机械设计课程设计计算说明书带式输送机传动装置（含全套图纸） 1.doc

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1、CAD图纸，联系QQ153893706华南农业大学机械设计课程设计计算说明书设计题目：带式输送机班级：工程农业机械化及自动化（2）班学号：设计者： 指导老师： 2008年1月6日目录1. 设计任务书 32. 传动方案分析 43. 电动机的选择计算 44. 分配传动比 55. 传动装置运动的动力参数的选择计算 66. 传动零件的设计计算 7（1）带传动的设计计算（2）齿轮传动的设计7. 轴、键、轴承的设计计算 12（1）轴的设计计算（2）键联接的选择及计算（3）联轴器的选择8. 润滑和密封方式的选择、润滑油的牌号的确定 229. 箱体及附件的结构设计和选择 2210. 设计小结 2311. 参考

2、资料 24一、设计任务书设计题目：带式输送机传动装置传动方案：电机带传动两极圆柱齿轮（直齿或斜齿）减速器工作机设计参数：输送带的牵引力F，（KN）输送带的速度v,(m/s)提升机鼓轮的直径D，（mm）90.5400设计要求：1） 输送机运转方向不变，工作载荷稳定2） 输送带鼓轮的传动效率取为0.973） 工作寿命为8年，每年300个工作日。每工作日16小时设计内容：1） 装配图1张2） 零件图3张3） 设计说明书一份指导老师：夏红梅日期：08.01.06二、传动方案分析传动方案：电机带传动两极圆柱齿轮（直齿或斜齿）减速器工作机给定条件：由电动机驱动，运输带工作拉力为9KN，运输带速度为0.5m

3、/s，运输机滚筒直径为400mm要求：工作寿命为8年，每年300个工作日，每工作日16小时减速器类型选择：选用展开式两级圆柱齿轮减速器特点及应用：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输入端，这样，轴在转矩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地互相抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象。整体布置：辅助件有:观察孔盖,油标和油尺,放油螺塞,通气孔,吊环螺钉,吊耳和吊钩,定位销,启盖螺钉,轴承套,密封圈等。各主要部件选择：动力源齿轮带传动联轴器轴承电动机圆柱直齿轮V带弹性联轴器球轴承三、电动机的选择计算工作机主轴上所需功率：Pw

4、FV9kN0.5m/s=4.5kW工作机输入轴的转速：圆柱齿轮传动(7级精度)效率(两对)为10.98 2球轴承传动效率(四对)为20.99 4弹性联轴器传动效率(两个)取30.99 2输送机滚筒效率为w0.97V带传动的效率为40.95工作所需电动机的功率：查得型号Y160M-6封闭式三相异步电动机参数如下：同步转速=1000r/min 额定功率=7.5kW 满载转速=970r/min安装及外型尺寸：机座号级数ABCDEFGHKABACADHDBBL160M2.4.6.825421010842110123716015330325255385270600 且 =970r/min 根据功率和转速

5、确定选用型号Y160M-6封闭式三相异步电动机四、分配传动比传动系统的总传动比其中i是传动系统的总传动比，多级串联传动系统的总传动等于各级传动比的连乘积；nm是电动机的满载转速，r/min；nw 为工作机输入轴的转速，r/min。则=40.6选取V带的传动比 =3 可算出 =13.53 高速级传动比，低速级传动比按高速级和低速级齿轮的材料和热处理条件相同分配传动比，传动比的分配可按下图由图可查得 =4.35 =3.11综上： =3 =4.35 =3.11五、传动装置运动的动力参数的选择计算设：从电动机到输送机滚筒轴分别为0轴、1轴、2轴、3轴、4轴；对应于各轴的转速分别为 、 、 、 、 ；对

6、应于0轴的输出功率和其余各轴的输入功率分别为 、 、 、 、 ；对应于0轴的输出转矩和其余名轴的输入转矩分别为 、 、 、 、 ；相邻两轴间的传动比分别为 、 、 、 ；相邻两轴间的传动效率分别为 、 、 、 。两轴联接V带齿轮齿轮联轴器传动比 iI01=1i12=4.35i23=3.11i34=1传动效率01=0.9512=0.9723=0.9734=0.97，轴号电动机两级圆柱减速器工作机O轴1轴2轴3轴4轴转速n(r/min)n0=970n1=323.33n2=74.33n3=23.90n4=23.90功率P(kw)P0=5.34P1=5.07P2=4.92P3=4.77P4=4.63转

7、矩T(Nm)T0=52.57T1=149.75T2=632.13T3=1906.00T4=1850.06六、传动零件的设计与计算、带传动的设计计算（1）确定计算功率查得KA=1.2 Pca=KAP=1.25.34=6.41KW 选择V带轮的传动比=3（2）选择V带的带型 根据Pca n0 选择带为A型（3）查表，初选小带轮的基准直径dd1=125mm（4）验算带速v 因为5m/sv （13）计算压轴力 齿轮传动的设计计算 高速级齿轮1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）选用直齿圆柱齿轮传动，运输机为一般工作机器，速度不高，故选7级精度（2）查手册选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为28

8、0HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS，硬度相差40HBS（3）选小齿轮齿数14，大齿轮齿数Z2= i齿Z1=4.3524=104.4 取1052按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行试算，即（1）确定公式内的各计算数值 1）试初选载荷系数Kt=1.3 2）计算小齿轮传递的转矩 T1=9550000P1/n1=95500005.07/323.33=1.4975 105Nmm 3）由手册选取齿宽系数d=1 4）由手册查得材料的弹性影响系数 ZE=189.8Mpa1/2 5）按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限550Mpa 6）计算应力的循环

9、次数N1 60n2jLh60323.331（830016）7.45108N2 N1 /4.35=1.7131087）取接触疲劳寿命系数：KHN1=0.92 KHN2=0.958）计算接触疲劳许用应力 取试销概率为1%，安全系数S=1H1=0.92600MPa=552MPa H2= 0.95550MPa=522.5MPa（2）计算1）试算小齿轮分度圆直径d1t,代入H中较小的值 =73.339mm2）计算圆周速度v v=3.1473.339323.33/601000=1.24m/s3）计算齿宽 bd d1t=173.33973.339mm4）计算齿宽与齿高之比模数mt= d1t /Z1=3.05

10、6mm齿高：h2.25mt6.88mmb/h=10.675）计算载荷系数根据v=1.24m/s，7级精度，查得动载系数Kv1.08 直齿轮 =1.0使用系数KA 1 用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承对称布置时，1.425 1.35 载荷系数 KKAKv11.0811.4251.5396）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 77.538mm7）模数 m=d1/Z1=3.23mm3按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为（1）确定公式内的各计算数值1）查得小齿轮的变弯曲疲劳强度极限：500MPa;大齿轮的弯曲疲劳强度极限：380Mpa2）取弯曲疲劳寿命系数：0.9 0.953）计算弯曲疲劳许

11、用应力 取弯曲疲劳安全系数 S1.4 =321.43Mpa =257.86 Mpa4）计算载荷系数KKKAKv 11.0811.35=1.4585）查取齿型系数YFa1=2.65，YFa2=2.1846）查取应力校正系数YSa1=1.58；YSa2=1.7947）计算大、小齿轮的并加以比较 大齿轮的数值较大8）设计计算 =2.26mm取标准值m=2.5mm 小齿轮齿数z1d1/m=30 大轮齿数z24.35*30=130.5 取1314几何尺寸计算（1）计算分度圆直径 d1mZ175mmd2mZ2327.5mm（2）计算中心距 a(d1d2）/2=201.5mm（3）计算齿轮宽度b=175=7

12、5mm取B1 =80mm B2=75mm低速级齿轮1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）选用直齿圆柱齿轮传动，运输机为一般工作机器，速度不高，故选7级精度（2）查手册选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS，硬度相差40HBS（3）选小齿轮齿数14，大齿轮齿数Z2= i齿Z1=3.1124=74.64 取752按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行试算，即（1）确定公式内的各计算数值 1）试初选载荷系数Kt=1.3 2）计算小齿轮传递的转矩 T1=9550000P2/n2= 6.321105Nmm 3）由手册选取齿宽系数d=1 4）

13、由手册查得材料的弹性影响系数 ZE=189.8Mpa1/2 5）按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限550Mpa 6）计算应力的循环次数N1 60n2jLh6074.331（830016）1.713108N2 N1 /3.11=5.5081077）取接触疲劳寿命系数：KHN1=0.95 KHN2=0.998）计算接触疲劳许用应力 取试销概率为1%，安全系数S=1H1=0.95600MPa=570MPa H2= 0.99550MPa=544.5MPa（2）计算1）试算小齿轮分度圆直径d1t,代入H中较小的值 =114.553mm2）计算圆周速度v v=3.

14、14114.55374.33/601000=0.45m/s3）计算齿宽 bd d1t=1114.553114.553mm4）计算齿宽与齿高之比模数mt= d1t /Z1=4.773mm齿高：h2.25mt10.74mmb/h=10.675）计算载荷系数根据v=0.45m/s，7级精度，查得动载系数Kv1.05 直齿轮 =1.0使用系数KA 1 用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承对称布置时，1.435 1.36 载荷系数 KKAKv11.0511.4351.5076）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 120.336mm7）模数 m=d1/Z1=5.014mm3按齿根弯曲强度设计弯曲强度的

15、设计公式为（1）确定公式内的各计算数值1）查得小齿轮的变弯曲疲劳强度极限：500MPa;大齿轮的弯曲疲劳强度极限：380Mpa2）取弯曲疲劳寿命系数：0.95 0.963）计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S1.4 =339.29Mpa =260.57 Mpa4）计算载荷系数KKKAKv 11.0511.36=1.4285）查取齿型系数YFa1=2.65，YFa2=2.2266）查取应力校正系数YSa1=1.58；YSa2=1.7647）计算大、小齿轮的并加以比较 大齿轮的数值较大8）设计计算 =3.61mm取标准值m=4mm 小齿轮齿数z1d1/m29 大轮齿数z23.11*2991

16、 4几何尺寸计算（1）计算分度圆直径 d1mZ1116mmd2mZ2364mm（2）计算中心距 a(d1d2）/2=240mm（3）计算齿轮宽度b=1116=116mm取B1 =121mm B2=116mm七、轴、键、轴承的设计计算 、输入轴及其轴承装置、键的设计1.输入轴上的输入功率P1=5.07kW 转速n1=323.33r/min 转矩 T1=149.75Nmm2.求作用在齿轮上的力 3993N 1453N 轴的受力简图3.初步确定轴的最小直径 选轴的材料为钢，调质处理，取A 0 =106 初步估算轴的最小直径 26.5mm考虑到键槽削弱了轴的强度，将轴径增大3%，所以取d1=1.03*

17、26.5=27.3mm30mm输出轴的最小直径是安装V带轮的直径，V带轮与轴配合的毂孔的长度L1=1.8d1=54mm4.轴的结构设计（1）拟定轴上零件的装配方案（2）确定轴的各段直径和长度1）为满足V带轮的轴向定位要求，1轴段右端需制一轴肩，由轴肩高度h0.1d+(12) 取d2=35mm 在2轴段上取挡圈直径D=35mm2）轴承的选择 由于主要受径向载荷，选取深沟球轴承6407，尺寸为 故d3=d7=35mm l3=25mm 由轴承的安装尺寸 damin=44mm 取d4=45mm3）取安装齿轮处的轴段d6=40mm，齿轮右端与右轴承之间采用套筒定位已知齿轮轮毂B=80mm，为使套筒端面可

18、靠地压紧齿轮，取l6=78mm齿轮左端才用轴肩定位，轴肩高度取h=5mm 则d5=50mm，轴环宽度b1.4h,取l5=10mm4）取齿轮距箱体的距离=15mm，两小圆柱齿轮之间的距离C=20mm，滚动轴承距箱体内壁S=8mm，低速级小齿轮轮毂长L=121mm 5）轴承端盖的总宽度为20mm，箱体与V带之间应有一定的距离取50mm 则l2=70mm6）用轴端挡圈在1轴段左边定位，则 l1=52mm（3）轴上零件的周向定位按1轴段的直径选取平键截面bh=108按6轴段的直径选取平键截面bh=1285.求轴上的载荷（1）画弯矩图 （2）合成弯矩的计算 （3）扭矩 T1=179.75Nm6.按弯矩合

19、成应力较核轴的强度进行较核时，通常只较核轴上承受最大弯矩和扭矩的载面的强度。取a=0.632.86Mpa由轴的材料及热处理方式可查得60Mpa。因此，故安全7.键的强度较核查得许用应力110Mpa 键的工作长度L1=l1=52mm L2= l6=78mm键的接触高度k1=k2=0.5h=4mm可见键的选择合适8.轴承的较核查得56.8kN 轴承只受径向力3350.12N 2587.39N取=1.13685.13N 2846.13N轴承的使用寿命188751h38400h 合适因为PAPB故只较核轴承A9.小结 输入轴选用深沟球轴承6407，1轴段选取平键截面bh=108 6轴段选取平键截面bh

20、=128、中间轴及其轴承装置、键的设计1.输入轴上的输入功率P2=4.92kW 转速n2=74.33r/min 转矩 T2=632.13Nmm2.求作用在齿轮上的力 轴的受力简图3.初步确定轴的最小直径 选轴的材料为钢，调质处理，取A 0 =110 初步估算轴的最小直径 44.5mm考虑到键槽削弱了轴的强度，将轴径增大6%，所以取dmin=1.06*44.547mm4.轴的结构设计（1）拟定轴上零件的装配方案（2）确定轴的各段直径和长度1）轴承的选择 由于主要受径向载荷，并根据dmin=47mm选取深沟球轴承6311，尺寸为 1轴段和5轴段是安装轴承的，故d1=d5=50mm 2）取安装齿轮处

21、的轴段d4=d2=56mm，齿轮右端采用轴肩定位，已知齿轮轮毂B=121mm，为使套筒端面可靠地压紧齿轮，取l2=119mm，同理，高速级大齿轮B=75mm，取l4=73mm，齿轮左端才用轴肩定位，轴肩高度取h=7mm 则d3=63mm，3）取齿轮距箱体的距离=15mm，两小圆柱齿轮之间的距离C=20mm，滚动轴承距箱体内壁S=8mm， （3）轴上零件的周向定位 按2、4轴段的直径选取平键截面bh=16105.求轴上的载荷（1）画弯矩图 （2）合成弯矩的计算 =865.7Mpa =532.6Mpa（3）扭矩 T2=632.13Nm6.按弯矩合成应力较核轴的强度进行较核时，通常只较核轴上承受最大

22、弯矩和扭矩的载面的强度。取a=0.621.6Mpa由轴的材料及热处理方式可查得60Mpa。因此，故安全7.键的强度较核查得许用应力110Mpa 键的工作长度L1=l1=119mm L2= l6=73mm键的接触高度k1=k2=0.5h=5mm可见键的选择合适8.轴承的较核查得71.5kN 轴承只受径向力8833.89N 6872.45N取=1.19717.279N 7559.695N轴承的使用寿命89324h38400h 合适因为PAPB故只较核轴承A9.小结 输入轴选用深沟球轴承63112轴段选取平键截面bh=1610 4轴段选取平键截面bh=1610、输出轴及其轴承装置、键的设计1.输出轴

23、上的输入功率P3=4.77kW 转速n3=23.9r/min 转矩 T3=1906Nmm2.求作用在齿轮上的力 10472.53N 3811.69N 轴的受力简图3.初步确定轴的最小直径 选轴的材料为钢，调质处理，取A 0 =105 初步估算轴的最小直径 61.36mm考虑到键槽削弱了轴的强度，将轴径增大5%，所以取d=1.05*61.3664mm4.轴的结构设计（1）拟定轴上零件的装配方案（2）确定轴的各段直径和长度1）6轴段装联轴器，查得KA=1.5 Tca=KAT=2859Nm 根据Tca选取HL6型，孔径d5=65mm,半联轴器长度L=142mm，与轴配合的毂孔长度L=107mm，为了

24、保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，取l6=105mm，为满足联轴器轴向定位要求，6轴段左端需制一轴肩，由轴肩高度h0.1d+(12) 取h=5mm 则初定d5=70mm2）轴承的选择 由于主要受径向载荷，选取深沟球轴承6314，尺寸为 故d3=d7=70mm 由轴承的安装尺寸damin=82mm 取d4=82mm3）取安装齿轮处的轴段d6=78mm，齿轮左端与左轴承之间采用套筒定位已知齿轮轮毂B=116为使套筒端面可靠地压紧齿轮，取l2=114mm齿轮左端才用轴肩定位，轴肩高度取h=8mm 则d3=86mm，轴环宽度b1.4h,取l3=12mm4）取齿轮距箱体的距离=17.5mm

25、，两小圆柱齿轮之间的距离C=20mm，滚动轴承距箱体内壁S=8mm （3）轴上零件的周向定位按2轴段的直径选取平键截面bh=2214按6轴段的直径选取平键截面bh=20125.求轴上的载荷（1）画弯矩图（2）合成弯矩的计算 （3）扭矩 T1=1906Nm6.按弯矩合成应力较核轴的强度进行较核时，通常只较核轴上承受最大弯矩和扭矩的载面的强度。取a=0.629.4Mpa由轴的材料及热处理方式可查得60Mpa。因此，故安全 7.键的强度较核查得许用应力110Mpa 键的工作长度L1=l2=114mm L2= l6=105mm键的接触高度k1=0.5h=7mm ，k2=0.5h=6mm可见键的选择合适

26、8.轴承的较核查得105kN 轴承只受径向力7429.76N 3714.87N取=1.18172.74N 4086.36N轴承的使用寿命1478821h38400h 合适因为PAPB故只较核轴承A9.小结 输入轴选用深沟球轴承6314，2轴段选取平键截面bh=22146轴段选取平键截面bh=2012联轴器选取HL6型八、润滑和密封方式的选择、润滑油的牌号的确定1润滑（1）齿轮的润滑因为齿轮的圆周速度小于12m/s，故采用将大齿轮的轮齿浸入油池中进行浸油润滑。润滑剂采用工业闭式齿轮油，牌号为L-CKC100，运动粘度为90110mm2/s（2）轴承的润滑由于润滑脂形成的润滑膜强度高，能承受较大的

27、载荷，不易流失，容易密封，一次加脂可以维持相当长的一段时间 。计算各个滚动轴承的dn值，得出最大的dn值在脂润滑的界限内，故选用脂润滑由于轴承的dn值较小，选用滚珠轴承脂，牌号为ZGN69-22.密封（1）密封垫选择密封垫用于轴承盖与箱体之间，可以防止润滑油的泄漏。为满足要求，选择纸垫圈，材料为软钢纸垫。（2）密封圈选择密封圈用于透盖式轴承盖中间，也是用于防止润滑油泄漏。在此选择毡圈油封。（3）轴承盖设计利用轴承盖来密封也是用于防止润滑油泄漏九、箱体及附件的结构设计和选择机座壁厚=0.025a+5811mm机盖壁厚11=0.02a+5810mm机座凸缘壁厚b=1.516.5mm机盖凸缘壁厚b1

28、=1.5116.5mm机座底凸缘壁厚b2=2.527.5mm地脚螺钉直径df =0.036a+1224mm地脚螺钉数目a1.214mm齿轮端面与箱体内壁距离2212mm两齿轮端面距离415 mmdf,d1,d2至外机壁距离30mm轴承孔边缘到螺钉d1中心线距离20mm至凸台边缘距离25mm底座深度H=0.5da+(30 50)412mm外箱壁至轴承座端面距离L1=C1+C2+(510)65mm十、设计小结认真严谨的态度，与一丝不苟的注意力，应该就是做工程的人士所必须具备的基本能力吧。读工科的人真的不容易，在计算过程中的微小差错，就有可能让一切设计从头开始。做课程设计是综合能力全面调用的考验，书

29、到用时方恨少，但做了课程设计，给了个重新去学习知识的机会，也给了个把知识总结连通运用的机会。但时间紧了点，特别是在与机械创新设计大赛交叉的时间里，兼顾起来比较困难，因为在各方面都还严重缺乏经验。虽然是个劳心劳累的过程，可是电脑科技的发达，也照福了我们，让整个设计的过程都是通过计算机来完成，可是对CAD软件的不熟悉，也在一定程度上影响了效率，再加上有一年没用到画图的知识了，许多东西，都要去回顾，还好温顾而知新，在兴趣的铺垫下，还是顺利完成了任务。十一、参考资料机械设计第八版 纪名刚编 高等教育出版社机械原理第七版 葛文杰编 高等教育出版社机械课程设计 朱文坚、黄平 编 华南理工大学出版社机械设计手册（软件版）R2.0数字化手册系列（软件版）编写委员会编制 机械工业出版社 2003年