機械課程設計
說明書課程設計題目：帶式輸送機傳動裝置
姓名：陳光君
學號：060290
專業：機械設計製造及其自動化
完成日期：2014.11.25
中國石油大學（北京）遠端教育學院
機械課程設計說明書
設計一帶式輸送機用單級圓柱齒輪減速器。已知運輸帶輸送拉力f=2.6kn，帶速v=1.
45m/s，傳動滾筒直徑d=420mm（滾筒效率為0.96）。電動機驅動，預定使用壽命8年（每年工作300天），工作為二班工作制，載荷輕，帶式輸送機工作平穩。
工作環境：室內灰塵較大，環境最高溫度35°。動力**：
電力，三相交流380/220伏。
圖1 帶式輸送機的傳動裝置簡圖
1、電動機；2、三角帶傳動；3、減速器；4、聯軸器；5、傳動滾筒；6、皮帶運輸機
表1 常用機械傳動效率
表2 常用機械傳動比範圍
通過本課程設計將學過的基礎理論知識進行綜合應用，培養結構設計，計算能力，熟悉一般的機械裝置設計過程。
機器一般是由原動機、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動機的運動和動力、變換其運動形式以滿足工作裝置的需要，是機器的重要組成部分。傳動裝置是否合理將直接影響機器的工作效能、重量和成本。
合理的傳動方案除滿足工作裝置的功能外，還要求結構簡單、製造方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護方便。
本設計中原動機為電動機，工作機為皮帶輸送機。傳動方案採用了兩級傳動，第一級傳動為帶傳動，第二級傳動為單級直齒圓柱齒輪減速器。
帶傳動承載能力較低，在傳遞相同轉矩時，結構尺寸較其他形式大，但有過載保護的優點，還可緩和衝擊和振動，故布置在傳動的高速級，以降低傳遞的轉矩，減小帶傳動的結構尺寸。
齒輪傳動的傳動效率高，適用的功率和速度範圍廣，使用壽命較長，是現代機器中應用最為廣泛的機構之一。本設計採用的是單級直齒輪傳動。
減速器的箱體採用水平剖分式結構，用ht200灰鑄鐵鑄造而成。
1、電動機型別的選擇： y系列三相非同步電動機
2、電動機功率選擇：
①傳動裝置的總效率η：
查表1取滾筒效率為0.96，皮帶傳動效率0.96，軸承傳動效率0.99，齒輪傳動效率0.97，聯軸器效率0.99。
η=0.96*0.993*0.97*0.99=0.8945
②工作機所需的輸入功率pw：
pw=(fwvw)/(1000ηw)
式中，fw=2.6 kn=2600n，vw=1.45m/s，ηw=0.96，代入上式得
pw=(2600*1.45)/(1000*0.96)=3.9271 kw
③電動機的輸出功率：
po= pw /η=3.9271/0.8945=4.3903kw
選取電動機額定功率pm，使電動機的額定功率pm＝（1～1.3）po ，由查表得電動機的額定功率p＝5.5kw。
3、確定電動機轉速：
計算滾筒工作轉速：
nw=60*1000v/（πd）=60×1000×1.45/（π×420）=66r/min
由推薦的傳動比合理範圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比範圍i1=3~6。取v帶傳動比i2=2~4，則總傳動比範圍為i=6~24。
故電動機轉速的可選範圍為n=（6~24）×66=396~1584r/min。
4、確定電動機型號
根據以上計算，符合這一轉速範圍的電動機的同步轉速有750r/min 、1000r/min和1500r/min，綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、結構和帶傳動及減速機的傳動比，最終確定同步轉速為1500r/min ，根據所需的額定功率及同步轉速確定電動機的型號為y132s-4 ，滿載轉速1440r/min 。
主要引數：額定功率5.5kw，滿載轉速1440r/min，電動機質量68kg。
1、總傳動比：i =1440/96=22
2、分配各級傳動比：
因i= i1* i2，根據有關資料，單級減速器i=3~6合理，這裡取i1 =5，i2=15/5=4.4。
1、各軸轉速（r/min）
ⅰ軸 n1=nm/i 2=1440/4.4=330r/min
ⅱ軸 n2= n1/ i1= nw =66 r/min
2、計算各軸的功率（kw）
電動機的輸出功率po=4.3903kw
ⅰ軸 pi=4.3903×0.96=4.2147kw
ⅱ軸 pⅱ= pⅰη1η2=4.2147×0.99*0.97=4.0474kw
（η1為軸承傳動效率，η2為齒輪傳動效率，η3聯軸器傳動效率）
捲筒軸 pj= pⅱ*η1*η3=4.0474×0.99×0.99=3.9699kw
3、計算各軸扭矩（n·mm）
ⅰ軸 ti=9550×pi/ni=9550×4.2147/330=121.9709n·m
ⅱ軸 tⅱ=9550×pⅱ/nⅱ=9550×4.0474/66=585.6465n·m
捲筒軸tj=9550×pj/nj=9550×3.9699/66=573.955n·m
將運動和動力引數計算結果整理後列於下表：
表3 運動和動力參數列
1、確定計算功率
工作情況係數查文獻[1]表11.5知： =1.1。
=1.1×4.3903=4.8293kw
2、選擇帶型號
根據pc =4.8293kw，nm＝1440r/min，查文獻[1]圖11.15，初步選用普通b型帶。
3、選取帶輪基準直徑
查文獻[1]表11.6選取小帶輪基準直徑=125mm，則大帶輪基準直徑=4.4*（1-0.01）*125=544.5mm。
式中，為帶的滑動率，通常取（1%～2%），查表後取=530mm。
大帶輪轉速=336.2264 r/min
4、驗算帶速v
9.42 m/s
在5～25m/s範圍內，ｖ帶充分發揮。
5、v帶基準長度和中心距
求327.5mm
202.5mm
根據文獻[1]中式11.20，初定=982.5mm
取a=1000mm。
由文獻[1]中式11.2帶長
3682.5971mm
由文獻[1]中圖11.4定相近的基準長度ld=3550mm，再由式（11.3）計算實際中心距
=1240mm
6、驗算包角，由式（11.4）得
=160.4032o>，合適
7、確定v帶根數z
帶速9.42m/s
實際傳動比=4.2828
查表11.8單根v帶功率=1.60kw；查表11.7包角係數=0.95；查表11.12帶長度係數=1.1，查表11.10，，則由公式得=2.8352
故選3根帶。
8、確定帶的張緊力f0（單根帶）
查表11.4得q=0.06kg/m，故可由式（11.21）得單根v帶的張緊力
=153.7271 n
軸上載荷=2*10*71.03*sin80.45o=909.4495 n
1、選擇齒輪材料及精度等級
根據工作要求，考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪採用軟齒面，齒面硬度<=350hbs。小齒輪：45鋼，調質，hb1=220；大齒輪：45鋼，正火，hb2=190。
查文獻[1]表12.14，得=1.1， =1.4。
查文獻[1]圖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。
由於硬度小於350hbs，屬軟齒面，所以按接觸強度設計，再驗算彎曲強度。
2、按齒面接觸強度計算
設齒輪按8級精度製造。查文獻[1]表12.10，12.13，取載荷係數k=1.2， =0.4。
3、確定有關引數和係數
1 、輸入軸的設計計算
⑴、按扭矩初算軸徑
選用45鋼，調質，硬度217~255hbs，文獻[1]表16.2取c=110，初步確定ⅰ軸的直徑≥＝110*（4.4736/480）1/3 =23.1㎜。
由於軸端開鍵槽，會削弱軸的強度，故需增大軸徑5%~7%，取=24.717㎜
∴選d1=25mm
初步確定ⅱ軸的最小直徑
=39.05mm,
同樣增大軸徑5%~7%，取=45㎜
⑵、軸的結構設計
①軸上零件的定位，固定和裝配
由於本設計中為單級減速器，因此可將齒輪安排在箱體**，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯接以平鍵作過渡配合固定；兩軸承分別以軸肩和套筒定位，採用過渡配合固定。軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承依次從右面裝入。
②確定軸各段直徑和長度
ⅰ軸：300mm
ⅱ軸：320mm
選用30207型角接觸球軸承，其內徑d為35mm,外徑d為72mm，寬度t為18.25mm。
選30211型角接球軸承，其內徑d為55mm，外徑d=100mm，寬度t為22.755mm。
本設計均採用：普通圓頭平鍵。
普通平鍵——用於靜聯接，即軸與輪轂間無相對軸向移動。
構造：兩側面為工作面，靠鍵與槽的擠壓和鍵的剪下傳遞扭矩
型式：大齒輪處選擇圓頭a型（常用）；
為防轉、鍵（指端銑刀加工）與槽同形、鍵頂上面與轂不接觸有間隙，聯軸器與帶輪處均選擇c型鍵。
1、輸出軸與帶輪聯接採用平鍵聯接
鍵的型別及其尺寸選擇：
帶輪傳動要求帶輪與軸的對中性好，故選擇c型平鍵聯接。
帶式輸送機傳動裝置中的一級圓柱齒輪減速器設計說明書
目錄一 設計要求 4 1 工作條件 4 2 工作要求 4 二 設計計算說明 4 1 電動機的選擇及運動引數的計算 4 1.1電動機功率計算 4 1.2電動機轉速計算 5 1.3選擇電動機 5 2 計算傳動裝置的總傳動比和各級傳動比的分配 6 2.1 計算總傳動比 6 2.2 分配各級傳動比 6 3 ...
帶式輸送機傳動裝置一級圓柱直齒輪減速器設計
鄭州大學 機械設計課程設計 計算說明書 題目 帶式運輸機傳動系統一級直齒圓柱齒輪減速器 學生姓名 楊澤坤 學號 200978030225 學校 鄭州大學 專業 汽車製造與裝配技術 指導教師 王成明李霞張響張軍 目錄第1章概述 3 1.1 設計的目的 3 1.2 設計的內容和任務 3 1.2.1設計的...
機械設計專周 帶式輸送機圓柱形齒輪減速器
設計軸的一般步驟為 1 選材。2 按扭轉強度估算軸的最小直徑。3 設計軸的結構，繪出軸的結構草圖 確定軸上零件的位置和固定方法 確定各軸段直徑 長度。4 按彎扭合成進行軸的強度校核。一般選2 3個危險截面進行校核。若危險截面強度不夠，則必須重新修改軸的結構。例13.1 圖示為一電動機通過一級直齒圓柱...