1、機械設計課程設計說明書設計題目:一帶式輸送機傳動裝置 設計 指導 班級 目 錄第一部分 傳動方案擬定第二部分 電動機的選擇第三部分 運動參數及動力參數計算第四部分 傳動零件的設計計算第五部分 軸的設計計算第六部分 軸承的選擇及校核計算第七部分 鍵聯接的選擇及校核計算第八部分 聯軸器的選擇第九部分 潤滑及密封第十部分 箱體及附件的結構設計和選擇第十一部分 設計小結第十二部分 參考資料1、傳動方案擬定設計一帶式輸送機傳動裝置1.1工作條件：連續單向運轉，載荷平穩，空載啟動。減速機小批量生產，使用期限10年，兩班制工作。運輸帶允許速度誤差5%。帶式輸送機的傳動效率為0.96。1.2原始數據：題號輸送

2、帶的牽引力F/KN輸送帶的速度v/m.s-1輸送帶滾筒的節圓直徑直徑D/mm1-E 1.81.5220方案由題目所知傳動機構類型為：V帶傳動與齒輪傳動的結合。傳動簡圖如下：2、電動機選擇2.1電動機類型和結構選擇因為運輸機的工作條件是：連續單向工作，工作時有輕微振動。所以選用常用的Y系列三相異步電動機。此系列電動機屬于一般用途的全封閉自扇冷電動機，其結構簡單，工作可靠，價格低廉，維護方便，適用于不易燃，不易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要求的機械。2.2電動機容量的選擇1） 工作機所需功率= (kw)2） 電動機的輸出功率= (kw)由電動機至輸送帶的傳動總效率為：=式中：、分別為帶傳動、軸承、齒輪

3、傳動、聯軸器、卷筒的傳動效率。查表3-1(P13)：取=0.96、=0.99、=0.97、=0.99則：=0.960.990.970.99=0.9035所以：電動機的輸出功率=3.1128(kw)2.3確定電動機輸出轉速 =130.28 r/min根據表3.2（P14）推薦傳動比范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍=35。取帶傳動比 =24 。則總傳動比理論范圍為：620。故電動機轉速的可選范圍為=(620) 130.28=781.682605.6 r/min根據容量和轉速，由表17-7（P178）查出二種適用的電動機型號：（如下表）方案電動機型號額定功率/kw滿載轉速(r/min)堵轉轉

4、矩最大轉矩1Y112M-4414402.22.32Y132M1-649602.02.0綜合考慮初選電動機型號為Y112M-4，電動機額定功率4KW，滿載轉速 1440 r/min，電動機中心高度為112mm。.3、計算傳動裝置的運動和動力參數3.1確定傳動裝置的總傳動比和分配級傳動比由選定的電動機滿載轉速和工作機主動軸轉速可得傳動裝置總傳動比為：=11.05總傳動比等于各傳動比的乘積：=（式中和分別為帶傳動和減速器的傳動比） 分配各級傳動裝置傳動比：根據表3.2（P14），取=3.0（普通V帶）因為：=所以：=3.6833.2計算各軸的轉速：高速軸I：=480（r/min）低速軸:=130.3

5、2（r/min）卷筒軸：=130.32（r/min）3.3計算各軸的功率：高速軸的輸入功率：=40.96=3.84（KW）低速軸的輸入功率： 3.840.990.97=3.688（KW）卷筒軸的輸入功率：=3.6880.990.99=3.615（KW）（式中、分別為相鄰兩軸的傳動效率=、=、=）3.4計算各軸的輸入轉矩：電動機軸輸出轉矩為： N·m軸：9550=9550=76.4 N·m軸：9550=9550=270.26 N·m卷筒軸：267.26 N·m4、傳動零件的設計計算4.1 V帶的設計1確定輸送機載荷 由課本表6-6（P77）查得工況系數=1

6、.3=1.34=5.2 kw2選取V帶型號根據Pd=5.2kW和n0=1440 r/min，由課本圖6-10（P80）確定為A型V帶。3確定帶輪直徑 , 1) 選小帶輪直徑課本參考表6-7和圖6-10選取=95 mm2) 驗算帶速=7.16m/s （小帶輪轉速）3) 確定從動輪基準直徑=i(1-)=395(1-0.01)=282.15mm, 由課本表6-8取標準值=280 mm4) 計算實際傳動比=2.9475) 驗算傳動比相對誤差理論傳動比=3.0傳動比相對誤差 =1.77%4定中心距和基準帶長1) 初定中心距0.7（）2（）262.5750按要求可取500mm；2) 計算帶的基準長度 2+

7、（）+2=1606mm取表6-2（課本P66）標準值1600mm3) 計算中心距 500+=497mm4) 確定中心距調整范圍 mm mm5) 驗算包角 合適；6.確定V帶根數1) 確定額定功率 由及查表6-4用插值法求得=1.195(kw)2) 確定各修正系數 功率增量查表6-4得=0.17(kw)包角系數查表6-9得=0.9447長度系數查表6-2得=0.993) 確定V帶根數 =4.07選擇5根A型 V帶；7確定單根V帶出拉力查表6-3單位長度質量=0.10 kg/m = =123.62 N8計算壓軸力 = =1214.85 N9帶輪結構設計 小帶輪=95mm 采用實心式結構 大帶輪=2

8、80mm 采用孔板式結構計算帶輪輪寬B 查表6-10： B=（）+2=（）=80mm 4.2齒輪的設計 1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數1) 類型選擇選用斜齒圓柱齒輪傳動2) 精度選擇 輸送機為普通減速器對精度無特殊要求，查表8-4取8級精度3) 材料選擇 選擇小齒輪材料為45鋼調質處理齒面硬度，大齒輪材料為45鋼正火處理齒面硬度為，兩輪齒面硬度差為40在2550之間合格；4) 初選齒數現為軟齒面齒輪，齒數以比根切齒數較多為宜，初選小齒輪齒數，大齒輪齒數取=73實際傳動比為 ，誤差很小，故可以滿足要求；選螺旋角，則同理，2按齒面接觸疲勞強度設計確定設計公式中各參數：1）選載荷系數：參考表8

9、-3，原動機為平穩工作的電動機，載荷均勻，K為1.01.2，取較大值1.2.；2）小齒輪傳遞的轉矩 =76400 Nmm3） 選取齒寬系數查表減速器為一級齒輪結構，可設計齒輪支承對稱，參考表8-5，, 為0.91.4，現選=1.0；4） 彈性系數鋼對鋼，=189.85） 齒面的接觸疲勞強度極限即為大齒輪的接觸疲勞極限由，從表8-7插值得=510Mpa6）應力循環次數 7） 接觸疲勞壽命系數因N>N0,故KHN=18） 計算許用應力由表8-6取安全系數SH=1.09) ZH=2.457，試算小齒輪分度圓直徑 計算模數3 按齒根彎曲疲勞強度設計1) 由表8-8，查得齒形系數2) 由表8-9,

10、對小齒輪，大齒輪，插值得 3) 由表8-6取安全系數SF=1.3，計算彎曲疲勞壽命系數因為，故許用應力4) 比較前者較大由此可得，4 決定模數因為取5 計算中心距：6 修正螺旋角：7 端面模數 3.3766 主要幾何尺寸計算1) 計算分度圓直徑、，齒頂圓直徑、，齒輪中心距，齒寬、6 計算節圓速度=1.658 m/s8級精度可以，前面選擇正確。7載荷變動小，不需靜強度校核8結構設計大齒輪采用孔板式小齒輪與軸制成齒輪軸5.軸的設計及計算5.1高速齒輪軸設計1估算軸的基本直徑選用45鋼，調質處理，估計直徑d由表12-1查得查表?。?5號鋼118107，取最大）所求d應為受扭部的最細處，即裝帶輪處的軸

11、徑，該處有一鍵槽，故軸徑應增大5%即d=1.05取標準值d=25mm；2初定各軸段直徑 帶輪處：按傳遞轉矩估算直徑25mm；油封處：為滿足帶輪的軸向固定要求設一軸肩，該段軸徑應滿足油封標準(摘自GB/T13871-1992)P164表16-9)該段軸徑取=30mm；軸承處：軸承受徑向力，選用深溝球軸承，為便于裝拆，軸承內徑應大于油封處軸徑，并符合軸承標準內徑，取軸徑=35mm，初選軸承型號6207，兩端相同；齒輪與軸承之間設一軸肩，兩端相同。軸徑取=40mm；齒輪處取齒根圓直徑為軸徑。3確定各軸段長度帶輪處：帶輪輪轂寬為80mm為保證軸端擋圈能壓緊帶輪，取軸段長76mm；油封處：為便于軸承端蓋

12、的拆裝及對軸承加潤滑脂，取軸承端蓋外端面與帶輪左端面間距15mm，取軸承右端面與軸承蓋外端面間距為30mm故該段軸長為45mm;軸承處：由軸承基本尺寸可知17mm,兩端對稱；齒輪與軸承之間長度取17mm，兩端相同； =17mm;齒輪處：齒輪輪轂寬度為68mm為保證套筒能壓緊，故該處軸長為=66mm; 全軸長：。4傳動零件的周向固定及其他尺寸帶輪處采用A型普通平鍵，鍵（GB1095-1990,GB1096-1990）鍵長選擇比帶輪寬度稍短，選70mm.為加工方便，參照6207型軸承安裝尺寸，軸上過渡圓角半徑全部取r=1mm軸端倒角為5軸的受力分析1) 求軸傳遞的轉矩2) 求軸上作用力齒輪上圓周力

13、 齒輪上的徑向力軸向力：3) 求支反力 求彎矩 求合成彎矩 4) 按當量彎矩校核軸的強度 齒輪右端面與軸之間的截面彎矩較大是一個危險截面，對其校核，該處軸的最大彎矩為 ，截面彎矩根據三角形相似求得=當量彎矩。視=0.59，T=76400Nmm對于45鋼，<,滿足強度要求，軸徑小處0.59=35.35Mpad5.2低速軸的設計1.估算軸的基本直徑選用45鋼，正火處理估計直徑由表12-1查得查表?。?5號鋼118107，取最大）由于該處裝聯軸器且一鍵槽估值徑應增大5%即取值初選聯軸器GY5；2.初定各軸段直徑聯軸器處：按傳遞轉矩估算的基本直徑38mm；油封處：設軸肩且要求滿足油封標準取軸徑為

14、=44mm；軸承處：軸徑應稍大于油封處并符合滾動軸承的標準內徑取軸徑為=50mm，兩端相同，選用6210型軸承；齒輪處：稍大于軸承處軸徑取標準直徑53mm；軸環處：齒輪左端用軸環定位，按齒輪處軸徑53mm由軸環高度h=2（0.070.1）取a=4.5mm故軸徑取62mm；左端軸承軸肩處：為便于拆卸，軸肩高度不能過高按6210型軸承安裝尺寸故取軸肩高度為3mm故軸徑為 =56mm。3.確定各軸段長度聯軸器處：聯軸器（GY5）軸孔寬度為82mm，故軸長取80mm；油封處：便為于軸承的拆卸及對軸承加潤滑脂，取軸承蓋外端與聯軸器左端間距15mm，減速器及軸承蓋的結構設計，取軸承右端面與軸承蓋由外端面的

15、間距為35mm。故該軸段長為50mm；右端軸承處含套筒：該段軸長為=32mm；齒輪處：已知齒輪輪轂寬度為68mm為保證套筒能壓緊此軸段長取66mm；軸環處b=1.4a=6.3軸長取b=10mm，軸長為；左端軸承軸肩處：軸承右端面至齒輪左端面的距離與軸環寬度之差即7mm；左端軸承處：6210型軸承內圈寬度為20mm故軸長取19mm全軸長80+50+32+66+9+7+19=263mm4.傳動零件的周向固定及其他尺寸 齒輪及聯軸器均用A型普通平鍵。連接齒輪處為鍵16聯軸器處為鍵12，參照6210型軸承的安裝尺寸，軸上過渡圓角半徑全部取r=1mm，軸端倒角為25.軸的受力分析1) 求軸傳遞的轉矩2)

16、 求軸上的作用力，齒輪上的圓周力=2005N齒輪上的徑向力軸向力：3) 求支反力求彎矩合成彎矩=4) 按當量彎矩校核軸的強度C處當量彎矩最大故對此校核該處=16.10945鋼， 軸徑最小處為危險截面，需校核6.軸承的選擇及校核計算6.1高速軸處1) 初步計算當量動載荷P軸承在工作過程中只受合力根據條件軸承預計壽命溫度系數計算額定動載荷=9186.45N選6207型軸承 =1026642h>48000h 選用軸承合格6.2高速軸處計算當量動載荷P軸承在工作過程中只受合力計算額定動載荷=5377.06N選用6210型軸承=13237637h>48000h 選用軸承合格7.鍵連接的選擇及

17、驗算7.1高速軸處軸段直徑為25mm軸長為80，選用A型平鍵（GB1095-1990,GB1096-1990）鍵長L=70mm有效鍵長按抗壓強度計算強度滿足要求7.2低速軸聯軸器處軸徑為38mm，軸長80mm選用A型普通平鍵 12鍵長抗壓強度計算強度滿足要求齒輪處軸徑為53mm，軸長66mm選用A型普通平鍵 16鍵長L=60mm抗壓強度計算8.聯軸器的選擇兩軸間相對位移較小，運轉平穩，且結構簡單，對緩沖要求不高故選用彈性柱銷聯軸器。載荷計算：計算轉矩為工況系數由表11-1查得根據，軸徑d，轉速n查標準GB5014-1985選用GY5彈性柱銷聯軸器，其公稱轉矩=400Nm,許用轉速8000r/m

18、in,符合要求9. 潤滑方式、潤滑油牌號及密封裝置的選擇1)齒輪：傳動件圓周速度小于12m/s，采用油池潤滑，大齒輪浸入油池一定深度，齒輪運轉時把潤滑油帶到嚙合區，甩到箱壁上，借以散熱，對于單機減速器浸油深度為一個齒全高，油量0.350.75L/kw，根據運動粘度查表16-1（P159）查閱潤滑油牌號為工業式齒輪油L-CKC100(GB5903-1995)軸承的潤滑2)軸承潤滑： 選用ZL-2號通用鋰基潤滑脂（GB 7324-1994） 。3)密封軸承用軸承蓋緊固，已知軸承用脂潤滑，且軸圓周速度屬于低速范疇，因此這里可以使用氈圈油封。氈圈油封結構簡單，摩擦較大，易損耗，應注意及時更換。10.箱

19、體設計為保證減速器正常工作，應考慮油池注油，排油面高度，加工及裝拆檢修，箱座的定位，吊裝等附件的設計1) 檢查孔：為檢查傳動件的嚙合情況并向箱內注入潤滑油，應在箱體的適當位置設置檢查孔，平時檢查孔蓋板用螺釘固定在箱蓋上。2) 通氣器：保持箱內外壓力平衡，避免使潤滑油滲漏因而設置通氣器。3) 軸承蓋：固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷軸承座孔兩端用軸承蓋封油，采用嵌入式軸承蓋。4) 定位銷：保證拆裝箱蓋時，能夠正確定位，保持軸承座孔制造加工時的精度應在精加工軸承孔前，在箱蓋與箱座的連接凸緣上配裝定位銷，采用非對稱布置。5) 油面指示器：采用油標尺檢查箱內油池面的高度經常保持油池內有適量的油。6

20、) 放油螺塞：在箱座底部，油池的最低位置處開設放油孔，平時用螺賽堵住。7) 啟箱螺釘：為方便開啟平時用水玻璃或密封膠連接的箱體剖面，增設啟箱螺釘在啟蓋時旋動螺釘將箱蓋頂起。8) 起吊裝置：為便于搬運在箱體設置起吊裝置吊環或吊鉤等。9) 密封裝置：在伸出軸與端蓋之間有間隙，必須安裝密封件，以防止漏油和污物進入機體內。10) 中心距箱體結構尺寸選擇如下表：查閱5-1,5-2,5-3（P23）查表得：=0.96=0.99=0.97=0.99P=3.1128 kw=130.28r/min初選電動機型號為=11.05=3.683=480（r/min）=130.32（r/min）=0.96=0.99=0.97=0.99=3.84（KW）=3.688（KW）=3.615（KW）=26.53 N·m=76.4 N·m=270.26N·m=267.26N·m=1.3=5.2 kwA型V帶=95mm=7.16m/s滿足速度要求（5m/s25 m/s）=280 mm1.77%<5%合格=1600mmmmmm=>合格=1.195(kw)=0.17(kw)=0.9447=0.99取=5=0.10kg=123.62NNB=80mm8級精度小齒輪45鋼調質大齒輪45鋼正火合格合格K=1.2=1=510Mpm=