带式运输机的单级圆柱直齿减速解读.docx
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带式运输机的单级圆柱直齿减速解读
机械设计课程设计
设计题目：
带式运输机的单级圆柱直齿减速
学院：
班级：
学号：
设计者：
指导教师：
完成日期：
成绩：
目录
设计任务书……………………………………………………03
传动方案的拟定及说明………………………………………04
电动机的选择…………………………………………………05
计算传动装置的运动和动力参数……………………………08
传动件的设计计算……………………………………………10
轴的设计计算…………………………………………………17
滚动轴承的选择及计算………………………………………20
键联接的选择及校核计算……………………………………21
连轴器的选择…………………………………………………22
减速器附件的选择……………………………………………23
润滑与密封……………………………………………………24
设计小结………………………………………………………25
参考资料目录…………………………………………………25
机械设计课程设计任务书
1、设计题目
设计用于带式运输机的单级圆柱直齿减速器，图示如下，连续单向运转，载荷平稳，空载起动，使用期限10年，小批量生产，两班制工作，运输带速度允许误差为±5%
带式输送机的传动装置简图
2、数据：
运输带工作拉力
F（N）
运输带工作速度
V（m/s）
卷筒直径
D（mm）
650
1.5
270
3、设计要求
1、每人单独一组数据，要求独立认真完成。
2、图纸要求：
减速器装配图一张（A1），零件工作图两张（A3，传动零件、轴）。
3、设计计算说明书1份。
第二节、传动方案的分析
在分析传动方案时应注意常用机械传动方式的特点及在布局上的要求；
1.带传动平稳型性好，能缓冲吸振，但承载能力小，宜布置在高速级；
2.链传动平稳性差，且有冲击、振动，宜布置在低速级；
3.蜗杆传动放在高速级时蜗轮材料英选用锡青铜，否则课选用铝铁青铜；
4.开式齿轮传动的润滑条件差，，磨损严重，应布置在低速级；
5.锥齿轮、斜齿轮应放在高速级
第三节、电动机的选择
一、确定电动机的功率
电动机的选择直接影响到电动机的工作性能和经济性能的好坏，课程设计的题目一般为长期连续远转、载荷不变或很少变化的机械,确定电动机功率的原则是电动机的额定功率P≥P，这样电动机在工作时就不会过热。
1）工作机所需要的电动机输出功率为：
为工作机所需输入功率，单位为kW；为电动机至工作机主动端之间的总效率。
式中：
F为工作机的工作阻力，单位为N；为工作机卷筒的线速度，单位为m/s；为工作机的效率。
由电动机至工作机的传动装置总效率为
η·η=η·η·η·η·η·η
η，η，η，η，η，η分别为带传动、滚动轴承、齿轮传动的轴承、齿轮传动、联轴器、卷筒轴的轴承及卷筒的效率。
查表2-3得：
η=0.96、η==0.99、η=0.97、η=0.97、η=0.98、η=0.96，则
η·η=0.96×0.99×0.97×0.97×0.98×0.96=0.816
所以
=1.195kw
电动机计算公式和有关数据选自《机械设计基础课程指导书》7—10页
η=0.96
η=0.99
η=0.97
η=0.97
η=0.98
η=0.96
总效率:
η·η=0.816
电动机输出功率:
=1.195kw
计算项目及内容
主要结果
三、确定电动机转速
卷筒轴的工作转速为：
按推荐的合理传动比范围，取V带传动的传动比i=2～4,单级齿轮动比i=3～5,则合理总传动比的范围为i=6～20,故电动机的转速范围为：
符合这一范围的同步转速有750r/min1000r/min、1500r/min，再根据计算出的容量，有附表8.1查出有两种适用的电动机型号，起技术参数及传动比的比较情况见下表
方案
电动机型号
额定功率
电动机转速（r/min）
传动装置的传动比
Ped/kW
同步转速
满载转速
总传动比
带
齿轮
1
Y100L-6
1.5
1000
940
12.30
3
4.1
2
Y90L-4
1.5
1500
1400
18.32
3.5
5.234
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及带传动和减速器的传动比，比较二个方案可知:
方案二电动机转速较高，但是总的传动比大，传动装置尺寸较大，方案一适中，比较适合。
因此，选定电动机的型号是Y100L-6，所选电动机的额定功率为P=1.5kW，满载转速n=940r/min，总的传动比适中，传动装置结构紧凑。
所选电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如下表所示：
卷筒的工作转速：
n=106.16r/min
电动机型号、技术参数选自《机械设计基础课程指导书》138~139页
选定电动机型号：
Y100L-6
其额定功率：
P=1.5kW
满载转速：
n=940r/min
计算项目及内容
主要结果
出自《机械设计基础课程设计指导书》第10页
计算项目及内容
主要结果
第四节、计算传动装置运动和动力参数的计算
一、计算总传动比和分配传动比
有选定电动机的满载转速n和工作机主动轴的转速n，可得传动装置的总传动比为
对于多级传动比i为
i=i·i·i·…·i
计算总传动比后，应合理地分配各级传动比，限制传动件的圆周速度以减小运动载荷，降低转动精度等级。
电动机的传动比i=3.0则i=i/i=2.95
二、计算传动装置的运动与动力参数
Ⅰ轴
Ⅱ轴
卷筒轴n=n=106.16r/min
各轴的输入功率
Ⅰ轴PⅠ=P·η1·η2=1.195×0.96×0.99kW=1.136kW
Ⅱ轴PⅡ=PⅠ·η3·η4=1.136×0.97×0.97kW=1.069kW
卷筒轴PⅢ=PⅡ·η3·η5·η6=1.069×0.97×0.98×0.96kW=0.976kW
各轴的输入转矩
电动机
Ⅰ轴
公式选自《机械设计基础课程指导书》11页
传动装置总传动比：
i=8.85
电动机传动比：
i=3
i=2.95
I轴
n=313.3r/min
II轴
n=106.16r/min
I轴
P=1.136kW
II轴
P=1.069kW
P=0.976kW
T=12.141Nm
I轴
T=34.97Nm
计算项目及内容
主要结果
Ⅱ轴
卷筒轴TIII=η2=95.13Nm
运动和动力参数的计算结果列于下表
：
电动机轴
I轴
II轴
卷筒轴
转速n/（r/min）
940
313.3
106.16
106.16
输入功率P/kW
1.5
1.136
1.069
0.976
输入转矩T/N·m
12.141
34.97
99.06
95.13
传动比i
12.30
效率η
0.816
II轴
T=99.06Nm
卷筒轴
T=95.13Nm
计算项目及内容
主要结果
五、传动件的设计及计算
设计减速器外传动零件
（一）、带传动
根据工作的工作要求,带传动可以选择V带传动。
具体的设计内容有：
确定V带的型号、长度过根数、传动中心距及带轮直径和画出带轮零件图。
1）确定计算功率Pc
功率Pc是根据传递的额定功率P，并考虑到载荷性质和每天运转时间长短等因素的影响而确定的，即
Pc=KA·P=1.1×1.5kW=1.65kW
式中P—传递的额定功率，单位为kW;K—工作情况系数，查表得K=1.1
2）确定带的型号
根据Pc=1.65kW，nm=940r/min，由参考书可查得先取Z型普通V带。
3）确定带轮基准直径dd1、dd2
根据参考书可选取：
dd1=90mm,且dd1>ddmin
大带轮基准直径为：
dd2=i1·dd1=3.0×80mm=270mm
4）验证带速V
带速在5~25m/s范围内，为可取值。
5）确定带的基准长度Ld和实际中心距a
由公式初定中心距：
0．7（dd1＋dd2）≤a0≤2（dd1＋dd2）
所以
252≤a0≤720
则中心距先中间值a0=490mm
公式来自《机械设计基础》130--135页
P=1.65kW
《机械设计基础》130页表8.21
K=1.1
带的型号：
B型普通V带
《机械设计基础》147--148页表9.3
小带轮基准直径：
dd1=90mm
大带轮基准直径：
dd2=270mm
初选中心距：
a0=490mm;
初选基准长度：
=1561.731mm
计算项目及内容
主要结果
由参考书可查得取标准值Ld=1400mm
则实际中心距为：
中心距a变动范围为：
amin=a-0.015Ld=（409.135-0.015×1400）mm=388.135mm
amax=a+0.03Ld=（409.135+0.03×1400）mm=367.135mm
6）验证小带轮的包角α1
7）确定V带根数Z
内插法可求得P0=0.253kW查参考书可Kb=0.1734×10-3
K=1.1373
带长度修正系数KL=1.14，Ka=0.96
得普通V带根数：
（取4）
取整后得Z=4
8）求初拉力F0及带轮轴上的压力FQ；查参考书可得Z型普通V带的每米质量q=0.06kg/m,则单根带的初拉力为
则作用在轴上的压力FQ为：
标准基准长度：
Ld=1400mm；
实际中心距：
a=409.135mm
中心距a变动范围：
amin=388.135mm；
amax=367.135mm
公式查于《机械设计基础》第166页式（9.22）
系数查于《机械设计基础》第129页
Kb=0.1734×10-3
K=1.1373
《机械设计基础》第129页
式（8.11）
确定V带根数：
Z=4
《机械设计基础》第166页
式（9.23）
初拉力
F0=75.67N
轴上的压力
F=1009.38N
计算项目及内容
主要结果
带设计结果：
型号
B型普通V带
中心距a/mm
409.135
根数Z/根
4
轴上压力FQ/N
1009.38
直径/mm
dd1
90
dd2
270
带轮的选择及外形尺寸
1）带轮的材料
带轮的材料选用HT150。
2）带轮的结构形式的选择
带轮由轮缘、腹板（轮幅）和轮毂三部分组成。
大带轮腹板结构选择H型—4孔板带轮，小带轮腹板结构选择S型—实心带轮，V带轮的轮槽参数如下表：
基准宽度
bd=8.5
基准线上槽深
hamin=2.0
基准线下槽深
hfmin=7.0
槽间距
e=12±0.3
轮缘厚
δmin=5.5
外径
da=dd＋2ha
带轮宽
B=（z-1）e+2f=60
轮槽角
ψ=34°
槽边距
fmin=7
带轮的材料选用：
HT150
《机械设计基础》118页表8.5
计算项目及内容
主要结果
（二）、齿轮传动
1）设计参数
齿轮传动中传动参数有：
传递功率
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