带式输送机传动装置设计课程设计Word文件下载.docx
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起止日期
一
设计准备:
明确设计任务；
准备设计资料和绘图用具
教2-207
1011.12.26
二
传动装置的总体设计:
拟定传动方案；
选择电动机；
计算传动装置运动和动力参数；
传动零件设计计算：
带传动、齿轮传动主要参数的设计计算。
教2-208
2011.12.26至12.28
三
减速器装配草图设计:
初绘减速器装配草图；
轴系部件的结构设计；
轴、轴承、键联接等的强度计算;
减速器箱体及附件的设计。
2011.12.29至2012.01.02
四
完成减速器装配图
2012.01.03至01.7
五
零件工作图设计
教2-505
2012.01.08至01.10
六
整理和编写设计计算说明书
2012.01.09至01.12
五、应收集的资料及主要参考文献
1杨现卿.机械设计基础.北京：
中国电力出版社，2010
2濮良贵,纪名刚.机械设计[M].北京：
高等教育出版社，2001.
3任济生,唐道武,马克新.机械设计/机械设计基础课程设计[M].徐州：
中国矿大出版社，2008
4机械制图、机械设计手册等书
设技计算及说明
主要结果
一、传动方案的拟定及说明
传动方案给定为二级减速器（两级圆柱齿轮传动减速），说明如下：
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
二、电动机选择
1．电动机类型和结构型式
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y112M-2系列三项异步电动机。
它为卧式封闭结构
2．电动机容量
1）卷筒轴的输出功率ＰＷ
2）电动机输出功率Ｐd
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
；
球轴承
圆柱齿轮传动
则
故
3．电动机的转速
为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。
由任务书中推荐减速装置传动比范围i=9--25，则电动机转速可选范围
Ped=3kW
i1=4.43
i2=3.16
：
可见只有同步转速为3000r/min的电动机符合
综合考虑电动机和传动装置的尺寸，质量，价格和传动比。
选定电动机的型号为Y122M-2。
主要性能如下表：
电机型号
额定功率
满载转速
起运转矩
最大转矩
Y112M-2
4kW
2890r/min
2.2N·
m
2.3N·
4、计算传动装置的总传动比
并分配传动比
1）总传动比
=nm/nw=2890/206.4=14.01
2）分配传动比二级展开式圆柱齿轮减速器总传动比
二级减速器中：
按展开式布置取i1=1.4i2
可算出i1=4.43i2=3.16
三、计算传动装置的运动和动力参数
1．各轴转速
减速器传动装置各轴从高速轴至低速轴依次编号为：
Ⅰ轴、Ⅱ轴、Ⅲ轴。
各轴转速为：
2．各轴输入功率
按电动机所需功率计算各轴输入功率，即
3．各轴输入转矩T（N•mm）
将计算结果汇总列表备用。
项目
高速轴Ⅰ
中间轴Ⅱ
低速轴Ⅲ
N转速
（r/min）
2890
652.8
206.4
P功率
（kW）
3.42
3.28
3.15
转矩T
（N•m）
i传动比
4.43
3.16
效率
0.99
0.97
四、传动件的设计计算
齿轮传动设计选择斜齿轮圆柱齿轮
先设计高速级齿轮传动
1）、选择材料热处理方式
根据工作条件与已知条件知减速器采用闭式软齿面
计算说明
（HB<
=350HBS）,8级精度,查表10-1得
小齿轮40Cr调质处理HB1=280HBS
大齿轮45钢调质处理HB2=240HBS
因软齿面闭式传动常因点蚀而失效,故先按齿面接触强度设计公式确定传动的尺寸,然后验算轮齿的弯曲强度
Kt=1.5
2）、按齿面接触强度计算:
取小齿轮
，α=20°
则
，
，取
=107所以实际传动比
齿面接触强度的设计计算公式为
（1）
确定公式中的各计算数值
a.因为齿轮分布非对称，载荷比较平稳综合选择Kt=1.5
b.由图10-30选取区域系数
=2.5
c.计算小齿轮的转矩:
。
确定需用接触应力
d.u=i=4.46,齿宽系数
=0.7，Zε=0.9
e.查得材料的弹性影响系数
=189.8MPa
f.在传动中，大小齿轮的齿面接触应力是相同的，而两轮的材料一般是大齿轮稍差，所以大齿轮的
较低，故按大齿轮材料的
计算.
可通过公式
计算
为接触疲劳极限值，查表可知小、大齿轮的
为解除疲劳的安全系数，取为1.2
为计算时的寿命系数，取为1
为工作硬化系数，取为1
所以可知
g.将求得的数值代入公式
（1）中得
mm
所以
3）验算齿根弯曲疲劳强度
（2）
认为两齿轮的的齿宽相等，
相等，但由于
其中
为复合齿形系数，
为重合度系数，对两齿轮不同，所以应分别求出，取二者之中的较大值代入上式求m。
其中
为许用弯曲应力，可通过公式
求出
由图10-2查得大、小齿轮的齿根弯曲疲劳极限值为
为实验齿轮的应力修正系数，取为2
为弯曲疲劳强度计算的寿命系数，取为1
为齿根弯曲强度的最小安全系数。
取为1.4
由上述值求大小齿轮的
计算小大齿轮的
，并比较
查表可知
且，故应将
代入
（2）式（11-15）计算。
且
所以m
4）对比计算结果,取m=1.5，则分度圆的直径
，满足齿面接触疲劳强度的要求。
两结果相差不大，由此第一对齿轮传动的结果如下：
小齿轮齿宽
圆整取小齿轮齿宽为26mm.由机械设计指导说明书，小齿轮齿宽一般比大齿轮齿宽大5—10mm,所以取大齿轮齿宽为20mm
5）、计算中心距
取a1=100mm
6）结构设计，配合后面轴的设计而定。
低速轴的齿轮计算
选择材料热处理方式（与前一对齿轮相同）（HB<
=350HBS）
8级精度,查表10-1得
=75所以实际传动比
确定许用接触应力
d.u=i=3.13,齿宽系数
e.由表10-6查得材料的弹性影响系数
在传动中，大小齿轮的齿面接触应力是相同的，而两轮的材料一般是大齿轮稍差，所以大齿轮的
为解除疲劳极限值，查表可知小、大齿轮的
将求得的数值代入公式
（1）中得
对两齿轮不同，所以应分别求出，取二者之中的较大值代入上式求m。
并比较
所m
4）对比计算结果,取m=2.5mm，则分度圆的直径
两结果相差不大，由此第二对齿轮传动的结果如下：
圆整取小齿轮齿宽为45mm.由机械设计指导说明书，小齿轮齿宽一般比大齿轮齿宽大5—10mm,所以取大齿轮齿宽为40mm
取a2=125mm
五、轴的设计计算
为了对轴进行校核，先求作用在轴上的齿轮的啮合力。
第一对和第二对啮合齿轮上的作用力分别为
1．高速轴Ⅰ设计
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，取
2）初算轴的最小直径
高速轴Ⅰ为输入轴，因为轴上有键槽，故最小直径加大3%，
=10.90mm。
由《机械设计手册》表22-1-17查得带轮轴孔有14.、16、20等规格，故取
=14mm
高速轴工作简图如图（a）所示
首先确定各段直径
A段：
=14mm（由最小直径算出）
B段：
=20mm，根据油封标准，选择毡圈孔径为20mm的
C段：
=25mm，与轴承（深沟球轴承6205）配合，取轴承内径
D段：
=29mm，设计非定位轴肩取轴肩高度h=2mm
E段：
=36mm，将高速级小齿轮设计为齿轮轴
G段，
=25mm,与轴承（深沟球轴承6205）配合，取轴承内径
F段：
=29mm,设计非定位轴肩取轴肩高度h=2mm
第二、确定各段轴的长度
=1.6*14=22.4mm,圆整取
=25mm
=54mm，考虑轴承盖与其螺钉长度然后圆整取54mm
=27mm,与轴承（深沟球轴承6205）配合,加上挡油盘长度
=B+△3+2=15+10+2=27mm
G段：
=△2-2=10-2=8mm
，齿轮的齿宽
=60mm,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
=60mm
轴总长L=
两轴承间距离（不包括轴承长度）S=106mm，
2、轴Ⅱ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15-31，取
因为带轮轴上有键槽，故最小直径加大6%，
=18.33mm。
根据减速器的结构，轴Ⅱ的最小直径应该设计在与轴承配合部分，初选深沟球轴承6304，故取
=20mm
轴Ⅱ的设计图如下：
首先，确定各段的直径
A段:
=20mm,与轴承（深沟球轴承6304）配合
=28mm，与轴承（深沟球轴承6304）配合
=26mm，非定位轴肩
=28mm,非定位轴肩，与齿轮配合
=34mm,齿轮轴上齿轮的分度圆直径
=30mm,定位轴肩
然后确定各段距离：
=27mm,考虑轴承（深沟球轴承6304）宽度与挡油盘的长度
=10mm,根据轴齿轮到内壁的距离及其厚度
=43mm,根据齿轮轴上齿轮的齿宽
=43mm,根据高速级大齿轮齿宽减去2mm得（为了安装固定）
=38mm，考虑了轴承长度与箱体内壁到齿轮齿面的距离
=10mm,由轴Ⅰ得出的两轴承间距离（不包括轴承长度）S=106mm减去已知长度得出
3、轴Ⅲ的设计计算
输入功率P=3.15KW,转速n=206.4r/min,T=146000N.mm
轴的材料选用40Cr（调质），取
=100
所以轴的直径:
=24.8mm。
因为轴上有两个键槽，故最小直径加大7%，
=26.3mm。
由表13.1（机械设计课程设计指导书）选联轴器型号为LH2
轴孔的直径
=30mm长度L=60mm
轴Ⅲ设计图如下：
首先，确定各轴段直径
=40mm,与轴承（深沟球轴承6008）配合
B段:
=46mm,非定位轴肩,h取3mm
C段:
=52mm,定位轴肩，取h=3mm
D段:
=48mm,非定位轴肩，h=2mm
E段:
F段:
=34mm,按照齿轮的安装尺寸确定
G段:
=30mm,联轴器的孔径
然后、确定各段轴的长度
=37mm,由轴承长度
=38mm，齿轮齿宽减去2mm，便于安装
=10mm,轴环宽度，取圆整值
=28mm,由两轴承间距减去已知长度确定
=27mm,由轴承长度
=65mm,考虑轴承盖及其螺钉长度，圆整得到
=60mm,联轴器孔长度
轴的校核计算,
第一根轴:
求轴上载荷
已知：
受力如右图：
由工程力学知识可求得
水平支反力:
垂直支反力:
合成弯矩
T=11300N.mm
由图可知,危险截面在左边
W=0.1
=4666
=
/W=3.4MPa<
70MPa
轴材料选用40Cr查手册
符合强度条件!
第二根轴
由图可知,危险截面在小齿轮3处B
=0.1*263=1757.6
<
第三根轴:
受力如图：
可知危险截面在齿轮处
该处的抗弯截面模量
=70MPa
所以该轴符合强度条件
六、滚动轴承的选择及计算
1.Ⅰ轴轴承型号为6205轴承
1）计算轴承的径向载荷：
2）计算轴承1、2的当量载荷,取载荷系数
则轴承1、2的当量动载荷为
3）校核轴承寿命
按一年300个工作日,每天两班制.寿命15年.故所选轴承适用。
2．Ⅱ轴轴承
2）计算轴承的轴向载荷（查指导书p125）深沟球轴承6304基本额定动载荷Cr=15.8KN,基本
3）校核轴承寿命
按一年300个工作日,每天两班制.寿命14年.故所选轴承适用。
按一年300个工作日,每天单班制.寿命120年.故所选轴承适用。
2．Ⅲ轴轴承
2）计算轴承的轴向载荷（查指导书p125）深沟球轴承6008基本额定动载荷Cr=17KN,基本
按一年300个工作日,每天两班制.寿命27年.故所选轴承适用。
七、键联接的选择及校核计算
1．Ⅰ轴上与联轴器相联处键的校核
键A5×
20，b×
h×
L=5×
5×
20单键
键联接的组成零件均为钢，
=125MPa
满足设计要求
2．Ⅱ轴上大齿轮处键
键A6×
14，b×
L=6×
6×
14单键
3．Ⅲ轴上
１）联接齿轮处
采用键A10×
8×
28，b×
L=10×
28单键
2）联轴器处
采用A型键A
单键
八、高速轴的疲劳强度校核
第一根轴结构如下：
判断危险截面
在A-B轴段内只受到扭矩的作用，又因为e<
2m高速轴是齿轮轴，轴的最小直径是按照扭转强度较为宽裕是确定的，所以A-B内均无需疲劳强度校核。
从应力集中疲劳强度的影响来看，E段为齿轮轴啮合区域，引起的应力集中最为严重，截面E端面上的应力最大。
但是由于齿轮和轴是同一种材料所受的应力条件是一样的，所以只需校核E段截面即可。
抗弯截面系数
抗扭截面系数
左截面上的扭矩T3为
截面上的弯曲应力
截面上的扭转应力
轴的材料为40Cr,调质处理。
由表15-1查得：
当量应力：
综上所述：
E段为齿轮轴啮合区域疲劳强度满足要求，满足设计要求。
九、铸件减速器机体结构尺寸计算表及附件的选择
1、铸件减速器机体结构尺寸计算表a=125
名称
符号
减速器及其形式关系
机座壁厚
δ
0.025a+3mm=6.125mm,取8mm
机盖壁厚
δ1
0.02a+3=5.5mm<
8mm,取8mm
机座凸缘厚度
b
1.5δ=12mm
机盖凸缘厚度
b1
机座底凸缘厚度
p
2.5δ=20mm取30mm
地脚螺钉直径
df
0.036a+12=16.5mm取16mm
地脚螺钉数目
n
a<
250mm,n=4
轴承旁连接螺栓直径
d1
0.75df=13.15mm取8mm
机盖与机座连接螺栓直径
d2
（0.5~0.6）df=8.76~10.52mm取10mm
连接螺栓d2的间距
l
150~200mm取180mm
轴承端盖螺钉直径
d3
（0.4~0.5）df=7.01~8.76mm取M8
窥视孔盖螺钉直径
d4
（0.3~0.4）df=5.26~7.01mm取M6
定位销直径
d
（0.7~0.8）df=12.27~14.02mm取M12
df、d2、d3至外机壁距离
c1
19mm
d1、d2至凸缘边缘距离
c2
20mm
轴承旁凸台半径
R1
R1=C2=20
凸台高度
h
30mm
外机壁至轴承座端面距离
L1
c1+c2+（5~8）=44
内机壁至轴承座端面距离
L2
δ+c1+c2+（5~8）=52
大齿轮顶圆与内机壁距离
△1
≥1.2δ=9.6mm取14mm
齿轮端面与内机壁距离
△2
≥δ=8mm取10mm
机盖、机座肋厚
m1,m
m1=m≈0.85δ1=6.8mm,取7mm
轴承端盖外径
D2
108mm115mm135mm
轴承端盖凸缘厚度
e
（1~1.2）d3=9mm取12mm
轴承旁连接螺栓距离
s
s≈D2
2、减速器附件的选择，在草图设计中选择
包括：
轴承盖，窥视孔，视孔盖，压配式圆形油标，通气孔，吊耳，吊钩，螺塞，封油垫，毡圈等。
十、润滑与密封（润滑与密封方式的选择、润滑剂的选择）
减速器内传动零件采用浸油润滑，减速器滚动轴承采用油脂润滑。
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