毕业设计73带式传输机设计计算说明书01.docx
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毕业设计73带式传输机设计计算说明书01
设计任务书：
工作条件：
题目编号
工作年限
载荷性质
运输带速允许误差
滚筒效率
工作班制
B13
12
载荷变动微小
6%
0.88
3
技术数据：
输送带速度V（m/s）
滚筒直径D（mm）
滚筒圆周力F（N）
2.4
320
4500
目录
一、传动方案拟定…………….……………………………….3
二、电动机的选择……………………………………….…….3
三、计算总传动比及分配各级的传动比……………….…….4
四、运动参数及动力参数计算………………………….…….5
五、传动零件的设计计算………………………………….….6
六、轴的设计计算…………………………………………......9
七、滚动轴承的选择及校核计算………………………….…15
八、键联接的选择及计算………..……………………………18
九、联轴器的选择………..……………………………………19
十、附件的选择……….………………………….……………19
十一、润滑与密封………..……………………………………20
十二、设计小结………..………………………………………21
十三、参考文献………..………………………………………21
计算过程及计算说明
一、传动方案拟定
设计单级斜齿圆柱齿轮减速器和一级V带传动
（1）工作条件：
使用年限12年，工作为三班工作制，载荷平稳，环境清洁。
（2）原始数据：
滚筒圆周力F=4500N；带速V=2.4m/s；
滚筒直径D=320mm。
二、电动机选择
1、电动机类型的选择：
卧式封闭型Y（IP44）系列三相异步电动机
2、电动机功率选择：
（1）传动装置的总功率：
η总=η带×η3轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒
=0.96×0.973×0.96×0.992×0.88
=0.734
（2）电机所需的工作功率：
P工作=FV/1000η总
=4500×2.4/1000×0.734=14.55KW
确定电动机的额定功率Ped=15KW
3、确定电动机转速：
计算滚筒工作转速：
n筒=60×1000V/πD
=60×1000×2.4/π×320
=143.3r/min
按手册P7表1推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I’a=3~6。
取V带传动比I’1=2~4，则总传动比理时范围为I’a=6~24。
故电动机转速的可选范围为n’d=I’a×
n筒=（6~24）×143.3=859.8~3439.2r/min
符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。
根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：
根据表20-3。
综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，则选n=1500r/min 。
4、确定电动机型号
根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，查表20-1、2选定电动机型号为Y160L-4-B3。
其主要性能：
额定功率：
15KW，满载转速1460r/min，额定转矩2.3。
中心高H160mm。
轴伸E110mm。
键连接尺寸：
12×8。
轴直径D42mm。
三、计算总传动比及分配各级的传动比
1、总传动比：
i总=n电动/n筒=14600/143.3=10.19
2、分配各级伟动比
（1）据指导书P7表1，取齿轮i带=2.4（单级V带传动i=2~4合理）
（2）∵i总=i齿轮×i带
∴i齿轮=i总/i带=10.19/2.4=4.24
四、运动参数及动力参数计算
1、计算各轴转速（r/min）
nI=n电机=1460r/min
n
=nI/i带=1460/2.4=608（r/min）
n
=n
/i齿轮=608/4.24=143（r/min）
2、计算各轴的功率（KW）
P
=P工作=15KW
P
=P
×η带=2.4×0.96=14.4KW
P
=P
×η轴承×η齿轮=2.304×0.97×0.96
=13.55KW
3、计算各轴扭矩（N·mm）
T
=9.55×106P
/n
=9.55×106×15/1460
=98.12N·m
T
=9.55×106P
/n
=9.55×106×14.4/608
=226.18N·m
T
=9.55×106P
/n
=9.55×106×13.55/143
=904N·m
五、传动零件的设计计算
1、一级传动：
V带轮传动的设计计算
（1）确定计算功率PC
由课本P50表3-5得：
kA=1.3
PC=KAP=1.3×15=19.5KW
由课本P51图3-28得：
选用SPZ型V带
（考虑到带传动是真个机组中的易损环节，其故障将影响真个机组，而且相对着个机组而言，带传动的成本微不足道，故选窄V带）
（2）确定带轮基准直径dd1，dd2。
并验算带速。
推荐的小带轮基准直径为112~160mm
则取dd1=125mm
dd2=（1-ε）n1/n2·dd1=0.98×1460/608×125=294mm
由推荐值，取dd2=300mm
实际从动轮转速n2’=n1dd1/dd2=1460×125/300
=608.3r/min
转速误差为：
n2-n2’/n2=608-608/608.3
=-0.00049<0.06（允许）
带速V：
V=πdd1n1/60×1000
=π×125×1460/60×1000
=9.55m/s
在5~25m/s范围内，带速合适。
（3）确定带长和中心矩
根据课本得
0.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2）
0.7（125+300）≤a0≤2×（125+300）
所以有：
297.5mm≤a0≤850mm
取a0=800
由课本P52~P53得：
L0=2a0+1.57（dd1+dd2）+（dd2-dd1）/4a0
=2×800+1.57（125+300）+（300-125）2/4×800
=2276.82mm
根据课本P41表（3-2）取Ld=2240mm
根据课本P52得：
实际中心距：
a≈a0+（Ld-L0）/2=800+（2240-2276）/2
=781.6mm
（4）验算小带轮包角
α1=1800-（dd2-dd1）/a×57.30
=1800-（300-125）/781.6×57.30
=167.460>1200（适用）
（5）确定带的根数Z
根据课本P53表（3-6）P0=3.28KW
根据课本P55表（3-8）△P0=0.2KW
根据课本P56KL=1+0.5（lgLd-lgL0）
KL=1.074
根据课本P55表（5-8）Kα=0.967
由课本P53式（3.19）得
Z≥PC/（P1+△P1）KαKL
=19.5/（3.28+0.2）×0.967×1.074
=5.39
取Z=6根
（6）计算初拉力Fo
由课本表3-1查得q=0.07kg/m
由Fo=500×PC/VZ（2.5/Kα-1）+qV2
Fo=276.1N
（7）计算轴上压力
作用在轴承的压力FQ，由课本P57式（3.21）
FQ=2ZF0sinα1/2=2×6×276.1sin167.4/2
=3293.4N
2、齿轮传动的设计计算（按硬齿面闭式斜齿轮设计）
（1）选择齿轮材料及精度等级以及确定许用应力。
考虑减速器传递功率较大，为减小尺寸，所以齿轮采用硬齿面。
小齿轮选用20Cr渗碳淬火，齿面硬度为59HRC。
大齿轮选用20Cr渗碳淬火，齿面硬度为59HRC。
；初选8级精度。
查课本表4-39（d）
σFlim1=σFlim2=370Mpa
σHlim1=σHlim2=1440Mpa
取SH=1.9
则[σH1]=[σH2]=σHlim1/SH=1107.7Mpa
SF=1.3
则[σF1]=[σF2]=σFlim1/SF=194.7Mpa
取Z1=19，则Z2=i×Z1=80。
（2）按齿面弯曲疲劳强度设计
a）初选螺旋角β
轻微载荷，取K=1.2。
取齿宽系数φd=0.35，
小带轮上的转矩T1=226.18N·M。
初选螺旋角β=150
b）当量齿数
ZV1=Z1/（cosβ）3=21.08
ZV2=Z2/（cosβ）3=88.77
查课本图4-37取齿形系数YF：
YF1=2.86，YF2=2.23
c）确定模数
设计公式中YF/[σF]应代入YF1/[σF1]和YF2/[σF2]中较大者。
经计算，YF1/[σF1]=0.015>YF2/[σF2]=0.0114
故将YF1/[σF1]代入：
Mn≥[3.2kT1YF1（cosβ）3/φd（i+1）[σF]]1/3
→Mn=4mm
d）确定中心距
a=Mn（Z1+Z2）/2cosβ=205mm
e）确定螺旋角
β=arccosMn（Z1+Z2）/2a=15.01°
与初选β=15°接近，故不必修正。
f）计算分度圆直径
d1=Mn*Z1/cosβ=78.7mm
d2=Mn*Z2/cosβ=331.2mm
g）计算齿宽
b=0.35×205=71.75mm
故取b1=75mm，b1=70mm。
h）校核齿面接触疲劳强度
σH=305（kT1（i2+1）3/b·a2·i2）1/3=521Mpa
σH<[σH]故安全。
i）计算齿轮圆周速度
V=πd1N1/60×1000=2.55m/s
对照表4-11可知选用8级精度合适。
j）误差分析
小齿轮齿数Z1=19，大齿轮齿数Z2=80
实际传动比I0=80/19=4.2105
传动比误差：
i-i0/I=4.24-4.2105/4.24=-0.005<6%可行
六、轴的设计计算
输入轴的设计计算
1、按扭矩初算轴径
选用45#调质，硬度217~255HBS
根据课本P235（10-2）式，并查表，取c=115
d≥115（14.4/608）1/3mm=35.875mm
考虑有键槽，将直径增大7%，则
d=35.875×（1+7%）mm=38.386
∴选d=40mm
2、轴的结构设计
输入轴的设计
（1）轴上零件的定位，固定和装配
齿轮是从轴的右端装入。
装配方案：
齿轮，套筒，轴承，轴承端盖依次从轴的左端向右安装，轴承、轴承端盖、轴端挡圈依次从轴的右端向左安装。
为了减轻重量，齿轮右侧的定位轴肩做成轴环。
（2）从dmin确定轴各段直径和长度
a）确定各段轴的直径
1）轴段②处为大带轮的定位轴肩，轴肩高度a=（0.07~0.1）×40=2.8~4，取a=3mm，考虑到密封件的尺寸取d2=45mm。
2）轴段③处为与轴承配合的轴段，应按轴承内径的标准来取，取d3=50mm，考虑到有径向力作用而且使用寿命及当量动载荷高，故初选30310轴承。
3）所选轴承的定位轴肩的宽度为60mm。
所以，可选轴段④的直径d4=60mm。
4）轴段⑦也为轴颈，取与轴段③相同的直径d7=50mm。
5）轴段⑥为装齿轮的重要轴段，取d6=60mm。
6）轴段⑤为轴环，由齿轮的定位轴肩高度a=（0.07~0.1）×60=4.2~6，取a=5mm，则d5=70mm。
b）确定各轴段的长度
1）考虑压紧空间，轴段①的长度
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