机械设计课程设计课题名称:带式输送机传动装置设计系别: 物理与电气工程学院专业: 机械设计制造及其自动化班级: 12级机械一班**: **学号: ********* ****: **完成日期: 2014.6.18目录第一章绪论 (1)第二章减速器的结构选择及相关计算 (3)第三章 V带传动的设计 (7)第四章齿轮的设计 (9)第五章轴的设计与校核 (15)第六章轴承、键和联轴器的确定 (20)第七章减速器的润滑与密封 (22)第八章减速器附件的确定 (23)第九章装配图和零件图的绘制 (24)总结 (24)参考文献 (25)第一章绪论1.1设计目的：1）此次机械课程设计主要培养我们理论联系实际的设计理念，训练综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。
2）另外促使我们培养查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图、数据处理等设计方面的能力。
3）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一定的机械设计的程序和方法，同时树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。
1.2设计题目：原始数据及工作条件表1 带式输送机的设计参数工作条件：带式输送机连续单向运转，载荷平稳，空载启动，使用期10年（每年300个工作日），小批量生产，两班制工作，输送机工作轴转速的允许误差为±5%。
带式输送机的传动效率为0.96。
图1 带式输送机传动简图1—电动机；2—带传动；3—单级圆柱齿轮减速器；4—联轴器；5—输送带；6—滚筒1.3传动方案的分析与拟定1、传动系统的作用及传动方案的特点：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。
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，第一级传动为带传动，第二级传动为单（一）级直齿圆柱齿轮减速器。
带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。
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一。
本设计采用的是单级直齿轮传动。
减速器的箱体采用水平剖分式结构，用HT200灰铸铁铸造而成。
2、方案拟定：根据题目要求及上述分析，采用Ｖ带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。
第二章减速器结构选择及相关计算一、电机的选择1、类型和结构的选择三相交流异步电动机的结构简单、价格低廉、维护方便，常应用于工业。
Y系列电动机是一般用途的全封闭式自扇冷式三相异步电动机，具有效率高、性能好、噪声低、振动小等优点，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机器上，如风机、输送机、搅拌机、农业机械和食品机械等。
因此，选用Y系列三相异步电动机作为带式输送机的电机。
2、功率的确定电机的容量（功率）选择是否合适，对电动机的工作和经济性都有影响。
当容量小于工作要求时，电动机不能保证工作机的正常工作，或使电动机因长期过载而过早损坏；若容量过大，则电动机价格高，能力不能充分利用，而且因为经常不在满载下运行，其效率和功率因数较低，造成浪费。
①动机-工作机的总效率ŋŋ总=ŋ1·ŋ2·ŋ3·ŋ4·ŋ5·ŋ6ŋ1为V带的传动效率，ŋ2为齿轮传动效率，ŋ3为滚动轴承的效率，ŋ4为联轴器的效率，ŋ5为运输机平型带传动效率,ŋ6为滚筒的效率. ŋ总=ŋ1·ŋ2·ŋ3·ŋ4·ŋ5·ŋ6=0.96×0.95×0.97×.97×0.99×0.97×0.99≈0.816②作机所需功率P w(kW)P w=F w V w/ŋw=2kN×1.3m/s=2.6kW式中，F w为工作机的阻力，kN；V w为工作机的线速度，m/s；为工作机的效率，带式输送机可取ŋw=0.96。
③需电动机的功率P d(kW)P d=P w/ŋ总=2.6/0.816kW≈3.19 kW④电动机额定功率P m按P m ≥P d 来选取电动机型号。
电动机功率的大小应视工作机构的负载变化状况而定。
3、转速的确定①滚筒轴的工作转速为n w =60×1000V w /πD=(60×1000×1.3)/(3.14×180)≈138 r/min其中， Vw 为皮带输送机的带速，D 为滚筒的直径。
②额定功率相同的同类型电动机，有几种不同的同步转速。
例如三相异步电动机有四种常用的同步转速，即3000r/min 、1500r/min 、1000r/min 和750r/min 。
一般最常用、市场上供应最多的是同步转速为1500r/min 和1000r/min 的电动机，综合考虑各种情况，决定选用1000r/min 的电动机。
由查表可知：V 带传动比:2-4;齿轮传动比：3-5 总传动比：6-20 电动机转速：mwn i n =m w n n i =⨯ ()()1386208282760/min m n r =⨯→=→③选用Y 系列电动机，参考《机械设计课程设计》得：电动机的型号为Y122M-4，额定功率(P m )为4kW ，满载转速（n m )为1440 r/min 。
二、传动比的分配1、传动系统的总传动比i 总电动机选定后，根据电动机的满载转速n m 和工作机的转速n w即可确定传动系统的总传动比I ，即i总=n m/n w=1440/138≈10.432、总传动比等于各传动比的乘积 i总=i带×i齿取i带=3（普通V带i=2～4）因为：i总=i带×i齿,所以：i齿＝10.43/3≈3.48所以，V带传动比：i带=3齿轮传动比：i齿＝3.48三、传动参数的计算①各轴的转速n(r/min)输入轴的转速：n1=n m=1440/3=480r/min输出轴的转速：n2=480/3.48=137.93 r/min滚筒轴3的转速：n3= n2=137.93r/min②各轴的输入功率P（kW）输入轴的功率：P1=3.18×0.95=3.03 kW输出轴的功率：P2=3.18×0.95×0.99×0.97=2.91 kW滚筒轴3的转速：P3=2.79 kW○3各轴的输入转矩T(N∙m)电动机的输出转矩Td=9550P1/n=9550×3.18/144=21.09mN∙m输入轴的转矩：Td=9550P1/n1=9550×3.03/480=60.28 N∙m输出轴的转矩：T2=9550P2/n2=9550×2.91/137.93=201.48 N∙m滚筒轴的转矩：T3=9550P3/n3=9550×3.40/130=193.17 N∙m第三章V带的设计1、确定计算功率计算功率P ca是根据传递的功率P和带的工作条件而确定的.P ca=K A P＝１.２×3.18kW＝3.816kW其中，P ca为计算功率，K A＝1.2；2、选择V带的带型①根据计算的功率P ca和小带轮转速n1，确定普通V带为A型，参考教材第九版《机械设计》表8-11。
②确定带轮的基准直径d d1，并验算带速v（1）由第九版《机械设计》表8-7和表8-9，可取小带轮的基准直径d d1=85mm，根据公式d d2=id d1d d2=3d d1=255mm。
由第九版《机械设计》表8-9得大带轮d d2=255mm。
（2）验算带速vV=πd d1n1/(60×1000)≈6.41 m/s此值在5~30m/s范围内，符合要求。
③确定中心距a，并选择V带的基准长度L d。
根据带传动总体尺寸的限制条件或要求的中心距，通过计算，0.7（d d1+d d2）≤a0≤2（d d1+d d2）得： 210 mm≤a0≤600 mm初定中心距为a0=500mm。
计算相应的带长L d0L d0≈2a0+π/2×(d d1+d d2)+(d d1+d d2)2/4a0=2×500+π/2×(85+250)+(85+250)2/(4×500)=1540 mm带的基准长度L d根据L d0，由第九版《机械设计》表8-2得L d=1550 mm。
④计算中心距a及其变动范围传动的实际中心距近似为a≈a0＋(L d－L d0)/2=500＋(1550－1540)/2=505 mm考虑到带轮的制造误差、带长误差、带的弹性以及因带的松弛而产生的补充张紧需要，常给出中心距的变动范围为a min=a－0.015L d=505－0.015×1550≈481 mma max=a+0.03L d=505＋0.03×1550≈552 mm⑤验算小带轮上的包角α1由设计经验可得，小带轮上的包角α1小于大带轮上的包角α2；小带轮上的总摩擦力相应地小于大带轮上的总摩擦力。
因此，打滑只可能在小带轮上发生。
为了提高带传动的工作能力，应使α1≥1200α1≈1800－(d d2－d d1)×57.30÷a=1800－(250－85)×57.30÷505≈1610≥900⑥确定带的根数z由式P ca=K A P得出，其中，K A为工作情况系数，P为传递的功率；P r为额定功率，由式P r=（P0＋∆P0）×K a×K L得出，其中，P0为单根普通V带所能传递的最大功率，由d d1=85mm和n1=1440r/min,由第九版《机械设计》表8-4得P0=0.94kw。
根据n1=1440r/min,i=3和A 型带，由第九版《机械设计》表8-5得∆P0=0.17kw。
由第九版《机械设计》表8-6和8-2分别得K a=0.95、K L=0.98所以P r=（P0＋∆P0）×K a×K L=（0.94+0.17）×0.95×0.98=1.03kw。
Z=P ca/P r=K A P/[（P0＋∆P0）×K a×K L]=3.816/1.03≈3.7≤10为了使各根V=4根带受力均匀，带的根数不宜过多，一般少于10根，经鉴定，符合要求。