带式输送机传动系统设计(减速机设计)

《机械设计》课程设计说明书课题名称带式输送机的传动系统设计学院 xxxxxXXXXXXXX 专业机械设计制造及其自动化作者 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 学号 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 指导老师 XXXXXXXXXXXXXXXXXXX二0一五年十二月二十一目录第一章绪论 (1)第二章减速器结构选择及相关性能参数计算 (2)第三章V带传动设计 (4)第四章齿轮的设计计算 (6)第五章轴的设计计算 (12)第六章轴承、键和联轴器的选择 (18)第七章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算 (20)第八章设计小结 (24)参考资料 (24)第一章绪论1.1 设计目的（1）培养我们理论联系实际的设计思想，训练综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。

（2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。

（3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理等设计方面的能力。

1.2传动方案拟定1、传动系统的作用及传动方案的特点：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。

2、传动方案的分析与拟定1、工作条件：使用年限8年，工作为两班工作制，单向运转，不均匀载荷，中等冲击，空载运行。

2、原始数据：滚筒圆周力F=4.5KN；带速V=1.9m/s；滚筒直径D=320mm；3、方案拟定：采用Ｖ带传动与齿轮传动的组带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。

图1 带式输送机传动系统简图联轴器2轴承η=0.96式中效率由《简明机械设计手册》757.34i η=2联轴器T ηη将上述数据列表如下： ))m N ﹒③计算实际载荷系数KH由《机械设计》P192表10—2的KA=1.5 根据v ，7级精度的Kv=1.05齿轮圆周力 Ft1=2T 1/d 1t =6070N K A F t1/b=112.8＞100N/mm查机械设计》P196表10—4得7级精度，小齿轮相对支撑对称布置得K H β=1.318KH=KA ×KV ×KH α×KH β=1.5×1.12×1×1.318=2.211 4.2.3由实际动载荷算得分度圆直径3311 2.21480.0796.401.3H t Ht K d d mm K ==⨯= 4.3按齿根弯曲疲劳强度计算 4.3.1试算模数[]31212Ft Fa Sa t d F K TY Y Y m Z εσ≥Φ（1）确定公式内的各计算数值试选 1.3Ft K =由式（10-5）计算弯曲疲劳强度用重合度系数0.750.750.250.250.6881.711aY εε=+=+= ③计算/[]Fa sa F Y Y σ由《机械设计》P200图10-17查得齿形系数1 2.65Fa Y =、2 1.76Fa Y =由《机械设计》P210图10-24c 查得小齿轮和大齿轮得齿根弯曲疲劳极限分别为lim 500F MPa σ=、lim 380F MPa σ= 由《机械设计》P208图10-22查得弯曲疲劳寿命系数10.85FN K =、20.88FN K = 取弯曲疲劳安全系数 1.4S =1lim11[]303.57FN F F K MPa S σσ== 1lim220.88*380[]238.861.4FN F F K MPa S σσ===11 2.65 1.580.0138[]303.57Fa sa F Y y σ⨯== 222 2.23 1.760.0164[]238.86Fa sa F Y Y σ⨯== 因为大齿轮得[]Fa saY Y σ大于小齿轮，所以取 2220.0164[][]Fa sa Fa sa Y Y Y Y σσ== （2）计算模数123212() 2.32[]Ft Fa sa t d K TY Y Y m Z εσ==Φ4.3.2调整齿轮模数(1)计算实际载荷系数K f 前的数据准备 圆周速度ν11 2.322455.68t d m z mm ==⨯=1155.683651.063/6000060000d n m s ππν⨯⨯===齿宽b11155.6855.68d b d mm φ==⨯=宽高比/b h**(2)(210.25) 2.32 5.22a t h h c m mm =+=⨯+⨯=1155.683651.063/6000060000d n m s ππν⨯⨯===（2）计算实际载荷系数F K根据 1.063/m s ν=，7级精度，查《机械设计》P194得动载系数1.02K ν= 1112/2245100/55.688804t F T d N ==⨯=,1/15092/41.259237A Ft K F b Nmm =⨯=大于100/N mm ，查《机械设计》P195 表10-3得齿间系数分配系数 1.0F K β=由《机械设计》P196表10-4求得 1.318H K β=,结合/10.67b h =查《机械设计》P197图10-13，得 1.34F K β=则载荷系数为1.08 1.5 1.0 1.3182.175F A F F K K K K K ναβ==⨯⨯⨯=由式(10-13),可得实际载荷系数算得得齿轮模数332.1752.32 2.7541.3F t Ft K m m mm K === 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m 大于齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取由弯曲疲劳强度算得的模数2.754mm 并就近圆整为标准值3m mm =，接触疲劳强度算得的分度圆直径196.40d =，算出小齿轮齿数11/32.1z d m ==取133z =则大齿轮齿数21 3.233106.1z iz ==⨯=，取2106z =，1z 2z 互为质数这样设计出得齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲强度，并做到结构紧凑，避免浪费。

4.4几何尺寸计算1计算分度圆直径1133399d z m mm =⨯=⨯= 221063318d z m mm ==⨯=2计算中心距=+=mm10)84(510)104109mm，而使大齿轮的齿宽等于设计齿宽，即齿顶圆直径为（z1+2）=3×35=105mm（z2+2) =3×121=363mmn考虑有一个键槽，将直径增大d=32.448×(1+5%)mm=34.07mm以上计算的轴径作为输入轴外伸端最小直径。

总合成弯矩（f ）,考虑到带传动最不利布置情况，与前面的弯矩直接相加，可得总合成弯矩：总I M =I M +FM ×c/（b+c ）=195586Nmm5.2.5计算n 个剖面处当量弯矩 轴剪应力为脉动循环变应力，α=0.6， 公式为：M=()22T M C α+Ⅰ-Ⅰ剖面：ICM =()22I T M α+总=236293NmmⅡ-Ⅱ剖面：IIC M =αT=25668Nmm总I M =195586Nmmα=0.6Ⅲ-Ⅲ处：d Ⅲ≥mm37.22]1[1.0MIIIc3=-b σ5.4 轴强度的校核按扭转合成应力校核轴强度，由轴结构简图及弯矩图知Ⅰ处当量弯矩最大，是轴的危险截面，故只需校核此处即可。

强度校核公式：σe=总I M /W ≤[σ-1]5.4.1低速轴轴是直径为50的是实心圆轴，W=113.2*10-7Nmm 轴材料为45号钢，调质，许用弯曲应力为[σ-1]=65MPa22.37mmd ≥ⅢW=113.2⨯10-7NmmMPa第八章设计小结这次的课程设计对于我来说有着深刻的意义，这种意义不光是自己能够独立完成了设计任务，更重要的是在这段时间内使自己深刻感受到设计工作的那份艰难。

而这份艰难又体现在设计内容与过程中为了精益求精所付出的艰辛，和背负恶劣的天气所付出的决心与毅力!开始的时候感觉设计对我们这些刚刚入门的人来说,无非就是按照条条框框依葫芦画瓢的过程，有的时候感觉挺无聊的，反正按照步骤一定可以完成设计任务。

其实不然，设计过程中有许多内容必须靠我们自己去理解，去分析，去取舍。

就拿电动机型号选择来说，可以分别比较几种型号电动机总传动比，以结构紧凑为依据来选择；也可以考虑性价比来选择。

前者是结构选择，后者确实经济价格选择。

如何将两者最优化选择才是值得我们好好深思的。

在设计过程中培养了我的综合运用机械设计课程及其他课程理论知识来解决实际问题的能力，真正做到了学以致用。

在此期间我我们同学之间互相帮助，共同面对机械设计课程设计当中遇到的困难，培养了我们的团队精神。

在这些过程当中我充分的认识到自己在知识理解和接受应用方面的不足，特别是自己的系统的自我学习能力的欠缺，将来要进一步加强，今后的学习还要更加努力。

参考文献〔1〕濮良贵,陈国定，吴立信. 机械设计. 9版. 北京:高等教育出版社, 2013.5 〔2〕闻邦椿, 机械设计手册.第2卷。

5版北京：机械工业出版社， 2010.1[3] 唐金松. 简明机械手册手册. 上海: 科学技术出版社, 2009.[4] 王伯平.互换性与测量技术基础(第4版). 北京: 机械工业出版社,2013[5] 胡家秀.简明机械零件设计手册. 北京: 机械工业出版社,1999.10。