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：学号：学生姓名：指导教师：机械工程系完成时间2019年7月5日机械设计基础课程设计任务书学生姓名：学号：专业：任务起止时间：年月日至年月日设计题目：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) 1.5运输带上牵引力F /N 2300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参考资料：《机械设计》《机械设计基础》《课程设计指导书》《机械设计手册》《工程力学》《机械制图》指导教师签字：年月日目录（一）电机的选择 (1)（二）传动装置的运动和动力参数计算 (1)（三）V带传动设计 (2)（四）减速器（齿轮）参数的确定 (4)（五）轴的结构设计及验算 (5)（六）轴承根据 (7)（七）联轴器的选择 (8)（八）键连接的选择和计算 (8)（九）心得体会 (9)（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= 3.45 kW V 带效率η1： 0.96滚动轴承效率（一对）η2： 0.99闭式齿轮传动效率（一对）η3: 0.97 （一对） 联轴器效率η4： 0.99工作机（滚筒）效率η5(ηw )： 0.96 传输总效率η= 0.86则，电动机所需的输出功率P d =P 工作机/η= 4.01 kW3.电机转速确定工作机主动轴转速n 工作机== 71.62 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： 429.72 ~ 1718.88 r/min在此范围的电机的同步转速有： 750r/min 、1000r/min 、1500r/min依课程设计指导书表18-1：Y 系列三相异步电机技术参数（JB/T9616-1999）选择电动机型 号： Y132M2-6 额定功率P ed ： 5.5 kw 同步转速n ： 1000r/min 满载转速n m ： 960r/min（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 = 13.401.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 = 2 （V 带传动比范围：2~4）一级圆柱齿轮减速器传动比i =i 总/i D 4.42 （单级齿轮传动比小于6）2.各轴输入功率，输出功率0轴（电动机轴）0d P P == 4.01 kW0m n n == 960 r/min009550P T n == 39.89 N ⋅m 1轴（高速轴） 101P P η=⋅= 3.85 kW10n n i == 320 r/min 1119550P T n == 114.90 N ⋅m 2轴（低速轴） 2123P P ηη=⋅⋅= 3.70 kW121n n i == 71.59 r/min 2229550P T n == 493.57 N ⋅m 3轴（滚筒轴） 3224ηη=⋅⋅=P P 3.63 kW32W ===n n n 71.59 r/min3339550==P T n 484.24 N ⋅m （三）V 带传动设计 1. 确定计算功率Pc根据已知条件结合教材《 机械设计基础 》由表 13-9 得到工作情况系数 K A = 1.3 ，故P ca =K A ⋅P d = 5.21 kW 。

2. 选择普通V 带型号已知P c ，n m ，结合教材《机械设计基础》，由图 13-4 确定所使用的V 带为 A 型。

3. 确定大小带轮基准直径d 1，d 2。

由《机械设计基础》表 13-4 取d 1= 140mm ，带传动比i D 已知，则d 2=i D·d 1=280mm ，取d 2= 300mm 4. 验算带速v 验算带速：d1mπ601000d n v ==⨯ 7.04 m/s ，( 是/否 )满足5m/s<v <30 m/s 。

5.求V 带基准长度和中心距（L0，a ）(1) 根据d1d20d1d20.7()2()d d a d d +≤≤+，初定中心距a 0= 1000 mm 。

(2) 计算所需的带长()2d1d2d00d1d20π2()24d d L a d d a -≈+++= 2698 mm 。

由表 13-2 ，对 A 型带进行基准长度L d = 2700 mm 。

(3) 实际中心距d d00-2L L a a ≈+= 1001 mm 中心距的变化范围min dmax d0.0150.03a a L a a L =-⎧⇒⎨=+⎩ 960.5~1041.5 mm 。

6.验算小带轮包角=⨯--=01203.57180ad d α 170.832 >120°合格。

7.求V 带根数Z已知n 1，d 1 ，查表 13-4 ，得P 0= 0.78KW已知传动比i D ，查表 13-6 ， 得ΔP 0= 0.05KW 已知α1，查表 13-8 得K α= 0.95 ，查表 13-2 得K L =1.10 则V 带根数Z==∆+LK K P P Pcα)(00 6.0068 ，取 6 根 。

8.求作用在带轮上的压力F Q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= 105.8 N 作用在轴上的压力F Q =2ZF 0 sin21α= 1265.54 （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： 2G35SiMn ，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 = 655MPa . [σH2]= σHlim2/S H = 559MPa [σF1]=σFE1/S F = 476MPa . [σF2[= σFE2/S F = 408MPa2. 按齿面接触强度设计设齿轮按 8 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 = 3.85KW ， 转矩T 1=9.55×610×1n P= 1.15⨯105 ， 由表 11-4 可得弹性系数Z E = 188.9√MPa 则小齿轮直径d 1≥[]32112⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯H H E dZ Z u u KT σφ 齿数取Z 1= 50 ，Z 2=iZ 1= 223.5 模数m =d 1/z 1= 1.81mm按表 4-1 ，标准模数m = 2 ，实际传动比i =Z 2/Z 1= 4.47 传动比误差 3.8% ，是/否符合要求 。

实际标准中心距离a = 273.5 mm 齿宽=⋅=1d d b φ 73 （圆整）为补偿安装误差，取小齿轮齿宽b 1=b +5= 783.验算轮齿弯曲强度由图11-8，取齿形系数YFa1=2.56, YFa2=2.13.由图11-9，取外齿轮齿根修正系数YSa1=1.63，YSa2= 1.81判断：[]==12Sa1Fa111Y Y 2Z bm KT F σ 98.6 ≦[σF1]判断：[]==112212Sa Fa Sa Fa F F Y Y Y Y σσ 91.1 ≦ [σF2] 满足条件 合适4.齿轮的圆周速度=⨯=10006011n d v π 2.346m/s对照表 11-2 可知，选着 8 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]= 650 ，低速轴极限强度[σB2]= 650 根据表 14-1 得，高速轴的许用弯曲应力[σ-1b ]= 300 低速轴的许用弯曲应力[σ-1b ]= 3002．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C= 1073111n d P C ≥= 24.52 ，结合大带轮轮毂内径，圆整后暂取d1= 25 大轮轴颈3222n d P C ≥= 39.6 ，结合联轴器内径，圆整后暂取d2= 413.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：结合大带轮轮毂内径，圆整后取d1 =26 ；为满足大带轮的轴向定位，第一段右侧应该有轴肩,圆整后取d2= 36 ；根据选择的轴承，为便于轴承安装，圆整后取d3=40mm ；为便于齿轮安装，圆整后取d4= 42mm ；用轴肩对齿轮进行轴向固定，轴肩高度取h=2，圆整后取d5=50mm ；d6 =40 ;同一根轴上两个轴承型号相同，所以d7= d3=35 。

低速轴：（带尺寸的草图）各尺寸确定的依据：结合所选联轴器TL7的内径，取d1= 41mm；为满足大带轮的轴向定位，第一段右侧应该有轴肩，h=(2~3)c ,圆整后取d2=49mm；根据选择的轴承，为便于轴承安装，圆整后取d3=55mm；为便于齿轮安装，圆整后取d4=56mm；用轴肩对齿轮进行轴向固定，圆整后取d5=67mm;同一根轴上两个轴承型号相同，所以d6=d3=55mm.4.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：结合公式和与低速轴的配合，圆整后取=42mm;2()l K e C B=++-∆-=62mm；长度= 30mm；根据选择的大齿轮的宽度,轴长比其小3mm得到= 62mm;=56mm ,= 37mm.低速轴：（带尺寸的草图）各尺寸确定的依据：结合所选联轴的毂长选择L1=110mm;长度L2=K+e+(C-△-B)= 52mm；长度l3=B+△+（2~3）+H= 47mm；根据选择的大齿轮的宽度，轴长比其小3mm得到L4=62mm；L5=1.4h =7mm,L6=H+△-L5=38mm.（六）轴承的选择轴承的主要参数（七）联轴器的选择根据轴孔直径d2= 41mm 输出转矩T= 493.57 依据《课程设计指导书》，选定联轴器型号：HL3联轴器选择表（八）键连接的选择和计算参考文献：1 机械设计基础课程设计指导书，2009年哈尔滨理工大学机械基础工程系编制；2 机械设计基础第2版，胡家秀主编（九）心得体会要求：实事求是，不少于100字。