带式输送机用单级圆柱齿轮减速器课程设计说明书2

1、机 械 课 程 设 计 说 明 书课程设计题目：带式输送机传动装置姓 名：陈光君学 号：060290专 业：机械设计制造及其自动化 完成日期：中国石油大学（北京）远程教育学院机械课程设计说明书一、前言 (一) 设计任务设计一带式输送机用单级圆柱齿轮减速器。已知运输带输送拉力F=2.6KN，带速V=1.45m/s，传动滚筒直径D=420mm（滚筒效率为0.96）。电动机驱动，预定使用寿命8年（每年工作300天），工作为二班工作制，载荷轻，带式输送机工作平稳。工作环境：室内灰尘较大，环境最高温度35°。动力来源：电力，三相交流380/220伏。图1 带式输送机的传动装置简图1、电动机；2

2、、三角带传动；3、减速器；4、联轴器；5、传动滚筒；6、皮带运输机表1 常用机械传动效率机械传动类型传动效率圆柱齿轮传动闭式传动0.960.98（7-9级精度）开式传动0.940.96圆锥齿轮传动闭式传动0.940.97（7-8级精度）开式传动0.920.95带传动平型带传动0.950.98V型带传动0.940.97滚动轴承（一对）0.980.995联轴器0.99-0.995表2 常用机械传动比范围传动类型选用指标平型带三角带齿轮传动功率（KW）小（20）中（100）大（最大可达50000）单级传动比（常用值）2-42-4圆柱圆锥3-62-3最大值615106-10(二) 设计目的通过本课程设

3、计将学过的基础理论知识进行综合应用，培养结构设计，计算能力，熟悉一般的机械装置设计过程。(三) 传动方案的分析 机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。 本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载

4、保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。 齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。 减速器的箱体采用水平剖分式结构，用HT200灰铸铁铸造而成。 二、传动系统的参数设计 (一) 电动机选择 1、电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机 2、电动机功率选择： 传动装置的总效率：查表1取滚筒效率为0.96，皮带传动效率0.96，轴承传动效率0.99，齿轮传动效率0.97，联轴器效率0.99。=0.96*0.993*0.97*0.99=0.8945工作机所需的输

5、入功率Pw： Pw=(FwVw)/(1000w)式中，Fw=2.6 KN=2600N，Vw=1.45m/s，w=0.96，代入上式得Pw=(2600*1.45)/(1000*0.96)=3.9271 KW电动机的输出功率： PO= Pw /=3.9271/0.8945=4.3903KW 选取电动机额定功率Pm，使电动机的额定功率Pm（11.3）PO ，由查表得电动机的额定功率P5.5KW。3、确定电动机转速： 计算滚筒工作转速： nw=60*1000V/（D）=60×1000×1.45/（×420）=66r/min 由推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器

6、传动比范围i1=36。取V带传动比i2=24，则总传动比范围为i=624。故电动机转速的可选范围为n=（624）×66=3961584r/min。4、确定电动机型号 根据以上计算，符合这一转速范围的电动机的同步转速有750r/min 、1000r/min和1500r/min，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、结构和带传动及减速机的传动比，最终确定同步转速为1500r/min ，根据所需的额定功率及同步转速确定电动机的型号为Y132S-4 ，满载转速1440r/min 。主要参数：额定功率5.5KW，满载转速1440r/min，电动机质量68kg。电动机（Y132S-4）的主要外形尺寸和

7、安装(二) 计算传动装置的总传动比及分配各级传动比 1、总传动比：i =1440/96=222、分配各级传动比：因i= i1* i2，根据有关资料，单级减速器i=36合理，这里取i1 =5，i2=15/5=4.4。(三) 运动参数及动力参数计算 1、各轴转速（r/min） 轴 n1=nm/i 2=1440/4.4=330r/min轴 n2= n1/ i1= nw =66 r/min 2、计算各轴的功率（KW） 电动机的输出功率PO=4.3903KW 轴 PI=4.3903×0.96=4.2147KW 轴 P= P12=4.2147×0.99*0.97=4.0474KW（1为

8、轴承传动效率，2为齿轮传动效率，3联轴器传动效率）卷筒轴 Pj= P*1*3=4.0474×0.99×0.99=3.9699KW 3、计算各轴扭矩（N·mm） 轴 TI=9550×PI/nI=9550×4.2147/330=121.9709N·m 轴 T=9550×P/n=9550×4.0474/66=585.6465N·m 卷筒轴Tj=9550×Pj/nj=9550×3.9699/66=573.955N·m 将运动和动力参数计算结果整理后列于下表：表3 运动和动力参数表参数

9、轴名电动机轴轴轴卷筒轴转速n/rmin-114403306666功率P/kw4.39034.21474.04743.9669转矩T/Nm29.1162121.9709585.6465573.955传动比i4.451三、传动零件的设计计算 （一）带传动的设计1、确定计算功率工作情况系数查文献1表11.5知：=1.1。=1.1×4.3903=4.8293kw2、选择带型号根据Pc =4.8293kw，nm1440r/min，查文献1图11.15，初步选用普通B型带。3、选取带轮基准直径查文献1表11.6选取小带轮基准直径=125mm，则大带轮基准直径=4.4*（1-0.01）*125=5

10、44.5mm。式中，为带的滑动率，通常取（1%2%），查表后取=530mm。大带轮转速=336.2264 r/min4、验算带速v9.42 m/s在525m/s范围内，带充分发挥。5、V带基准长度和中心距求327.5mm202.5mm根据文献1中式11.20，初定=982.5mm取a=1000mm。由文献1中式11.2带长3682.5971mm由文献1中图11.4定相近的基准长度Ld=3550mm，再由式（11.3）计算实际中心距=1240mm6、验算包角，由式（11.4）得=160.4032O>，合适7、确定v带根数z带速9.42m/s实际传动比=4.2828查表11.8单根v带功率=

11、1.60KW；查表11.7包角系数=0.95；查表11.12带长度系数=1.1，查表11.10，则由公式得=2.8352故选3根带。8、确定带的张紧力F0（单根带）查表11.4得q=0.06kg/m，故可由式（11.21）得单根V带的张紧力=153.7271 N轴上载荷=2*10*71.03*sin80.45o=909.4495 N（二）齿轮传动的设计计算 1、选择齿轮材料及精度等级 根据工作要求，考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面，齿面硬度<=350HBS。小齿轮：45钢，调质，HB1=220；大齿轮：45钢，正火，HB2=190。查文献1表12.14，得=1.1，=1.4。查

12、文献1图12.17和12.23知=555MPa，=530Mpa；=190Mpa，=180Mpa。故：1=/=504.5Mpa，2=/=481.8Mpa；1=/=135.7 Mpa，2=/=128.5 Mpa。由于硬度小于350HBS，属软齿面，所以按接触强度设计，再验算弯曲强度。2、按齿面接触强度计算设齿轮按8级精度制造。查文献1表12.10，12.13，取载荷系数K=1.2，=0.4。3、确定有关参数和系数（三）轴的设计计算 1 、输入轴的设计计算、按扭矩初算轴径 选用45钢，调质，硬度217255HBS，文献1表16.2取c=110，初步确定轴的直径110*（4.4736/480）1/3

13、=23.1。由于轴端开键槽，会削弱轴的强度，故需增大轴径5%7%，取=24.717选d1=25mm 初步确定轴的最小直径=39.05mm,同样增大轴径5%7%，取=45、轴的结构设计 轴上零件的定位，固定和装配 由于本设计中为单级减速器，因此可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定；两轴承分别以轴肩和套筒定位，采用过渡配合固定。轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承依次从右面装入。 确定轴各段直径和长度轴：300mm轴：320mm四、滚动轴承的选择 (一) 计算输入轴承选用30207型角接触球轴承，其内径d为35mm,外

14、径D为72mm，宽度T为18.25mm。(二) 计算输出轴承选30211型角接球轴承，其内径d为55mm，外径D=100mm，宽度T为22.755mm。五、键联接的选择 本设计均采用：普通圆头平键。普通平键用于静联接，即轴与轮毂间无相对轴向移动。构造：两侧面为工作面，靠键与槽的挤压和键的剪切传递扭矩型式：大齿轮处选择圆头A型（常用）；为防转、键（指端铣刀加工）与槽同形、键顶上面与毂不接触有间隙，联轴器与带轮处均选择C型键。1、输出轴与带轮联接采用平键联接 键的类型及其尺寸选择： 带轮传动要求带轮与轴的对中性好，故选择C型平键联接。 装配图中该键零件选用GB1096-79系列的键12×

15、56，查得：键宽b=12，键高h=8，并根据轴长确定键长。六、绘制零件结构图：大小齿轮的零件图，计算机操作（2）、小带轮结构设计：项目设计与说明主要结果结构尺寸计算查机械工程设计基础表14-3Y132S-6，D38 mm已设计好外径轮厚B78mm内孔径D=38mm内孔径长L57mm结构设计及零件图（3）、大带轮结构设计：项目设计与说明主要结果结构尺寸计算查机械设计手册表14.1-24得：D=，S=14查机械工程设计基础图9-4-1及公式得：B70mm查机械工程设计基础表9-4-1得：外径普V带轮基准线上槽深，基准直径轮缘厚，基准下槽深hf=8.7mmH=ha+hf=2.75+8.7=10.45

16、mm取107mm内孔径：D25mm内孔径长：L=50mm轮厚：B70mm辐板厚度：S14mm轮毂直径：dh=50mm外径：205.5mm基准直径：基准线下槽深：hf=8.7mm轮缘厚：基准线上槽深：结构设计及零件图七、箱体、箱盖主要尺寸计算 减速器的箱体采用铸造（HT200）制成，采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量，大端盖分机体采用配合.1. 机体有足够的刚度在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度2. 考虑到机体内零件的润滑，密封散热。因其传动件速度小于12m/s，故采用侵油润油，同时为了避免油搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离H为40mm为保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的

17、宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为3. 机体结构有良好的工艺性.铸件壁厚为10，圆角半径为R=3。机体外型简单，拔模方便.4. 对附件设计A 视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有窥视孔，能看到 传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用M6紧固B 油螺塞：放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。C 油标：油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺

18、安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出.D 通气孔：由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡.E 盖螺钉：启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。钉杆端部要做成圆柱形，以免破坏螺纹.F 位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度.G 吊钩：在机盖上直接铸出吊钩和吊环，用以起吊或搬运较重的物体.八、轴承端盖 九、减速器的附件的设计 1、挡圈：GB886-86 查得：内径d=55，外径D=65，挡圈厚H=5，右肩轴直径D158；2、油标：M12：d =6，h=28，a=10,b=6，c=4，D=20；3、角螺塞：M18×1.5 ：JB/ZQ4450-86。这次关于带式运输机上的单级圆柱斜齿轮减速器的