带式输送机的传动系统设计机械设计课程设计机机械设计课程设计设计说明书设计“带式输送机的传动系统”起止日期：2013 年12月16日至2013年12 月28 日学生姓名班级学号成绩指导教师(签字)机械工程学院2013年12月28日机械设计课程设计计算说明书一、传动方案拟定 (2)二、电动机的选择 (2)三、运动、动力学参数计算 (4)四、传动零件的设计计算 (5)五、轴的设计 (13)六、轴承的寿命校核 (26)七、键联接强度校核计算 (28)八、润滑方式，润滑剂以及密封方式的选择 (29)九、减速箱体结构尺寸 (30)十、设计小结 (31)十一、参考文献 (32)计算过程及计算说明一、传动方案拟定设计二级圆锥-圆柱齿轮减速器工作条件：带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载启动，工作载荷较平稳；输送带工作速度v 的允许误差为±5%；二班制（每班工作8h ），要求减速器设计寿命为8年，大修为2～3年，大批生产；三相交流电源的电压为380/220 V 。
（1） 原始数据：运输机工作周转矩F=3100N ；带速n=45r/min滚筒直径D=340mm二、电动机选择1、电动机类型的选择： Y 系列三相异步电动机2、电动机功率选择： （1）工作机所需功率：P W =FV/1000因为60/D V n π= ，把数据带入式子中得n=45r/min,所以 P W =3100×0.8/1000=2.48kW (2)1）传动装置的总效率：注释及说明F=3100Nn=45r/minD=340mmP W =2.48kW硬度差为30HBS，符合软齿面传动的设计要求。
3）选齿数Z1=25 Z2=u Z1=25=993)确定材料的许用应力由图7-18（a）按碳钢查MQ线得确定寿命系数ZN，由已知条件，取ZN1=ZN2=1 确定尺寸系数Zx，由图7-20查得Zx1=ZX2=1确定安全系数SH，由表7-8取SH=1.0同理由图7-18(a)查得σHlim1=720Mpa σHlim2 =580计算许用接触应力[σH][σH1]=Z N Z xσHlim1/S H=1×1×720/1.0=720[σH2]=Z N Z XσHlim2/S H=1×1×580/1.0=5803.根据设计准则，按吃面接触疲劳强度设计。
接触强度公式：d1=确定上式中的各计算数值如下（1）选取载荷系数K t=1.5（2）选取齿宽系数=0.3（3）由表7-5得材料的弹性影响系数Z E=189.8(4)由图7-5确定节点区域系数Z H=2.5(5)试算所需小齿轮直径d1td1t≥==57.24.确定实际载荷系数K与修正所计算的分度圆[σH1]= 720 Mpa [σH2]= 580 Mpa（1）确定使用系数K A，按电动机驱动，载荷平稳7-2取K A=1（2）计算平均圆周速度Vm===1.8查表7-7，题目给定的7级精度足够，由齿轮的速度与精度查图7-8的Kv=1.13（4）确定齿间在和分配系数K锥距R=d1t=57.2=116.5齿宽初定b=圆周力计算Ft===1637.6单位载荷计算==46.8N/mm<100N/mm由表7-11查得K=1.2（4）确定齿向载荷系数分布系数K H由表7-12取K H=1.1 有效工作齿宽be0.85b 按式7-34计算得K H=1.5K H（5）计算载荷系数K=K A KvK=1（6）按实际载荷系数修正所算的分度圆直径d1=d1t=57.2=65.4（7）试算模数m===2.61 d1t=57.2 mm Vm=1.8m/sR=116.5 mm b=35 mmFt=1637.6mmK=1.2K H5.齿根弯曲强度计算公式为m确定上式中的各计算数值如下（1）确定弯曲极限应力值，取σFlim1=300 Mpa σFlim2=220（2）由已知条件取弯曲疲劳寿命系数Y N1=Y N1=1（3）由表7-8确定弯曲疲劳安全系数，查得S F=1.25（4）由图7-23确定尺寸系数，的Y x=1（5）计算弯曲强度许用应力得[F1]===480 Mpa[F2]===352Mpa（7）确定齿形系数Y Fa1 ，Y Fa2计算分度圆锥角2====- 2=-=计算齿数Z v1，Z v2为Z v1===25.8 ，Z v2===396查表7-16取Y Fa1=2.64，Y Fa2=2.08（8）计算大小齿轮的值K=d1=65.4 mmm=2.61mm[F1] =480 Mpa [F2] =352 Mpa2==Z v1=25.8Z v2=396==0.00869==0.011345 大齿轮的数值大（9）将以上各值代入公式计算得m==1.94由于齿轮的模数m的大小主要取决于弯曲强度，所以将计算出来的按表7-9圆整为m=2。
在根据接触疲劳强度计算出的分度圆直径d1=65.4，协调相关参数与尺寸为Z1===32.7 取Z1=34Z2==3.95135锥齿轮分度圆直径为d1=m Z1=2=68d2=2这样设计出来的齿轮能在保证满足弯曲强度的前提下，取较多的齿数，做到结构紧凑，减少浪费，且重合度增加，传动平稳。
圆柱直齿轮的设计计算=0.00869=0.011345m=1.94Z1=34Z2135d1=68d2已知：输入功率P2=2.78，小齿轮转速为180r/min，齿数比为u=4，电动机驱动，工作寿命为8年（每年工作300天二班制，带式输送机，时有轻微震动，单项运转。
1．选择齿轮材料根据题设条件看，小齿轮采用40Cr钢，调质处理，硬度HBS1=260；大齿轮材料为45钢，调质处理，硬度HBS2=230；两齿轮齿面硬度差为30 HBS，符合软齿面传动设计要求。
（2）选齿数Z1=24 Z2=2．确定材料的许用接触应力（1）确定接触疲劳极限应力σHlim由图7-18（a）查得MQ线得σHlim1=720 σHlim2=580（2）确定寿命系数Z N小齿轮循环次数N1=60n1jL h=60=4.1大齿轮循环次数N2==1由图7-19查得Z N1=1 Z N2=1（3）确定尺寸系数Z x，由图7-20查得Z x=Z x=1（4）确定安全系数S H，由表7-8取S H=1.05（5）计算许用接触应力[σH][σH1]===686[σH2]===5523．根据设计准则，按齿面接触疲劳强度设计Z1=24Z2=96σHlim1=720 Mpa σHlim2=580 MpaN1=4.1N2=1Z N1=1Z N2=1Z x=Z x=1S H=1.05[σH1] =686 Mpa [σH2] =552 Mpa齿面接触疲劳强度公式为d1确定上式的各计算数值如下（1）选取载荷系数K t=1.3（2）计算小齿轮传递的转矩T1==147.49（3）确定齿宽系数，由表7-6选取齿宽系数=0.8（4）确定材料的弹性影响系数Z E，Z E=189.8（5）确定节点区域系数Z H，由图7-14得Z H=2.5（6）确定重合度系数Z，由式（7-9）计算重合度系数为由式（7-8）计算重合度系数Z==0.872（7）试算所需小齿轮直径d1d1==704．确定实际载荷系数K与修正所计算的分度圆直径（1）确定使用系数K A，按电机驱动载荷平稳，取K A=1（2）确定动载系数K V计算圆周速度V===0.66 m/sT1=147.49N·mZ=0.872d1t=70 mmK A=1V=0.66 m/sK V=1.05bK=1.2K H==1.32故前面取8级精度合理由齿轮的速度与精度查图7-7得K V=1.05（3）确定齿间载荷分配系数K齿宽初定b=d1t=0.8单位载荷==75 N/mm<100N/mm由表7-3查得K=1.2（4）确定齿向载荷分布系数K H，由表7-4得K H=1.15+0.18+3.1b+0.108=1.32（5）计算载荷系数K=K A K v K K H=1（6）按式（7-12）修正所得分度圆直径为d1=d1t=70=76（7）计算模数m===3.25.齿根弯曲疲劳强度计算公式为确定上式的各计算数值如下确定弯曲应力极限值，σFlim1=300MPa σFlim2=220MPa 确定弯曲疲劳寿命系数，Y N1=Y N2=1确定弯曲疲劳安全系数，由表7-8查得S F=1.25确定尺寸系数，由图7-23得Y x=1 Kd1=76 mmm=3.2 mmσFlim1=300MPa σFlim2=220MPa Y N1=Y N2=1S F=1.25Y x=1[σF1] =480 MPa [σF2] =352 MPa H=7.2 mm按式7-22计算许用弯曲应力为[σF1]===480[σF2]===352确定计算载荷系数K初步确定齿高h=2.25m=2.25=7.2 =7.8查图7-14取K F=1.26计算载荷系数K=K A K V K K F=确定齿形系数，Y Fa1=2.65 Y Fa2=2.18确定应力校正系数，Y sa1=1.58 Y sa2=1.78计算大小齿轮的的数值==0.0087 ==0.01102大齿轮的数值大，应把大齿轮数据带入公式计算计算重合度系数，按式7-18计算得Y=0.25+=0.69把以上数值代入公式计算得==1.98 由于齿轮的模数m的大小主要取决于弯曲强度，所以将计=7.8K=Y Fa1=2.65Y Fa2=2.18Y sa1=1.58Y sa2=1.78=0.0087=0.01102Y=0.691.98算出的数值按国际标准圆整为m=2，再按接触强度计算出的分度圆直径d1=76 mm协调相关参数与尺寸为Z1===38 Z2=Z1=4这样设计出来的齿轮在保证满足弯曲强度的前提下，取较多的齿数，做到结构紧凑，减少浪费，且重合度增加，传动平稳。
6．齿轮其他主要尺寸计算分度圆直径d1=m Z1=2mmd2=mZ2=2mm齿顶圆直径d a1= d1+2h a=76+2mmda2=d2+2h a=304+2mm齿根圆直径d f1=d1-2h f=76-2d f2=d2-2h f=304-2中心距a===190 mm齿宽b2==61 mm b1= b2+8=69 mm7．确定齿轮结构形式和其他结构尺寸，并绘制齿轮零件工作图。
Z1=38Z2d1mmd2=mm d a1=mm da2mm d f1d f2a=190 mmb2=61 mmb1=69 mm五、轴的设计计算输出轴设计（Ⅲ轴）已知：输出轴功率为P 3=2.67kW ，转速为45r/min,转矩为566.63N ·m,大圆柱齿轮的直径为304 mm ，齿宽为61mm 。