計算說明書學院專業班級學號姓名20 d
f ⅲv d f
0 v學生姓名專業班級指導教師工作單位：
一. 設計題目： 帶式運輸機的傳動裝置
二. 初始條件：
1. 帶式運輸機可運送穀物、型砂、碎礦石、煤等。兩班制工作，連續單向轉動，有輕微振動,輸送帶的速度允許誤差為±5%，使用期限5年。
捲筒與輸送帶間傳動效率97.0=捲筒η,減速器小批量生產。
2．傳動方案及原始資料
方案原始資料
三. 要求完成的主要任務
1．減速器裝配圖一張（0號或1號圖紙）;
2．零件工作圖1～2張（2號圖紙）
3．設計計算說明書乙份,其內容為：
(1) 設計任務書
(2) 傳動方案分析
(3) 電動機的選擇計算
(4) 傳動裝置的運動和動力引數的選擇和計算（包括分配各級傳動比，計算各軸的轉速、功率和轉矩）
(5) 傳動零件的設計計算
(6) 軸的設計計算
(7) 鍵連線的選擇及計算
(8) 滾動軸承的選擇及計算
(9) 聯軸器的選擇
(10) 潤滑與密封
(11) 箱體及附件的結構設計和選擇
(12) 設計小結
(13) 參考資料
四.指導教師簽名：年月日系主任（或責任教師）簽名：年月日
目錄1 設計任務 (1)
1.1 設計題目 (1)
1.2 初始條件 (1)
2 傳動方案分析 (1)
2.1 帶傳動 (1)
2.2 鏈傳動 (2)
2.3 齒輪傳動 (2)
2.4 確定方案 (2)
3 電動機的選擇 (2)
3.1 電動機型別的選擇 (2)
3.2 電動機轉速的選擇 (2)
3.3 電動機功率的選擇 (3)
3.4 確定電動機的型號 (3)
3.5 電動機的技術資料 (4)
4 傳動裝置的運動和動力引數的選擇和計算 (4)
4.1 計算總傳動比和各級傳動比的分配 (4)
4.2 各軸轉速的計算 (4)
4.3 各軸輸入功率的計算 (4)
4.4 各軸輸入轉矩的計算 (4)
4.5 列表統計 (5)
5 傳動零件的設計計算 (5)
5.1 普通v帶傳動的設計計算 (5)
5.2 齒輪傳動的設計計算 (7)
5.3 校核運輸帶的速度 (12)
6 軸的設計計算 (12)
6.1若單獨設計高速軸 (12)
6.2 將高速軸設計成齒輪軸 (12)
6.3 設計低速軸 (14)
7 鍵聯接的選擇及計算 (19)
7.1 高速軸上皮帶輪的平鍵聯接 (19)
7.2 低速軸上聯軸器的平鍵聯接 (19)
7.3 低速軸上齒輪的平鍵聯接 (20)
8 滾動軸承的選擇和計算 (21)
8.1 高速軸上滾動軸承的選擇 (21)
8.2 低速軸上滾動軸承的選擇 (21)
8.3 低速軸上滾動軸承的壽命計算 (21)
9 聯軸器的選擇 (23)
9.1 確定聯軸器的型別 (23)
9.2 確定聯軸器的型號 (23)
10 潤滑和密封 (23)
10.1 齒輪的潤滑 (23)
10.2 滾動軸承的潤滑 (23)
10.3 密封 (24)
11 箱體及附件的結構設計和選擇 (24)
11.1 箱體的結構設計 (24)
11.2 附件設計 (28)
12 設計小結 (28)
13 參考資料 (30)
1 設計任務
1.1 設計題目
帶式運輸機的傳動裝置
1.2 初始條件
1.2.1 設計要求
帶式運輸機可運送穀物、型砂、碎礦石、煤等。兩班制工作，連續單向轉動，有輕微振動,輸送帶的速度允許誤差為±5%，使用期限5年。捲筒與輸送帶間傳動效率η,減速器小批量生產。
=97.0
捲筒1.2.2傳動方案
1.2.3原始資料
已知條件資料
運輸帶工作拉力f(n)2300
運輸帶工作速度v(m/s) 1.00
運輸帶鼓輪直徑d(mm)250
2 傳動方案分析
2.1 帶傳動
2.1.1 優點
（1）具有良好的彈性，能緩衝和吸振，傳動平穩，噪音小；
（2）過載時，帶和帶輪面間發生打滑，可防止其他零件損壞；
（3）帶傳動結構簡單，製造、安裝和維護均較方便。
2.1.2 缺點
d =c √p i /n i 3=110×√2.52/382.1493=20.628mm 考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則：
d =20.628×(1+5%)=21.659mm
此段軸與帶輪相連，取d =22mm 。根據「v 帶輪的結構」確定此段軸長為48mm 。
6.2.3 軸的結構設計
1、軸上零件的定位、固定和裝配
單級減速器中，可將齒輪安排在箱體**，相對兩軸承對稱分布，由於是齒輪軸，因此齒輪不需要固定。兩軸承均用擋油環定位，周向則採用過渡配合或過盈配合固定。帶輪以軸肩軸向定位，平鍵聯接作周向固定。
軸做成階梯形，左擋油環和左軸承從左面裝入，右擋油環、右軸承、右軸承蓋和帶輪依次從右面裝到軸上。如圖6-1所示。
2、確定軸各段直徑和長度
i 段即外伸端直徑d 1=22mm ，其長度應與帶輪軸孔相適宜，取l 1=48mm 。
ii 段直徑d 2=25mm （由機械設計手冊查得帶輪輪轂孔倒角c 1=1mm ，取軸肩高度=2c 1=2×1=2mm ，故d 2=d 1+2=22+2×2=26mm ，為了方便軸承端蓋中氈圈的安裝，取直徑d 2=25mm ）。
初選螺釘直徑為m8，長度大約為25mm ，為方便軸承端蓋上聯接螺釘的安裝和拆卸，取軸段長度為l 2=45mm 。
iii 段直徑d 3=30mm （由機械設計手冊查得輪轂倒角c 1=1.5mm ，取軸肩高度=2c 1=2×1.5=3mm ，故d 3=d 2+2=25+2×3=31mm ，初選7206c 型角接觸球軸承，其內徑為30mm ，因此取d 3=30mm ）。
7206c 型角接觸球軸承，其內徑為30mm ，寬度為16mm 。
考慮齒輪端麵和箱體內壁、軸承端麵與箱體內壁應有
圖6-1 高速軸的結構設計
左軸承蓋和聯軸器依次從左面裝到軸上。如圖6-2所示。
圖6-2 低速軸的結構設計
2、確定軸各段直徑和長度
i段即外伸端直徑d1=40mm，其長度應比聯軸器軸孔的長度稍短一些，取l1=80mm。
i i段直徑d2=45mm（由機械設計手冊查得聯軸器輪轂孔倒角c1=1.5mm，取軸肩高度=2c1=2×1.5= 3mm，故d2=d1+2=40+2×6=46mm，為了方便軸承端蓋中氈圈的安裝，取直徑d2=45mm）。
初選螺釘直徑為m8，長度大約為25mm，為方便軸承端蓋上聯接螺釘的安裝和拆卸，取軸段長度為l2=40mm。
iii段直徑d3=50mm（由機械設計手冊查得輪轂孔倒角c1=1mm，取軸肩高度=2c1=2×1=2mm，故
d3=d2+2=45+2×2=49mm，但此軸段為安裝滾
動軸承，應按軸承標準查取。由《機械設計課程設計》指導書查得安裝尺寸應取d=50mm，它和d3不符，因此取
d3=50mm）。
選取7210c型角接觸球軸承，其內徑為50mm，寬度為20mm。考慮齒輪端麵和箱體內壁、軸承端麵與箱體內壁應有一定距離，並保證齒輪相對兩軸承對稱分布，則取擋油環長為25mm。通過齒輪進行定位，安裝齒輪段長度應比輪轂寬度小1~2mm，選1mm，則取軸段長度l3=20+25+1= 46mm。
iv段直徑d4=52mm（由機械設計手冊查得輪轂孔倒角c1=0.5mm，取軸肩高度=2c1=2×0.5=1mm，故d2=d1+2=50+2×1=52mm）。
安裝齒輪段長度應比輪轂寬度小1~2mm，選1mm，則取軸段長度l4=401=39mm。
v段直徑d5=58mm（由機械設計手冊查得輪轂孔倒角c1=1.5mm，取軸肩高度=2c1=2×1.5=3mm，故
d5=d4+2=52+2×3=58mm）。
取軸段長度為l5=10mm。
vi段是為了安裝滾動軸承和擋油環，由於角接觸球軸承應成對使用，因此此處仍為7210c型角接觸球軸承。此段軸的結構尺寸為：d6=50mm。
為保證齒輪相對兩軸承對稱分布，取軸段長度l6=46110=35mm。
由上述軸各段長度可算得軸支承跨距l=110mm。
6.3.4 按彎扭合成強度校核軸的強度
1、繪製軸受力簡圖
低速軸的受力簡圖如圖6-3所示，其中l ab=l= 110mm。
齒輪圓周力：
f t=2t ii/d2=2×305.505/0.207=2951.739n;
徑向力：
f r=f ttanαn/cosβ
=2951.739×tan20°/cos14.593°=1110.205n；
軸向力：
f a=f ttanβ=2951.739tan14.593°=768.485n
圖6-3 低速軸受力簡圖
2、繪製垂直面彎矩圖
垂直面受力簡圖如圖6-4所示。
圖6-4 垂直面受力簡圖
軸承支反力：
f bz =
f a d ii 2f r l 2l =768.485×20721110.205×
1102110
=167.972n;
f az =f r f bz =1278.117n ; f ax =f a =768.485n;
計算彎矩：
截面c 左側彎矩： m cz1
=|f az |l 2=1278.117×0.11
2=70.296n m
截面c 右側彎矩： m cz2
=|f bz |l 2=167.972×0.11
2=9.238n m
垂直面的彎矩圖如圖6-5所示。
3、繪製水平面彎矩圖
水平面受力簡圖如圖6-6所示。
軸承支反力：
f ay =f by
=f t 2=2951.7392
=1475.968n 截面c 處的彎矩：
m cy
=|f ay |l 2=1475.968×0.11
2=81.178n m
水平面的彎矩圖如圖6-7所示。
圖6-5 垂直面彎矩圖
圖6-6 水平面受力簡圖
4、繪製合成彎矩圖
m c1=√m cz12+m cy 2=√70.2962+81.1782=107.384n m m c2=√m cz22+m cy
2=√9.2382+81.1782=81.702n m 合成彎矩圖如圖6-8所示。
5、繪製轉矩圖
轉矩：t =299.382n m
轉矩圖如圖6-9所示。
6、繪製當量彎矩圖
轉矩產生的扭剪應力按脈動迴圈變化，取α=0.6，截面c 處的當量彎矩為：
m ec =√m c12
+(αt)2
=√107.3842+(0.6×299.382)2=209.280n m
截面d 處的當量彎矩為：
圖6-7 水平面彎矩圖
圖6-8 合成彎矩圖
圖6-9 轉矩圖
圖6-10 當量彎矩圖
m m m
m mm
載荷為：
f a c0r =
786.485
32000
=0.025
查《徑向動載荷係數x和軸向動載荷係數y表》可知，取判斷係數e=0.40,故有：
f sa=ef ra=0.40×1952.451=780.980n
f sb=ef rb=0.40×1485.495=594.198n
8.3.3 計算軸向載荷
因為f sb+f a=594.198+768.485=1362.683n>
f sa，故可判斷軸承a為緊壓端，軸承b為放鬆端。兩端軸承的軸向載荷分別為：
f aa=f sb+f a=1362.683n
f ab=f sb=594.198n
8.3.4 求係數x,y
f aa/f ra=1362.683/1952.451=0.698
f ab/f rb=594.198/1485.495=0.40
由《徑向動載荷係數x和軸向動載荷係數y表》查得：
f aa/f ra>e時，x a=0.44，y a=1.40;
f ab/f rb≤e時，x b=1，y b=0。
8.3.5 計算當量動載荷
由《載荷係數f p表》查得f p=1.5,由表示式：
p a=f p(x a f ra+y a f aa)
=1.5(0.44×1952.451+1.4×1362.683)=4150.252n p b=f p(x b f rb+y b f ab)
=1.5(1×1485.495+0×594.198)=2228.243n
8.3.6 計算軸承壽命
圖6-11 角接觸軸承受力簡圖
機械設計課程設計計算說明書
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