机械设计课程设计计算说明书
目：胶带输送机传动装置的设计 工程技术学院： 设计者： 指导教师： 年 月 日
计算过程及计算说明 一、传动方案拟定 第三组：设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动 （1） 工作条件：使用年限8年，工作为二班工作制，载荷平稳，环境清洁。 （2） 原始数据：滚筒圆周力F=900N；带速V=2.5m/s； 滚筒直径D=400mm；滚筒长度L=600mm。 二、电动机选择 1、电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机 2、电动机功率选择： （1）传动装置的总功率： η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒 =0.96×0.982×0.97×0.99×0.96 =0.85 (2)电机所需的工作功率： P工作=FV/1000η总 =1000×2/1000×0.8412 =2.7KW F=900N V=2.5m/s D=400mm L=600mm n滚筒=85.99r/min η总=0.8412 P工作=2.7KW 3、确定电动机转速： 计算滚筒工作转速： n筒=60×1000V/πD =60×1000×2.0/π×50 =76.43r/min 初定各级传动的传动比i，由课本表11-3取V带传动的初定传动比i=0.5，闭式齿轮的传动比i=3则 i= I’1.*I’2=2.5*3=7.5 计算所需电机的转速 n’d=I’× n筒=7.5*85.98=645 4、确定电动机型号 根据电动机的额定功率Ped>=Pd及同步转速，以及工作情况查附表11-1选定电动机型号为Y132S-6。 质量63kg。 三、计算总传动比及分配各级的伟动比 1、总传动比：i总=n电动/n筒=960/85.99=11.16 2、分配各级传动比 i=i1*i2.. in取齿轮i齿轮=6（单级减速器i=3~6合理） （2） ∵i总=i齿轮×I带 ∴i带=i总/i齿轮=11.16/6=1.861 四、运动参数及动力参数计算 电动机型号 Y132S-6 据手册得 i齿轮=6 i带=1.861 nII=515.9r/min nIII=85.97r/min PI=2.7KW 其主要性能：额定功率：3KW，满载转速960r/min，额定转矩2.0。i总=11.16 （1） 将中传动比分配到各级传动中，使满足 n I =960r/min 1、计算各轴转速（r/min） nI=n电机=960r/min nII=nI/i带=960/1.861=515.9(r/min) nIII=nII/i齿轮=515.9/6=85.97(r/min) 2、 计算各轴的功率（KW） PI=P工作=2.7KW PII=PI×η带=2.7×0.96=2.304KW PIII=PII×η轴承×η齿轮=2.592×0.98×0.96 =2.438KW 3、 计算各轴扭矩（N·mm） TI=9.55×106PI/nI=9.55×106×2.4/960 =23875N·mm TII=9.55×106PII/nII =9.55×106×2.592/458.2 =47986.1N·mm TIII=9.55×106PIII/nIII=9.55×106×2.438/85.9 =270763N·mm 五、传动零件的设计计算 1、 皮带轮传动的设计计算 （1） 选择普通V带截型 由课本P125表6-4且每日两班制，所以得：kA=1.2 PC=KAP=1.2×3=3.6KW 由课本P126图6-13得：选用A型V带 （2） 80~100mm 则取dd1=100mm>dmin=80 dd2=n1/n2·dd1=960/458.2×100=209.5mm 由课本P121表6-3，取dd2=180mm 实际从动轮转速n2’=n1dd1/dd2=960×100/180 =533r/min 转速误差为：n2-n2’/n2=515.9-533/515.9 =-0.033<0.05(允许) 带速V：V=πdd1n1/60×1000 =π×100×960/60×1000 =5.03m/s 在5~25m/s范围内，带速合适。 （3） 确定带长和中心矩 根据课本P127式（6-15）得初选中心距 0. 7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2) 确定带轮基准直径，并验算带速 由课本图6-13得，推荐的小带轮基准直径为 PII=2.592KW PIII=2.438KW TI=23875N·mm TII=47986.1N·mm TIII=270763N·mm dd2=186.1mm 取标准值 dd2=180mm n2’=533r/min V=5.03m/s 196mm≤a0≤560mm 取a0=500 0. 7(100+180)≤a0≤2×(100+180) 所以有：196mm≤a0≤560mm 由课本P127式（6-16）得： L0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1)/4a0 =2×500+1.57(100+180)+(180-100)2/4×500 =1443mm 根据课本P120表（6-2）取Ld=1400mm 根据课本P127式（6-17）得： a≈a0+Ld-L0/2=500+1400-1443/2 =500-21 =479mm (4)验算小带轮包角 α1=1800-dd2-dd1/a×57.30 =1800-180-100/479×57.30 =1800-9.50 =170.40>1200（适用） （5）确定带的根数 根据课本P128表（6-5）P1=0.97KW 根据课本P129表（6-6）△P1=0.10KW 根据课本P129表（6-7）Kα=0.98 根据课本P120表（6-2）KL=0.96 由课本P129式（6-20）得 Z=PC/P’=PC/(P1+△P1)KαKL =3.6/(0.97+0.1) ×0.96×0.96 =3.57 (6)计算轴上压力 F0=500PC/ZV（2.5/Kα-1）+qV2 =[500×3.6/4×5.03×(2.5/0.98-1)+0.1×5.032]N =141.2N 则作用在轴承的压力FQ，由课本P87式（5-19） FQ=2ZF0sinα1/2=2×4×141.28sin170.4/2 =1126.3N 2、齿轮传动的设计计算 （1）选择齿轮材料及精度等级 考虑减速器传递功率不在，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40Cr调质，根据课本P59表3-1选7级精度。 (2)按齿面接触疲劳强度设计 由d1≥[ZEZH/[σH] H) 2×kT1(i+1)/φdi[σH]2]1/3 由式（6-15） 确定有关参数如下：传动比i齿=6 Ld=1400mm a0=479mm Z=4根 F0=158.01N FQ =1256.7N Z1=20 Z2=120 u=6 T1=49980.6N·mm 由课本P119表6-1查得q=0.1kg/m，由式（6-21）单根V带的初拉力： 齿面硬度为240~260HBS。大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度220HBS；i齿=6 取小齿轮齿数Z1=20。则大齿轮齿数： Z2=iZ1=6×20=120 实际传动比I0=120/20=6 传动比误差：i-i0/I=6-6/6=0%<2.5% 可用 齿数比：u=i=6 单级传动，齿轮相对轴承对称布置， 由课本P75表3-7取 模度系数φd=0.9 (3)转矩T1 T1=9.55×106×P/n1=9.55×106×2.4/515.9 =49980.6N·mm (4)载荷系数工作平稳 取k=1 (5)许用接触应力[σH] [σH]= 0.87HBS+380由课本P70 ,3-4查得： [σH]1=524.4Mpa [σH]2= 343Mpa 故得： d1≥ [ZEZH/[σH] H) 2×kT1(i+1)/φdi[σH]2]1/3 =49.68mm 模数：m=d1/Z1=49.68/20=2.48mm 根据课本P61表3-2取标准模数：m=2.5mm (6)校核齿根弯曲疲劳强度 根据课本P132（6-48）式 σFlim=0.7HBS+275 确定有关参数和系数 分度圆直径：d1=mZ1=2.5×20mm=50mm d2=mZ2=2.5×120mm=300mm 齿宽：b=φdd1=0.9×50mm=45mm 取b=45mm b1=50mm (7)许用弯曲应力[σF] [σF]= σFlim /SF σFlim1=290Mpa σFlim2 =210Mpa 按一般可靠度选取安全系数SF=1.25 计算两轮的许用弯曲应力 [σF]1=σFlim1 Yns1/SF=290×2×0.88/1.25Mpa =408.32Mpa [σF]2=σFlim2Yns2/SF =210×2×0.9/1.25Mpa =302.4Mpa 将求得的各参数代入式（6-49） σσF1=(2kT1/bm2)Yfa1=77.2Mpa< [σF]1 F2=σF1 Yns2/Yst1=11.6Mpa<[σF]2 [σH]1=524.4Mpa [σH]2=343Mpa ZE=189.8(Mpa) 1/2 ZH=2.5 d1=49.68mm m=2.5mm d1=50mm d2=300mm b=45mm b1=50mm σFlim1=290Mpa σFlim2 =210Mpa YNS1=0.88 YNS2=0.9 SF=1.25 σF1=77.2Mpa σF2=11.6Mpa 故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够 (8)计算齿轮传动的中心矩a