热处理车间带式输送机传动装置设计报告

学号课程设计题目热处理车间带式输送机传动装置设计教学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化(车辆工程方向)班级姓名指导教师2010 年12 月16 日2010～2011学年第1学期《机械设计基础》课程设计任务书设计名称热处理车间带式输送机传动装置设计班级地点一、课程设计目的课程设计是机械设计基础课程重要的实践性教学环节。

课程设计的基本目的是：1．综合运用机械设计基础和其它先修课程的知识，分析和解决机械设计问题，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识。

2．通过课程设计，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意识，熟悉掌握机械设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。

3．通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进行全面的机械设计基本技能的训练。

二、课程设计内容课程设计的内容主要包括：传动装置总体方案的分析；电动机的选择；传动系统的计算；传动零件、轴、轴承、联轴器等的设计计算和选择；装配图和零件图的绘制；撰写设计计算说明书。

课程设计中要求完成以下工作：1．减速器装配图1张(A1图纸)；2．减速器零件图2张(A3图纸)；3．设计计算说明书1份。

附：（一）设计数据已知条件题号 6输送带拉力F(N) 2750输送带速度V(m/s) 2.5卷筒直径D(mm) 360（二）工作条件该传动装置要求采用单级斜齿圆柱齿轮传动，单向连续传送，载荷平稳，空载起动，每班8小时工作制，每日两班，使用期限10年（每年按300天计算），运输带允许速度误差为5%。

（三）运动简图（四）设计计算说明书内容0、封面（题目、班级、姓名、学号、指导老师、时间，采用统一格式）1、目录（标题、页次）2、设计任务书（装订原发的设计任务书）3、前言（题目分析、传动方案的拟订等）4、电动机的选择，传动系统计算（计算电动机所需的功率、选择电动机、分配各级传动比，计算各轴转速、功率和扭矩）5、传动零件的设计计算（确定带传动，齿轮传动的主要参数）6、轴的设计计算及校核7、轴承的选择和计算8、键联接的选择和校核9、联轴器的选择10、箱体的设计（主要结构和设计计算及必要的说明）11、润滑和密封的选择、润滑剂的型号及容量、减速器的附件及说明12、设计小结（设计体会、本次计的优缺点及改进意见等）13、参考资料（资料的编号[ ]，作者，书名，出版单位和出版年、月）三、进度安排第15周周一电动机的选择和传动系统计算、带传动的设计计算周二齿轮传动的设计计算、低速轴的设计周三低速轴的校核、高速轴的设计、轴承的选择、联轴器的选择周四轴承的校核、普通平键的选择及校核、箱体的结构设计、润滑材料、润滑方式和密封型式的选择周五画减速器装配图第16周周一画减速器装配图周二画减速器装配图周三画零件图周四整理、装订计算说明书周五答辩四、基本要求课程设计教学的基本要求是：1．能从机器功能要求出发，分析设计方案，合理地选择电动机、传动机构和零件。

2．能根据机器的工作状况分析和计算作用在零件上的载荷，合理选择零件材料，正确计算零件工作能力和确定零件主要参数及尺寸。

3．能考虑制造工艺、安装与调整、使用与维护、经济性和安全性等问题，对零件进行结构设计。

4.绘制图样表达设计结果，图样符合国家制图标准，尺寸及公差标注完整、正确，技术要求合理、全面。

5.在客观条件允许的情况下，初步掌握使用计算机进行设计计算和使用计算机绘制装配图、零件图的方法。

机电基础教学部2010.11.26目录前言一、电动机的选择……………………………………………………………………二、总传动比及各轴传动比分配……………………………………………………三、各轴运动参数和动力参数的计算………………………………………………四、带传动设计………………………………………………………………………五、齿轮传动设计……………………………………………………………………六、轴的设计计算……………………………………………………………………七、轴承的校核计算…………………………………………………………………八、键的校核计算…………………………………………………………………九、联轴器的选择……………………………………………………………………十、减速器的结构设计…………………………………………………………………十一、润滑与密封………………………………………………………………………参考文献………………………………………………………………………………前言（一)设计目的：通过本课程设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。

(二)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，第二级传动为单级斜齿圆柱齿轮减速器。

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斜齿轮传动。

一、电动机的选择设计说明及数据计算备 注1．选择电动机的类型按照工作要求和条件选用Y 系列一般用途的全封闭自扇式笼型三相异步电动机。

2．选择电动机的容量根据原始数据，运输带拉力F 和运输带速度V ，可得运输带所需功率 P 卷筒 = FV=2750x2.5=6.875KW 。

电动机的所需的工作功率 P w =aP η卷筒KW 由电动机至运输带的传动总效率为 ηa=η1x （η2 x η2）x η3x η4x η5取η1=0.96(卷筒), η2=0.99(2对深沟球轴承)，η3=0.97（齿轮精度为8级，不包括轴承效果），η4=0.99（弹性联轴器），η5=0.96（V 带传动），则 ηa =0.96x0.99x0.97x0.99x0.96=0.88 可以求得电机的功率P w =aP η卷筒=6.875KW/0.88= 7.81 KW3．确定电动机转速卷筒轴的工作转速为 n =）（πD V /1000 x 60=60x2.5x1000/（3.14x360）=132.70r/min查表得传动比的合理范围，取V 带传动的传动比i 1=2～4，单级圆柱齿轮减速器传动比i 2=3～5，则总传动比合理范围为i a =6～20,故电动机转速的可选范围为n d = i a x n = (6～20)x132.70 = 796.2～2654r/min查机械设计手册得符合这一范围的同步转速有1000r/min 和1500r/min 。

根据容量和转速，由机械设计手册查出适用的电动机型号电动机型号 额定功率（KW ） 满载转速 (r/min) 堵转转矩 额定转矩 最大转矩 额定转矩 质量(kg)Y160M-4 11 1460 2.2 2.3 123 Y160L-6 119702.02.0147 综合考虑传动装置的尺寸、重量和价格，选定电动机型号为Y160M-4。

式中：η1η2η3、η4、η5分别为卷筒、轴承、齿轮传动、联轴器、V 带的传动效率。

所查表为机械设计课程设计指导书第167页表12-1 常见机械传动的主要性能。

二、总传动比及各轴传动比分配设计说明及数据计算因选定的电动机型号为Y160M-4，满载转速n m =1460r/min 和工作机主动轴转速n=132.7r/min ，可得传动装置总传动比为： i a =nn m =70.1321460=11.00总传动比为各级传动比i 1、i 2、i 3…i n 的乘积，即 I n = i 1x i 2x i 3…i n 因此分配传动装置传动比 i n = i 1 x i 2为使V 带传动外廓尺寸不致过大，初步取i 1= 3.2（实际的传动比要在设计V 带传动时，由所选大、小带轮的标准直径之比计算），则减速器的传动比为： I 2=1i i n =2.300.11=3.44备 注式中i 1、i 2分别为带传动和减速器的传动比。

i 1= 3.2 I 2=3.44三、各轴运动参数和动力参数的计算设计说明及数据计算备 注为进行传动件的设计计算，要推算出各轴的转速和转矩（或功率）。

如将传动装置各轴由高速至低速依次定为Ⅰ轴、Ⅱ轴……，以及 i 1, i 2，…为相邻两轴间的传动比； η1，η2，…为相邻两轴间的传动效率； P 1，P 2，…为各轴间的输入功率（kW ）； T 1，T 2，…为各轴的输入转矩（N ·m ）; n 1，n 2，…为各轴的转速（r/min ）,按电动机轴至卷筒运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数。

1．各轴转速电动机转轴转速 n= 1460r/min(取满载时候的转速) Ⅰ轴（高速轴）转速 n 1 = 1i n =1460/3.2 r/min =456.25r/minⅡ轴（低速轴）转速 n 2 = 21i n =456.25/3.44 r/min =132.63r/min卷筒轴转速 n 3 = n 2=132.63r/min 2．各轴输入功率 P 0 =Pw=11kwP 1 = 11kwx η5=11x 0.96=10.56kWP 2 = P 1·η2·η3=10.56x0.99x0.97=10.14kW P w = P 2·η2·η4=10.14x0.99x0.99=9.94kW3．各轴输入转矩 T 0= 9550xnP 0=9550x(11/1460)=71.95 N ·mT 1= 9550x 11n P =9550x(10.56/456.25)=221.04 N ·mT 2 =9550x22n P = 9550x （10.14/132.63）=730.13 N ·mTw=9550xPW/n3=9550x6.785/132.63=488.55 N ·m运动和动力参数计算结果整理于下表： 轴 名 功率 P(kW) 转矩 T(N ·m)转速n r/min 传动比 i 效率 η输 入 输 出 输 入输 出 电动机轴1171.9514603.2 0.96 Ⅰ轴1110.5671.95221.04456.253.440.93Ⅱ轴 10.56 10.14 221.04 730.13 132.63 10.98W 轴10.1410.14 730.13 488.55132.63Ⅰ轴为主动齿轮轴，Ⅱ轴为从动齿轮轴。