机械设计课程设计 皮带运输机传动装置

1、机械设计基础课程设计2计算说明书设计题目：皮带运输机传动装置机械设计基础课程设计2任务书编号231（举例）设计题目：皮带运输机传动装置原始数据项目设计方案1234运输带曳引力P（牛顿）3200300028002600运输带速度v（米/秒）滚筒直径D（毫米）450450450450每日工作时数T（小时）16161616传动工作年限（年）10101010注：传动不逆转，载荷平稳，起动载荷为名义载荷的倍，运输带转速允许误差为±5%。设计工作量：设计说明书 1份，减速器装配图 1张，减速器零件图 1 张目录1、 传动方案拟定.42、 电动机的选择.43、 计算总传动比及分配各级的传动比.54

2、、 运动参数及动力参数计算.55、传动零件的设计计算.66、轴的设计计算.127、滚动轴承的选择及校核计算.178、键联接的选择及计算.179、其他附件的设计 .1810、箱体其他结构的设计 .18参考文献.19计算过程及计算说明结果1、传动方案拟定231：设计单级圆柱齿轮减速器和一级链传动工作条件：使用年限10年，传动不逆转，载荷平稳。原始数据：滚筒圆周力F=3200N；带速；滚筒直径D=450mm。传动简图（上图）2、电动机选择电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机电动机功率选择：传动装置的总功率：总=联×2轴承×齿轮×链×工作

3、机9×92××1×5=0.814电机所需的工作功率：P工作=FV/1000总=3200××=KW确定电动机转速：计算滚筒工作转速：n筒=60×1000V/D=60×1000×1.7/×450r/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Ia=35。取链传动比I1=25，则总传动比理时范围为Ia=625。故电动机转速的可选范围为nd=Ia×n筒=（625）×r/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

4、，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：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，可见第2方案比较适合，则选n=1500r/min 。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，选定电动机型号为Y132M-4。其主要性能：额定功率：，满载转速1440r/min，堵转转矩额定转矩=2.2。3计算总传动比及分配各级的传动比总传动比：i总=n电动/n筒分配各级传动比据教材P7表1，取i齿轮（单级减速器i=36合理）i总=i齿轮×I链i齿轮=i总/ i链/=4运动参数及动力参数计算计算各轴转速（r/min）n1=n电机=1440r/mi

5、nn2=n1/i齿轮=288(r/min)n小链轮= nII/i链轮计算各轴的功率（KW）P1=P电动机×联× KWP2=P1×轴承×齿轮××7=KWP3=P2×轴承×工作机×× KW计算各轴扭矩（N·mm）T1×106P1/n1×106×/1440=42510N·mmT2×106P2/n2×106×/288=204260N·mmT3×106P3/n3×106×/=742250

6、N·mm5传动零件的设计计算齿轮传动的设计计算（1）选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不在，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用45#调质钢，齿面硬度为250HBW。大齿轮选用45#正火钢，齿面硬度200HBW；预选8级精度。(2) 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸由机械零件设计手册查得, =; 由机械零件设计手册查得 KHN1 = 0.88,KHN2 = 0.90 KFN1 =0.81, KFN2 由（一）小齿轮的转矩（二） 选载荷系数K由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，取K（三） 计算尺数比（四） 选择齿宽系数

7、根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，取1 ;弹性系数；（五） 计算小齿轮分度圆直径 = 48.513( mm)（六） 确定齿轮模数mm7)×取m=2（七） 确定齿轮的齿数和取 Z1 = 27（八）实际齿数比齿数比相对误差<±2.5% 允许（九） 计算齿轮的主要尺寸中心距齿轮宽度 B1 = B2 + (510) = 5964(mm)取B1 =62 (mm)（十）计算圆周转速v并选择齿轮精度查表应取齿轮等级为8级，（3）齿轮弯曲强度校核（一）由（2）中的式子知两齿轮的许用弯曲应力（二） 计算两齿轮齿根的弯曲应力由机械零件设计手册得；齿轮的

8、弯曲强度足够4.2.3 齿轮几何尺寸的确定齿顶圆直径由机械零件设计手册得 h*a =1 c*齿距 P = 2×3.14=6.28(mm)齿根高齿顶高齿根圆直径4.3 齿轮的结构设计小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构大齿轮的关尺寸计算如下：轴孔直径 d=55轮毂直径×55=88轮毂长度轮缘厚度0 = (34)m 取=10mm轮缘内径取D2 = 170(mm) 腹板厚度=16.2 mm 取c=16(mm)腹板中心孔直径=171(mm)腹板孔直径=41(mm) 链轮传动的设计计算已知链条传递功率P=6.16KW, 小链轮n1=288r/min,大链轮 n2=72

9、.2r/min, 电动机驱动，载荷平稳。1)选择链轮齿数Z1，Z2传动比 i=n1/n2估计链速 V=0.6-3m/s,根据表选取小链齿轮数Z1=21，则大链轮齿数Z2=iz1=3.99*21=682)确定链节数初定中心距 a0=10p，由式Lp=2a0/p+(Z1+Z2)/2+P(Z1-Z2)/39.5*a0取Lp=703根据额定功率曲线确定链型号由表查得KA=1； KZ；采用单排链查得Kpt=1.由式 P0KAP/Kzkpt由图选取链号为12A，节距润滑方式为滴油或者油浴润滑,飞溅润滑.4）验算链速V链速度在3m/s范围内，与估计相符。5）计算实际中心由式中心距可调，实际中心距a=a-a=

10、202.17mm,取a=215mm;( a取为0.004a)6）确定润滑方式查图12-14知应选用油滴润滑。 7）计算对链轮轴的压力F=1.2F=1.2*1000P=4769N 8 ）链轮的设计（详见参考书）链轮齿轮应该有足够的接触强度和耐磨性，常用45钢，小链轮材料应优与大齿轮，并进行热处理。6.轴的设计计算输出轴的设计计算.1按扭矩初算轴径选用Q235钢根据课本P235页式（15-2），表（15-3）取c=148d取d=42mm轴的结构设计（1）轴的零件定位，固定和装配单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配

11、合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承从右面装入。（2）确定轴的各段直径和长度如图所示，轴段（外伸端）直径最小，=42mm；考虑到要对安装在轴1上的链轮进行定位，上应有轴肩，同时为能很顺利地在轴段2上安装轴承，轴段2必须满足轴承内径的标准，故取轴段2的直径d2为55mm；用相同的方法确定确定轴段5,4,3的直径d5=69mm、d4=60mm ,d3=57mm；为了便于拆卸左轴承，可查出6411型滚动轴承的安装尺寸为55mm，取d5=55mm。齿轮轮毂宽度为54mm，为保证齿轮固定可靠，轴段4的长度应略短于齿轮轮毂宽度，取为

12、52mm；为保证齿轮端面与箱体内壁不相碰，齿轮端面与箱体内壁间应留有一定的间距，取该间距为16mm；为保证轴承安装在箱体轴承座孔中（轴承宽度为42mm），并考虑轴承的润滑，取轴承端面距箱体内壁距离为3mm，所以轴段3的长度取为57mm，轴承支点距离2l2=114；在轴段1、4上分别加工出键槽，使两键槽处于轴的同一圆柱母线上，键槽的长度比相应的轮毂宽度小约510mm，键槽的宽度按轴段直径查手册得到。输出轴的轴向尺寸轴段D1D2D3D4D5D6D7长度/mm4747495251131 (3)按弯扭复合强度计算计算大齿轮上的作用力转矩圆周力径向力轴向力小链轮轴上的力：FQ=1.2F; F=1000*

13、P/V=1000*6.16/1.7=3623.53N;FQ=1.2*3623.53=4348.24N;（） 绘轴的受力简图，求支座反力=110.5 =56.5 .垂直面支座反力b. 水平面支座反力得，N (2)作弯矩图a. 垂直面弯矩MY图C点，A点，b. 水平面弯矩MZ图C点左，C点右, A 点c. 合成弯矩图C点左,C点右,A点,（） 作转矩T图（） 作计算弯矩图该轴单向工作，转矩产生的弯曲应力按静应力考虑，取=0.3（） 校核轴的强度由以上分析可见，C点弯矩值最大，而D点轴径最小，所以该轴危险断面是C点和D点所在剖面。查表13-1得查表13-3得。C点轴径：因为有一个键槽。该值小于原 d

14、c=<60mm ,故安全。D点轴径因为有一个键槽。该值小于原设计该点处轴径42mm，故安全。7滚动轴承的选择及校核计算计算输出轴轴承根据条件，轴承预计寿命10×365×16=58400小时（1）已知n2=288r/min两轴承径向反力：初先两轴承为深沟球轴承6411型；根据课本P191表（12-10）取；（2）深沟球轴承=3根据手册得6207型的Cr=19800N由课本P191（12-11）式得LH=16670/n(ftCr/P)=16670/1440×(1×100000/8709)3=87611.3h>58400h预期寿命足够8键联接的选择

15、及校核计算1.输出轴与齿轮2联接用平键联接轴径d4=60mm L4=52mm T=204 N·m查手册选用A型平键,p取125150Mp;键18×11 ， GB1096-79l=L4-b=52-18=34mm h=11mm据课本P157式（10-34）得p=4T/dhl=36.36Mpa<p故该键满足寿命要求；2. 输出轴与小链轮联接用平键联接轴径d1=42mm L1=47mm T=204 N·m查手册选用A型平键,p取125150Mp;键10×， GB1096-79l=L1-b=47-10=37mm h=7mm据课本P157式（10-34）得p=

16、4T/dhl=75.01Mpa<p故该键满足寿命要求；9.其他附件设计1联轴器选择选用HL73弹性套柱销联轴器.得其许用转速n5000r/min，n11440r/min<n ,故其满足要求；2轴承盖选择（输出轴）选用凸缘式轴承盖，用灰铸铁HT200制造，用螺钉固定在箱体上。其中，轴伸端使用透盖，非轴伸端使用闷盖。选用的轴承是6411深沟型球轴承，其外径D140mm，采用的轴承盖结构为凸缘式轴承盖中a图结构。螺钉直径d310mm，螺钉数 n6  D0=D+2.5d3=165mm;D1=D0+2.5d3=190mm;D2=D-(12)=188mm

17、;D3=D-(1015)=155mm;e=1.2d3=12mm;d=d3+1=11mm;m由箱体结构确定；对于本设计，通盖m取17mm,闷盖取17mm.9、箱体其他结构的设计（1）油沟      由于轴承采用油滑，因此在箱座凸缘的上表面开设油沟，以提高箱体剖分面处的密封性能。( 2 ) 确定轴承座孔的宽度L  L=+c1+c2+(510)mm 为箱座壁厚，c1,c2为箱座、箱盖连接螺栓所需的扳手空间，查机械基础得，取8mm，C122mm，C220mm，L=8+22+20+55

18、5mm。参考文献1机械设计基础课程设计：寇尊权王多主编，北京：机械工业出版社，2机械制图：大连理工大学主编北京：高等教育出版社，3机械设计基础：范顺成主编北京：机械工业出版社，F=3200Nm/sD=450mmn滚筒r/min总=0.814P工作电动机型号Y132M-4i总=据手册得I齿轮I链=n1 =1440r/minn2=288r/min n3=r/minKWP2=KW P3=KWT1=42510N·mmT2=204260N·mmT3=742250N·mmmK1 48.513( mm)m=2Z1 = 27a=162mmB1=62mmB2=54mmV齿轮等级为8级58mmP 2,5mm2mm49mmd=55=88mmL=54mm=10mmD2 = 170(mm)c=16 mm=171(mm)=41(mm)Z1=21Z2=68Lp=70KA=1；KZKpt=1链号为12Aa=2