完整版链式输送机传动装置毕业课程设计.docx
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完整版链式输送机传动装置毕业课程设计
《机械设计》课程设计
设计题目：
链式输送机传动装置的设计
内装：
1.设计计算说明书一份
2.减速器装配图一张（A1）
3.轴零件图一张（A2）
4.齿轮零件图一张（A2）
材控系08-4班级
设计者：
魏明炜
指导老师：
张晓辉
完成日期：
2010年12月18日
成绩：
_________________________________
河南理工大学
课程设计任务书
设计题目
链式输送机传动装置的设计
学生姓名
魏明炜
所在院系
材料学院
专业、年级、班
材控08-4班
设计要求：
输送机连续工作，单向运转，载荷较平稳，两班制工作，使用期限10年，小批量生产。
允许输送带速度误差为±５％。
输送带拉力F=2.55kN；输送带速度V=1.7ms；滚筒直径D=300mm。
学生应完成的工作：
1．编写设计计算说明书一份。
2．减速器部件装配图一张（A0或A1）；
3．绘制轴和齿轮零件图各一张。
参考文献阅读：
1.《机械设计》课程设计指导书
2.《机械设计》图册
3.《机械设计手册》
4.《机械设计》
工作计划：
1.设计准备工作
2.总体设计及传动件的设计计算
3.装配草图及装配图的绘制
4.零件图的绘制
5.编写设计说明书
任务下达日期：
2010年12月15日
任务完成日期：
2010年12月25日
指导教师（签名）：
学生（签名）：
魏明炜
带式输送机传动装置的设计
摘要：
齿轮传动是应用极为广泛和特别重要的一种机械传动形式，它可以用来在空间的任意轴之间传递运动和动力，目前齿轮传动装置正逐步向小型化，高速化，低噪声，高可靠性和硬齿面技术方向发展，齿轮传动具有传动平稳可靠，传动效率高（一般可以达到94%以上，精度较高的圆柱齿轮副可以达到99%），传递功率范围广（可以从仪表中齿轮微小功率的传动到大型动力机械几万千瓦功率的传动）速度范围广（齿轮的圆周速度可以从0.1ms到200ms或更高，转速可以从1rmin到20000rmin或更高），结构紧凑，维护方便等优点。
因此，它在各种机械设备和仪器仪表中被广泛使用。
本文设计的就是一种典型的一级圆柱直齿轮减速器的传动装置。
其中小齿轮材料为40Cr（调质），硬度约为240HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度约为215HBS，齿轮精度等级为8级。
轴、轴承、键均选用钢质材料。
关键词：
减速器、齿轮、轴、轴承、键、联轴器
机械设计课程设计计算说明书
1.
一、课程设计任务书…………………………………1
二、摘要和关键词……………………………………………2
2.
一、传动方案拟定………………………………………………3
各部件选择、设计计算、校核
二、电动机选择…………………………………………………3
三、计算总传动比及分配各级的传动比………………………4
四、运动参数及动力参数计算…………………………………6
五、传动零件的设计计算………………………………………7
六、轴的设计计算………………………………………………10
七、滚动轴承的选择及校核计算………………………………12
八、键联接的选择及校核计算…………………………………13
九、箱体设计……………………………………………………14
《机械设计》课程设计
设计题目：
带式输送机传动装置的设计
内装：
1.设计计算说明书一份
2.减速器装配图一张（A）
3.轴零件图一张（A）
4.齿轮零件图一张（A）
系班级
设计者：
指导老师：
完成日期：
成绩：
_________________________________
计算过程及计算说明
一、传动方案拟定
（1）工作条件：
运输链连续单项运转，工作时有轻微震动，有粉尘，空载启动，运输链工作速度允许误差为±5%，每年按300个工作日计算，使用期限为10年，大修期为3年，两班制工作（每班按8h计算），在专门工厂小批量生产
（2）原始数据：
滚筒圆周力F=2.55kN；带速V=0.8ms；
滚筒直径D=125mm。
二、电动机选择
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）传动装置的总功率：
η总=η带×η3轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒
=0.96×0.983×0.97×0.99×0.96
=0.83
（2）电机所需的工作功率：
P工作=FV（1000η总）
=2550×0.8（1000×0.83）
=2.46KW
由附录九选取电动机额定功率P=3KW
3、确定电动机转速：
计算滚筒工作转速：
n筒=60×1000VπD
=60×1000×0.8π×125
=122.3rmin
按表3-1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=3~6。
取V带传动比I’1=2~4，则总传动比理时范围为I’a=6~24。
故电动机转速的可选范围为n’d=I’a×n筒
n筒=（6~24）×122.3=733.8~2935.2rmin
符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500rmin。
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：
因此有三种传支比方案：
由《机械设计手册》查得。
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=1000rmin 。
4、确定电动机型号
对应有三种适合的电动机型号可供选择，如下表
传动比方案
电动机型号
额定功率kw
电动机转速（r·）
电动机重量N
参考价格元
传动装置的传动比
同步转速
满载
转速
总传动比
V带传动
齿轮
1
Y132M-8
3
750
710
76
1000
5.81
3.45
2.37
2
Y132S-6
3
1000
960
66
7.85
2.7
2.91
3
Y100L2-4
3
1500
1430
35
270
11.69
3.46
3.38
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量、价格和传动比，方案2比较合适。
因此选定电动机的型号为Y132S-6。
所选电动机主要性能和外观尺寸如下表
电动机（型号Y132S-6）的主要性能
额定功率kw
同步转速
满载转速
电动机总重N
启动转矩额定转矩
最大转矩额定转矩
4
1000
960
730
2.0
2.0
电动机（型号Y132S-6）的主
要外形尺寸和安装尺寸mm
中心高H
外形尺寸
底脚安装尺寸AB
地脚螺栓孔直径K
轴外伸尺寸DE
132
475347.5315
216140
12
3880
三、计算总传动比及分配各级的传动比
1、总传动比：
i总=n电动n筒=960122.3=7.85
2、分配各级传动比
（1）据指导书P7表1，取齿轮i带=2.7（V带传动比I’1=2~4合理）
（2）∵i总=i齿轮×i带
∴i齿轮=i总i带=7.852.7=2.91
四、运动参数及动力参数计算
1、计算各轴转速（rmin）
nI=nmi带=9602.7=355.56（rmin）
nII=nIi齿轮=355.562.91=122.18（rmin）
nIII=nII=122.18（rmin）
2、计算各轴的功率（KW）
PI=P工作×η带=2.46×0.96=2.36KW
PII=PI×η轴承×η齿轮=2.36×0.98×0.97=2.24KW
PIII=PII×η轴承×η联轴器=2.24×0.97×0.99=2.18KW
3、计算各轴扭矩（N·mm）
T工作=9550×2.46960=24.47
TI=T工作×η带×i带=24.47×2.7×0.96=63.43N·m
TII=TI×i齿轮×η轴承×η齿轮
=63.43×2.91×0.98×0.97=175.47N·m
TIII=TII×η轴承×η联轴器
=175.47×0.97×0.99=170.24N·m
五、传动零件的设计计算
1.确定计算功率PC
由课本表9-7得：
kA=1.2
PC=KAP=1.2×3=3.6KW
2.选择V带的带型
根据PC、n1由课本图9-12得：
选用A型
3.确定带轮的基准直径dd并验算带速v。
1）初选小带轮的基准直径dd1由课本表9-8，取小带轮的基准直径dd1=100mm。
2）验算带速v。
按计算式验算带的速度
v=πdd1n1（60×1000）
=π×100×1000（60×1000）=5.23ms
在5-25ms范围内，带速合适。
3）计算大齿轮的基准直径。
计算大带轮的基准直径dd2
dd2=i带·dd1=2.7×100=270mm
由课本表9-8，圆整为dd2=280mm
4.确定带长和中心矩
1）根据课本式（9-18），初定中心距a0=500mm
2）由课本式（8-22）计算带所需的基准长度
Ld0≈2a0+π（dd1+dd2）2+（dd2-dd1）2（4a0）
由课本表9-2选带的基准长度Ld=1640mm
计算实际中心距a。
A=-B=
a=A+=513.6mm
取a=515mm
5.验算小带轮上的包角α1
α1=1800-（dd2-dd1）a×57.30
=159.970>1200（适用）
6.确定带的根数z
1）计算单根V带的额定功率pr。
由dd1=100mm和n1=1000rmin根据课本表9-3得
P0=0.97KW
根据n1=960rmin，i带=2.7和A型带，查课本表（9-4）得△P0=0.11KW
根据课本表9-5得Ka=0.95
根据课本表9-6得KL=0.99
2）计算V带的根数z。
z=3.5圆整为4根
7.计算单根V带的初压力的最小值（F0）min
（F0）min=500（2.5-Ka）PCazvKa+qV2
=[500×（2.5-0.95）×3.6（0.95×4×5.24）+0.1×5.242]N
=142.9N
8.计算压轴力Fp
压轴力的最小值为
（Fp）min=2z（F0）minsin（α12）
=2×4×142.9×sin（159.97°2）=1125.8N
2、齿轮传动的设计计算
1选定齿轮材料及精度等级及齿数
2）材料选择。
选择小齿轮45钢调质和大齿轮材料为45钢正火
3）选小齿轮齿数z1=24，大齿轮齿数z2=24×2.91=69.84，取70。
2按齿面接触疲劳强度设计
由设计计算公式
d1≥[]13
（1）确定公式内的各计算数值
1）试选载荷系数Kt=1.3
2）计算小齿轮传递的转矩
T1=9.55×106×P1n1
=95.5×106×2.36355.56=634000N·mm
3）选取齿宽系数φd=1
4）查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa12
5）按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1=520MPa；打齿轮的接触疲劳强度极限σHlim2=340MPa；
6）计算应力循环次数NL
NL1=60n1jLh=60×355.56×1×（16×300×10）
=1.02×109
NL2=NL1i=1.02×1092.91=3.52×108
7）取接触疲劳寿命系数KHN1=1.0KHN2=1.0
8）计算解除疲劳许用应力。
取失效概率为1%，安全系数S=1.0
[σH]1=KHN1σHlim1S=1.0×5201.0Mpa
=520Mpa
[σH]2=KHN2σHlim2S=1.0×3401.0Mpa
=340Mpa
（2）计算
1）试算小齿轮分度圆直径dd1，代入[σH]较小的值
dd1≥[]13
=73.89mm
2）计算圆周速度v。
v=πdd1n1（60×1000）=3.14×73.89×355.56（60×1000）=1.37ms
3）计算齿宽b。
b=φdd1=1×73.89mm=73.89mm
计算齿宽与齿高之比b=（z-1）e+2fmin=（4-1）×15+2×9=63mm，选取B=64mm
考虑到轴端挡圈的安装，此段轴长度取L1=63mm
轴与带轮由平键连接，轴上A型平键键槽：
宽b=6mm，深t=3.5mm。
轴头倒角C=1.0×45°，长L=60mm.
②段：
润滑密封段
带轮安装处的轴肩单边高为:
=355.6
=100638＞14400
结论：
选择正确
2、计算输出轴承
（1）、选择轴承
转速nⅢ=122.18rmin
试选6208型深沟球轴承，
其内径为40mm，外径为80mm，宽度为18mm。
额定动负荷, Cr 29100 N 。
（2）、求两支承轴承的当量载荷
FRA=（FAY2+FAZ2）12=（280.12+769.6）12=1049.7N
FRB=FRA=1049.7N
因Fa=0 当量载荷：
P=1049.7N
（3）、计算轴承寿命
fp=1.2—轻微冲击，ft=1—工作温度低于100°C，ε=3---滚动轴承
根据课本P279（16-3）寿命计算公式
低速轴轴承寿命计算
=3
=1.2
=1
C=25500N
P=1049.7N
n=76.4
结论：
选择正确
八、键联接的选择及校核计算
（1）减速器用键一览表（单位：
mm）
轴颈
颈长
键宽
键高
键长
键型号
输入轴
d22
L63
B6
H6
L60
输出轴
d32
L80
b10
h8
L70
d46
L79
b14
h9
L70
（2）、键的材料及许用应力
根据课本P158表（10-10）得：
键用精拔钢，轻微冲击时[σp]=100～120Mpa
选取[σp]=110Mpa
（3）、各轴受的扭矩
TI=63430Nmm
TII=175470Nmm
TIII=170240Nmm
（4）、键强度校核计算
1、大带轮与减速器输入轴的键联接
轴径d1=22mm,L1=60mm （有效长度l=56mm）
T2=48020Nmm =250Nm
许用转速：
np=3800rmin
适用于有冲击振动有粉尘的场合。
（2）、工作要求
承载扭矩：
T=175.47Nm（TIII=175470Nmm）
工况系数：
KA=1.25
（3）、校核计算
根据课本P291（17-1）：
Tc=KAT=1.25×175.47=219.3Nmn=122.18rmin结论：
所选LT6联轴器符合要求
九、箱体设计
名称
符号
尺寸（mm）
机座壁厚
δ
10
机盖壁厚
δ1
10
机座凸缘厚度
b
12
机盖凸缘厚度
b1
12
机座底凸缘厚度
b2
20
地脚螺钉直径
df
18
地脚螺钉数目
n
4
轴承旁联结螺栓直径
d1
14
机盖与机座联接螺栓直径
d2
10
联轴器螺栓d2的间距
l
150
轴承端盖螺钉直径
d3
8
窥视孔盖螺钉直径
d4
6
定位销直径
d
8
df，d1,d2至外机壁距离
C1
df，d2至凸缘边缘距离
C2
22,14
轴承旁凸台半径
R1
22
凸台高度
h
根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准
外机壁至轴承座端面距离
l1
60
大齿轮顶圆与内机壁距离
△1
10
齿轮端面与内机壁距离
△2
10
机盖、机座肋厚
m1,m
8，8
轴承端盖外径
D2
120，112
轴承端盖凸缘厚度
t
8
轴承旁联接螺栓距离
s
尽量靠近，以Md1和Md2互不
干涉为准，一般s=D2
η总=0.83
P工作=5.12KW
n滚筒
=108.2rmin
电动机型号
Y132S-6
i总=8.87
据手册得
i齿轮=2.91
i带=2.7
nI=355.56rmin
nII=122.18rmin
nIII=122.18rmin
PI=2.36KW
PII=2.24KW
PIII=2.18KW
TI=63.43N·m
TII=175.47N·mTIII=170.24N·m
V=5.23ms
dd2=270mm
取标准值
dd2=280mm
Ld=1612.8mm
a=515mm
Z=4
F0=142.9N
（Fp）min=1125.8N
i齿=2.91
Z1=24
Z2=70
T1=634000N·mm
αHlimZ1=520Mpa
αHlimZ2=340Mpa
NL1=1.02×109
NL2=3.52×108
KHN1=1.0
KHN2=1.0
[σH]1=520Mpa
[σH]2=340Mpa
d1=73.89mm
m=2.5mm
YFa1=2.65
YSa1=1.58
YFa2=2.24
YSa2=1.75
m≥3.92mm
d1=80mm
d2=232mm
a=156mm
B2=80mm
B1=85mm
初算轴径
d＞20.90mm
V型带轮安装段
d1=22mm
L1=63mm
润滑密封段
d2=26mm
L2=45.5mm
轴承：
6207
滚动轴承安装段
d3=35mm
L3=18mm
齿轮左轴承台阶段
d4=41mm
L4=19mm
齿轮所在段
d5=82mm
L5=85mm
齿轮右轴承台阶段
d5=41mm
L5=19mm
右轴承安装段
d7=35mm
L7=18mm
V型A带轮安装段
d1=22mm L1=63mm
润滑密封段
d2=26mmL2=45.5mm
左轴承安装段
d3=35mmL3=18mm
左轴承右轴肩段
d4=41mmL4=19mm
齿轮宽度段
d5=82mmL5=85mm
右轴承左轴肩段
d6=41mmL6=19mm
右轴承安装段
d7=35mmL7=18mm
两支承点距离LAB=100mm
齿轮中心距支承距离LCA=LCB=50mm
带轮中线距B点距离
LDB=85mm
齿轮圆周力
Ft=1625.3N
齿轮径向力
Fr=591.6N
水平支反力
FAy齿=FBy齿=813N
垂直支反力
FAz齿=FBz齿=296N
皮带力支反力
FA带=691.6N
FB带=1817.4N
垂直面弯矩
MC1=20.72N·m
水平面弯矩
Mc2=56.91N.m
合成弯矩
MC合1=60.56N·m
皮带拉力弯矩
MB3=96.82Nm
MC3=48.41Nm
合成弯矩
MC合2=108.97Nm
MB合2=96.82Nm
扭矩
T=63.39N·m
当量弯矩
Mec=115.42N·m
MeB=104.02N·m
危险截面C、B
强度校核
[σ-1]b=60MPa
σeB=24.26MPa
σec=2.09MPa
σeB<[σ-1]b
σeC<[σ-1]b
输出轴初取轴径
d=32mm
联轴器安装段
d1=32mmL1=80mm
右轴承、密封段
d2=40mmL2=65mm
右轴承轴肩段
d3=46mmL3=15mm
齿轮右轴肩段
d4=52mmL4=6mm
齿轮安装段
d5=46mmL5=79mm
左轴承安装段
d6=40mmL6=41mm
轴承6208
大齿轮圆周力
Ft=1539.2N
大齿轮径向力
Fr=560.2N
支反力
FAY=FBY=769.6N
FAZ=FBZ=280.1N
水平面内弯矩
MC1=53.87N·m
垂直面内弯矩
MC2=19.61N·m
合成弯矩
MC合=57.33N·m
转矩T=175.5N.m
当量弯矩
Mec=106.85N·m
许用弯曲应力
[σ-1]b=60MPa
计算应力
σe=12.80Mpa
σe<[σ-1]b
强度足够
轴承预计寿命
14400h
输入轴所选轴承
深沟球轴承：
6207
当量载荷
P=2371.9N
计算轴承寿命
C=100638h（小时）
预期寿命足够
输出轴所选轴承
深沟球轴承：
6208
输出轴当量载荷
P=1049.7N
计算轴承寿命
预期寿命足够
键的许用应力
[σp]=110Mpa
大带轮与输入轴的
键联接强度
σp=34.32Mpa
输出轴与齿轮2平键联接强度
σp=26.08Mpa
输出轴与联轴器平键联接强度
σp=35.17Mpa
选用弹性套柱销联轴器LT6
额定扭矩：
Tn=250Nm
许用转速：
np=3800rmin
计算转矩
Tc=219.3Nm
升级会员 