机械设计课程设计设计说明书设计题目带式输送机传动装置设计者班级学号指导老师时间目录一、设计任务书 (2)二、传动方案拟定 (2)三、电动机的选择 (3)四、传动装置的运动和动力参数计算 (4)五、高速级齿轮传动计算 (5)六、低速级齿轮传动计算 (6)七、齿轮传动参数表 (8)八、轴的结构设计 (8)九、轴的校核计算 (11)十、滚动轴承的选择与计算 (16)十一、键联接选择及校核 (18)十二、联轴器的选择与校核 (18)十三、减速器附件的选择 (19)十四、润滑与密封 (20)十五、设计小结 (21)十六、参考资料 (21)一．设计任务书1. 设计题目：设计带式输送机传动装置2. 设计要求：1) 输送带工作拉力F=5.5kN；F=5.8kN2) 输送带工作速度V=1.4m/s V=0.26m/s 允许输送带速度误差为±5%；3) 滚筒直径D=450mm；4) 滚筒效率η1=0.96 n1=0.98（包括滚筒于轴承的效率损失）；5) 工作情况两班制，连续单向运转，载荷较平稳；6) 工作折旧期8年；7) 工作环境室内，灰尘较大，环境最高温度35℃；8) 动力来源电力，三相交流，电压380/220V；9) 检修间隔期四年一大修，二年一次中修，半年一次小修；10) 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。
3. 设计内容：1) 传动方案拟定2) 电动机的选择3) 传动装置的运动和动力参数计算4) 齿轮传动设计计算5) 轴的设计计算6) 滚动轴承、键和连轴器的选择与校核；7) 装配图、零件图的绘制8) 设计计算说明书的编写4. 设计任务：1) 装配图一张（A1以上图纸打印）2) 零件图两张（一张打印一张手绘）1) 设计说明书一份5. 设计进度要求：12月21日装配草图第一阶段D303 全体12月28日装配草图第三阶段完成D303 全体1月4日完成装配图D303 全体1月5-7日零件图设计1月8-10日设计说明书、准备答辩1月13-15日答辩机动901 参见最后的答辩安排二．传动方案拟定选择展开式二级圆柱齿轮减速器，其结构简单，但齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴有较大的刚度，高速级齿轮布置在远离转矩的输入端，这样，轴载转矩的作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形可部分相互抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象，用于载荷比较平稳的场合，高速级一般做成斜齿，低速级可做成直齿。
总体布置简图如下：三．电动机的选择1. 电动机类型和结构的选择根据输送机的工作环境选择封闭式小型三相异步电动机Y(IP44)系列2. 电动机功率的选择运输机功率Pw=F*v=7.7kw从电动机到输送带的传动总效率为η=η1*η2*η36η42η5=0.784其中η1、η2、η3、η4、η5分别为滚筒、滚筒联轴器、轴承、齿轮传动、电动机联轴器的效率，取η1=0.96（已知）、η2=0.97（凸缘联轴器）、η3=0.98（滚子轴承）、η4=0.98（精度为7级）、η5=0.99（弹性联轴器）电动机功率Pd==9.821kw3. 电动机转速的选择滚筒转速为n==59.45r/min取带传动的传动比i1=2-4，二级圆柱齿轮减速器的传动比为i2=8-20，总传动比为i=16-80故电动机转速可选范围为nd= i*n=951.2-4756 r/min4. 选取电动机的型号综上所述选取电动机型号:Y160M1-2，额定功率为11kW,转速为2930 r/min,质量117kg四．传动装置的运动和动力参数计算1. 计算总传动比i==49.3计算各级传动比按展开式二级圆柱齿轮减速器推荐高速级传动比i1=(1.3-1.5)i2,取i1=1.4i2,i=i1*i2=1.4*i22的i2=5.93，i1=8.312. 计算各轴转速n1=nd=2930 r/minn2==352.59 r/minn3==59.46 r/min3. 计算各轴输入功率P1=Pd*η5=9.723 kwP2=P1*η32*η4=9.151 kwP3=P2*η32*η4=8.613 kwP4=P3*η32*η2=8.024 kw4. 计算各轴输出功率Pd=9.821kwP1’=P1*η32=9.338kwP2’=P2*η32=8.789 kwP3’=P3*η32=8.272 kwP4’=P4*η1 =7.7 kw5. 计算输入转矩T1==31.691NmT2==247.857NmT3==1383.353NmT4==1288.752Nm6. 计算输出转矩Td==32.01NmT1’=30.436 NmT2’=238.053 NmT3’=1328.584 NmT4’=1236.714 Nm计算结果见下表：项目电动机轴高速轴1 中间轴2 低速轴3 带轮轴转速（r/min）2930 2930 352.59 59.46 59.46输入功率（kw）9.723 9.151 8.613 8.024输出功率（kw）9.821 9.338 8.789 8.272 7.7输入转矩（Nm）31.691 247.857 1383.353 1288.752输出转矩（Nm）32.01 30.436 238.053 1328.584 1236.714 传动比i 1 8.31 5.93 1效率0.95 0.94 0.94 0.97五．高速级齿轮传动计算1. 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1) 选用斜齿圆柱齿轮传动；材料及热处理；选择小齿轮材料为20CrMnTi渗碳淬火回火，硬度为60HRC，σlim1=1500Mpa, σFE1=850Mpa,大齿轮材料为20Cr渗碳淬火回火，硬度为60HRC，σlim2=1500Mpa, σFE2=850Mpa，取SF=1.25，SH=1，ZE=189.8，ZH=2.5[σF1]= [σF2]==476Mpa[σH1]= [σH2]==1500Mpa2) 精度等级选用7级精度；3) 试选小齿轮齿数z1＝20，大齿轮齿数z2＝i1*z1=8.31*20=166.2，取z2＝170，齿数比u=170/20=8.5；4) 选取螺旋角。
初选螺旋角β＝15°。
5) 由于所选轮齿为硬齿面、斜齿，失效形式主要为疲劳折断，所以按弯曲强度设计，并校核接触强度。
2. 按照轮齿弯曲强度设计取齿宽系数，载荷系数K=1小齿轮上的转矩T1=31691Nmm，螺旋角β＝15°齿形系数Zv1==22.19, Zv2==188.63,取YFa1=2.85,YFa2=2.18.取YSa1=1.58,YSa2=1.84.因>故应对小齿轮进行弯曲强度计算法向模数=1.32mm取mn=1.5mm中心距取a=150mm确定螺旋角齿轮分度圆直径，齿宽取b2=20mm,b1=25mm3. 验算齿面接触强度螺旋角系数=0.9747接触强度安全。
4. 齿轮的圆周速度所选7级精度合宜。
六．低速级齿轮传动计算1. 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1) 选用斜齿圆柱齿轮传动；材料及热处理；选择小齿轮材料为20CrMnTi渗碳淬火回火，硬度为60HRC，σlim1=1500Mpa, σFE1=850Mpa；大齿轮材料为20Cr渗碳淬火回火，硬度为60HRC，σlim2=1500Mpa, σFE2=850Mpa，取SF=1.25，SH=1，ZE=189.8，ZH=2.5[σF1]= [σF2]==476Mpa[σH1]= [σH2]==1500Mpa2) 精度等级选用7级精度；试选小齿轮齿数z1＝20，大齿轮齿数z2＝i1*z1=5.93*20=118.6，取z2＝120，齿数比u=120/20=6；3) 选取螺旋角。
初选螺旋角β＝15°。
2. 按照轮齿弯曲强度设计取齿宽系数，载荷系数K=1小齿轮上的转矩T1=247857Nmm，螺旋角β＝15°齿形系数Zv1==22.19, Zv2==133.15取YFa1=2.85,YFa2=2.25.取YSa1=1.58,YSa2=1.82.因>故应对小齿轮进行弯曲强度计算法向模数=2.63mm取m n=3mm中心距取a=220mm确定螺旋角齿轮分度圆直径，齿宽取b2=40mm,b1=45mm3. 验算齿面接触强度螺旋角系数=0.977接触强度安全。
4. 齿轮的圆周速度所选7级精度合宜。
5. 齿轮的结构由于高速级和低速级的小齿轮分度圆直径较小，故设置为齿轮轴。
大齿轮分度圆直径较大，故设置为复板式锻造齿轮结构。
七．齿轮传动参数表名称符号单位高速级低速级小齿轮大齿轮小齿轮大齿轮中心距 a mm 150 220传动比i 8.5 6模数m mm 1.5 3螺旋角βº压力角αº20 20齿数Z 20 170 20 120分度圆直径 d mm 31.58 268.41 62.86 377.14节圆直径d’mm 31.58 268.41 62.86 377.14 齿顶圆直径da mm 34.58 271.41 68.86 383.14 齿根圆直径df mm 27.81 264.66 55.36 369.64 齿宽 b mm 25 20 45 40旋向左旋右旋右旋左旋材料20CrMnTi 20Cr 20CrMnTi 20Cr热处理状态渗碳淬火回火渗碳淬火回火渗碳淬火回火渗碳淬火回火齿面硬度HRC 60 60 60 60八．轴的结构设计1. 初选轴的最小直径选取轴的材料为45号钢，热处理为正火回火。
取C=110，[г]=30~401轴16.41mm，考虑到联轴器、键槽的影响，取d1=18 2轴32.57mm，取d2=403轴57.77，取d3=602. 初选轴承1轴选轴承为302042轴选轴承为302083轴选轴承为30212轴承代号基本尺寸/mm 安装尺寸/mm 基本额定/kN a/mmd D B da Da 动载荷Cr 静载荷Cor30204 20 47 14 26 40 28.2 30.5 11.2 30208 40 80 18 47 69 63 74 16.9 30212 60 110 22 69 96 102 130 22.33. 确定轴上零件的位置和固定方式1轴：由于高速轴齿根圆直径与轴径接近，将高速轴取为齿轮轴，左齿轮用轴肩固定，右齿轮用套筒固定，使用圆锥滚子轴承承载，一轴端连接电动机，采用弹性联轴器。
2轴：低速级采用齿轮轴，高速级用锻造齿轮，锻造齿轮左端用轴肩固定，右端用套筒固定，使用圆锥滚子轴承承载。
3轴：采用锻造齿轮，齿轮左端用套筒固定，右端用轴肩固定，为减轻轴的重量采用中轴颈，使用圆锥滚子轴承承载，右端连接运输带，采用凸缘联轴器连接。