带式输送机传动装置设计说明书.docx
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带式输送机传动装置设计说明书
带式输送机传动装置的设计
孙志会
金陵科技学院机电工程学院
10级机械设计制造及其自动化1班
前言
机械课程设计是培养学生机械设计能力的技术基础课。
机械设计
课程设计是机械设计课程的重要实践教学环节，其基本目的是：
1）通过课程设计，综合运用机械设计课程和其他先修课程的理
论和实际知识，培养分析和解决实际问题的能力，掌握机械设计的一
般规律，树立正确的设计思想；
2）学会从机器功能的要求出发，合理选择执行机构和传动机构
的类型，制定传动方案，合理选择标准部件的类型和型号，正确计算
零件的工作能力，确定其尺寸、形状、结构及材料，并考虑制造工艺、
使用、维护、经济和安全等问题，培养机械设计能力；
3）通过课程设计，学习运用标准、规范、手册、图册和查阅科
技文献资料以及计算机应用等，培养机械设计的基本技能和获取有关
信息的能力。
在本课程设计中用计算机绘图或手工绘图都能达到以上要求，但
是由目前发展趋势应尽量采取计算机绘图。
2012年12月
前言.................................................................................................................................
错误!
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1
设计任务书..................................................................................................................................................
3
1.1
课题题目............................................................................................................
错误!
未定义书签。
1.2
主要技术参数说明............................................................................................
错误!
未定义书签。
1.3
传动系统方案的选择........................................................................................
错误!
未定义书签。
1.4
机械设计课程设计任务...................................................................................................................
3
2
传动装置的总体设计..................................................................................................
错误!
未定义书签。
2.1
电动机的选择....................................................................................................
错误!
未定义书签。
2.2
总传动比的计算和分配各级传动比...............................................................................................
5
2.3
传动装置的运动和动力参数计算...................................................................................................
5
3
传动零件的设计计算.................................................................................................................................
7
3.1
箱外传动零件设计...........................................................................................................................
7
3.2
箱体内传动零件的设计...................................................................................................................
9
4
减速器轴及轴承装置的设计....................................................................................................................
13
4.1
轴的设计.........................................................................................................................................
13
4.2
轴承的设计.....................................................................................................................................
18
5
键连接设计................................................................................................................................................
19
5.1
键的选择及校核.............................................................................................................................
19
6
联轴器的设计............................................................................................................................................
20
6.1
联轴器的选择.................................................................................................................................
20
7
减速器附件选择及简要说明....................................................................................................................
20
7.1
列表说明.........................................................................................................................................
21
8
减速器的润滑、密封简要说明................................................................................................................
21
8.1
润滑方式.........................................................................................................................................
21
8.2
润滑油牌号及用量.........................................................................................................................
21
8.3
密封形式.........................................................................................................................................
21
9
箱体结构设计............................................................................................................................................
22
9.1
箱体主要结构尺寸的计算.............................................................................................................
22
10总结..........................................................................................................................................................
23
参考文献.......................................................................................................................................................
24
1设计任务书
1.1课题题目
带式输送机传动装置的设计
1.2主要技术参数说明
参数
数据
输送带工作拉力F/N
2000
输送带工作速度v/（m/s）
1.8
滚筒直径D/mm
450
每日工作时数T/h
24
传动工作年限/年
5
1.3传动系统方案的选择
图1带式输送机传动系统简图
1.4机械设计课程设计任务
1.减速器装配图一张；
2.零件工作图2张（传动零件和轴选一张，箱体和箱盖选一张等）；
3.设计计算说明书一份。
2传动装置的总体设计
2.1电动机的选择
2.1.1电动机类型的选择
Y系列三相异步电动机
2.1.2电动机功率的确定
工作机效率w=1
传动装置各部分的效率，查表9.4
8级精度齿轮传动效率
齿=0.97
齿=0.97
十字滑块联轴器传动效率
l=0.98
V带传动效率带=0.96
l=0.98
带=0.96
球轴承传动效率球1=0.99（一对）
球1=0.99
球轴承传动效率球2=0.99（一对）
球2=0.99
滚筒轴承传动效率球3=0.99（一对）
球3=0.99
滚筒传动效率滚筒=0.96
滚=0.96
=带·球1·齿·球2·l·球3·滚筒
=0.85
=0.96x0.99x0.97x0.992x0.98x0.96=0.85
工作机所需输入功率
Pw=FV/1000w=2000x1.8/1000w=3.6kW
电动机功率
Pd=4.24kW
Pd=Pw/=3.6/0.85=4.24kW
2.1.3确定电动机转速
滚筒轴的工作转速为
nw=60x1000V/πd=60x1000x1.8/3.14x450nw=76.43r/
=76.43r/min
min
查表9.3按推荐的合理传动比范围，取
V带传动的传动比i1’
，单
=2~4
级齿轮传动比i2’
，则合理总传动比的范围
’
，故电动机转速的可
=3~5
i=6~20
选范围为
n
’
=i
’
·n=（~
）x76.43=458.58~1528.60r/min
d
w
6
20
符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min、1500r/min，在根据计算出的功率，由附表2.1查出有三种适用的电机型号，其技术参数及传动比的比较情况见下表。
方案2
额定功
电动机转速/（r/min）
传动装置
Y132M2-6
方案
电动机型号
率
的总传动
e
W
e
同步转速
满载转速
比
P=5.5k
P/kW
1
Y160M2-8
5.5
750
720
9.42
nm=960r/mi
2
Y132M2-6
5.5
1000
960
12.56
n
3
Y132S-4
5.5
1500
1440
18.84
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量以及带传动和减速器的传动
比，比较三个方案，选择方案2比较适合。
因此选定电动机的型号为Y132M2-6，所选电动机的额定功率Pe=5.5kW，满载转速nm=960r/min，总传动比适中，传动装置结构较紧凑。
2.2总传动比的计算和分配各级传动比
（1）计算总传动比i
i=12.56
i=nm/nw=960/76.43=12.56
（2）分配传动装置的传动比
i=i带·i齿
式中
i带、i齿——分别为带传动和齿轮传动的传动比。
为使V带传动外廓尺寸不致过大，，取i带=2.5
i齿=5.02
i齿=i/i
带=12.56/2.5=5.02
2.3传动装置的运动和动力参数计算
n=384r/mi
（1）各轴转速
I
n
nI=nm/i带=960/2.5=384r/min
nII=76.49r/
min
nII=nI/i齿=384/5.02=76.49r/min
II轴即为工作机构的滚筒轴，nII=nw
（2）各轴的输入功率
p1pd带=4.240.96=4.07kW
p2p1球1齿=4.070.990.97=3.91kW
滚筒轴输入功率为
Pw=p2球3滚筒=3.910.990.96=3.72kW
（3）各轴转矩
I轴
T1=9550p1/nI=95504.07/384=101.22N·m
II轴
T2=9550p2/nII=95503.91/76.49=488.17N·m
滚筒轴
Tw=9550Pw/nw=95503.72/76.49=464.45N·m
传动装置的数据参数
p1=4.07kW
p2=3.91kW
Pw=3.72kW
T1=101.22N
·m
T2=488.17N
·m
Tw=464.45N
·m
轴号功率P/kW转矩T/N·m转速n/（r/min）传动比效率
电动机轴
4.24
42.18
960
2.500.96
I
4.07
101.22
384
5.020.96
II
3.91
488.17
76.49
1.000.95
滚筒轴III
3.72
464.45
76.49
3传动零件的设计计算
3.1箱外传动零件设计
3.1.1带传动（参考《机械设计基础》第二版P152）
（1）确定计算功率PC
由表9.21查的KA=1.4（工作情况系数）
PC=KAPd=1.4x4.24=5.94kW
（2）选取普通V带型号
根据PC=5.94kWn1=960r/min，由图9.13选用A型普通V带。
（3）确定带轮基准直径
根据表9.6和图9.13选取，且dd1=140mm>dmin=75mm
大带轮基准直径为
dd2=（n1/n2）dd1=（960/384）x140=350mm
按表9.3选取标准直径dd2=355mm
则实际传动比i、从动轮的实际转速分别为
i=dd2/dd1=355/140=2.54
n2’=n1/i=960/2.54=377r/min
从动轮的转速相对误差率为
（377-384）/384x100%=-1.8%
（3）验算带速v
v=πdd1n1/60x1000=3.14x140x960/60x1000=7.03m/s
带速在5—25m/s范围内。
（5）确定带的基准长度Ld和实际中心距a
按结构设计要求初定中心距a0=1000
Ld0=2a0+π（dd1+dd2）/2+（dd2-dd1）2/4a0
=[2x1000+3.14x（140=350）/2+
（350-140）2/4x1000=2780.325mm
PC=5.94kW
dd2=350mm
i=2.54
’
n2=377r/min
v=7.03m/s
由表9.4选取基准长度Ld=2800mmLd=2800mm
实际中心距a为
a=a0+（Ld-Ld0）/2=1000+（2800-2780.325）/2a=1010mm
=1010mm
中心距a的变动范围为
amin=a-0.015Ld=（1010-0.015x2800）mm=968mm
amax=a+0.03Ld=（1010+0.03x2800）mm=1094mm
（6）校验小带轮包角α1
。
。
α1=180-（dd2-dd1）/ax57.3
。
。
=180
-（350-140）/1010x57.3
。
α=168.1
。
。
1
合格
=168.1>120
（7）确定V带根数z
z>=P
c/（P0+
P0）KαKL
0
W
P=1.64k
根据dd1=140mmn1=960r/min,
查表9.9，用内插法得P0=1.64kW
P=Kn（1-1/k
i）
0
α1
由表9.18查得Ka=1.0275x10-3
Ka=1.0275x10-3
Ki=1.1373
根据传动比i=2.54，查表9.19得
Ki=1.1373，则
0
W
P=0.12k
P0=[1.0275x10-3x960（1-1/1.1373）]k
W=0.12kW
由表9.4
查得带长度修正系数KL=1.11，由图9.12
查得包角系数
K=0.98，得普通V带根数
L
α
K=1.11
z=5.94
/（1.64+0.12）x0.98x1.11=3.10
K=0.98
α
z=4
取整得z=4根。
（8）求初拉力F及带轮轴上的压力F
0
Q
由表9.6查得A型普通V带的每米长质量q=0.17kg/m，则单根V
带的初拉力为
F
0=（1000Pc
2zv）x（2.5/K
α-1）+qv2
q=0.17kg/m
/
=[1000x5.94/（2x4x7.03）（2.5/0.98-1）]+0.1x（7.03）
2
=168.76N
作用在轴上的压力为
F0=168.76N
F
Q=2F0zsin（
α1/2）
=2x168.76x4xsin（168.1
。
/2）=1342.8N
F=1342.8N
（9）设计结果
Q
选用4根A-2800GB/T11544-1997V
带，
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