机械设计课程设计说明书 设计题目 带式运输机传动系统设计 学 院 机械工程学院 专 业 机械设计 姓 名 班 级 学 号 指导老师 最终评定成绩 目 录1 设计任务12 传动方案分析23 原动件的选择与传动比的分配23.1原动件的选择3.2传动比的分配4 传动系统的运动和动力参数计算4.1各轴的转速4.2各轴的输入功率4.3各轴的转矩5 V带传动的设计 5.1 确定计算功率 5.2 选择V带型号 5.3 确定带轮基准直径，并验算带速v5.4 确定带长V和中心距5.5 验算小带轮上的包角 5.6 确定V带根数Z 5.7 计算单根V带的初拉力F0 5.8 计算V带对轴的压力Q6. 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算6.1第一对齿轮传动的强度计算 6.2第二对齿轮传动的强度计算 7. 轴的计算7.1高速轴的设计与计算7.2中间轴的设计与计算7.3低速轴的设计与计算8. 减速器润滑及密封设计8.1齿轮的润滑8.2滚动轴承的润滑8.3减速器的密封9. 箱体及其附件结构设计9.1箱体的结构设计9.2附件的结构设计10设计总结 1.设计任务设计任务如图1.1所示，为用于带式运输机上的两级圆柱斜齿轮减速器。工作条件：带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载启动，工作载荷有轻微冲击；输送带工作速度v的允许误差为；二班制（每班工作8h），要求减速器设计寿命为8年，大修期为23年，中批量生产；三相交流电源的电压为380/220V。已知数据：带的圆周力F（N）：4500（N）带速v（m/s）：0.48（m/s）滚筒直径D（mm）：350（mm）1电动机2.V带传动3齿轮传动4联轴器5.滚筒 6.传送带图1.1带式输送机传动系统示意图2.传动方案分析合理的传动方案，首先应满足工作机的性能要求，其次应满足工作可靠，转动效率高，结构简单，结构紧凑，成本低廉，工艺性好，使用和维护方便等要求。任何一个方案，要满足上述所有要求是十分困难的，要多方面来拟定和评比各种传动方案，统筹兼顾，满足最主要和最基本的要求，然后加以确认。 本传动装置传动比不大，采用v带传动和圆柱斜齿轮二级减速器传动，带传动平稳、吸振且能起过载保护作用，故在高速级布置一级带传动。在带传动与带式运输机之间布置一台二级斜齿圆柱齿轮减速器，轴端连接选择弹性柱销联轴器。3原动件的选择与传动比的分配3.1原动件的选择（1）电动机类型的选择按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y系列三相交流异步电动机，它为卧式封闭结构，电源电压为380V。（2）电动机容量的选择根据已知条件，工作机所需要的有效功率为：P=设：1-V型带传动效率 取0.95 2-圆柱齿轮传动效率 取0.993-滚动轴承的效率 取0.97 4-联轴器的效率 取0.99 5-运输机滚筒传动效率 取0.96估算传动比总效率为：=0.95*0.99*0.97*0.99*0.97*0.99*0.99*0.99*0.96=0.8160电动机所需功率为Pd= Pw/h=2.16/0.8160=2.65 kw依据表12-12选取电动机额定功率应取Pe=3kw（3）电动机转速的选择根据已知条件，可得输送机滚筒的工作转速nw=60000*0.48/3.14*350=26.21KW初选同步转速为1500（r/min）和1000（r/min）的电动机，由表12-1可知，对应于额定功率为Pe=3的电动机的型号分别为Y100L2-4和Y132S-6。现将Y100L2-4和Y132S-6型电动机的有关技术数据及相应算得的总传动比列于表1。方案号电动机型号额定功率/ kw同步转速/（r/min）满载转速/（r/min）总转动比i外伸轴径D/mm轴外伸长度E/mm一Y100L2-43.01500142054.182860二Y132S-63.0100096036.633880通过对上述两种方案进行比较可以看出：方案一选用的电动机转速高、质量轻、价格低，总传动比为54.18，这对三级减速传动而言不算大，故选用方案一较为合理。初步确定原动机的型号为Y132S-4，额定功率为Pe=3.0kw，满载转速为n0=1440转每分钟，由表1可知电动机中心高H=112mm，轴伸出部分用于装联轴器轴段的直径和长度分别为D=28mm和E=60mm。3.2传动比的分配由原始数据以及初步确定的原动机的转速可确定总传动比：i=nm/nw=1420/26.21=54.18带传动的传动比：i1=3齿轮传动的总传动比：i=18.06为了便于两级圆柱斜齿轮减速器采用浸油润滑，当两级齿轮的配对材料相同、齿面硬度HBS350、齿宽系数相等时，考虑齿面接触强度接近相等的条件，取高速级传动比为i12=4.845低速级传动比i34= i i12=3.7314.各轴动力与运动参数的计算将各轴从高速级到低速级依次编号为轴、轴、轴。4.1各轴的转速n=no/I1=1440/3=473.33r/minn=n/I2=480/4.994=97.69r/minn=n2/i3=20.163r/min4.2各轴的输入功率=2.16kw= P0*1=(5.50.95) kw =2.5175 kw= p*(2*3)= (5.2250.970.99) kw =2.492 kw= p*0.99*0.97=2.393kw4.3各轴的转矩=9.55*p/n=9.552.5175473.33=Nmm=9.55*p/n=9.552.49297.69=Nmm=9.55*p/n=9.55*106*2.393/20.163=Nmm5.V带的设计 设计带式输送机传动系统中第一级用的普通V带传动。电动机的功率P=2.2KW，普通异步电动机驱动，主动带轮转速n1=1430r/min，传动传动比i=3，每天工作8h,两班制。（1）确定计算功率查表得=1.2=1.2x3=3.6 KW（2）选择V带型号=3.6KW =1420/min 查表知选A型V带（3） 确定小带轮直径，并验算带速V1.初选小带轮直径 查表知，小带轮直径基准直径的推荐值为80100mm 查表取=90mm2. 验算带速V 查表知，带速：=6.6882m/s V值在525m/s内，带速合适3. 计算大带轮直径 =270mm(4) 确定带长和中心距a1. 查表可知：0.7()a02（） 252720mm 初取中心距a0=500mm2.查表计算带所需要的基准长度=1581.4mm 查表取=1600mm3.由公式计算实际中心距a509.1mm(5).验算小带轮上的包角159.75120(6).确定V带根数Z1. 计算单根V带的许用功率 经查表，由插值法可得：=0.93（1.15-1.07）(1660-1450）（1420-1200）=1.0532 经查表，由插值法可得： =0.15（0.17-0.15）(14501200）（1420-1200）=0.1676 经查表，由插值法可得：=0.93（0.950.93）(160155）（159.75155）=0.987 查表知，=0.99 =(）=1.1928803042. 计算V带的根数 V带的根数： Z= =3.3/1.192880304=2.766 取整，Z=3（7）计算单根V带的初拉力F0 查表得Z型带的单位长度质量q=0.1(kg/m),得单根V带的初拉力为： =500*3.3/(3*6.6882)*(2.5/0.987-1)+0.1*0.6882131N（8）计算V带对轴的压力Q=2*3*131*sin159.75/2=N6.标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算6.1第一对齿轮的设计带式输送机在常温下连续工作，单向运转，空载启动，工作时载荷有轻微冲击；输送带工作速度v的允许误差为5%；二班制（每班工作8小时），要求减速器设计寿命为8年，大修期为23年，中批量生产；三相交流电源的电压为380/220V，电动机的额定功率为2.5175KW，高速齿轮，传动比为4.845，转速为473.33r/min1.选择齿轮材料、热处理方法，精度，等级及齿数（1）选择齿轮材料与热处理。根据工作条件，一般用途的减速器可采用闭式软齿面传动。查表7-1取小齿轮材料为40Cr钢，调至处理，硬度HBS1=260；大齿轮材料为45钢，调至处理，硬度HBS2=230；两齿轮齿面硬度差为30HBS，符合软齿轮传动的设计要求。（2）选择齿轮的精度。此减速器为一般工作机，速度不高，参阅表7-7，初定为8级精度。（3）初选齿数。取齿数=24，= u*24=24*4.845=1172. 确定材料的许用应力（1）确定接触疲劳极限,由图7-18（a）差MQ线得=720Mpa =580Mpa（2）确定寿命系数ZN小齿轮循环次数 =60*473.33*1*(2*8*300*8)大齿轮循环次数 =/4.845=225008198由图7-19查得=1（3）确定尺寸系数,由图7-20取= =1（4）确定安全系数，由表7-8取=1.05。（5）计算许