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1、武汉工程大学课程设计说明书课题名称： 带式运输机传动装置的设计专业班级： 学生学号： 学生姓名： 学生成绩： 指导教师： 老师 课题工作时间： 11 年 12月19 日至 12年1月6日 摘要摘要内容：根据具体任务，完成了输送系统的减速器设计。设计内容包括传动系统总体方案的确定，传动系统的设计，重要零件的设计计算，以及箱体的结构设计和一些辅助零件的设计，使自己对机械设计课程内容有了更深刻的认识。初步掌握了机械设计的一般过程，训练了绘图能力以及应用AutoCAD的能力关键词：机械设计，减速器，传动系统AbstractThe abstract contents:Completed to trans
2、port the design of the deceleration machine of the system according to the concrete mission,design a contents to include to spread to move a total project of system to really settle,spread the structure design of the design calculation and box body of ,main spare parts of move the system with some d
3、esigns that lend support to zero partses.Pass this design makes the oneself design the process contents to have depper understanding to the machine,the first step controlled the general process of the machine design,traning the painting ability and applying an AutoCAD ability.Keyword:Design,machine,
4、principle,machine,Spare parts,decelerate a machine and spread to move system.目录一、前言 3 1作用意义 4 2传动方案规划 4二、电机的选择及主要性能的计算 5 1电机的选择 52传动比的确定 63计算传动装置的运动和动力参数6三、结构设计 71V带的设计 72齿轮的计算 103轴的计算 164轴的校核计算205轴承较核计算236键的设计237箱体的设计23四、加工使用说明 251技术要求 252使用说明 25五、结束语 26参考文献 27一、前言1 作用及意义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
5、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。 6=tsIv 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，第一级传动为二级直齿圆柱齿轮减速器，第二级传动为链传动。 6HbgWl! GgnP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。本设计采用的是二级直齿轮传动(说明直齿轮传动的优缺点)。 J?67g 说明减速器的结构特点、材料选择
6、和应用场合。综合运用机械设计基础、机械制造基础的知识和绘图技能，完成传动装置的测绘与分析，通过这一过程全面了解一个机械产品所涉及的结构、强度、制造、装配以及表达等方面的知识，培养综合分析、实际解决工程问题的能力，2 传动方案规划原始条件：胶带运输机由电动机通过减速器减速后通过链条传动（传动比为2，传动效率为0.88），连续单向远传输送谷物类散粒物料，工作载荷较平稳，设计寿命10年，每天工作8小时，每年300工作日，运输带速允许误差为。原始数据:输出转矩T(Nm) 360 运输带工作转速 0.84卷筒直径 360图1 带式运输机传动装置图2 参考传动方案已知条件：1. 工作环境：一般条件，通风良
7、好；2. 载荷特性：连续工作、近于平稳、单向运转；3. 使用期限：8年，每日两班制工作；4. 卷筒效率：=0.96；5. 运输带允许速度误差：5%；6. 生产规模：成批生产。为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和拟定传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速，即：一般常选用同步转速为的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约33。根据总传动比数值，可采用任务书所提供的传动方案就是以带轮传动加二级圆柱齿轮传动。二、电机的选择及主要性能参数计算1电动机的选择（1）电机类型的选择，按已知工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇鼠笼型三相异步电动机，电压380V（2）电动机的选
8、择 滚筒轴的工作转速为：卷筒轴的输出功率 电动机输出功率d 传动装置的总效率 式中，为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。由参考书1表2-4查得：弹性联轴器；滚动轴承；圆柱齿轮传动；卷筒；V带传动=0.96则（3）电动机额定功率查表选取电动机额定功率（4）确定电动机的转速滚筒轴的工作转速为：=44.6r/min根据书中推荐的传动比范围，单级级圆柱齿轮减速器为36，带传动比为24，总传动比，故电动机转速可选范围为:符合这一范围的同步转速有1000，1500和3000两种，考虑到传动装置及电动机的价格和质量，查1中表8-169中Y系列电动机技术数据，选电动机选用1500电动机，型号为Y1
9、00L1-4。额定功率2.2kW，转速1420，额定转矩2.2 。2传动比的确定总传动比为： 分配传动比：带传动传动比为2.5，则减速器的传动比为：取二级圆柱齿轮减速器低高速级传动比所以低速级传动比 高速级传动比 =4.073计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴转速电动机轴 I轴 II轴 III轴 （2）各轴输入功率 I轴 II轴 III轴 （3）各轴输入转矩 I轴 II轴 III轴 三、 结构设计1V带的设计1设计带传动的主要参数已知带传动的工作条件：两班制（共16h），连续单向运转，载荷平稳，所需传递的额定功率p=2.2kw，小带轮转速 大带轮转速，传动比.5。设计内容包括选择带的型号、
10、确定基准长度、根数、中心距、带的材料、基准直径以及结构尺寸、初拉力和压轴力等1）计算功率 =2)选择V带型 根据、由图8-11（p157）选择A型带3）确定带轮的基准直径并验算带速v(1)、初选小带轮的基准直径，由表8-6和表8-8，取小带轮基准直径（2）、验算带速v 因为5m/s9.3m/s90 包角满足条件（6）.计算带的根数单根V带所能传达的功率根据=568r/min 和=125mm 表8-4a用插值法求得=1.92kw单根v带的传递功率的增量已知A型v带，小带轮转速=568r/min转动比 i=/=2.5查表8-4b得=0.17kw计算v带的根数查表8-5得包角修正系数=0.93,表8
11、-2得带长修正系数=0.99=(+)=(1.92+0.17) 0.930.99=1.92KWZ= =2.42/1.92=1.26 故取2根.（7）、计算单根V带的初拉力和最小值500*+qVV=196.31N对于新安装的V带,初拉力为:1.5=294N对于运转后的V带,初拉力为:1.3=255N（8）计算带传动的压轴力=2Zsin(/2)=1150N（9）.带轮的设计结构A.带轮的材料为:HT200B.V带轮的结构形式为:腹板式.2齿轮的计算A高速级齿轮 （1）由表10-1选用闭式直齿圆柱齿轮传动，为使结构紧凑，小齿轮选用40Cr（调质），硬度280HBS，大齿轮选用45钢（调质），硬度240
12、HBS，二者材料硬度差40HBS。由2表10-4选择齿轮精度7级。取小齿轮齿数 24,则大齿轮齿数4.0724100，取100。（2）按齿面接触疲劳强度设计，由设计公式（10-9a）进行试算： 1）确定公式内各个计算数值 试取， 小齿轮转矩查表10-7，选取齿宽系数查表10-6，得 材料的弹性影响系数 查图10-21d，按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限 计算的寿命系数（以工作寿命15年，每年工作300天，每天16小时设计）： 小齿轮应力循环系数大齿轮应力循环系数由图10-19查得按接触疲劳疲劳寿命系数，取失效概率为1%，安全系数S=1，由式10-12得MPaMP
13、a 2）试算齿轮分度圆直径=45.9mm 计算圆周速度： 计算齿宽： 计算齿宽与齿高比 模数： 齿高： 计算载荷系数：根据 ，查图10-8，得动载系数。查表10-3得直齿轮。查表10-2得。查表10-4，7级精度，小齿轮相对支撑非对称布置。由齿宽与齿高比10.74及,查图10-13得。所以载荷系数为 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，有公式（10-10a）得 计算模数：（3）按齿根弯曲强度计算 式中各个计算数值 查书图10-20c得小齿轮弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限； 由图10-18取弯曲疲劳寿命系数； 计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由2中公式10-1
14、2得 ， 计算载荷系数： 查表取齿形系数：, 查表取应力校正系数： 故，小齿轮，大齿轮，大齿轮的值大故 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m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，可取弯曲疲劳强度算得的模数1.719，并圆整为标准值2mm，按接触疲劳强度算得的分度圆直径mm算出小齿轮齿数：大齿轮齿数： 取。(4)几何尺寸计算 齿宽：所以取小齿轮齿宽： 大齿轮齿宽： B低速级齿轮 （1）由表10-1选用闭式直齿圆柱齿轮传动，为使结构紧凑，小齿轮选用40Cr（调质），硬度280HBS
15、，大齿轮选用45钢（调质），硬度240HBS，二者材料硬度差40HBS。由2表10-4选择齿轮精度7级。取小齿轮齿数 24,则大齿轮齿数3.132476，取76。（2）按齿面接触疲劳强度设计，由设计公式（10-9a）进行试算： 1）确定公式内各个计算数值 试取， 小齿轮转矩查表10-7，选取齿宽系数查表10-6，得 材料的弹性影响系数 查图10-21d，按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限 计算的寿命系数（以工作寿命15年，每年工作300天，每天16小时设计）： 小齿轮应力循环系数大齿轮应力循环系数由图10-19查得按接触疲劳疲劳寿命系数，取失效概率为1%，安全系数
16、S=1，由式10-12得MPaMPa 2）试算齿轮分度圆直径=73.421mm 计算圆周速度： 计算齿宽： 计算齿宽与齿高比 模数： 齿高： 计算载荷系数：根据 ，查图10-8，得动载系数。查表10-3得直齿轮。查表10-2得。查表10-4，7级精度，小齿轮相对支撑非对称布置。由齿宽与齿高比10.67及,查图10-13得。所以载荷系数为 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，有公式（10-10a）得 计算模数：（3）按齿根弯曲强度计算 式中各个计算数值 查书图10-20c得小齿轮弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限； 由图10-18取弯曲疲劳寿命系数； 计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳
17、安全系数S=1.4，由2中公式10-12得 ， 计算载荷系数： 查表取齿形系数：, 查表取应力校正系数： 故，小齿轮，大齿轮，大齿轮的值大故 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m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，可取弯曲疲劳强度算得的模数2.248，并圆整为标准值2.5mm，按接触疲劳强度算得的分度圆直径mm算出小齿轮齿数：大齿轮齿数： 取。(4)几何尺寸计算 齿宽：所以取小齿轮齿宽： 大齿轮齿宽：B验算误差 符合要求3轴的计算A高速轴的设计计算1）按齿轮轴设计，轴的材料取
18、与高速级小齿轮材料相同，40Cr，调质处理，查表15-3，取2）初算轴的最小直径高速轴为输入轴，最小直径处跟V带轮轴孔直径。因为带轮轴上有键槽，故最小直径加大6%，=16.42mm。由表得带轮轴孔有16,18，20，22，24，25，28等规格，故取=,18mm高速轴工作简图如图(a)所示首先确定个段直径A段：=18mm 有最小直径算出B段：=21mm，根据油封标准，选择毡圈孔径为21mm（p158）C段：=25mm，与轴承（深沟球轴承6205）取轴承内径D段：=31mm， 设计非定位轴肩取轴肩高度h=3mmE段：=50mm，将高速级小齿轮设计为齿轮轴G段， =25mm, 与轴承（深沟球轴承6
19、205）配合，取轴承内径F段：=31mm, 设计非定位轴肩取轴肩高度h=3mm第二、确定各段轴的长度A段：=1.6*18=28.8mm,圆整取=30mmB段：=54mm，考虑轴承盖与其螺钉长度然后圆整取54mmC段：=15mm, 与轴承（深沟球轴承6205）配合G段：=15mm, 与轴承（深沟球轴承6205）配合F段： E段：，齿轮的齿宽D段：=118mm, 考虑各齿轮齿宽及其间隙距离，箱体内壁宽度减去箱体内已定长度后圆整得=118mmB中间轴的设计计算1）按齿轮轴设计，轴的材料取与高速级小齿轮材料相同，40Cr，调质处理，查表15-3，取2）初算轴的最小直径因为带轮轴上有键槽，故最小直径加大
20、6%，=25.76mm。根据减速器的结构，轴的最小直径应该设计在与轴承配合部分，初选深沟球轴承6206，故取=30mm轴的设计图如下：首先，确定各段的直径A段:=30mm,与轴承（深沟球轴承6206）配合F段：=30mm，与轴承（深沟球轴承6206）配合E段：=40mm，与齿轮配合B段：=50mm,定位轴肩C段：=77.5mm, 齿轮轴上齿轮的分度圆直径D段：=50mm, 定位轴肩然后确定各段距离：A段： =16mm, 考虑轴承（深沟球轴承6206）宽度B段：=20mm,根据轴齿轮到内壁的距离及其厚度C段：=83mm,根据齿轮轴上齿轮的齿宽E段：=48mm, 根据高速级大齿轮齿宽减去2mm（为
21、了安装固定）F段：=38mm，考虑了轴承长度与箱体内壁到齿轮齿面的距离C低速轴的设计计算D段：=17.5mm,由轴得出的两轴承间距离得出1）轴的材料取与高速级小齿轮材料相同，40Cr，调质处理，查表15-1，取2）初算轴的最小直径考虑轴上有键槽，故最小直径加大6%，=40.24mm。根据减速器的结构，轴的最小直径应该设计在与联轴器配合部分，初选联轴器HL3型弹性柱销联轴器其孔径d1=42mm，故取=42mm轴的设计图如下：首先，确定各轴段直径A段: =42mm, 联轴器的孔径B段: =48mm,联轴器需要定位，故设计定位轴肩轴肩高度h=3C段: =50mm,与轴承（深沟球轴承6210）配合D段
22、: =57mm, 由轴承的安装尺寸确定E段: =63mm, 这段为轴环的直径，用来定位齿轮，故设计定位轴肩F段: =55,按照齿轮的安装尺寸确定G段: =50, 安装轴承，用套筒给齿轮定位确定各段轴的长度A段: =82,由联轴器的长度确定B段: =60，根据外伸长度确定C段: =21, 由承宽度为20mmE段: =12, 由轴环长度，L=1.52h确定F段: =75,根据齿轮宽度取L6=（78-3）mm=75mm确定G段: =43.5，根据装配草图尺寸确定4中间轴的校核计算直齿圆柱齿轮传动，受力如图所示图1图2图3图4图5圆周力 径向力 受力如图1：由材料力学知识可求得水平支反力: 垂直支反力
23、: 弯矩图如图2，3,4所示图7按照第三强度理论： =60Mpa符合强度条件5中间轴轴承较核计算所以轴承上受到的力为： ,轴承只受到径向力，没有轴向力，计算当量动载荷P，根据2中公式13-8 取，则 n根据书2公式13-6，求轴承应有的基本额定动载荷值查表择C=15000的6206同理可得高速轴轴承6205 低速轴轴承62106键的设计高速轴安装带轮的键，材料为45钢，静载荷时，根据安装带轮段轴的直径，选择普通平键b*h*l=6*6*20 载荷载键上工作面上均匀分布，普通平键连接强度条件 得： 所以满足强度要求。 同理计算出，中间轴上键的型号为普通平键b*h*l=10*8*36 低速轴上的键为
24、b*h*l=14*9*70（联轴器出） b*h*l=14*9*70（齿轮处）7箱体的结构设计1）减速器箱体的结构设计箱体采用剖分式结构，剖分面通过轴心。下面对箱体进行具体设计：名称符号尺寸关系尺寸大小箱体壁厚9箱盖壁厚9箱座、箱盖、箱座底凸缘厚度b、b、b地脚螺栓直径及数目、轴承旁联接螺栓直径箱盖、箱座联接螺栓直径轴承端盖螺钉直径轴承外圈直螺钉数目检查孔盖螺钉直径双级减速器、螺栓直径M10M16M20162226142024轴承座外径130150185轴承旁联接螺栓距离一般取轴承旁凸台半径轴承旁凸台高度由结构决定，可取38mm箱外壁至轴承座端面距离50箱盖、箱座肋厚、大齿轮顶圆与箱内壁间距离1
25、0齿轮端面与箱内壁距离102）减速器附件的结构设计（1）检查孔和视孔盖检查孔用于检查传动件的啮合情况、润滑情况、接触斑点及齿侧间隙，还可用来注入润滑油，检查要开在便于观察传动件啮合区的位置，其尺寸大小应便于检查操作。视孔盖用铸铁制成，它和箱体之间加密封垫。（2）放油螺塞放油孔设在箱座底面最低处，其附近留有足够的空间，以便于放容器，箱体底面向放油孔方向倾斜一点，并在其附近形成凹坑，以便于油污的汇集和排放。放油螺塞为六角头细牙螺纹，在六角头与放油孔的接触面处加封油圈密封。（3）油标油标用来指示油面高度，将它设置在便于检查及油面较稳定之处。（4）通气器通气器用于通气，使箱内外气压一致，以避免由于运转
26、时箱内温度升高，内压增大，而引起减速器润滑油的渗漏。将通气器设置在检查孔上，其里面还有过滤网可减少灰尘进入。（5）起盖螺钉为便于起盖，在箱盖凸缘上装设2个起盖螺钉。拆卸箱盖时，可先拧动此螺钉顶起箱盖。（7）定位销在箱体连接凸缘上相距较远处安置两个圆锥销，保证箱体轴承孔的加工精度与装配精度。四加工使用说明1技术要求.装配之前，所有零件均用煤油清洗，滚动轴承用汽油清洗，未加工表面涂灰色油漆，内表面涂红色耐油油漆；.啮合间隙用铅丝检查，侧隙值应不小于0.10mm；用涂色法检查齿面接触斑点，按齿高不得小于55%，按齿长不得小于50%；安装轴承时严禁用榔头直接敲击轴承内、外圈，轴承装配后应紧贴在轴肩或套
27、筒端面上；调整、固定轴承，应使各轴上轴承留有0.05到0.10 mm的轴向游隙；减速器注入90号工业齿轮油（SY1172-80）至规定高度；装配时应在盖、座接合处用密封胶或水玻璃粘合，不允许使用任何填料；按JB1130-70的规定进行负荷实验，实验时油池温升不得超过35度，轴承温升不得超过40度，密封处不得有漏油现象。2使用说明润滑方式、润滑油牌号的选择，由于两对啮合齿轮中的大齿轮直径相差不大，且它们的速度都不大，所以齿轮传动可采用浸油润滑，选用90号工业齿轮油（SY1172-80）。输入轴与输出轴处用毡圈密封。密封说明在试运转过程中，所有联接面及轴伸密封处都不允许漏油。剖分面允许涂以密封胶或
28、水玻璃，不允许使用任何碘片。轴伸处密封应涂上润滑脂。拆装和调整的说明在安装调整滚动轴承时，必须保证一定的轴向游隙，因为游隙大小将影响轴承的正常工作。当轴直径为3050mm时，可取游隙为4070mm。在安装齿轮或蜗杆蜗轮后，必须保证需要的侧隙及齿面接触斑点，侧隙和接触斑点是由传动精度确定的，当传动侧隙及接触斑点不符合精度要求时，可以对齿面进行刮研、跑合或调整传动件的啮合位置。也可调整蜗轮轴垫片，使蜗杆轴心线通过蜗轮中间平面。 五结束语 通过设计，该二级圆柱齿轮减速器具有以下特点及优点：1）能满足所需的传动比齿轮传动能实现稳定的传动比，该减速器为满足设计要求而设计了19.73的总传动比。2）选用的
29、齿轮满足强度刚度要求由于系统所受的载荷不大，在设计中齿轮采用了腹板式齿轮不仅能够满足强度及刚度要求，而且节省材料，降低了加工的成本。3）轴具有足够的强度及刚度由于二级展开式齿轮减速器的齿轮相对轴承位置不对称，当其产生弯扭变形时，载荷在齿宽分布不均匀，因此，对轴的设计要求最高，通过了对轴长时间的精心设计，设计的轴具有较大的刚度，保证传动的稳定性。4）箱体设计的得体设计减速器的具有较大尺寸的底面积及箱体轮毂，可以增加抗弯扭的惯性，有利于提高箱体的整体刚性。5）加工工艺性能好设计时考虑到要尽量减少工件与刀具的调整次数，以提高加工的精度和生产率。此外，所设计的减速器还具有形状均匀、美观，使用寿命长等优
30、点，可以完全满足设计的要求。6）个人体会这次关于带式运输机上的两级圆柱齿轮减速器的课程设计是真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们机械设计的综合素质大有用处。通过三个星期的设计实践，使我对机械设计有了更多的了解和认识.为我们以后的工作打下了坚实的基础.这次的课程设计,对于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和有关先修课程的理论,结合生产实际反应和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。设计中还存在不少错误和缺点，需要继续努力学习和掌握有关机械设计的知识，继续培养设计习惯和思维从而提高设计实践操作能力。 参考文献1 陈秀宁，施高义机械设计课程设计(2版)M杭州： 浙江大学出版社, 20042 濮良贵，纪名刚机械设计（8版）M北京：高等教育出版社，20063 蒋寿伟现代机械工程图学（2版）M北京：高等教育出版社, 20064 陆玉、冯立艳机械设计课程设计（4版） M北京：机械工业出版社,20075 刘鸿义材料力学（1）（4版）M北京：高等教育出版社, 20046 张展机械设计通用手册北京：机械工业出版社，2008 28 / 28