带式传输机设计说明书.docx

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1、带式传输机设计说明书 广州大学建筑与能源设备专业（专业按规定名称填写）设计说明书专业班级: 姓 名: 学 号: 指导老师: 完成日期: 2016年12月26日 广州大学机电工程系目录1设计任务 32整体初步设计 43带轮的设计 54齿轮的设计 74.1高速级齿轮的设计 74.2低速级齿轮的设计 125轴与轴承的设计 185.1低速轴的设计 195.2高速轴的设计 316键连接强度校核 386.1低速轴键连接强度校核 386.2高速轴键连接强度校核 397 键及联轴器的选择与校核8参考文献 561.设计任务一、机械设计与制造实践的题目 二、本次实践应达到的目的（1）培养学生协同设计完整机械的能力

2、；（2）使学生了解机械设计过程、强化学生制图能力、公差配合标注能力、机械结构设计能力。三、本次实践任务的主要内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等）设计内容：设计如图所示的带式输送装置的减速箱，设计参数如表所示。其工作条件为：连续单向运转，载荷较平稳，两班制工作，使用期限10年，小批量生产。允许输送带速度误差为。（按自己设计的方案修改）参数表题 号1F(kN)1.6v(m/s)1.6D(mm)240表中： F-输送带工作拉力，v-输送带速度，-卷筒直径设计任务：（1）绘制从动轴轴系装配图1张（A2）（2）编写设计说明书份（格式见附件，有统一要求）(附: 设计说明书内容顺序如下)1目录（

3、标题及页次）2设计任务书3电动机选择传动比分配及运动和动力参数计算4齿轮的设计计算5轴的设计计算及校核（并简要说明轴的结构设计）6滚动轴承的选择及校核7键及联轴器的选择与校核8参考资料 四、应收集的资料及主要参考文献：(按自己看的书进行修改）1 孙桓.机械原理M.北京:高等教育出版社,2001.2 濮良贵.机械设计M.北京:高等教育出版社,2001.3 实用机械设计手册编写组.实用机械设计手册M.北京:机械工业出版社,1998.4 中华人民共和国机械工业部. 中华人民共和国机械行业标准M. 北京：机械工业标准服务网，1995.5 朱张校，郑明新. 工程材料M. 北京：清华大学出版社，2001.

4、6 谢祚水. 机构优化设计概论M. 北京：国防工业出版社，1997.7 刘维信. 机械最优化设计M. 北京：清华大学出版社，1986.设计项目计算过程及说明结果2.整体的初步设计一、传动方案的拟定 由图可知，该设备原动机为电动机，传动装置为减速器，工作机为带式输送机。减速器为一级斜齿圆柱齿轮传动和一级带传动，轴承初步选用圆锥滚子轴承。联轴器选用弹性套柱销联轴器。二传动装置的数据计算（一）、电动机的选择 1、选择电动机系列 按工作要求及工作条件，选用三相异步电动机，封闭式扇式结构，即：电压为380V Y系列的三相交流电源电动机。2、 选择电动机 （1）、工作机输出轴所需的功率 （2）、电动机至工

5、作机的总效率 式中、分别为联轴器、一对角接触球轴承、斜齿圆柱齿轮传动、V带传动效率。 查课程设计指导书P13表3-1可得： ， 则 （3）、所需电动机的功率 （4）、选择电动机 根据课程设计指导书第178页，由选择电动机的型号为。技术数据如下表：电动机型号额定功率(kW) 满载转矩（r/min）（kN）（kN）质量（kg）Y112M-4414402.22.343（二）、确定传动装置的总传动比和分配传动比 1、带轮转速为 电动机的满载转速为2、总传动比 3、分配减速器的各级传动比 按带传动与一级齿轮减速器关系进行设计，设带传动的传动比为，一级齿轮减速器的传动比为，应使，以便使整个传动系统的尺寸较

6、小，结构紧凑。又带传动比一般取24，故取，则。 4、计算传动装置的运动和动力参数 轴：电动机转轴 轴：高速轴 轴：输出轴 轴：滚筒轴 根据以上计算数据列出下表，供以后设计计算使用：电机轴轴轴滚筒轴功率43.843.733.65转矩26.5372.83279.63274.63转速1440503.5127.39127.39传动比2.863.951效率0.960.97020.9801知道卷筒需要转速和电机的转速之后，可以知道减速箱的速比为，而我所设计的减速箱为二阶齿轮组。传动系统设计如下图所示；图一 带式传输机原理图总的减速比电动机：电动机的满载转速为3.带轮的设计传动零件的设计计算（一）、V带的设

7、计 由机械设计带传动的设计可得设计步骤如下：1、确定计算功率 由带的工作条件从表6.7查得工况 2、选定带的型号 根据和，根据图6.10确定为A型普通V带。3、传动比4、确定带轮的基准直径 由表6.8，表6.9，和图6.10，取小带轮基准直径。大带轮基准直径，由表6.9取 。 5、轴的实际转速 6、验算带速 带速合适。7、初定中心距 按公式，可取： 8、确定所需带的基准长度 由表6.2选取带的基准长度9、 确定实际中心距安装时所需最小轴间距离张紧或补偿所需最大轴向距离10、验算小带轮包角包角合适。11、单根V带的基本额定功率 由和，由表6.4查得A型V带基本额定功率为。 12、单根V带的额定功

8、率 考虑传动比的影响，额定功率的增量查表6.5得；按包角，查表6.6得：；按带长,查表6.2得：，单根V带的额定功率： 13、计算V带的根数 取4根A型V带。14、计算单根V带的初拉力 由表6.3查得A型V带的单位长度质量 ，所以 15、计算压轴力 方向指向圆心16、轮槽的基准宽度A型V带带速V=7.16m/sV带的基准长度V带的中心距V带的根数4根V带初拉力最小值压轴力最小值4齿轮的设计4.1高速级齿轮的设计高速级齿轮副的设计1、 设计参数：输入功率,小齿的转速传动比 工作寿命10年（设每年工作300天）两班制，工作平稳 2、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）按照任务书的传动方案，选用

9、标准斜齿圆柱齿轮传动（2）输送机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB 1009588）（3）材料选择。选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。（4）选小齿轮齿数，大齿轮齿数 取齿数为（5）初选螺旋升角3、按齿面接触强度设计按公式试算，即（1） 确定公式内的各计算数值 试选 齿宽系数 小齿轮传递转矩 选取区域系数 端面重合度系数 材料的弹性影响系数 小齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮的接触疲劳强度极限 应力循环次数取接触疲劳寿命系数 取失效概率为1%，安全系数S=1 许用接触应力（2）代入参数数值并计算

10、 试算小齿轮分度圆直径 计算圆周速度 计算齿宽b及模数 计算纵向重合度 计算载荷系数K 使用系数 根据v=3.458m/s 7精度 得动载系数 按实际载荷系数校正分度圆直径 计算模数 4、按齿根弯曲强度设计 (1)确定计算参数 根据纵向重合度 查得螺旋影响系数 计算当量齿数 查小齿轮弯曲疲劳强度极限 查大齿轮弯曲疲劳强度极限 查大小齿轮的疲劳寿命系数 计算弯曲疲劳许用应力，取安全系数S=1.4 查取齿形系数 查取应力校正系数 计算大小齿轮的值，并比较小齿轮：大齿轮：大齿轮的数值比较大（2）代入参数数值并设计计算 取 按计算齿数 取 则 取5、几何尺寸计算 （1）计算中心距 将中心距圆整为 （2

11、）按中心距修正螺旋角 因为值改变不多，故参数 等不必修正 （3）大小齿轮分度圆 取整 取整（4）齿轮宽度 取整后取 输入功率小齿的转速传动比 小齿轮齿数大齿轮齿数圆周速度齿宽b=68.08模数=2.75当量齿数中心距a=190.66mm大小齿轮分度圆齿轮宽度4.2低速级齿轮的设计低速齿轮副的设计 1、设计参数：输入功率,小齿的转速传动比 工作寿命10年（设每年工作300天）2、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）按照任务书的传动方案，选用标准斜齿圆柱齿轮传动（2）输送机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB 1009588）（3）材料选择。选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为2

12、80HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。（4）选小齿轮齿数，大齿轮齿数 取齿数为（5）初选螺旋升角3、按齿面接触强度设计按公式试算，即（2） 确定公式内的各计算数值试选 齿宽系数 小齿轮传递转矩选取区域系数端面重合度系数 材料的弹性影响系数小齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮的接触疲劳强度极限 应力循环次数取接触疲劳寿命系数 取失效概率为1%，安全系数S=1 许用接触应力（2）代入参数数值并计算 试算小齿轮分度圆直径 计算圆周速度 计算齿宽b及模数 计算纵向重合度 计算载荷系数K 使用系数 根据v=1.166m/s 7精度 得动载系数 按实际载荷系数校正

13、分度圆直径 计算模数 4、按齿根弯曲强度设计 (1)确定计算参数 根据纵向重合度 查得螺旋影响系数 计算当量齿数 查小齿轮弯曲疲劳强度极限 查大齿轮弯曲疲劳强度极限 查大小齿轮的疲劳寿命系数 计算弯曲疲劳许用应力，取安全系数S=1.4 查取齿形系数 查取应力校正系数 计算大小齿轮的值，并比较小齿轮：大齿轮：大齿轮的数值比较大（2）代入参数数值并设计计算 取 按计算齿数 取 则 取5、几何尺寸计算 （1）计算中心距 将中心距圆整为 （2）按中心距修正螺旋角 因为值改变不多，故参数 等不必修正 （3）大小齿轮分度圆 取整 取整（4）齿轮宽度 取整后取 小齿轮齿数大齿轮齿数应力循环次数N3=6.07

14、4108N4=1.786108圆周速度 齿宽b模数当量齿数中心距大小齿轮分度圆齿轮宽度5.轴与轴承的设计（一）、输入轴及其装置的设计 1、按照扭转强度初定直径 选用45号钢为轴的材料,调质处理，查课本表12.5可得。由于， 将的值代入上式可确定的范围，可选取。 考虑有键槽，将直径增大7%，则。 2、输入轴的结构设计 （1）、轴上零件的定位，固定和装配 单级减速器中可将齿轮轴的齿轮部分安排在箱体中央，由于轴径太小而采用齿轮轴式固定齿轮。并且小齿轮转速快，为了避免润滑油烧坏轴承，所以要在齿轮两边安装甩油环，因此要在齿轮一边制出轴肩来定位甩油环，另一边用套筒来定位甩油环。轴承都用甩油环来定位，而轴承

15、靠轴承端盖来固定，输入轴的伸出段与大带轮通过键连接，并用轴端挡圈来实现轴向定位。 （2）、确定轴各段直径和长度 a）计算出最小轴径，增加7%， 第1轴段结构参数。 b）第2轴段结构参数初定 定位轴肩轴径。密封圈选型：(摘自JB/ZQ 4606-1986) 摘自书P164页表16-9型号: 毡圈 30内径外径宽度所以，第2轴段结构参数，这段用来和轴承端盖连接。 c）第3轴段结构参数 非定位轴肩自由确定， 即可。 轴承选型：(摘自GB/T292-1994)P152表15-3型号:30207基本尺寸/mm|d: 35基本尺寸/mm|: 72基本尺寸/mm|B: 17安装尺寸/mm|da (min):

16、 42安装尺寸/mm|Da (max): 65 第3轴段结构参数。 d）第4轴段结构参数, 非定位轴肩自由确定， 即可。为配合尺寸，取标准尺寸41mm。 e）第5轴段结构参数 定位轴肩轴径。 f）第6轴段结构参数 （3）、轴上零件的周向定位 大带轮与轴的周向定位采用平键连接，轴与大带轮之间的平键，按, 查得平键截面。键槽用键槽铣刀加工。 为保证大带轮与轴配合有良好的对中性，故选择大带轮与轴的周向定位是由过渡配合来为，滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为k6。3、 轴的强度校核 （1）、求轴上的载荷，列出力的平衡方程组，解出:， ，分别做出轴的弯矩图、扭矩图和计算弯矩

17、图： （2）、校核轴的强度 轴的材料是45号钢，调质处理。由表12.1查得，则为，即58.565MPa，取=60MPa。轴的计算应力为因此该轴满足强度要求。（二）、输出轴及其装置的设计 1、按照扭转强度初定直径 选用45号钢为轴的材料,调质处理，查课本表12.5可得。由于， 将的值代入上式可确定的范围，可选取。 考虑有键槽，将直径增大7%，则： 2、输出轴的结构设计 （1）、轴上零件的定位，固定和装配 联轴器通过设计阶梯轴定位，并与轴通过键连接，大齿轮通过套筒和轴肩定位配合，为防止油流入轴承而加甩油环，轴承分别以套筒与齿轮轴轮毂和轴肩定位，用轴承端盖固定，靠轴端挡圈来实现轴向定位。（2）、确定

18、轴各段直径和长度 a）计算出最小轴径，增加7%则连接联轴器选型：LT型弹性套柱销联轴器(摘自GB/T 4323-2002)型号: LT7公称转矩Tn/(Nm): 500许用转速n|钢(r/min): 3600轴孔直径d1、d2、dz|钢(mm): 40、42、45、48轴孔长度|L(mm)推荐: 65第1轴段结构参数。 b）第2轴结构参数初定 定位轴肩，轴径。 密封圈选型：(摘自JB/ZQ 4606-1986)型号: 毡圈 45内径外径宽度第2轴段结构参数。 c）第3轴段结构参数, 非定位轴肩自由确定， 即可，根据轴承选型来确定：(摘自GB/T292-1994)P152表15-3型号:3021

19、0基本尺寸/mm|d: 50基本尺寸/mm|: 90基本尺寸/mm|B: 20安装尺寸/mm|da (min): 57安装尺寸/mm|Da (max): 83所以，第3轴段结构参数 d）第4轴段结构参数, 非定位轴肩自由确定， 即可，为配合尺寸，取标准尺寸55mm(GB/T2822-2005)P105表12-10,。 e）第5轴段结构参数, 定位轴肩轴径。 f）第6轴段结构参数, 轴径。 （3）、轴上零件的周向定位 齿轮、联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。轴与联轴器之间的平键，按轴径，选与联轴器连接的键为, 轴与齿轮之间的平键按轴径，选与大齿轮连接的键为，键槽均用键槽铣刀加工。 为保证齿轮、

20、联轴器与轴配合有良好的对中性，故选择联轴器与轴配合为，齿轮轮毂与轴的配合为；滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为k6。3、 轴的强度校核 （1）、求轴上的载荷，列出力的平衡方程组，解出：， ，分别做出轴的弯矩图、扭矩图和计算弯矩图： （2）、校核轴的强度 轴的材料是45号钢，调质处理。由表12-1查得，则为，即58.565MPa，取=60MPa。轴的计算应力为。因此该轴满足强度要求。轴全长：267.85mm轴全长：276.35mm6.键连接强度校验六、 键连接的选择和计算（一）、输入轴和大带轮的连接 键与轮毂的材料均为45钢，在轻微冲击时许用挤压应力为。轴径，选取与

21、带轮连接的平键为，键的工作长度，键与轮毂键槽的接触高度。则：键的强度足够。（二）、输出轴和联轴器的连接 键与轮毂的材料均为45钢，在轻微冲击时许用挤压应力为。轴径，选与联轴器连接的键为，键的工作长度，键与轮毂键槽的接触高度。则：键的强度足够。（三）、输出轴和大齿轮的连接 键与轮毂的材料均为45钢，在轻微冲击时许用挤压应力为。轴径，选与大齿轮连接的键为，键的工作长度，键与轮毂键槽的接触高度。则：键的强度足够。校验合适7.键及联轴器的选择与校核联轴器的选择在输出轴的计算中已选定联轴器型号，选LT7型弹性套柱销联轴器。其公称转矩为，许用转速为。8.润滑措施8.箱体的设计结果89.数据总结10.参考文献1 濮良贵.纪名刚机械设计（第八版）M 高等教育出版社，20062 吴宗泽机械设计课程设计手册（第3版）M 高等教育出版社，20063 王伯平互换性与测量技术基础（第3版）M 北京 机械工业出版社，20084 朱孝录齿轮传动设计手册（第2版）M 北京 化学工业出版社201050