机。械。课。
程。设。计。说。
明 书。
课程设计题目：带式输送机传动装置。
姓名：张晓龙、陈默、刘勇、
李靖、陈欣、王文莉、陈俊彦。
专业：建机1301
输送带工作拉力 f=2300n；
输送带工作速度 v=1.5m/s;
滚筒直径 d=400mm；
每日工作时数 t=24h；
传动工作年限 a=5；
拟定、分析传动装置的设计方案。
设计如下图带传送装置：
1—电动机；2—v带传动；3—单级圆柱齿轮减速器；4—联轴器；5—滚筒；6—输送带。
1）.选择电动机类型。
按已知的工作要求和条件，选用y型全封闭笼型三相异步电机。
2）选择电动机的功率。
工作机所需要的电动机输出功率为。
所以 由电动机至工作机之间的总效率（包括工作机效率）为。
查指导书表可知。
由于额定功率，故查表得。
卷筒轴工作转速为。
按推荐的合理传动比范围，取v带传动的传动比，单级齿轮传动比，则合理总传动比的范围为，故电动机转速的可选范围为。
查指导书附录，有两种适用的电动机型号，其技术参数及传动比的比较情况见下表。
综合考虑电动机和传动装置的尺、重量记忆带传动和减速器的传动比，比较三个方案可知：方案1比较适中，比较适合；方案2，电动机转速低，外廓尺寸较大，**较高，虽然总传动比不大，但因电动机转速低，导致传动装置尺寸较大。综合各因素，选方案1比较好。
所选电动机的主要外型尺寸和安装尺寸如下表所示：
参考设计书，可取发动机与v带间的传动比。
单级圆柱齿轮间的传动比。
3）计算传动装置的运动和动力参数。
a、各轴转速。
轴ⅰ：轴ⅱ：
卷筒轴： b、各轴输入功率。
轴ⅰ：轴ⅱ：
卷筒轴： c、各轴输入转矩。
计算电动机轴的输出转矩td
轴ⅰ：轴ⅱ：
卷筒轴： 运动和动力参数的计算结果列于下表：
一）v带传动的设计
二） 齿轮的设计。
1、选择材料和热处理方法，并确定材料的许用接触应力。
根据工作条件，一般用途的减速器可采用闭式软齿面传动。查表得。
小齿轮 45钢调制处理齿面硬度hbs1=230
大齿轮 45钢正火处理齿面硬度 hbs2=190
两齿轮齿面硬度差为40hbs，符合软齿面传动的设计要求。
2、确定材料许用接触应力。
查表得，两实验齿轮材料接触疲劳强度极限应力为：
hlim1=480+0.93(hbs1-135)=480+0.93(230-135)=568.4mpa
hlim2=480+0.93(hbs2-135)=480+0.93(190-135)=531.2 mpa
由表按一般重要性考虑，取接触疲劳强度的最小安全系数：sh lim1=1.0
两齿轮材料的许用接触应力分别为
δh1]= h lim1/ sh lim1=568.4 mpa
δh2]= h lim2/ sh lim1=531.2 mpa
3、根据设计准则，按齿面接触疲劳强度进行设计。
查表可得，取载荷系数k=1.2；
查表可得，查取弹性系数ze=189.8；取齿宽系数ψd=1
闭式软齿面)；[h]取其中较小值为531.2mpa代入。故。
d1≥=76.34mm
4、几何尺寸计算。
齿数由于采用闭式软齿面传动，小齿轮齿数的推荐是20～40，取模数。
将m转换为标准模数，取m=3mm
中心距 齿宽
取=80mm
5、校核齿根弯曲疲劳强度
由校核公式 δf=yfys
查表可知，两齿轮的齿形系数，应力校正系数分别是（yf2 ,ys2 由线性插值法求出）
z1 =27时 yf1 =2.57 ys1=1.60
z2 =81时 yf2 =2.218 ys2 =1.77
查表，两实验齿轮材料的弯曲疲劳极限应力分别为。
δf lim1 =190+0.2(hbs1-135)=209 mpa
δf lim2 =190+0.2(hbs2-135)=201 mpa
查表可知，弯曲疲劳强度的最小安全系数为sf lim1 =1.0
两齿轮材料的许用弯曲疲劳应力分别为。
δf1]= h lim1/ sh lim1 =209 mpa
δf2]= h lim2/ sh lim2 =201 mpa
将上述参数分别代入校核公式，可得两齿轮的齿根弯曲疲劳应力分别为。
=yf1ys＜[δf1]=209 mpa
=yf2ys2＜[δf2]=201 mpa
所以两齿轮的齿根弯曲疲劳强度均足够。
6、齿轮其他尺寸计算。
分度圆直径 =3×27=81 mm
3×81=243 mm
齿顶圆直径。
齿根圆直径
中心距 a=m(z1+z2)/2=162mm
齿宽 b1=80mm b2=76mm
7、选择齿轮精度等级。
齿轮圆周速度 v1==1.36m/s
查表，选齿轮精度等级：第ⅱ公差组为9级，由“齿轮传动公差”查得。
小齿轮 9-9-8 gj gb10095-88
大齿轮 9-9-8 hk gb10095-88
1、选取材料和热处理方法，并确定轴材料的许用应力：
由于为普通用途，中小功率，选用45钢正火处理。查表得。
2、估算轴的最小直径：
由表查得a=110，根据公式得：
41.6mm
考虑轴端有一键槽，将上述轴径增大5%，即41.6×1.05=43.
68mm。该轴的外端安装联轴器，为了补偿轴的偏差，选用弹性柱销联轴器。查手册表选用柱销联轴器，其型号为hl3，最小直径42mm
轴的设计计算并绘制结构草图：
1）确定轴上零件的布置方案和固定方法：
参考一般减速器结构，将齿轮布置在轴的中部，对称于两端的轴承；齿轮用轴环和轴套作轴向固定，用平键和过盈配合（h7/r6）作轴向固定。右端参考一般减速器结构，将齿轮布置在轴的中部，对称于两端的轴承齿轮用轴环和轴套作轴向固定，用平键和过盈配合（h7／r6）作周向固定，右端轴承用轴肩和过度配合（h7／k6）固定内套圈；左端轴承用轴套和过渡配合（h7／k6）固定内套圈。轴的定位则由两端的轴承端盖轴向固定轴承的外套圈来实现。
输出端的联轴器用轴肩和挡板轴向固定，用平键作周向定位。
2）直齿轮在工作中不会产生轴向力，故两端采用深沟球轴承。轴承采用润滑，齿轮采用油浴润滑。
3）确定轴的各段直径：
外伸端直径=42mm
按工艺和强度要求把轴制成阶梯形，故取标准直径轴颈。
考虑轴承的内孔标准，取轴头，初选轴承型号6208。
直径为的轴段为轴环，取。
轴端直径。（4）确定轴的各段长度：
58mm在轴段和轴段分别加工出键槽，键槽的长度比相应的轮毂宽度小约5~10mm，键槽的宽度按轴段直径查手册得轴段的键槽宽度为12mm，轴段的键槽宽度为14mm。
4、从动齿轮的受力计算。
分度圆直径。
转矩n·mm
圆周力==7264.78
径向力=2644.16n
5、按扭矩和弯曲组合变形强度条件进行校核计算。
1）绘制轴的受力简图见图8-2（a）
2）将齿轮所受力分解成水平h和铅垂平面v内的力。
3）求水平面h和铅垂平面v的支座反力。
1 水平面h内的支座反力：
2 铅垂平面v内的支座反力：
3632.39n
4）绘制弯矩图：
1. i-i截面的弯矩图见图8-2(b)
2 ⅱ-截面的弯矩图见图8-2(c)
3 合成弯矩图见8-2(d)
167377n·mm
4 绘制扭矩图见图8-2(e)
t=587921n·mm
5 绘制当量弯矩图见图8-2(f)
单向转动，故切应力脉动循环，取α=0.6 ，b截面当量弯矩为：
t=0.6×587921=352752n·mm
6、校核轴的强度。
根据总合成弯矩图、扭矩图和轴的结构草图的判断a、b截面为危险截面，下面分别进行校核：
1）校核a截面
=40mm考虑键槽后，由于，故a截面安全。
2）校核b截面。
167377n·mm
=31mm考虑键槽后，由于=31×1.05=32.55mm<=63mm，故b截面安全。因为危险截面a、b均安全，所以原结构设计方案符合要求。
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