机械设计基础课程设计计算说明书设计题目：设计带式输送机中的传动装置专业年级：电气工程系15级学号：学生姓名：宋指导教师：机械工程系完成时间 2017年 7 月 7 日机械设计基础课程设计任务书学生姓名：专业：电气工程系任务起止时间：2017年 7 月 3 日至 2017年 7 月 7 日设计题目：设计带式输送机中的传动装置一、传动方案如图1所示：1—电动机；2—V带传动； 3—单级圆柱齿轮减速器4—联轴器；5—带式输送机；6—鼓轮；7—滚动轴承图1 带式输送机减速装置方案图二、原始数据滚筒直径d /mm 400传送带运行速度v/(m/s)1.6运输带上牵引力F/N 2100每日工作时数T /h 24传动工作年限 5单向连续平稳转动，常温空载启动。
三、设计任务：1.低速轴系结构图1张（A2图纸）；2.设计说明书1份。
在1周内完成并通过答辩目录（一）电机的选择1.选择电机的类型和结构形式：依工作条件的要求，选择三相异步电机 封闭式结构 u=380v Y 型2.电机容量的选择工作机的功率P 工作机=F 牵*V 运输带/1000= 3.36 kW V 带效率： 0.96 滚动轴承效率： 0.99齿轮传动效率（闭式）: 0.97 x 1 (对) 联轴器效率： 0.99 传动滚筒效率： 0.96 传输总效率η= 0.859 则，电机功率η工作机P P =d = 3.91 kW3.电机转速确定工作机主动轴转速n 工作机= 76.43 r/minV 带传动比范围：2~4 一级圆柱齿轮减速器传动比范围：3~6 总传动比范围：6~24∴电动机转速的可选范围为： 458.58 ~ 1834.32 r/min在此范围的电机的同步转速有： 1500r/min,1000r/min,750r/min 依课程设计指导书Y 系列三相异步电机技术数据（JB30 74-82）选择电机的型号为； Y132M1-6 性能如下表：（二）传动装置的运动和动力参数计算所选电机满载时转速n m = 960 r/min 总传动比：i 总=工作机n n m = 12.561.分配传动比及计算各轴转速 i 总=i D ×i带传动的传动比i D = 3一级圆柱齿轮减速器传动比i = 4.19 则高速轴I 轴转速n 1= 320r/min则低速轴II轴的转速n2= 76.37r/min2.各轴输入功率，输出功率P输出= P输入，效率如前述。
则高速轴I轴的输入功率P I= 3.75 kW ，输出功率P I＇= 3.71 kW，则低速轴II轴的输入功率P II= 3.60 kW，输出功率P II＇= 3.56 kW。
3.各轴输入转矩:小带轮输入转矩T d= 38.9N?mI轴输入转矩T I= 111.9N?mII轴输入转矩T II= 450.2N?m （三）V带传动设计1. 确定计算功率Pc已知电机输出功率，依教材《机械设计基础》表 13-9 ，取K A=1.2,故Pc= 4.7kW 。
2. 选择普通V带型号已知Pc，n m，结合教材《机械设计基础》，由图 13-15 确定所使用的V带为 A 型。
3. 确定大小带轮基准直径d1，d2。
由《机械设计基础》表 13-10取d1= 125mm ，带传动比i D 已知，则d 2=i D·d 1= 375mm ，取d2= 375mm4.验算带速v =⨯=10006011n d v π 6.3m/s5.求V 带基准长度和中心距（L0，a ）初定中心距0a =1.5（d1+d2)= 750mm ,选a 0= 800mm 带长 ()021221004d -d )d (d 22a a L +++=π= 2405mm由表 13-2 ，对 A 型带进行选用，L d = 2480mm 则实际中心距：=+≈2L -L a a 0d 0 837.5mm 6.验算小带轮包角=⨯--=01203.57180ad d α 163°>120°合格。
7.求V 带根数Z已知n 1，d 1 ，查表 13-4 ，得P 0= 1.37kW 已知传动比i D ，查表 13-6 ， 得ΔP 0= 0.11kW已知α1，查表 13-8 得K α= 0.96 ，查表 13.2 得K L = 1.09 则V 带根数Z==∆+LK K P P Pcα)(00 3.03 ，取 4 根 。
8.求作用在带轮上的压力FQ由《机械设计基础》表 13-1 ，可知 A 型带每米质量q= 0.105kg/m单根V 带的拉力F 0=qv K Zv Pc +-)15.2(500α2= 155N 作用在轴上的压力F Q =2ZF 0 sin 21α= 1226N（四）减速器（齿轮）参数的确定1. 选择材料及确定许用应力由《机械设计基础》表 11-1 得：小齿轮用： 40MnB ，热处理方式：调质，齿面硬度为 241~286HBS 大齿轮用： ZG35SiMn ，热处理方式：调质，齿面硬度为 241~269HBS 由表 11-5 ，取安全系数S H = 1.0 ，S F = 1.25 。
则许用应力为：[σH1]=σHlim1/S H = 720MPa . [σH2]= σHlim2/S H = 615Mpa [σF1]=σFE1/S F = 476MPa . [σF2[= σFE2/S F = 408MPa2. 按齿面接触强度设计设齿轮按 9 级精度制造，按齿面接触强度设计。
由表 11-3 得载荷系数K= 1.5 ，由表 11-6 得齿宽系数Φd = 0.8 。
小齿轮输入功率P= 3.75kW ， 转矩T 1=9.55×610×1n P= 1.12×105N?mm ，由表 11-4 可得弹性系数Z E = 188.9则小齿轮直径d 1≥[]32112⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯H H E dZ Z u u KT σφ 齿数取Z 1= 24 ，Z 2=iZ 1= 101 模数m=d 1/z 1= 2.81 按表 4-1 ，标准模数m= 3 ，实际传动比i=Z 2/Z 1= 4.21 传动比误差 0.02 ，是 符合要求 。
d 2=m Z 2=303mm,齿根顶圆直径d 2a =d 2+2h a =309mm,齿根圆直径d 2f =d 2-2h f =295.5mm 。
实际标准中心距离a= 187.5mm 齿宽=⋅=1d d b φ 56mm （圆整） 为补偿安装误差，取小齿轮齿宽b 1=b+5= 60mm3.验算轮齿弯曲强度由图 11-8 ，取齿形系数Y Fa1= 2.76 , Y Fa2= 2.24 .由图 11-9 ，取外齿轮齿根修正系数Y Sa1= 1.59 ，Y Sa2= 1.82 判断：[]==12Sa1Fa111Y Y 2Z bm KT F σ 122MPa≦[σF1] 判断：[]==112212Sa Fa Sa Fa F F Y Y Y Y σσ 113MPa ≦[σF2]满足条件 合适4.齿轮的圆周速度==60x100011n d v π 1.2m/s对照表 11-2 可知，选着 9 级精度是合适的。
（五）轴的结构设计及验算1.高速轴及低速轴的材料选择根据表 14-1得，高速轴材料为： 45钢 ，热处理方式： 调质 低速轴材料为： 45钢 ，热处理方式： 调质高速轴极限强度[σB1]= 650MPa ，低速轴极限强度[σB2]= 650MPa 根据表 14-3 得，高速轴的许用弯曲应力[σ-1b ]= 60MPa 低速轴的许用弯曲应力[σ-1b ]= 60MPa2．轴颈初估初选小轮轴颈，根据扭转强度计算初估轴颈。
由表 14-2 得常数C1103111n d P C ≥= 24.9mm ，结合大带轮轮毂内径，圆整后暂取d 1= 25mm大轮轴颈3222n d P C ≥= 39.7mm ，结合联轴器内径，圆整后暂取d 2= 40 mm 3.轴的径向尺寸设计根据轴及轴上零部件的固定，定位，安装要求，初步确定轴的径向尺寸。
高速轴：（带尺寸的草图） 各尺寸确定的依据：13%)25.6d mm=+=（有键槽加大3%）,取d 1=28mm 。
d 2=d 1+2h,轴肩高h=2C 1=4mm,则d 2=36mm 。
d 3=d 2+2mm=38mm,取标准值d 3=40mm 。
d 4=d 3+2mm=42mm 。
d 5=d 4+2h, 轴肩高h=2C 1=4mm,则d 5=50mm 。
取d 6=32mm ，比轴承内圈外径小，砂轮越程槽。
d 7=d 3=40mm. 低速轴：（带尺寸的草图） 各尺寸确定的依据：13%)41d mm=+= （有键槽加大3%）,取d 1=42mmd 2=d 1+2h,轴肩高h=2C 1=4mm,则d 2=50mm 。
d 3=d 2+2mm=52mm,取标准值d 3=55mm 。
d 4=d 3+2mm=57mm 。
d 5=d 4+2h, 轴肩高h=2C 1=4mm,则d 5=65mm 。
取d 6=47mm ，比轴承内圈外径小，砂轮越程槽。
d 7=d 3=55mm 。
5.轴的轴向尺寸设计根据轴及轴上零部件的固定，定位，安装要求，初步确定轴的轴向尺寸。
高速轴：（带尺寸的草图） 各尺寸确定的依据：l 1=2f+3e-3mm,其中A 型带f=9mm,e=15mm ，则l 1=60mm 。
l 4=b-2mm=58mm,轴段长度应比齿轮轮毂短2-3mm 。
l5=1.4h,轴肩高h=2C1=4mm,则l5=5.6mm,取l5=6mm。
l7=B+挡油环宽度-4mm=18+19-4=33mm。
V,C, e,K:取H=10mm,V=15mm,轴承座宽度C=C1+C2+δ+10mm,取C1=22mm,C2=20mm,δ=0.025a+1=5.7mm,取δ=8mm,则C=60mm。
轴承盖厚度e=1.2d3,螺钉直径取d3=8mm，则e=9.6mm,取e=10mm，联轴器到轴承盖的距离取K=20mm。
l2=K+e+(C-V-B)=57mm，l3=B+V+H+2mm=45mm。
取l6=4mm。
低速轴：（带尺寸的草图）各尺寸确定的依据：l 1=112-2=110mm,轴段长度应比联轴器轴孔长度短1-2mm。
l4=b-2mm=54mm,轴段长度应比齿轮轮毂短2-3mm。
l5=1.4h,轴肩高h=2C1=4mm,则l5=5.6mm,取l5=6mm。
l7=B+挡油环宽度-4mm=21+19-4=36mm。
V,C,e,K:取H=10mm,V=15mm,轴承座宽度C=C1+C2+δ+5mm,取C1=22mm,C2=20mm,δ=0.025a+1=5.7mm,取δ=8mm,则C=60mm。