设计带式输送机中的传动装置_二级减速器设计说明书.docx
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机械设计课程设计计算说明书
设计题目：
设计带式输送机中的传动装置 专业年级：
学号：
学生姓名：
指导教师：
机械工程系
完成时间 年 月 日
滚筒直径d/mm
800
传送带运行速度v/（m/s）
1.8
运输带上牵引力F/N
2200
每日工作时数T/h
24
传动工作年限
5
机械设计课程设计任务书
学生姓名：
学号：
专业：
任务起止时间：
201年月 日至年月日
设计题目：
设计带式输送机中的传动装置
一、传动方案如图1所示：
F
1—输送胶带；2—传动滚筒； 3—两级圆柱齿轮减速器； 4—V带传动；5—电动机
图1带式输送机减速装置方案
二、原始数据
表2-1
单向连续平稳转动，常温空载启动
三、设计任务：
1.减速器装配图1张（A0图纸）
2.低速轴零件图1张（A3图纸）
3.低速轴齿轮零件图1张（A3图纸）
4.设计说明书1份
在三周内完成并通过答辩
参考资料：
《机械设计》《课程设计指导书》《机械设计手册》
《工程力学》《机械制图》
指导教师签字：
目 录
一、电机的选择 1
1.1选择电机的类型和结构形式：
1
1.2电机容量的选择 1
1.3电机转速确定 1
二、传动装置的运动和动力参数计算 2
2.1分配传动比及计算各轴转速 2
2.2传动装置的运动和动力参数计算 2
三、V带传动设计 3
3.1确定计算功率 4
3.2选择普通V带型号 4
3.3确定带轮基准直径并验算带速 4
3.4确定V带中心距和基础长度 4
3.5验算小带轮包角 4
3.6计算V带根数Z 5
3.7计算压轴力 5
四、设计减速器内传动零件（直齿圆柱齿轮） 5
4.1高速级齿轮传动设计计算 5
4.2低速级齿轮传动设计计算 7
4.3传动齿轮的主要参数 9
五、轴的结构设计计算 9
5.1高速轴的计算（1轴） 9
5.2中间轴的计算（2轴） 11
5.3低速轴的计算（3轴） 13
六、轴的强度校核 16
6.1高速轴校核 16
6.2中间轴校核 17
6.3低速轴校核 19
七、校核轴承寿命 20
7.1高速轴 20
7.2中间轴 20
7.3低速轴 21
八、键连接的选择和计算 21
九、箱体的设计 22
十、心得体会 22
一、电机的选择
1.1选择电机的类型和结构形式：
依工作条件的要求，选择三相异步电机：
封闭式结构
U=380V
Y型
1.2电机容量的选择
工作机所需的功率PW=Fv/1000=3.96 kW
V带效率h1：
0.96
滚动轴承效率（一对）h2：
0.99
闭式齿轮传动效率（一对）h3:
0.97
联轴器效率h4：
0.99
工作机（滚筒）效率h5（hw）：
0.96
传输总效率h=0.825
则，电动机所需的输出功率Pd=Pw/h= 4.8 kW
25
1.3电机转速确定
卷筒轴的工作转速nW
=60´1000v= 42.99 r/min
πD
V带传动比的合理范围为2~4，两级圆柱齿轮减速器传动比的合理范围为8~40，则总传动比的合理范围为i'=16~160，故电动机转
速的可选范围为：
nd=i'×nW=688~ 6878r/min
在此范围的电机的同步转速有：
750r/min 1000r/min 1500r/min
3000r/min
依课程设计指导书表18-1：
Y系列三相异步电机技术参数
（JB/T9616-1999）选择电动机
型 号：
Y132S-4 额定功率Ped：
5.5kw
同步转速n：
1500r/min 满载转速nm：
1440r/min
二、传动装置的运动和动力参数计算
总传动比：
i=nm
nW
=33.496
2.1分配传动比及计算各轴转速
取V带传动的传动比i0= 3
则减速器传动比i=i/i0= 11.165
取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比i1=
1.4i=
3.954
则低速级传动比i2=ii1=
2.824
2.2传动装置的运动和动力参数计算
0轴（电动机轴）P0=Pd=
n0=nm=
4.8 kW
1440 r/min
0
T=9550P0=31.83 N×m
n0
1轴（高速轴）
P1=P0×h1=
4.608 kW
1
n=n0=
i0
480 r/min
1
T=9550P1= 91.68 N×m
n1
2轴（中间轴）
P2=P1×h2×h3=
4.425 kW
2
n=n1=
i1
121.396 r/min
2
T=9550P2=348.107 N×m
n2
3轴（低速轴）
P3=P2×h2×h3=
4.249 kW
3
n=n2=
i2
42.99 r/min
3
T=9550P3=493.959 N×m
n3
4轴（滚筒轴）
P4=P3×h2×h4=
n4=n3=nW=
4.164 kW
42.99 r/min
4
T=9550P4=925.010 N×m
n4
以上功率和转矩为各轴的输入值，1~3轴的输出功率或输出转
矩为各自输入值与轴承效率的乘积。
各轴运动和动力参数如下表：
表2-1各轴运动和动力参数
轴名
功率P/kW
转矩T/N×m
转速
n/（r/min）
传动比i
效率h
输入
输出
输入
输出
0轴
4.8
31.83
1440
1轴
4.608
4.562
91.68
90.763
480
3
0.96
2轴
4.425
4.381
348.107
344.626
121.396
3.954
0.96
3轴
4.249
4.207
943.959
934.519
42.99
2.824
0.96
4轴
4.164
4.122
925.010
915.760
42.99
1
0.98
三、V带传动设计
3.1确定计算功率
根据已知条件结合教材《机械设计》由表8-7得到工作情况系数KA= 1.3 ，故Pca=KA×Pd=6.24kW。
3.2选择普通V带型号
已知Pca，nm，结合教材《机械设计 》由图 8-11 确定所使用的V带为 A型。
3.3确定带轮基准直径并验算带速
（1）结合教材《机械设计》由表 8-8 ，初选小带轮直径
dd1=100 mm。
（2）验算带速：
v=
πdd1nm
60´1000
=7.536m/s，满足5m/s（3）计算大齿轮的基准直径dd2=i0×dd1=300mm。
3.4确定V带中心距和基础长度
（1）根据0.7（dd1+dd2）£a0£2（dd1+dd2），初定中心距a0=600mm。
（2）计算所需的带长
π （d -d）2
L »2a+
（d +d
）+d1 d2 = 1844.67mm。
d0 0
2 d1 d2
4a0
由图/表8-2，对A型带进行基准长度Ld=1800mm。
（3）实际中心距a»a0+Ld-Ld0=578 mm
2
中心距的变化范围ìamin=a-0.015LdÞ
551~632mm。
ía =a+0.03L
îmax d
3.5验算小带轮包角
a»180o-dd2-dd1´57.3o»160° >120°合格。
1 a
3.6计算V带根数Z
由nm，dd1结合教材《机械设计》查图/表8-4a得P0=1.31kW。
由nm，i0，A型带，查图/表8-4b得DP0=0.17kW。
已知a1查表8-5得Ka=0.95，已知Ld查表8-2得KL=1.01
则V带根数z=
Pca =
（P0+DP0）KαKL
4.39，取z=5。
3.7计算压轴力
由教材《机械设计 》表 8-3 ，可知 A型带单位长度质量
q=0.10 kg/m。
单根V带的初拉力最小值：
（F0）min
=500（2.5-Kα）Pca+qv2= 140.78 N。
Kαzv
压轴力的最小值：
（F） =2z（F） sina1= 1386.41 N。
Pmin 0min 2
四、设计减速器内传动零件（直齿圆柱齿轮）
4.1高速级齿轮传动设计计算
（1）选择材料及确定许用应力
由教材《机械设计》表10-110-20（c）10-21（d）确定以下参
数：
表4-1高速级齿轮材料及许用应力
齿轮
热处理方式
齿面硬度
sHlim1/MPa
sFE1/MPa
小齿轮
调质
280
700
600
大齿轮
调质
240
600
500
由p206，取安全系数SH=1，SF=1.4 。
则许用应力为：
[sH1
]=sHlim1=700MPa
SH
[sH2
]=sHlim2=600MPa
SH
[sF1
]=sFE1=428.57MPa
SF
[sF2
]=sFE2=357.14MPa
SF
（2）按齿面接触强度设计
设齿轮按8级精度制造，由教材《机械设计》表10-7得载荷系数K=1.3，由表10-7得齿宽系数Φd=1，由表10-6可得弹性系
1
数ZE=189.8 MPa2。
小齿轮传递的（输入）转矩：
T1=91680 N×mm（注意单位换算）
小齿轮分度圆直径：
2
KT i+1æ Z ö
d³2.32´3 1´1 ç E ÷=
58.315 mm。
1t f i ç[sH] ÷
d 1 è minø
齿数取z1=24，z2=i1z1≈95
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