带式输送机传动装置设计及电动机选择
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目录
一、设计说明书目录………………………………………1
二、机械零件课程设计任务书……………………………2
三、机械传动装置设计……………………………………3
1、确定传动方案………………………………………3
2、选择电动机…………………………………………4
3、计算传动装置总传动比并分配各级的传动比……5
4、计算传动装置的运动参数及动力参数……………6
四、传动零件的设计计算…………………………………7
1、皮带轮传动的设计计算……………………………7
2、减速器齿轮传动设计计算…………………………9
3、轴的设计计算………………………………………11
五、传动装置零件图及装配图……………………………13
1、总体设计简图………………………………………13
2、一级齿轮减速器装配图……………………………14
3、齿轮减速器零件图…………………………………16 - 2 -
二、机械零件课程设计任务书
1、时间：2009年6月8日至2009年6月19日
2、设计题目：带式输送机传动装置设计及电动机选择
3、工作条件：输送机连续工作，单向运转，载荷变化不大，空
载起动；使用期限10年，两班制工作，输送带速度允许误差为±5%；输送带效率η=0.94-0.96;
工作环境为室内，环境温度30°左右；小批量制
造。
4、输送机应达到的要求：
输送带的拉力F=3000N
输送带速度V=2.8m/s
输送带滚筒直径D=380mm
5、完成设计任务工作量：
①设计说明书一份
②带式输送机传动方案简图 1张
③齿轮减速器总装图1张
④齿轮减速器零件图2-3张
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三、机械传动装置设计
1、确定传动方案
（1）工作条件：连续单向运转，载荷平稳，空载启动，使用年限
10年，小批量生产，工作为二班工作制，运输带速允许误差±5％。
（2）原始数据：工作拉力F=3000N；带速V=2.8m/s；滚筒直径D=380mm。
2、选择电动机
（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：
① 传动装置的总效率：
η总 =η带×η轴承2×η齿轮×η联轴器
= 0.95×0.992×0.97×0.99
= 0.89
② 电机所需的工作功率：
P0 = FV/1000η总
= 3000×2.8/（1000×0.89）
=8.8KW - 4 -
选取电动机额定功率Pm，使Pm=（1~1.3）P0=8.8（1~1.3）=8.8~11.44查表2-1取Pm=11。
③ 确定电动机滚筒转速
n筒 = 60×1000V/πD
= 60×1000×2.8/（3.14×380）
= 140r/min
按指导书P10表2－3推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减
速器传动比范围 I a’ =3~5。取V带传动比I1’ =2~4，则总传动比理时范围为I a’ =6~20。故电动机转速的可选范围为n筒=（6~20）×140=840~2800r/min，符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。
根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：因此有
三种传动比方案：综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则选n=1500r/min
④ 确定电动机型号
根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机
型号为Y160M-4。其主要性能：额定功率：P=11KW，满载转速1460r/min，额定转矩2.2。 - 5 -
3、计算机械传动装置总传动比并分配各级的传动比
（1）总传动比： i总=n电动/n筒=1460/140=10.4
（2）分配各级传动比
①据指导书，取齿轮传动比：
i带=3
② ∵i总=i齿轮×I带
∴i齿轮=i总/i带=10.4/3=3.5
4、计算传动装置的运动参数及动力参数
（1）计算各轴转速（r/min）：
n1 （输入轴） = n电机=1460r/min
n2 （输出轴） = n1/i带=1460/3=487(r/min)
n3 （滚筒轴） = n2/i齿轮=487/3.5=139(r/min)
（2）计算各轴的功率（KW）：
P1（输入轴） = P0η带＝8.8×0.95=8.36 KW
P2（输出轴）= P1×η带=8.36×0.95=7.9KW
P3（滚筒轴）= P2×η轴承×η齿轮=7.9×0.99×0.97=7.6KW
（3）计算轴扭矩（N·mm）：
T0（ 电机轴） = 9.55×106P0/n电动 - 6 -
= 9.55×106×8.8/1460
= 57562N·mm
T1（输入轴） = T0i带η带
= 57562×2.08×0.95
= 113743N·mm
T2 （输出轴）= T1i齿轮η轴承×η齿轮
=113743×5×0.99×0.97=546137N·mm
T3 （滚筒轴） = T2×η轴承η联轴器
= 546137×0.99×0.99
=535269N·mm
四、传动零件的设计计算
1、皮带轮传动的设计计算
①选择普通V带截型
由课本表得：kA = 1.2 理论传递功率 P=11KW
Pc= KAP =1.2×11=13.2KW
由课本得：选用B型V带
②确定带轮基准直径，并验算带速
由机械基础课本得，推荐的小带轮基准直径为125~280mm，则取 - 7 -
dd1=160mm
dd2=n1/n2·dd1=（1460/487）×160=480mm
查机械基础课本P228表9-8， 取dd2=500mm
实际从动轮转速：n2’= n1dd1/dd2=1460×160/500
=467r/min
转速误差为：（n2-n2’）/n2 =（487－467）/487
=
0.04<0.05(允许)
带速V： V = πdd1n1/60×1000
= π×160×1460/60×100
= 12.2m/s
在5~25m/s范围内，带速合适。
③确定带长和中心矩
1）根据机械基础课本P228 (9-11)公式得，
0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)
0.7(160+500)≤a0≤2×(160+500)
∴得460mm≤a0≤1320mm
2）由机械基础课本P228课本得：
L0 =2a0+π(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0
=2×1000+1.57×(160+500)+( 500-160)2/（4× - 8 -
1000）
=3065mm
根据机械基础课本P226表9-6取， Ld = 3150mm
∴ a ≈ a0+（Ld-L0/2）=1000+（3150-3065）/2
= 1043mm
④验算小带轮包角：
α1 = 1800-57.30×（dd2-dd1）/a
= 1800-57.30×（dd2-dd1）/a
= 1800-57.30×（500-160）/1043
= 161.30>1200（适用）
⑤确定带的根数：
根据机械基础课本P224图 9-3，得 P1=3.64KW
根据机械基础课本P224图 9-4，得 △P1=0.46KW
根据机械基础课本P225图 9-5，得 Kα=0.95
根据机械基础课本P226图 9-6，得 K1=1.07
根据机械基础课本P230图中公式：
Z = Pc/[P1]= Pc /[(P1+△P1) KαK1]
= 11/[ (3.64+0.46) ×0.95×1.07]
≈2.64 ∴取Z=3
⑥计算轴上压力
由机械基础课本P219图 9-1，查得q=0.1kg/m， - 9 -
由式（5-18）单根V带的初拉力：
F0 = 500Pd/ZV（2.5/Kα-1）+qV2
= [500×3.9/5×5.03×(2.5/0.99-1)+0.1×5.032]N
= 160N
则作用在轴承的压力FQ，
FQ = 2ZF0sinα1/2=2×5×158.01sin167.6/2
= 1250N
2、减速器齿轮传动设计计算
（1）选择齿轮材料和热处理方法
采用软齿面闭式齿轮减速器
小齿轮 45号钢 调质 HBS=220 大齿轮 45号钢 正火
HBS=190
硬度由《机械基础》课本P181表 6-3查得。
（2）齿轮的许用接触应力
① 由《机械基础》课本P181表 6-3查得
σH lim1=550Mpa，σH lim2=530Mpa
② 软齿面齿的接触安全系数SH=1.0：1.1，取SH=1.05
③ [σH]1=σH lim1/SH=550/1.05=523.8Mpa
[σH]2=σH lim2/SH=530/1.05=504.7 Mpa
用其中的小值作为[σH]2=504.7 Mpa
