机械设计基础课程设计 3文档格式.docx

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设计带式输送机的传动系统，采用带传动和一级圆柱齿轮减速器。

2、原始数据

输送带轴所需扭矩

=1050Nm

输送带工作速度

=0.8m/s

输送带滚筒直径

=380mm

减速器设计寿命为8年（两班制），大修期限四年。

3、工作条件

两班制工作，空载起动载荷平稳，常温下连续（单向）运转，工作环境

多尘；

三相交流电源，电压为380/220V。

二、传动系统方案的拟定

带式输送机传动系统方案如图所示：

（画方案图）

带式输送机由电动机驱动。

电动机1将动力传到带传动2，再由带传动传入

一级减速器3，再经联轴器4将动力传至输送机滚筒5，带动输送带6工作

。

传动系统中采用带传动及一级圆柱齿轮减速器，采用直齿圆柱齿轮传动。

三、电动机的选择

按设计要求及工作条件选用Y系列三相异步电动机，卧式封闭结构，电压

380V。

1、电动机的功率

根据已知条件由计算得知工作机所需有效效率

设：

η1—联轴器效率=0.97；

η2—闭式圆柱齿轮传动效率=0.99

η3—V带传动效率=0.96

η4—对轴承效率=0.99

η5—输送机滚筒效率=0.96

由电动机至运输带的传动总效率为

工作机所需电动机总功率

由表所列Y系列三相异步电动机技术数据中可以确定，满足Pm≥Pr条件的

电动机额定功率Pm应取为5.5KW

2、电动机转速的选择

根据已知条件由计算得知输送机滚筒的工作转速

额定功率相同的同类型电动机，可以有几种转速供选择，如三相异步电动

机就有四种常用的同步转速，即

、

（电动机空载时才可能达到同步转速，负载时的转速都低于同步

转速）。

电动机的转速高，极对数少（相应的电动机定子绕组的极对数为2、

4、6、8），尺寸和质量小，价格也便宜，但会使传动装置的传动比加大，结

构尺寸偏大，成本也会变高。

若选用低转速的电动机则相反。

一般来说，如

无特殊要求，通常选用同步转速为

或

的电动机。

选用同步转速为

的电动机，对应于额定功率Pm为5.5KW的电

动机型号应为Y132M2-6型。

有关技术算据及相应算得的总传动比为：

电动机型号：

Y132M2-6

额定功率：

5.5KW

同步转速：

1000r/min

满载转速：

960r/min

总传动比：

23.863

电动机中心高H=132mm，轴伸出部分用于装联轴器段的直径和长度分别为

D=38mm和E=80mm。

四、传动比的分配

带式输送机传动系统的总传动比

由传动系统方案，分配各级传动比

五、传动系统的运动和动力参数计算

传动装置从电动机到工作机有三轴，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ轴，传动系统各轴

的转速、功率和转矩计算如下：

①Ⅰ轴（电动机轴）：

②Ⅱ轴（减速器高速轴）

③Ⅲ轴（减速器低速轴）

④Ⅳ轴（输送机滚筒轴）

将计算结果和传动比及传动效率汇总如表1－1

轴号

电动机

带传动

圆柱齿轮传动

工作机

Ⅰ轴

Ⅱ轴

Ⅲ轴

Ⅳ轴

转速

n（r/min）

960

192

40.23

功率P

5.15

4.944

4.846

4.65

（kw）

转矩T

51.23

245.91

1150.37

1103.84

（Nm）

传动比i

5

4.7726

1

传动效率η

0.96

0.9801

0.9603

六、传动零件的设计计算

传动装置中除减速器外，通常先设计减速器外部的传动零件。

1、V带传动

已知条件：

原动机种类和所需的传递的功率（或转矩）、转速、传动比、工作条件

和尺寸限制等。

设计计算主要内容：

确定带的种类、选择带的型号、选择小带轮直径、大带轮直径、

中心距、带的长度、带的根数、初拉力F0和作用在轴上的载荷FQ。

①计算功率Pc

由表8-3查得

=1.2,故

②选取V带型号

根据Pc=6.6KW和小带轮转速

由图8-10可知，工作点处于B、C

型相邻区之间，可取B型和C型分别计算，最后择优选用。

现取B型带。

③小轮基准直径

和大轮基准直径

希望结构紧凑，由表6-4并参考表8-2a，取

=140mm，选取

，则大轮

的基准直径

由表6-4取

=710mm。

此时从动轮实际转速

转速误差

合适

④验算带速

⑤初定中心距

因

先根据结构要求，取

=800mm。

⑥初算带的基准长度L0

由表8-1，选取带的基准长度Ld=3150mm。

⑦实际中心距

中心距a可调整，则

⑧小带轮包角

，能满足要求。

⑨单根V带所能传递的功率

根据

和

查表8-2a，用插值法求得Po=2.1KW。

⑩单根V带传递功率的增量

已知B型V带，小带轮转速

，传动比

查表8-2b得：

=0.29KW。

⑪计算V带的根数

由表8-5查得Kα=0.90；

由表8-6查得KL=1.07，故

取z=3根。

所采用的V带为B-3150×

3

⑫作用在带轮轴上的力

由式（8-17）求单根V带的张紧力

查表8-8得

故

所以作用在轴上的力为

2、齿轮的设计

㈠齿根弯曲强度计算

①确定作用在小齿轮上的转矩T1

②选择齿轮材料、确定许用弯曲应力，根据工作要求，采用齿面硬度

＞350HBS。

小齿轮选用合金钢，渗碳淬火为60HRC；

大齿轮选用碳素钢，表面淬火50HRC。

大齿轮

=23HRC=1380MPa

小齿轮

=500+11HRC=1050MPa

③选择齿宽系数

：

查书P185得

=0.4。

④确定载荷系数K：

查书P183得K=1.8

⑤计算中心距a

⑥选择齿数并确定模数取

取标准模数（表9-1），

⑦齿轮几何尺寸计算

小齿轮分度圆直径及齿顶圆直径

大齿轮分度圆直径及齿顶圆直径

中心距

大齿轮宽度

小齿轮宽度因小齿轮齿面硬度高，为补偿装配误差，避免工作时在大齿

轮齿面上造成压痕，一般

比

宽些，取

⑧确定齿轮的精度等级齿轮圆周速度

根据工作要求及圆周速度，由书P172表9-3选用8级精度。

㈡轮齿接触强度验算

①确定许用接触应力根据表9-5查得

=500-11HRC=1050MPa

=1423HRC=1380MPa

②验算弯曲应力

σH1=969.4Mpa＜

σH2=467.8Mpa＜

，安全。

计算及说明

七、减速器轴的设计

1、减速器高速轴的设计

（1）轴的材料及热处理：

选用45钢，正火处理，由书P259表12-1得：

毛坯直径≤100mm，硬度≤241HBS,抗拉强度

MPa,屈服强

度

MPa,弯曲疲劳极限

MPa

（2）初算轴的最小直径

，并进行初步结构设计：

由书P261表12-2查得C=118~107。

取

=32mm，,最小直径还要符合相配零件的孔径（此处是V

带轮）标准尺寸，在此处开一键槽，所以d=1.03×

32mm=32.96mm，

取d=33mm。

（3）确定轴的各段直径：

采用阶梯轴，尺寸按由小到大，由两端到中

央的顺序确定

A．外伸端（与V带轮相连）：

取最小直径

=40mm；

B．V带轮定位轴肩高H=0.08

=3.2mm,故

=

+2H=46.4mm；

C．安装两滚动轴承处的轴颈直径为

=50mm；

D．要固定齿轮，需要安装一个套筒，取内径

，外

径为60mm；

E．为便于齿轮安装，取齿轮轮毂与轴配合处直径d5=d3+2=52mm；

取60mm。

F．考虑轴承固定要求，取轴环直径

；

G．

（4）选择轴承类型：

由上述一系列直径，查手册P66表6-1得：

轴承代号为6310。

基本尺寸d=50mm,D=110mm，B=27mm。

安装尺寸

基本额定动载荷

，基本额定静载荷

（5）轴承盖的设计：

带有密封件的轴承盖，轴承外径D=72mm，取

即M8

时，

（6）轴各段的长度设计：

A.箱盖壁厚

，故

mm；

B.箱体内壁与大齿轮顶圆应留有空隙

取

C.箱体内壁与小齿轮端面应留有空隙

=8mm，故取

D.因为内壁至轴承座端面的距离

查手册P161

表11-2得：

E.根据

，查手册P17表1-29得：

外伸轴长度

F.轴承宽度B=27mm，

计算及说明结果

G.

，5mm为套筒宽度；

H.小齿轮宽度

，故取

I.查手册P17表1-31得轴环宽度

，取

（7）挡油环

所以轴承采用脂润滑，需要挡油环。

取

（8）轴的强度校核

按弯矩，扭矩合成强度计算轴的计算简图如附图1所示：

A．决定作用在轴上的载荷：

圆周力

（d为小齿轮的节圆直径）

径向力

（

为啮合角）

B．决定支点反作用力及弯曲力矩：

支承反力

截面I-I的弯曲力矩

截面I-I的弯曲力矩

合成弯矩

轴上的转矩

画出轴的当量弯矩图，如附图2所示。

从图中可以判断截面I-I弯矩值最大，而截面

承受纯扭，故校