1=65mm

八联轴器的选择

联轴器通常用来连接两轴并在其间传递运动和转矩，联轴器所连接的两轴，由于制造及安装误差、受载变形和温度变化等影响，往往存在着某种程度的相对位移。

因此，设计联轴器时要从结构上采取各种不同的措施，使联轴器具有补偿上述偏移量的性能，否则就会在轴、联轴器、轴承中引起附加载荷，导致工作情况恶化。

综上所述，故选择挠性联轴器，这种联轴器具有一定的补偿两轴偏移的能力，再根据联轴器补偿位移方法，选弹性柱销联轴器，它仅用弹性柱销（通常用尼龙制成）将两半联轴器连接起来，它传递转矩的能力大、结构更简单、耐用性好，故选择弹性柱销联轴器。

为了隔离震动、缓和冲击和安装方便，拟Ⅰ轴选用选弹性柱销联轴器，Ⅱ轴选用无弹性元件扰性联轴器

2）计算转矩

Tc1=316.8N·m

d1=35mm

由设计手册查的K=1.3

Tc2=1039N·m

P=1.3×9550×10.56

d1=48mm

Tc1=K×9550

=538.8N·m

243.33

Tc2=K×9550P=1.3×9550×10.14=2070.5N·m

n260.8

3）选择型号及尺寸

由Tc1=538.8N·m

=40mm,

md1=65mm

，

Tc2=2070.5N

差GB4323—84，Ⅰ轴选用选弹性柱销联轴器,型号为TL8，其中Tn=710N·m,

[n]=3000r/min;Ⅱ轴选用无弹性元件扰性联轴器，型号为HL5，其中

Tn=2000N·m，[n]=3550r/min

九润滑、密封装置的选

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