帶式傳動機械設計裝置

『壹』 帶式輸送機傳動裝置設計

一、帶式輸送機傳動裝置，可伸縮膠帶輸送機與普通膠帶輸送機的工作原理一樣，是以膠帶作為牽引承載機的連續運輸設備，不過增加了儲帶裝置和收放膠帶裝置等，當游動小車向機尾一端移動時，膠帶進入儲帶裝置內，機尾回縮;反之則機尾延伸，因而使輸送機具有可伸縮的性能。
二、設計安裝調試：

1.輸送機的各支腿、立柱或平台用化學錨栓牢固地固定於地面上。
2.機架上各個部件的安裝螺栓應全部緊固。各托輥應轉動靈活。托輥軸心線、傳動滾筒、改向滾筒的軸心線與機架縱向的中心線應垂直。
3.螺旋張緊行程為機長的1%~1.5%。
4.拉繩開關安裝於輸送機一側，兩開關間用覆塑鋼絲繩連接，松緊適度。
5.跑偏開關安裝於輸送機頭尾部兩側，成對安裝。開關的立輥與輸送帶帶邊垂直，且保證帶邊位於立輥高度的1/3處。立輥與輸送帶邊緣距離為50~70mm。
6.各清掃器、導料槽的橡膠刮板應與輸送帶完全接觸，否則，調節清掃器和導料槽的安裝螺栓使刮板與輸送帶接觸。
7.安裝無誤後空載試運行。試運行的時間不少於2小時。並進行如下檢查:
(1)各托輥應與輸送帶接觸，轉動靈活。
(2)各潤滑處無漏油現象。
(3)各緊固件無松動。
(4)軸承溫升不大於40°C，且最高溫度不超過80°C。
(5)正常運行時，輸送機應運行平穩，無跑偏，無異常噪音。

『貳』 帶式輸送機傳動裝置（機械設計課程設計）

一）選擇電抄動機襲1。選擇電動機容量 P=FV/η P=4000*2/η η是帶式輸送機的效率，你沒寫出來。2。選取電動機額定功率 查表3。確定電動機轉速 n=60V/πD n=60*2*1000/π*450 毫米轉化米/1000 然後查表。二）計算傳動裝置的總傳動比並分配各級傳動比。總傳動比等於電動機轉速除以n。 分配有：動機道減速箱，動力軸道中間軸，間軸道輸出軸 。 開始的就這么多了。我打字好慢的，累的不行了 呵呵

『叄』 求帶式輸送機傳動裝置設計

課程設計說明書

一.電動機的選擇：
1.選擇電動機的類型：
按工作要求和條件，選用三機籠型電動機，封閉式結構，電壓380V，Y系列斜閉式自扇冷式鼠籠型三相非同步電動機。（手冊P167）
選擇電動機容量 ：
滾筒轉速：
負載功率:
KW
電動機所需的功率為：
（其中： 為電動機功率， 為負載功率， 為總效率。）
2.電動機功率選擇：

折算到電動機的功率為:

3.確定電動機型號：
按指導書 表1推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍為: .取V帶傳動比 ，則總傳動比理論范圍為 ，故電動機轉速的可選范圍為
符合這一范圍的同步轉速有750,1000和1500
查手冊 表 的：選定電動機類型為：
其主要性能：額定功率： ,滿載轉速: ，額定轉速: ,質量:
二、確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比
1.減速器的總傳動比為：

2、分配傳動裝置傳動比：
按手冊 表1，取開式圓柱齒輪傳動比
因為 ,所以閉式圓錐齒輪的傳動比 .
三.運動參數及動力參數計算:
1.計算各軸的轉速:
I軸轉速：

2.各軸的輸入功率
電機軸：
I軸上齒輪的輸入功率:
II軸輸入功率：
III軸輸入功率：
3.各軸的轉矩
電動機的輸出轉矩：

四、傳動零件的設計計算
1.皮帶輪傳動的設計計算:
（1）選擇普通V帶
由課本 表5.5查得：工作情況系數：
計算功率:
小帶輪轉速為：
由課本 圖5.14可得：選用A型V帶：小帶輪直徑
（2）確定帶輪基準直徑,並驗算帶速
小帶輪直徑 ,參照課本 表5.6,取 ,

由課本 表5.6,取
實際從動輪轉速:
轉速誤差為:
滿足運輸帶速度允許誤差要求.
驗算帶速
在 范圍內,帶速合適.
(3)確定帶長和中心距
由課本 式5.18得:

查課本 表5.1,得:V帶高度:
得:
初步選取中心距:
由課本 式5.2得:
根據課本 表5.2選取V帶的基準長度:
則實際中心距:
(4)驗算小帶輪包角:
據課本 式5.1得: (適用)
(5)確定帶的根數:
查課本 表5.3,得: .查課本 表5.4,得:
查課本 表5.4,得: .查課本 表5.2,得:
由課本 式5.19得:
取 根.
(6)計算軸上壓力
查課本 表5.1,得:
由課本 式5.20,得:單根V帶合適的張緊力:

由課本 式5.21,得:作用在帶輪軸上的壓力為 :

2、齒輪傳動的設計計算:
(1)選擇齒輪材料及精度等級
初選大小齒輪的材料均為45鋼,經調質處理,硬度為
由課本表取齒輪等級精度為7級,初選
(2)計算高速級齒輪
<1>查課本 表6.2得:
取 ,
由課本 圖6.12取 ,由課本 表6.3,取 ,
齒數教少取 ,取 則 .
<2>接觸疲勞許用應力
由課本 圖6.14查得: .
由課本 表6.5,查得: ,
則應力循環次數:

查課本 圖6.16可得接觸疲勞的壽命系數: ,
.
<3>計算小齒輪最小直徑
計算工作轉矩:
由課本 表6.8,取: ,

<4>確定中心距:
為便於製造和測量,初定: .
<5>選定模數 齒數 和螺旋角
一般: ,初選: 則 .
由 得:
由課本 表6.1取標准模數: ,則:
取 ,則: .
取 , .
齒數比:
與 的要求比較,誤差為1.6%,可用.是:
滿足要求.
<6>計算齒輪分度圓直徑
小齒輪: ;
大齒輪:
<7>齒輪寬度

圓整得大齒輪寬度: ,取小齒輪寬度: .
<8>校核齒輪彎曲疲勞強度
查課本 圖6.15,得 ;
查課本 表6.5,得: ;
查課本 圖6.17得:彎曲強度壽命系數: ;

由課本 表6.4,得: ，
Z較大 ,取 ，
則: ，
所以兩齒輪齒根彎曲疲勞強度滿足要求,此種設計合理.
〈9〉齒輪的基本參數如下表所示:

名稱 符號 公式 齒1 齒2
齒數

19 112
分度圓直徑

58.015 341.985
齒頂高

3 3
齒根高

3.75 3.75
齒頂圓直徑

64.015 347.985
齒根圓直徑

50.515 334.485
中心距

200
孔徑 b
齒寬

80 75

五、軸的設計計算及校核：
1.計算軸的最小直徑
查課本 表11.3,取:
軸:
軸:
軸:
取最大轉矩軸進行計算,校核.
考慮有鍵槽,將直徑增大 ,則: .
2.軸的結構設計
選材45鋼,調質處理.
由課本 表11.1,查得: .
由課本 表11.4查得: , .
由課本 式10.1得:聯軸器的計算轉矩:
由課本 表10.1,查得: ,
按照計算轉矩應小於聯軸器公稱轉矩的條件,查手冊 表8-7,
選擇彈性柱銷聯軸器,型號為: 型聯軸器,其公稱轉矩為:
半聯軸器 的孔徑: ,故取: .
半聯軸器長度 ,半聯軸器與軸配合的轂孔長度為: .
(1)軸上零件的定位,固定和裝配
單級減速器中可以將齒輪安排在箱體中央,相對兩軸承對稱分布.齒輪左面由套筒定位,右面由軸肩定位,聯接以平鍵作為過渡配合固定,兩軸承均以軸肩定位.

(2)確定軸各段直徑和長度
<1> 段:為了滿足半聯軸器的軸向定位要求, 軸段右端需制出一軸肩,故取 段的直徑 ,左端用軸端擋圈定位,查手冊表按軸端去擋圈直徑 ,半聯軸器與軸配合的轂孔長度: ,為了保證軸端擋圈只壓在半聯軸器上而不壓在軸的端面上,故段的長度應比略短,取: .
<2>初步選擇滾動軸承,因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用 ,故選用蛋列圓錐滾子軸承,參照工作要求並根據: .
由手冊 表 選取 型軸承,尺寸: ，軸肩
故 ，左端滾動軸承採用縐件進行軸向定位,右端滾動軸承採用套筒定位.
<3>取安裝齒輪處軸段 的直徑： ，齒輪右端與右軸承之間採用套筒定位,已知齒輪輪轂的寬度為 ,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪,此軸段應略短與輪轂寬度,故取： ,齒輪右端採用軸肩定位,軸肩高度 ,取 ,則軸環處的直徑： ，軸環寬度： ,取 ， ，即軸肩處軸徑小於軸承內圈外徑,便於拆卸軸承.
<4>軸承端蓋的總寬度為： ,取： .
<5>取齒輪距箱體內壁距離為: .
, .
至此,已初步確定了軸的各段直徑和長度.
(3)軸上零件的周向定位
齒輪,半聯軸器與軸的周向定位均採用平鍵聯接
按 查手冊 表4-1,得:平鍵截面 ,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長為: .
為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為; ,半聯軸器與軸的聯接,選用平鍵為: ,半聯軸器與軸的配合為: .
滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的,此處選軸的直徑尺寸公差為: .
(4)確定軸上圓角和倒角尺寸,
參照課本 表11.2,取軸端倒角為: ,各軸肩處圓角半徑: 段左端取 ,其餘取 , 處軸肩定位軸承,軸承圓角半徑應大於過渡圓角半徑,由手冊 ,故取 段為 .
(5)求軸上的載荷
在確定軸承的支點位置時,查手冊 表6-7,軸承 型,取 因此,作為簡支梁的軸的支撐跨距 ,據軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖,扭矩圖和計算彎矩圖,可看出截面處計算彎矩最大 ,是軸的危險截面.
(6)按彎扭合成應力校核軸的強度.

<1>作用在齒輪上的力
因已知低速級大齒輪的分度圓直徑為: ，
得： ， ， .
<2>求作用於軸上的支反力
水平面內支反力:

垂直面內支反力:

<3>作出彎矩圖
分別計算水平面和垂直面內各力產生的彎矩.

計算總彎矩:

<4>作出扭矩圖: .
<5>作出計算彎矩圖: ,
.

<6>校核軸的強度
對軸上承受最大計算彎矩的截面的強度進行校核.
由課本 式11.4,得: ,
由課本 表11.5,得: ,
由手冊 表4-1,取 ,計算得: ,
得: 故安全.
(7)精確校核軸的疲勞強度
校核該軸截面 左右兩側.
<1>截面 右側:由課本 表11.5,得:
抗彎截面模量: ,
抗扭截面模量: ,
截面 右側的彎矩: ,
截面 世上的扭矩為: ,
截面上的彎曲應力: ,
街面上行的扭轉切應力: .
截面上由於軸肩而形成的理論應力集中系數 及 ,
由課本 圖1.15,查得:
得:
由課本 圖1.16,查得:材料的敏性系數為:
故有效應力集中系數為:

由課本 圖1.17,取:尺寸系數 ;扭轉尺寸系數: .
按磨削加工,
由課本 圖1.19,取表面狀態系數: .
軸未經表面強化處理,即: .
計算綜合系數值為:
.
由課本第一章取材料特性系數: .
計算安全系數 :
由課本 式,得: ,
.
由課本 表11.6,取疲勞強度的許用安全系數: .
,故可知其安全.
<2>截面 左側
抗彎截面模量為: .
抗扭截面模量為: .
彎矩及彎曲應力為: ,
扭矩及扭轉切應力為: ,
過盈配合處的 值: ,由 ,得: .
軸按磨削加工,由課本 圖1.19,取表面狀態系數為: .
故得綜合系數為： ,
.
所以在截面 右側的安全系數為： ,
.
.

故該軸在截面右側的強度也是足夠的.
3. 確定輸入軸的各段直徑和長度

六. 軸承的選擇及計算
1.軸承的選擇：
軸承1：單列圓錐滾子軸承30211（GB/T 297-1994）
軸承2：單列圓錐滾子軸承30207（GB/T 297-1994）
2.校核軸承：
圓錐滾子軸承30211，查手冊：
由課本 表8.6，取

由課本 表8.5，查得：單列圓錐滾子軸承 時的 值為： .
由課本 表8.7，得：軸承的派生軸向力： , .
因 ，故1為松邊，
作用在軸承上的總的軸向力為： .
查手冊 表6-7，得:30211型 , .
由課本 表8.5，查得： ,
,得: .
計算當量動載荷： ,
.
計算軸承壽命，由課本 式8.2，得： 取: .
則： .

七.鍵的選擇和計算
1.輸入軸：鍵 ， ， 型.
2.大齒輪：鍵 ， ， 型.
3.輸出軸：鍵 ， ， 型.
查課本 表3.1， ,式3.1得強度條件: .
校核鍵1： ;
鍵2： ;
鍵3： .
所有鍵均符合要求.
八.聯軸器的選擇
選擇 軸與電動機聯軸器為彈性柱銷聯軸器
型號為： 型聯軸器:
公稱轉矩: 許用轉速: 質量: .
選擇 軸與 軸聯軸器為彈性柱銷聯軸器
型號為： 型聯軸器:
公稱轉矩: 許用轉速: 質量: .
九.減數器的潤滑方式和密封類型的選擇
1、 減數器的潤滑方式：飛濺潤滑方式
2、 選擇潤滑油：工業閉式齒輪油（GB5903-95）中的一種。
3、 密封類型的選擇：密封件：氈圈1 30 JB/ZQ4606-86
氈圈2 40 JB/ZQ4606-86

十.設計小節
對一級減速器的獨立設計計算及作圖，讓我們融會貫通了機械專業的各項知識,更為系統地認識了機械設計的全過程，增強了我們對機械行業的深入了解,同時也讓我們及時了解到自己的不足，在今後的學習中會更努力地探究.
十一.參考資料
1.「課本」：機械設計/楊明忠 朱家誠主編 編號 ISBN 7-5629-1725-6 武漢理工大學出版社 2004年6月第2次印刷.
2.「手冊」：機械設計課程設計手冊/吳宗澤，羅聖國主編 編號ISBN7-04-019303-5 北京高等教育出版社 2006年11月第3次印刷.
3「指導書」：機械設計課程設計指導書/龔桂義，羅聖國主編 編號ISBN 7-04-002728-3 北京高等教育出版社 2006年11月第24次印刷.

『肆』 甯﹀紡杈撻佹満浼犲姩瑁呯疆璁捐″紑棰樻姤鍛

甯﹀紡杈撻佹満浼犲姩瑁呯疆璁捐″紑棰樻姤鍛

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銆銆2.銆婃満姊拌劇▼璁捐°嬶紝瀹嬪疂鐜夛紝鍚村畻娉斤紝楂樼瓑鏁欒偛鍑虹増紺撅紝2009

銆銆3.銆婃満姊拌捐°嬶紝嬋鑹璐碉紝綰鍚嶅垰錛岄珮絳夋暀鑲插嚭鐗堢ぞ錛2009

銆銆4.銆婃満姊板埗鍥俱嬶紝瀹嬪織鑹錛岄粍鍥藉叺錛岄檲鉶庯紝鍖椾含鐞嗗伐澶у﹀嚭鐗堢ぞ錛2009

銆銆5.銆婂伐紼嬫潗鏂欍嬶紝 鑻忔棴騫籌紝婀樻江澶у﹀嚭鐗堢ぞ錛2008

銆銆6.銆婃満姊拌捐¤劇▼璁捐″浘鍐屻嬶紝闄堥搧楦ｏ紝楂樼瓑鏁欒偛鍑虹増紺撅紝2009

銆銆7.銆婃満姊拌捐″熀紜銆嬶紝闄堢珛寰鳳紝楂樼瓑鏁欒偛鍑虹増紺撅紝2007.8絎3鐗

銆銆8.銆婃満姊板師鐞嗐嬶紝瀛欐亽錛岄檲浣滄ā錛岃憶鏂囨澃錛岄珮絳夋暀鑲插嚭鐗堢ぞ錛2006

銆銆9.銆婃潗鏂欏姏瀛︺嬪惔寤哄崕錛岄噸搴嗗ぇ瀛﹀嚭鐗堢ぞ錛2002

『伍』 帶式傳輸機傳動裝置的設計

設計—用於帶式運輸機上的單級直齒圓柱減速器，已知條件：運輸帶的工作拉力F=1350 N，運輸帶的速度V=1.6 m/s捲筒直徑D=260 mm,兩班制工作（12小時），連續單向運轉，載荷平移，工作年限10年，每年300工作日，運輸帶速度允許誤差為±5％，捲筒效率0.96

一.傳動方案分析：
如圖所示減速傳動由帶傳動和單級圓柱齒輪傳動組成，帶傳動置於高速級具有緩沖吸振能力和過載保護作用，帶傳動依靠摩擦力工作，有利於減少傳動的結構尺寸，而圓柱齒輪傳動布置在低速級，有利於發揮其過載能力大的優勢

二.選擇電動機：
（1）電動機的類型和結構形式，按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y系列三相非同步交流電動機。
（2）電動機容量：
①捲筒軸的輸出功率Pw＝FV/1000=1350×1.6/1000=2.16 kw
②電動機輸出功率Pd＝Pw/η
傳動系統的總效率：η＝
式中……為從電動機至捲筒之間的各傳動機構和軸承的效率。
由表查得V帶傳動＝0.96，滾動軸承＝0.99，圓柱齒輪傳動
＝0.97，彈性連軸器＝0.99，捲筒軸滑動軸承＝0.96
於是η=0.96××0.97×0.99×0.96≈0.88
故:
Pd= Pw/η=2.16/0.88≈2.45 kw
③ 電動機額定功率由表取得=3 kw
（3）電動機的轉速：由已知條件計算捲筒的轉速
即:
=60×1000V/πD=60×1000×1.6/3.14×260=118 r/min
V帶傳動常用傳動比范圍=2-4，單級圓柱齒輪的傳動比范圍=2-4
於是轉速可選范圍為 ==118×（2～4）×（2～4）
=472～1888 r/min
可見同步轉速為 500 r/min和2000 r/min的電動機均合適，為使傳動裝置的傳動比較小，結構尺寸緊湊，這里選用同步轉速為960 ×r/min的電動機
傳動系統總傳動比i= =≈2.04
根據V帶傳動的常用范圍=2-4取=4
於是單級圓柱齒輪減速器傳動比 ==≈2.04

『陸』 甯﹀紡榪愯緭鏈虹殑浜岀駭鍦嗘熅榻胯疆鍑忛熷櫒鏄濡備綍璁捐＄殑錛

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鍏抽敭璇嶏細榻胯疆鍟鍚 杞翠紶鍔 浼犲姩姣 浼犲姩鏁堢巼

『柒』 帶式輸送機傳動裝置畢業設計的每一步驟做簡要說明（怎麼完成）。

參考如下： 機械設計基礎課程設計任務書………………………………. 題目名稱帶式運輸機傳動裝置 學生學院 專業班級 姓 名 學 號 一、課程設計的內容設計一帶式運輸機傳動裝置（見圖1）。設計內容應包括：傳動裝置的總體設計；傳動零件、軸、軸承、聯軸器等的設計計算和選擇；減速器裝配圖和零件工作圖設計；設計計算說明書的編寫。圖2為參考傳動方案。 二、課程設計的要求與數據已知條件： 1．運輸帶工作拉力： F = 2.6 kN； 2．運輸帶工作速度： v = 2.0 m/s； 3．捲筒直徑： D = 320 mm； 4．使用壽命： 8年； 5．工作情況：兩班制，連續單向運轉，載荷較平穩； 6．製造條件及生產批量：一般機械廠製造，小批量。三、課程設計應完成的工作1．減速器裝配圖1張；2．零件工作圖 2張（軸、齒輪各1張）；3．設計說明書 1份。四、課程設計進程安排序號設計各階段內容地點起止日期一設計准備: 明確設計任務；准備設計資料和繪圖用具教1-201第18周一二傳動裝置的總體設計: 擬定傳動方案；選擇電動機；計算傳動裝置運動和動力參數傳動零件設計計算:帶傳動、齒輪傳動主要參數的設計計算教1-201第18周一至第18周二 三減速器裝配草圖設計: 初繪減速器裝配草圖；軸系部件的結構設計；軸、軸承、鍵聯接等的強度計算;減速器箱體及附件的設計教1-201第18周二至第19周一四完成減速器裝配圖: 教1-201第19周二至第20周一五零件工作圖設計教1-201第20周周二六整理和編寫設計計算說明書教1-201第20周周三至周四七課程設計答辯工字2-617第20周五五、應收集的資料及主要參考文獻1 孫桓, 陳作模. 機械原理[M]. 北京：高等教育出版社，2001.2 濮良貴, 紀名剛. 機械設計[M]. 北京：高等教育出版社，2001.3 王昆, 何小柏, 汪信遠. 機械設計/機械設計基礎課程設計[M]. 北京：高等教育出版社，1995.4 機械制圖、機械設計手冊等書籍。發出任務書日期： 年 月 日 指導教師簽名： 計劃完成日期： 年 月 日 基層教學單位責任人簽章：主管院長簽章：目錄一、傳動方案的擬定及說明………………………………….3二、電動機的選擇…………………………………………….3三、計算傳動裝置的運動和動力參數……………………….4四、傳動件的設計計算………………………………………..6五、軸的設計計算…………………………………………….15六、滾動軸承的選擇及計算………………………………….23七、鍵聯接的選擇及校核計算……………………………….26八、高速軸的疲勞強度校核……………………………….….27九、鑄件減速器機體結構尺寸計算表及附件的選擇…..........30十、潤滑與密封方式的選擇、潤滑劑的選擇……………….31參考資料目錄

『捌』 機械設計-課程設計-帶式運輸機傳動裝置-二級齒輪減速器

一、 設計題目：二級直齒圓柱齒輪減速器
1． 要求：擬定傳動關系：由電動機、V帶、減速器、聯軸器、工作機構成。
2． 工作條件：雙班工作，有輕微振動，小批量生產，單向傳動，使用5年，運輸帶允許誤差5%。
3． 知條件：運輸帶捲筒轉速 ，
減速箱輸出軸功率 馬力，
二、 傳動裝置總體設計：
1. 組成：傳動裝置由電機、減速器、工作機組成。
2. 特點：齒輪相對於軸承不對稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。
3. 確定傳動方案：考慮到電機轉速高，傳動功率大，將V帶設置在高速級。 其傳動方案如下：

三、 選擇電機
1. 計算電機所需功率 ： 查手冊第3頁表1-7：
－帶傳動效率：0.96
－每對軸承傳動效率：0.99
－圓柱齒輪的傳動效率：0.96
－聯軸器的傳動效率：0.993
—捲筒的傳動效率：0.96
說明：
－電機至工作機之間的傳動裝置的總效率：

2確定電機轉速：查指導書第7頁表1：取V帶傳動比i=2 4
二級圓柱齒輪減速器傳動比i=8 40所以電動機轉速的可選范圍是：

符合這一范圍的轉速有：750、1000、1500、3000
根據電動機所需功率和轉速查手冊第155頁表12-1有4種適用的電動機型號，因此有4種傳動比方案如下：
方案 電動機型號 額定功率 同步轉速
r/min 額定轉速
r/min 重量 總傳動比
1 Y112M-2 4KW 3000 2890 45Kg 152.11
2 Y112M-4 4KW 1500 1440 43Kg 75.79
3 Y132M1-6 4KW 1000 960 73Kg 50.53
4 Y160M1-8 4KW 750 720 118Kg 37.89
綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、和帶傳動、減速器的傳動比，可見第3種方案比較合適，因此選用電動機型號為Y132M1-6，其主要參數如下：

額定功率kW 滿載轉速 同步轉速 質量 A D E F G H L AB
4 960 1000 73 216 38 80 10 33 132 515 280
四 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比：
總傳動比：
分配傳動比：取 則
取 經計算
註： 為帶輪傳動比， 為高速級傳動比， 為低速級傳動比。
五 計算傳動裝置的運動和動力參數：
將傳動裝置各軸由高速到低速依次定為1軸、2軸、3軸、4軸
——依次為電機與軸1，軸1與軸2，軸2與軸3，軸3與軸4之間的傳動效率。
1. 各軸轉速：

2各軸輸入功率：

3各軸輸入轉矩：

運動和動力參數結果如下表：
軸名 功率P KW 轉矩T Nm 轉速r/min
輸入 輸出 輸入 輸出
電動機軸 3.67 36.5 960
1軸 3.52 3.48 106.9 105.8 314.86
2軸 3.21 3.18 470.3 465.6 68
3軸 3.05 3.02 1591.5 1559.6 19.1
4軸 3 2.97 1575.6 1512.6 19.1
六 設計V帶和帶輪：
1.設計V帶
①確定V帶型號
查課本 表13-6得： 則
根據 =4.4, =960r/min,由課本 圖13-5，選擇A型V帶，取 。
查課本第206頁表13-7取 。
為帶傳動的滑動率 。
②驗算帶速： 帶速在 范圍內，合適。
③取V帶基準長度 和中心距a：
初步選取中心距a： ，取 。
由課本第195頁式（13-2）得： 查課本第202頁表13-2取 。由課本第206頁式13-6計算實際中心距： 。
④驗算小帶輪包角 ：由課本第195頁式13-1得： 。
⑤求V帶根數Z：由課本第204頁式13-15得：
查課本第203頁表13-3由內插值法得 。

EF=0.1
=1.37+0.1=1.38

EF=0.08

查課本第202頁表13-2得 。
查課本第204頁表13-5由內插值法得 。 =163.0 EF=0.009
=0.95+0.009=0.959

則
取 根。
⑥求作用在帶輪軸上的壓力 ：查課本201頁表13-1得q=0.10kg/m，故由課本第197頁式13-7得單根V帶的初拉力：
作用在軸上壓力：
。
七 齒輪的設計：
1高速級大小齒輪的設計：
①材料：高速級小齒輪選用 鋼調質，齒面硬度為250HBS。高速級大齒輪選用 鋼正火，齒面硬度為220HBS。
②查課本第166頁表11-7得： 。
查課本第165頁表11-4得： 。
故 。
查課本第168頁表11-10C圖得： 。
故 。
③按齒面接觸強度設計：9級精度製造，查課本第164頁表11-3得：載荷系數 ，取齒寬系數 計算中心距：由課本第165頁式11-5得：
考慮高速級大齒輪與低速級大齒輪相差不大取
則 取
實際傳動比：
傳動比誤差： 。
齒寬： 取
高速級大齒輪： 高速級小齒輪：
④驗算輪齒彎曲強度：
查課本第167頁表11-9得：
按最小齒寬 計算：
所以安全。
⑤齒輪的圓周速度：
查課本第162頁表11-2知選用9級的的精度是合適的。
2低速級大小齒輪的設計：
①材料：低速級小齒輪選用 鋼調質，齒面硬度為250HBS。
低速級大齒輪選用 鋼正火，齒面硬度為220HBS。
②查課本第166頁表11-7得： 。
查課本第165頁表11-4得： 。
故 。
查課本第168頁表11-10C圖得： 。
故 。
③按齒面接觸強度設計：9級精度製造，查課本第164頁表11-3得：載荷系數 ，取齒寬系數
計算中心距： 由課本第165頁式11-5得：

取 則 取
計算傳動比誤差： 合適
齒寬： 則取
低速級大齒輪：
低速級小齒輪：
④驗算輪齒彎曲強度：查課本第167頁表11-9得：
按最小齒寬 計算：
安全。
⑤齒輪的圓周速度：
查課本第162頁表11-2知選用9級的的精度是合適的。
八 減速器機體結構尺寸如下：
名稱 符號 計算公式 結果
箱座厚度

10
箱蓋厚度

9
箱蓋凸緣厚度

12
箱座凸緣厚度

15
箱座底凸緣厚度

25
地腳螺釘直徑

M24
地腳螺釘數目
查手冊 6
軸承旁聯結螺栓直徑

M12
蓋與座聯結螺栓直徑
=（0.5 0.6）
M10
軸承端蓋螺釘直徑
=（0.4 0.5）

10
視孔蓋螺釘直徑
=（0.3 0.4）
8
定位銷直徑
=（0.7 0.8）
8
， ， 至外箱壁的距離
查手冊表11—2 34
22
18
， 至凸緣邊緣距離
查手冊表11—2 28
16
外箱壁至軸承端面距離
= + +（5 10）
50
大齒輪頂圓與內箱壁距離
>1.2
15
齒輪端面與內箱壁距離
>
10
箱蓋，箱座肋厚

9
8.5
軸承端蓋外徑
+（5 5.5）
120（1軸）
125（2軸）
150（3軸）
軸承旁聯結螺栓距離

120（1軸）
125（2軸）
150（3軸）
九 軸的設計：
1高速軸設計：
①材料：選用45號鋼調質處理。查課本第230頁表14-2取 C=100。
②各軸段直徑的確定：根據課本第230頁式14-2得： 又因為裝小帶輪的電動機軸徑 ，又因為高速軸第一段軸徑裝配大帶輪，且 所以查手冊第9頁表1-16取 。L1=1.75d1-3=60。
因為大帶輪要靠軸肩定位，且還要配合密封圈，所以查手冊85頁表7-12取 ，L2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。
段裝配軸承且 ，所以查手冊62頁表6-1取 。選用6009軸承。
L3=B+ +2=16+10+2=28。
段主要是定位軸承，取 。L4根據箱體內壁線確定後在確定。
裝配齒輪段直徑：判斷是不是作成齒輪軸：
查手冊51頁表4-1得：
得：e=5.9＜6.25。
段裝配軸承所以 L6= L3=28。
2 校核該軸和軸承：L1=73 L2=211 L3=96
作用在齒輪上的圓周力為：
徑向力為
作用在軸1帶輪上的外力：
求垂直面的支反力：

求垂直彎矩，並繪制垂直彎矩圖：

求水平面的支承力：
由 得
N
N
求並繪制水平面彎矩圖：

求F在支點產生的反力：

求並繪制F力產生的彎矩圖：

F在a處產生的彎矩：

求合成彎矩圖：
考慮最不利的情況，把 與 直接相加。

求危險截面當量彎矩：
從圖可見，m-m處截面最危險，其當量彎矩為：（取摺合系數 ）

計算危險截面處軸的直徑：
因為材料選擇 調質，查課本225頁表14-1得 ，查課本231頁表14-3得許用彎曲應力 ，則：

因為 ，所以該軸是安全的。
3軸承壽命校核：
軸承壽命可由式 進行校核，由於軸承主要承受徑向載荷的作用，所以 ，查課本259頁表16-9，10取 取
按最不利考慮，則有：

則 因此所該軸承符合要求。
4彎矩及軸的受力分析圖如下：

5鍵的設計與校核:
根據 ，確定V帶輪選鑄鐵HT200，參考教材表10-9,由於 在 范圍內，故 軸段上採用鍵 ： ,
採用A型普通鍵:
鍵校核.為L1=1.75d1-3=60綜合考慮取 =50得 查課本155頁表10-10 所選鍵為：
中間軸的設計：
①材料：選用45號鋼調質處理。查課本第230頁表14-2取 C=100。
②根據課本第230頁式14-2得：
段要裝配軸承，所以查手冊第9頁表1-16取 ，查手冊62頁表6-1選用6208軸承，L1=B+ + + =18+10+10+2=40。
裝配低速級小齒輪，且 取 ，L2=128，因為要比齒輪孔長度少 。
段主要是定位高速級大齒輪，所以取 ，L3= =10。
裝配高速級大齒輪，取 L4=84-2=82。
段要裝配軸承，所以查手冊第9頁表1-16取 ，查手冊62頁表6-1選用6208軸承，L1=B+ + +3+ =18+10+10+2=43。
③校核該軸和軸承：L1=74 L2=117 L3=94
作用在2、3齒輪上的圓周力：
N
徑向力：

求垂直面的支反力

計算垂直彎矩：

求水平面的支承力：

計算、繪制水平面彎矩圖：

求合成彎矩圖，按最不利情況考慮：

求危險截面當量彎矩：
從圖可見，m-m,n-n處截面最危險，其當量彎矩為：（取摺合系數 ）

計算危險截面處軸的直徑：
n-n截面:
m-m截面:
由於 ，所以該軸是安全的。
軸承壽命校核：
軸承壽命可由式 進行校核，由於軸承主要承受徑向載荷的作用，所以 ，查課本259頁表16-9，10取 取

則 ，軸承使用壽命在 年范圍內，因此所該軸承符合要求。
④彎矩及軸的受力分析圖如下：
⑤鍵的設計與校核：
已知 參考教材表10-11，由於 所以取
因為齒輪材料為45鋼。查課本155頁表10-10得
L=128-18=110取鍵長為110. L=82-12=70取鍵長為70
根據擠壓強度條件，鍵的校核為：

所以所選鍵為:
從動軸的設計：
⑴確定各軸段直徑
①計算最小軸段直徑。
因為軸主要承受轉矩作用，所以按扭轉強度計算，由式14-2得：
考慮到該軸段上開有鍵槽，因此取
查手冊9頁表1-16圓整成標准值，取
②為使聯軸器軸向定位，在外伸端設置軸肩，則第二段軸徑 。查手冊85頁表7-2，此尺寸符合軸承蓋和密封圈標准值，因此取 。
③設計軸段 ，為使軸承裝拆方便，查手冊62頁，表6-1，取 ，採用擋油環給軸承定位。選軸承6215: 。
④設計軸段 ，考慮到擋油環軸向定位，故取
⑤設計另一端軸頸 ，取 ，軸承由擋油環定位，擋油環另一端靠齒輪齒根處定位。
⑥ 輪裝拆方便，設計軸頭 ，取 ，查手冊9頁表1-16取 。
⑦設計軸環 及寬度b
使齒輪軸向定位，故取 取
,
⑵確定各軸段長度。
有聯軸器的尺寸決定 (後面將會講到).

因為 ,所以
軸頭長度 因為此段要比此輪孔的長度短

其它各軸段長度由結構決定。
（4）．校核該軸和軸承：L1=97.5 L2=204.5 L3=116
求作用力、力矩和和力矩、危險截面的當量彎矩。
作用在齒輪上的圓周力：

徑向力：

求垂直面的支反力：

計算垂直彎矩：

.m
求水平面的支承力。

計算、繪制水平面彎矩圖。

求F在支點產生的反力

求F力產生的彎矩圖。

F在a處產生的彎矩：

求合成彎矩圖。
考慮最不利的情況，把 與 直接相加。

求危險截面當量彎矩。
從圖可見，m-m處截面最危險，其當量彎矩為：（取摺合系數 ）

計算危險截面處軸的直徑。
因為材料選擇 調質，查課本225頁表14-1得 ，查課本231頁表14-3得許用彎曲應力 ，則：

考慮到鍵槽的影響，取
因為 ，所以該軸是安全的。
（5）．軸承壽命校核。
軸承壽命可由式 進行校核，由於軸承主要承受徑向載荷的作用，所以 ，查課本259頁表16-9，10取 取
按最不利考慮，則有：
則 ,
該軸承壽命為64.8年,所以軸上的軸承是適合要求的。
（6）彎矩及軸的受力分析圖如下：
（7）鍵的設計與校核：
因為d1=63裝聯軸器查課本153頁表10-9選鍵為 查課本155頁表10-10得
因為L1=107初選鍵長為100,校核 所以所選鍵為:
裝齒輪查課本153頁表10-9選鍵為 查課本155頁表10-10得
因為L6=122初選鍵長為100,校核
所以所選鍵為: .
十 高速軸大齒輪的設計
因 採用腹板式結構
代號 結構尺寸和計算公式 結果
輪轂處直徑

72
輪轂軸向長度

84
倒角尺寸

1
齒根圓處的厚度

10
腹板最大直徑

321.25
板孔直徑

62.5
腹板厚度

25.2
電動機帶輪的設計

代號 結構尺寸和計算公式 結果

手冊157頁 38mm

68.4mm

取60mm

81mm

74.7mm

10mm

15mm

5mm
十一.聯軸器的選擇：
計算聯軸器所需的轉矩： 查課本269表17-1取 查手冊94頁表8-7選用型號為HL6的彈性柱銷聯軸器。
十二潤滑方式的確定：
因為傳動裝置屬於輕型的，且傳速較低，所以其速度遠遠小於 ，所以採用脂潤滑，箱體內選用SH0357-92中的50號潤滑，裝至規定高度。
十三.其他有關數據見裝配圖的明細表和手冊中的有關數據。
十四.參考資料：
《機械設計課程設計手冊》(第二版)——清華大學 吳宗澤，北京科技大學 羅聖國主編。
《機械設計課程設計指導書》（第二版）——羅聖國，李平林等主編。
《機械課程設計》（重慶大學出版社）——周元康等主編。
《機械設計基礎》（第四版）課本——楊可楨 程光蘊 主編。

『玖』 機械設計課程設計帶式運輸機傳動裝置的設計

給你做個參考
一、前言
(一)
設計目的：
通過本課程設計將學過的基礎理論知識進行綜合應用，培養結構設計，計算能力，熟悉一般的機械裝置設計過程。
(二)
傳動方案的分析
機器一般是由原動機、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動機的運動和動力、變換其運動形式以滿足工作裝置的需要，是機器的重要組成部分。傳動裝置是否合理將直接影響機器的工作性能、重量和成本。合理的傳動方案除滿足工作裝置的功能外，還要求結構簡單、製造方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護方便。
本設計中原動機為電動機，工作機為皮帶輸送機。傳動方案採用了兩級傳動，第一級傳動為帶傳動，第二級傳動為單級直齒圓柱齒輪減速器。
帶傳動承載能力較低，在傳遞相同轉矩時，結構尺寸較其他形式大，但有過載保護的優點，還可緩和沖擊和振動，故布置在傳動的高速級，以降低傳遞的轉矩，減小帶傳動的結構尺寸。
齒輪傳動的傳動效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，是現代機器中應用最為廣泛的機構之一。本設計採用的是單級直齒輪傳動。
減速器的箱體採用水平剖分式結構，用HT200灰鑄鐵鑄造而成。
二、傳動系統的參數設計
原始數據：運輸帶的工作拉力F=0.2 KN；帶速V=2.0m/s；滾筒直徑D=400mm（滾筒效率為0.96）。
工作條件：預定使用壽命8年，工作為二班工作制，載荷輕。
工作環境：室內灰塵較大，環境最高溫度35°。
動力來源：電力，三相交流380/220伏。
1
、電動機選擇
（1）、電動機類型的選擇： Y系列三相非同步電動機
（2）、電動機功率選擇：
①傳動裝置的總效率：
=0.98×0.99 ×0.96×0.99×0.96
②工作機所需的輸入功率：
因為 F=0.2 KN=0.2 KN= 1908N
=FV/1000η
=1908×2/1000×0.96
=3.975KW
③電動機的輸出功率：
=3.975/0.87=4.488KW
使電動機的額定功率P ＝（1～1.3）P ，由查表得電動機的額定功率P ＝ 5.5KW 。
⑶、確定電動機轉速：
計算滾筒工作轉速：
=（60×v）/（2π×D/2）
=（60×2）/（2π×0.2）
=96r/min
由推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍I』 =3~6。取V帶傳動比I』 =2~4，則總傳動比理時范圍為I』 =6~24。故電動機轉速的可選范圍為n』 =（6~24）×96=576~2304r/min
⑷、確定電動機型號
根據以上計算在這個范圍內電動機的同步轉速有1000r/min和1500r/min，綜合考慮電動機和傳動裝置的情況，同時也要降低電動機的重量和成本，最終可確定同步轉速為1500r/min ，根據所需的額定功率及同步轉速確定電動機的型號為Y132S-4 ，滿載轉速 1440r/min 。
其主要性能：額定功率：5.5KW，滿載轉速1440r/min，額定轉矩2.2，質量68kg。
2 、計算總傳動比及分配各級的傳動比
（1）、總傳動比：i =1440/96=15
（2）、分配各級傳動比：
根據指導書，取齒輪i =5（單級減速器i=3~6合理）
=15/5=3
3 、運動參數及動力參數計算
⑴、計算各軸轉速（r/min）
=960r/min
=1440/3=480(r/min)
=480/5=96(r/min)
⑵計算各軸的功率（KW）
電動機的額定功率Pm=5.5KW
所以
P =5.5×0.98×0.99=4.354KW
=4.354×0.99×0.96 =4.138KW
=4.138×0.99×0.99=4.056KW
⑶計算各軸扭矩（N•mm）
TI=9550×PI/nI=9550×4.354/480=86.63N•m
=9550×4.138/96 =411.645N•m
=9550×4.056/96 =403.486N•m
三、傳動零件的設計計算
（一）齒輪傳動的設計計算
（1）選擇齒輪材料及精度等級
考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪採用軟齒面。小齒輪選用40Cr調質，齒面硬度為240~260HBS。大齒輪選用45#鋼，調質，齒面硬度220HBS；根據指導書選7級精度。齒面精糙度R ≤1.6~3.2μm
（2）確定有關參數和系數如下：
傳動比i
取小齒輪齒數Z =20。則大齒輪齒數：
=5×20=100 ，所以取Z
實際傳動比
i =101/20=5.05
傳動比誤差：（i -i）/I=（5.05-5）/5=1%<2.5% 可用
齒數比： u=i
取模數：m=3 ；齒頂高系數h =1；徑向間隙系數c =0.25；壓力角 =20°；
則 h *m=3，h ）m=3.75
h=（2 h ）m=6.75，c= c
分度圓直徑：d =×20mm=60mm
d =3×101mm=303mm
由指導書取 φ
齒寬： b=φ =0.9×60mm=54mm
=60mm ，
b
齒頂圓直徑：d ）=66，
d
齒根圓直徑：d ）=52.5，
d ）=295.5
基圓直徑：
d cos =56.38，
d cos =284.73
(3)計算齒輪傳動的中心矩a：
a=m/2(Z )=3/2(20+101)=181.5mm 液壓絞車≈182mm
（二）軸的設計計算
1 、輸入軸的設計計算
⑴、按扭矩初算軸徑
選用45#調質，硬度217~255HBS
根據指導書並查表，取c=110
所以 d≥110 (4.354/480) 1/3mm=22.941mm
d=22.941×(1+5%)mm=24.08mm
∴選d=25mm
⑵、軸的結構設計
①軸上零件的定位，固定和裝配
單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位，則採用過渡配合固定
②確定軸各段直徑和長度
Ⅰ段：d =25mm
， L =（1.5～3）d ，所以長度取L
∵h=2c
c=1.5mm
+2h=25+2×2×1.5=31mm
考慮齒輪端面和箱體內壁，軸承端面和箱體內壁應有一定距離。取套筒長為20mm，通過密封蓋軸段長應根據密封蓋的寬度，並考慮聯軸器和箱體外壁應有一定矩離而定，為此，取該段長為55mm，安裝齒輪段長度應比輪轂寬度小2mm,故II段長：
L =（2+20+55）=77mm
III段直徑：
初選用30207型角接觸球軸承，其內徑d為35mm,外徑D為72mm，寬度T為18.25mm.
=d=35mm，L =T=18.25mm，取L
Ⅳ段直徑：
由手冊得：c=1.5
h=2c=2×1.5=3mm
此段左面的滾動軸承的定位軸肩考慮，應便於軸承的拆卸，應按標准查取由手冊得安裝尺寸h=3.該段直徑應取：d =（35+3×2）=41mm
因此將Ⅳ段設計成階梯形，左段直徑為41mm
+2h=35+2×3=41mm
長度與右面的套筒相同，即L
Ⅴ段直徑：d =50mm. ，長度L =60mm
取L
由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=80mm
Ⅵ段直徑：d =41mm， L
Ⅶ段直徑：d =35mm， L ＜L3，取L
2 、輸出軸的設計計算
⑴、按扭矩初算軸徑
選用45#調質鋼，硬度（217~255HBS）
根據課本P235頁式（10-2），表（10-2）取c=110
=110× (2.168/76.4) =38.57mm
考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則
d=38.57×(1+5%)mm=40.4985mm
∴取d=42mm
⑵、軸的結構設計
①軸的零件定位，固定和裝配
單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定位採用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過渡配合或過盈配合，軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承和皮帶輪依次從右面裝入。
②確定軸的各段直徑和長度
初選30211型角接球軸承，其內徑d為55mm，外徑D=100mm，寬度T為22.755mm。考慮齒輪端面和箱體內壁，軸承端面與箱體內壁應有一定矩離，則取套筒長為20mm，則該段長42.755mm，安裝齒輪段長度為輪轂寬度為2mm。
則 d =42mm L = 50mm
L = 55mm
L = 60mm
L = 68mm
L =55mm
L
四、滾動軸承的選擇
1 、計算輸入軸承
選用30207型角接觸球軸承，其內徑d為35mm,外徑D為72mm，寬度T為18.25mm.
2 、計算輸出軸承
選30211型角接球軸承，其內徑d為55mm，外徑D=100mm，寬度T為22.755mm
五、鍵聯接的選擇
1 、輸出軸與帶輪聯接採用平鍵聯接
鍵的類型及其尺寸選擇：
帶輪傳動要求帶輪與軸的對中性好，故選擇C型平鍵聯接。
根據軸徑d =42mm ，L =65mm
查手冊得，選用C型平鍵，得： 卷揚機
裝配圖中22號零件選用GB1096-79系列的鍵12×56
則查得：鍵寬b=12，鍵高h=8，因軸長L ＝65，故取鍵長L=56
2 、輸出軸與齒輪聯接用平鍵聯接
=60mm,L
查手冊得，選用C型平鍵，得：
裝配圖中 赫格隆36號零件選用GB1096-79系列的鍵18×45
則查得：鍵寬b=18，鍵高h=11，因軸長L ＝53，故取鍵長L=45
3 、輸入軸與帶輪聯接採用平鍵聯接 =25mm L
查手冊
選A型平鍵，得：
裝配圖中29號零件選用GB1096-79系列的鍵8×50
則查得：鍵寬b=8，鍵高h=7，因軸長L ＝62，故取鍵長L=50
4 、輸出軸與齒輪聯接用平鍵聯接
=50mm
L
查手冊
選A型平鍵，得：
裝配圖中26號零件選用GB1096-79系列的鍵14×49
則查得：鍵寬b=14，鍵高h=9，因軸長L ＝60，故取鍵長L=49
六、箱體、箱蓋主要尺寸計算
箱體採用水平剖分式結構，採用HT200灰鑄鐵鑄造而成。箱體主要尺寸計算如下：
七、軸承端蓋
主要尺寸計算
軸承端蓋：HT150 d3=8
n=6 b=10
八、減速器的
減速器的附件的設計
1
、擋圈 ：GB886-86
查得：內徑d=55，外徑D=65，擋圈厚H=5，右肩軸直徑D1≥58
2
、油標 ：M12：d =6，h=28，a=10,b=6，c=4，D=20，D
3
、角螺塞
M18
×
1.5 ：JB/ZQ4450-86
九、
設計參考資料目錄
1、吳宗澤、羅聖國主編.機械設計課程設計手冊.北京：高等教育出版社，1999.6
2、解蘭昌等編著.緊密儀器儀表機構設計.杭州：浙江大學出版社，1997.11