机械设计课程设计 计算说明书

设计题目 带式运输机传动装置 - 1 - 目 录

一 课程设计任务书 2 二 设计要求 2 三 设计步骤 2 1. 传动装置总体设计方案 3 2. 电动机的选择 4 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 4. 计算传动装置的运动和动力参数 6 5. 设计V带和带轮 7 6. 齿轮的设计 9 7. 滚动轴承和传动轴的设计 14 8. 键联接设计 28 9. 箱体结构的设计 29 10.润滑密封设计 31 11.联轴器设计 32

四 设计小结 32 五 参考资料 32 - 2 -

111 一 课程设计任务书 课程设计题目： 设计带式运输机传动装置（简图如下） 1——V带传动 2——运输带 3——单级斜齿圆柱齿轮减速器 4——联轴器 5——电动机 6——卷筒 原始数据： 数据编号 1 2 3 4 5 6 7 8 运输带工作拉力F/N 1500 2200 2300 2500 2600 2800 3300 4000 运输带工作速度v/(m/s) 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.4 1.2 1.6 卷筒直径D/mm 220 240 300 400 220 350 350 400 已知条件 1)工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35摄氏度； 2）使用折旧期：8年； 3）检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修； 4）动力来源：电力，三相交流，电压380/220V； 5）运输带速度允许误差±5%； 6）制造条件及生产批量:一般机械厂制造，小批量生产。 二. 设计要求 - 3 -

1．传动装置总体设计方案 1.减速器装配图一张。 2.绘制轴、齿轮零件图各一张。 3.设计说明书一份。 三. 设计步骤 1. 传动装置总体设计方案 本组设计数据： 第二组数据：运输带工作拉力F/N 2200 。 运输带工作速度v/(m/s) 1.1 。 卷筒直径D/mm 240 。 1）外传动机构为V带传动。 2）减速器为单级斜齿圆柱齿轮减速器。 3) 方案简图如上图 4）该方案的优缺点：该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分为单级斜齿圆柱齿轮减速器，这是单级圆柱齿轮中应用较广泛的一种。原动机部分为Y系列 NF2200 smv1.1 mmD240 - 4 - 2、电动机的选择 1）选择 电动机 的类型 2）选择 电动机 的容量 3）确定电动机转速 三相交流异步电动机。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。 2、电动机的选择 1）选择电动机的类型 按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，额定电压380V。 2）选择电动机的容量 工作机的有效功率为 vPwF 从电动机到工作机传送带间的总效率为 543321 由《机械设计课程设计手册》表1—7可知： 1 ： V带传动效率 0.96 2：滚动轴承效率 0.99（球轴承） 3 ：齿轮传动效率 0.97 （8级精度一般齿轮传动） 4 ：联轴器传动效率 0.99（弹性联轴器） 5 ：卷筒传动效率 0.96 所以电动机所需工作功率为 wPPd 3）确定电动机转速 按表13—2推荐的传动比合理范围，单级圆柱齿轮减速器传动比20~6'i 而工作机卷筒轴的转速为 Dvnw 所以电动机转速的可选范围为

kwPw42.2 86.0

kwPd81.2 58.87rnw - 5 - 3、计算传动装置的总传动比和分配传动比（1）总传动比i min)6.1751~48.525(min58.87)20~6('rrninwd 符合这一范围的同步转速有、1000minr和1500两种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1500minr的电动机。 根据电动机类型、容量和转速，由《机械设计课程设计手册》表12—1选定电动机型号为Y100L2-4。其主要性能如下表： 电动机型号 额定功率/kw 满载转速/(r/min) 额定转矩启动转矩 额定转矩最大转矩 Y100L2-4 3 1430 2.2 2.3 电动机的主要安装尺寸和外形如下表： 3.计算传动装置的总传动比i并分配传动比 (1).总传动比i为 wmnni (2).分配传动比iii 中心高 外型尺寸 L×（AC/2+AD）×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD 100 380× 332.5× 245 160 ×140 12 28× 60 8 ×28.009 选定电动机型 号Y100L2-4 33.16i - 6 -

(2)分配传动比

4.计算传动装置的运动和动力参数 1）各轴的转速

2）各轴的输入功率

3）各轴的输入转矩

考虑润滑条件等因素，初定 4i

1.4i 4. 计算传动装置的运动和动力参数 1).各轴的转速

I轴 min1430rnnm

II轴 min5.357rinn III轴 min2.87rinn 卷筒轴 min2.87rnnw 2).各轴的输入功率 I轴 kwPPd81.2 II轴 kwPP67.221 III轴 kwPP56.223 卷筒轴 kwPP51.224卷 3）.各轴的输入转矩 电动机轴的输出转矩dT为 mmNnPTmdd461088.11055.9 I轴 mmNTTd41088.1 II轴 mmNiTT4211015.7 III轴 mmNiTT5231082.2 卷筒轴 mmNTT5241076.2卷

4i 1.4i

min1430rn

min5.357rn

min2.87rn

min2.87rnw

kwP81.2

kwP67.2

kwP56.2

kwP51.2卷 - 7 -

5.设计V带和带轮

1).确

定计算功率

caP

2).选择V带类型 3).确定带轮的基准直径

1dd并

验算带速

将上述计算结果汇总与下表，以备查用。

轴名 功率P/kw 转矩T/(N·mm) 转速n/(r/min) 传动比i 效率

I轴 2.81 41088.1 1430 4 0.95 II轴 2.67 41015.7 357.5 4.1 0.96 III轴 2.56 51082.2 87.2 1 0.98 卷筒轴 2.51 51076.2 87.2

5. 设计V带和带轮 电动机输出功率 kwPd81.2，转速min14301rnnm，带传动传动比i=4，每天工作16小时。 1).确定计算功率caP 由《机械设计》表4.6查得工作情况系数2.1AK，故kwPKPdAca37.3 2).选择V带类型 根据caP，1n，由《机械设计》图4.11可知，选用A型带 3).确定带轮的基准直径1dd并验算带速 (1).初选小带轮基准直径1dd 由《机械设计》表4.4，选取小带轮基准直径mmdd901，而mmHdd10021，其中H为电动机机轴高度，满足安装要求。

(2).验算带速v

kwPca37.3 选用A型带

mmdd901 smv74.6 - 8 -

4).确定V带的中心距a和基准长度dL

5).验算小带轮上的包角

1

6).计算带的根数z

smndvd74.610006011 因为smvsm255，故带速合适。 (3).计算大带轮的基准直径 mmdiddd36012

根据《机械设计》表4.4，选取mmdd3552，则传动比9.312ddddi， 从动轮转速 min7.36612rinn 4).确定V带的中心距a和基准长度dL (1).由式 )(2)(7.021210ddddddadd得 8903120a，取mma7500 (2).计算带所需的基准长度dL

mmaddddaLddddd22224)()(2202012210 由《机械设计》表4.2选取V带基准长度mmLd2240 (3).计算实际中心距a

mmLLaadd759200 mmLaad82603.0max mmLaad725015.0min 5).验算小带轮上的包角1

901603.57)(180121adddd

mmdd3602 选取 mmdd3552

mma7500

mmLd2240 mma759mma826maxmma725min