机械设计课程设计计算说明书带式输送机传动装置含全套图纸.docx
《机械设计课程设计计算说明书带式输送机传动装置含全套图纸.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械设计课程设计计算说明书带式输送机传动装置含全套图纸.docx（43页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
机械设计课程设计计算说明书带式输送机传动装置含全套图纸
机械设计课程设计计算说明书-带式输送机传动装置（含全套图纸）
机械设计课程设计
计算说明书
设计题目：
带式输送机
班级：
设计者：
学号：
指导老师：
日期：
2011年01月06日
一、题目及总体分析1
二、选择电动机2
三、传动零件的计算7
1）带传动的设计计算7
2）减速箱的设计计算10
I.高速齿轮的设计计
算10
n.低速齿轮的设计计算14
四、轴、键、轴承的设计计算20
I.输入轴及其轴承装置、键的设计20
n.中间轴及其轴承装置、键的设计25
川.输出轴及其轴承装置、键的设计29
键连接的校核计算33
轴承的校核计算35
五、润滑与密封37
六、箱体结构尺寸38
七、设计总结39
八、参考文献39
一、题目及总体分析
题目：
带式输送机传动装置
设计参数：
传动方案
输送带的牵引力
F,（KN）
输送带的速度
V,（m/s）
提升机鼓轮直径
D,（mm）
带传动+两级齿轮减速
7
0.4
350
设计要求：
1）.输送机运转方向不变，工作载荷稳定。
2）.输送带鼓轮的传动效率取为0.97。
3）•工作寿命为8年，每年300个工作日，每日工作16小时。
设计内容：
1.装配图1张；
2.零件图3张；
3.设计说明书1份。
说明：
1.带式输送机提升物料：
谷物、型砂、碎矿石、煤炭等；
2.输送机运转方向不变，工作载荷稳定；
3.输送带鼓轮的传动效率取为0.97；
4.工作寿命为8年，每年300个工作日，每日工作16小时。
装置分布如图:
L输送带豉轮2・带传动
3.减速器
L连轴器
5•电动机
二、选择电动机
1.选择电动机类型和结构形式
按工作条件和要求选用一般用途的Y系列三相异步电动机，卧式封
闭。
2.选择电动机的容量
电动机所需的工作效率为：
PdP
d
Pd电动机功率；Pw-工作机所需功率；
工作机所需要功率为：
cFv
Pw-
1000
传动装置的总效率为：
42
d—1234
按表2-3确定各部分效率：
相
电压
3
8
0
V
V带传动效率滚动轴承传动效率闭式齿轮传动效率联轴器效率4传动滚筒效率
i0.97,
2=0.97,
30.97,
0.99,
=0.97,
则
424
d=1234=0.970.970.97
2
0.970.99=0.78
所需电动机功率为：
Fv70000.4.3.60KW1000d10000.78
选择的电动机的额定功率Ped要略大于Pd,由Y系列三相异步电动机技术数据选择电动机额定ped为4.0KW。
Pd
3.确定电动机转速
工作机转速:
nw=6L卫空21.83r/min
D
电动机转速可选范围：
V带传动的传动比常用范围ii2~4,二级圆柱齿轮减速器传动比范围i23~5,故电动机转速的可选范围为：
几i带i轮=（2:
4）（3:
5）2nw=393:
2183r/min
查表可知，符合条件的电动机有三种，但综合考虑电动机和传动装置的尺寸，结构和带传动，以及减速箱的传动比，认为选择Y132M厂6电动机较为合理。
其主要技术参数如下：
电动机型号
额定功率p（Kvy
同步转速
（r/min）
满载转速
（r/min）
堵转转矩额定转矩
最大转矩额定转矩
Y132M1-6
4.0
1000
960
2
2
电动机的相关尺寸:
中心高H
外形尺寸
1L（一ACAD）HD2
底角安装尺寸
AXB
地脚螺栓孔直
径K
轴伸尺寸
DXE
键公称尺寸
FXh
132
515X345X315
216X178
12
38X80
10X132
4.计算传动比
总传动比ia为：
nm=960=43.98nw21.83
为使带传动外部尺寸不要太大，初步取i带=2.5
ia
i齿=a=17.592
i带
分配减速器的各级传动比：
i齿lJI.417.5924.90
i齿2=—=3.60
i齿i
5.计算传动装置的运动及动力参数
计算各轴转速：
I轴:
n—.m=384r/min
i带
H轴：
n=—=78.37r/min
i齿i
山轴：
n=—=21.77r/min
i齿2
W轴：
nV=n=21.77r/min
计算各轴的输入功率：
I轴:
P=Fd01=P1=3.50KW
H轴:
F=F12=F12=3.29KW
ID轴:
F=F23=F32=3.10KW
W轴:
Pv=P
34—P24—2.98KW
计算各轴的输出转矩：
电动机所需的实际转矩即为电动机的输出转矩：
Td—9550Pd—35.91Nmnm
I轴:
T—Tdi带
01—87.08Nm
H轴:
T—Tdi齿112—401.47Nm
山轴:
T—Ti
齿223—1359.89Nm
W轴:
Tv—T
34—1305.90Nm
6.将运动和运动参数计算结果进行整理并列成表
轴名
功率P/KW
转矩T/Nm
转速n
传动比
效率
输入
输出
输入
输出
r/min
i
-H-P
带的传动比不宜
电机轴
3.61
35.91
960
I轴
3.50
87.08
384
2.5
0.97
□轴
3.29
401.47
78.37
4.9
0.94
山轴
3.10
1359.89
21.77
3.6
0.94
W轴
2.98
1305.90
21.77
1
0.96
过
大
J_K齿比接近便有设计
序号为从电动机到鼓轮机
次递增
三、传动零件的计算
1）带传动的设计计算
1、确定计算功率Pca:
在空载、轻载启动总，每天工作16小时时，查表知工况系数作心=1.1,
所以有：
Pca=KAPd=4KW1.1=4.4kW
2、选择V带带型：
根据Pca=4.4kW和小带轮转速nm=960rmin查表可知，选用A型V带。
3、确定带轮基准直径并验算带速：
初选小带轮直径ddi，小带轮直径ddmin=75mm,根据基准直径系列初选：
ddi=100mm，贝U：
带速=2nmdd1叹=5.03叹
6021000ss
因为在（5~25）叹之间，所以基本满足要求。
dd2=i01dd1=2100mm=250mm，由查表圆整为dd2=250mm。
4、确定V带中心距a和基准长度Ld:
初选中心距a°:
0.7（ddi+dd2）a°2（ddi+dd2）
245mma。
700mm
取ao=5OOmm,
2
带所需的基准长度Ldo:
Ldo2ao+（dd1dd2）+（dd1dd2）
24ao
=1OOO546.811.3mm
=1558.1mm
由V带基准长度系列表取Ld=16OOmm。
则实际中心距a：
aao+LdLdO=458mm。
2
中心距a的变化范围为：
aminaO.O15Ld458O.O1516OO434mm
maxaO.O3Ld458O.O316OO5O6mm
5、验算小带轮上的包角1:
57.3
118O（dd2dd1）162.679O
a
固满足要求。
6、计算单根带的额定功率Pr和根数Z：
由dd1=100mm和nm=960rmin，查表并用插值法得普通带的基本额定功率
F0=O.95kW。
由n1=960rmin和i带=2.5以及A型带，查表并用插值法得Po=O.1OKW
由1=162.67，查表并用插值法得K=0.955。
由基准长度Ld=1600mm，以及A型带查表得长度系数a=0.99
P（p°R）KKl
固：
带是根数：
（0.950.10）0.9550.99kW
0.993kW
Pea4.4
z——
4.432，取z=5
Pr0.993
7、计算单根V带初始拉力最小值（F°）min:
查表知道单根A型V带单位长度的质量为q=0.10kgm，于是
（F）500（2.5K）Pcaq2
（Fo）min500■/q
Kz
500（2.5_0.955）_4.4o’5.032n0.95555.03
=154.25N
应使带的实际初拉力Fo（Fo）min。
8计算压轴力Fp:
压轴力的最小值为
（Fp）min2z（F°）minsin寸1524.89N
9、确定带轮的结构尺寸
由dd1100mm300mm，采用腹板式结构，
dd2250mm300mm,米用腹板式结构。
由V带设计可知z=5根，
则由课本表8-10可得
e=15mm,f=10mm,ha=3mm
则带轮的宽度为
Bz1e2f511521080mm
小带轮的外径
da1dd12ha10023106mm
大带轮的外径
da2dd22ha25023256mm
2）减速箱的设计计算
I.高速齿轮的设计计算
1、选定高速级齿轮类型、精度等级、材料及齿数
（1）、选用直齿圆柱齿轮传动。
（2）、由于输送机属于一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。
（3）、材料需选择。
选择小齿轮的材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮的材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS
（4）、初选小齿轮的齿数zi24
117.6118，取118。
大齿轮的齿数为z2244.90
2、按齿面接触强度设计
由设计计算公式有
d1t2.23y—
KT1u1Ze
（1）确定公式内的各计算数值
试选载荷系数Kt1.3。
计算小齿轮传递的转矩。
95.5105P95.51053.29“
N（mmn384*
4
8.1810Ngmm
根据高速级齿轮大小齿轮都为软齿面，两支承相对于小齿轮做不对称布
置，由查表得齿宽系数为
d1（课本表10—7）o
4）根据配对齿轮材料都是锻钢，由查表得Ze
1
189.8MPa2。
（课本10-6）
5）按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限
lim1600MPa；大齿轮的接触
疲劳限度极限
Iim2550MPa。
（课本
10-21d）
由公式计算应力循环次数。
N160njLh60384
1（830016）
8.85108
8.85108
N2
8
1.8110
根据N的大小由课本图
10—19取接触疲劳许用应力:
KHN1°.9O,
khn20・92
计算接触疲劳许用应力。
取失效率为1%，安全系数为，
KHN1lim1H1
1S
KHN2lim2
H2S
SSh1，由公式得
0.90600MPa540MPa
1
0.92550MPa506MPa1
（2）计算
1）试算小齿轮分度圆直径
dit
2.233
KTigj1ZedJ
dit
2.233「38-18104g4.9O1189-8mm55.979mm
14.90540
2）计算圆周速度
3）计算齿轮宽b
d1tn
601000
55.979384
601000
ms
=1.126%
bdgd1t155.979mm55.979mm
4）计算齿宽与齿高之比-。
模数
d1t
55.979
mm
2.332mm
Z1
24
I齿高
h1h2h（2h；
c*）mt
（2
10.25）2.332mm5.248mm
b
55.979
10.667
h
5.248
5）计算载荷系数。
根据1.126役,7级精度，由书10-8图表得动载荷系数Kv1.02;
对直齿轮KhKf1；由载荷状态均匀平稳查表得使用系数Ka1;
由课本表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时:
Kh1.420;
由b10.667,Kh1.420由课本图10-13得Kf1.38；故载荷系数
h
KKaKvKfKh11.0211.4201.448
6）Kt和K的数值相差较大，所以按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由公式得：
7）计算模数m:
（1）确定公式内的各计算数值
大齿轮的弯
1）由课本图10-20C得小齿轮的弯曲疲劳强度极限FE1500MPa；
曲强度极限FE2380MPa；
2）由图10—18取弯曲疲劳寿命系数Kfni0.95，Kfn20.98；
3）计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数SSF1.4,由
F公式得
KfN1FE1
S
0.95—500MPa339.28MPa
1.4
KFN2FE2
S
0.98380
1.4
MPa
266MPa
4）计算载荷系数K
KKaKvKfKf
11.0211.381.408
5）查取齿形系数。
由书表10—5并用差值法得:
YFa12.65,YFa22.17
查取应力校正系数。
YSa21.80。
由书表10-5并用差值法得:
Ysa11.58,
6）计算大、小齿轮的
YFaYsa
并加以比较。
YFa1YSa1
2.651.58
339.28
0.012341
YFa2YSa2
2.171.80
266
0.01468
比较可知：
大齿轮的数值大。
（2）设计计算
1242
214088・181040.01468mm1.804mm
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳计算
的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与直径的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数1.804mm并就近圆整为标准值（第二系列）
58.027mm,算出小齿轮齿数:
m2.5mm,按接触强度算得的分度圆直径d1
Z1
d158.028
m2
29
大齿轮齿数:
Z24.9029142.1;142,
这样计算出的齿轮传动既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并且结构紧凑。
4、几何尺寸计算
（1）计算分度圆直径
d1d2
zm292mm58mmz2m1422mm284mm
（2）计算中心距
d1d
258284
a
mm171mm
2
2
（3）计算齿轮宽度
b
dd1
158mm58mm
取B258mm,B1
65mm。
5、齿轮结构设计及绘制齿轮零件图
（1）齿轮结构的设计计算
由于da1（乙2h）m（2921）2mm62mm160mm
da2（z22h*）m（14221）2mm390mm500mm
所以小齿轮做成实心结构齿轮，大齿轮做成腹板式结构齿轮。
□.低速齿轮的设计计算
1、选定高速级齿轮类型、精度等级、材料及齿数
（1）、选用直齿圆柱齿轮传动。
（2）、由于输送机属于一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。
（3）、材料需选择。
选择小齿轮的材料为40Cr（调质），硬度为280HBS,
大齿轮的材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。
（4）、选小齿轮的齿数乙24，大齿轮的齿数为Z2243.6086.4，取z85
2、按齿面接触强度设计
由设计计算公式有
d1t
2.23戶gUJ
Vdu
2.
Ze
（1）确定公式内的各计算数值
试选载荷系数Kt1.3。
计算小齿轮传递的转矩。
T1
95.5105P
n
3.777105Ngmm
95.51053.10“Ngmm78.37
根据高速级齿轮大小齿轮都为软齿面，两支承相对于小齿轮做不对称布
置，由查表得齿宽系数为
根据配对齿轮材料都是锻钢，由查表得Ze
1
189.8MPa2。
按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限
lim1600MPa；大齿轮的接触
lim2550MPa。
由公式计算应力循环次数。
N160n2jLh6078.371（830016）1.806108
8
N2
1.806107
5.017103.60
根据N的大小由课本图
10—19取接触疲劳许用应力:
KHN10.95,KHN2「°。
计算接触疲劳许用应力。
取失效率为1%，安全系数为，
SSh
1，由公式得
KhN1lim1
H*1S
KHN2
H2S
MPa570MPa
0.95600
（2）计算
1）试算小齿轮分度圆直径
dit
2
Ze
H
dit
2.233
87.125mm
52
1.33.777103.601189.8
gmm
3.60570
2）计算圆周速度
3）计算齿轮宽b
dtm
601000
91.74678.37
601000
ms
0.376叹
bdgd1t187.125mm87.125mm
4）计算齿宽与齿高之比-。
h
模数
mt
d1t
z
87.125mm
24
3.630mm
I齿高
h1h2h（2h；c*）mt（210.25）3.823mm8.601mm
b
10.667h
5）计算载荷系数。
根据0.376ms，7级精度，由书10-8图表得动载荷系数Kv1.0；对直齿轮KhKf1；由载荷状态均匀平稳查表得使用系数Ka1；从课本表10-4中的
软齿面齿轮栏查得的小齿轮相对支承非对称布置、7级精度时Kh1.429;
由b10.667,Kh1.429，由图10-13得心1.40;故载荷系数
h
KKAKvKFKh11.011.4291.429
6）Kt和K的数值相差较大，所以按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由
d1d1t
87.125J142989.9mm
V1.3
7）计算模数m:
di
Zi
89.9mm
24
3.745mm
3、按齿根弯曲强度设计
由弯曲强度的设计公式为
m
（1）确定公式内的各计算数值
2KTiYFaYsa
TdZ1F
1）根据查表得小齿轮的弯曲疲劳强度极限FE1500MPa；大齿轮的弯曲强度
极限FE2380MPa；
2）由图10—18取弯曲疲劳寿命系数Kfni0.93,Kfn20.96；
3）计算弯曲疲劳许用应力。
取弯曲疲劳安全系数S
Sf1.4,由f公式得
KFN1FE10.93500
F1
1S1.4
Kfn2FE20.96380
F2—FN2—FE2MPa260.571MPa
2S1.4
MPa332.143MPa
4）计算载荷系数K。
k
5）查取齿形系数。
由书表10—5并用差值法得:
YFa12.65,YFa22.21查取应力校正系数。
由书表10—5并用差值法得：
Ysa11.58,Ysa21.775
6）计算大、小齿轮的YFaYSa，并加以比较。
KaKvKfKf11.01
1.401.40
YFa1Ysa1
2.651.58
0.01261
F1
YFa2YSa2
F2
332.143
2.211.775
0.01505
260.571
显然大齿轮的数值大。
（2）设计计算
321.403.777100.01505mm3.023mm
V1242
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳计算
的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲所决定的承载能力，而齿面
接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与直径的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数3.023mm并就近圆整为标准值（第一系列）
d189・930
m3.0
m3.0mm，按接触强度算得的分度圆直径d194.685mm，算出小齿轮齿数：
Z
3.6030108
大齿轮齿数z2
为使z1和z2互质，取z2107。
4、几何尺寸计算
（1）计算分度圆直径
d1zm303mm90mm
d2z>m1073mm321mm
（2）计算中心距
ad1d290321mm205.5mm
22
（3）计算齿轮宽度
bdd1190mm90mm
取B290mm,B-i95mm。
5、齿轮结构设计及绘制齿轮零件图
（1）齿轮结构的设计计算
由于da1（z12h*）m（3021）3.0mm99mm160mm
da2（z22h）m（10721）3.0mm327mm500mm
所以小齿轮做成实心结构齿轮，大齿轮做成腹板式结构齿轮。
四、轴、键、轴承的设计计算
布置图如下（此图主要表现轴的形状，齿轮、键、键槽等和一些交线没有画出）
I•输入轴的设计计算
1•轴上的功率R、转速ni和转矩Ti。
由电动机的选择可知：
n=匹=384r/mini带
P=Pd01=Pdi=3.5
升级会员 