机 械 课 程 设 计
说 明 书
课程设计题目：带式输送机传动装置
机械课程设计说明书
一、前言
(一) 设计任务
设计一带式输送机用单级圆柱齿轮减速器。已知运输带输送拉力F=2KN，带速V=2.0m/s，传动滚筒直径D=400mm（滚筒效率为0.96）。电动机驱动，预定使用寿命8年（每年工作300天），工作为二班工作制，载荷轻，带式输送机工作平稳。工作环境：室内灰尘较大，环境最高温度35°。动力来源：电力，三相交流380/220伏。
图1 带式输送机的传动装置简图
1、电动机；2、三角带传动；3、减速器；4、联轴器；5、传动滚筒；6、皮带运输机
表1 常用机械传动效率 机械传动类型 传动效率η 闭式传动0.96—0.98（7-9级精度） 圆柱齿轮传动 开式传动0.94—0.96 闭式传动0.94—0.97（7-8级精度） 圆锥齿轮传动 开式传动0.92—0.95 平型带传动 0.95—0.98 带传动 V型带传动 0.94—0.97 滚动轴承（一对） 0.98—0.995 联轴器 0.99-0.995 表2 常用机械传动比范围 传动类型 选用指标 功率（KW） 单级传动比 （常用值） 最大值 平型带 三角带 齿轮传动 小（20） 中（≤100） 大（最大可达50000） 2--4 6 2--4 15 圆柱 3--6 10 圆锥 2--3 6--10 1/6
(二) 设计目的
通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用，培养结构设计，计算能力，熟悉一般的机械装置设计过程。
(三) 传动方案的分析
机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。
本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。
带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。
齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。
减速器的箱体采用水平剖分式结构，用HT200灰铸铁铸造而成。
二、传动系统的参数设计
(一) 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传动装置的总效率η： 查表1取皮带传动效率0.96，轴承传动效率0.99，齿轮传动效率0.97，联轴器效率0.99。 η=0.96*0.993*0.97*0.99=0.8945
②工作机所需的输入功率Pw： Pw=(FwVw)/(1000ηw)
式中，Fw=2 KN=2000N，Vw=2.0m/s，ηw=0.96，代入上式得
Pw=(2000*2)/(1000*0.96)=4.17 KW ③电动机的输出功率： PO= Pw /η=4.17/0.8945=4.66KW
选取电动机额定功率Pm，使电动机的额定功率Pm＝（1～1.3）PO ，由查表得电动机的额定功率P＝5.5KW。 3、确定电动机转速： 计算滚筒工作转速： nw=60*1000V/（πD）=60×1000×2/（π×400）=96r/min
由推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围i1=3~6。取V带传动比i2=2~4，则总传动比理时范围为i=6~24。
故电动机转速的可选范围为n=（6~24）×96=576~2304r/min。 4、确定电动机型号
根据以上计算，符合这一转速范围的电动机的同步转速有750r/min 、1000r/min和1500r/min，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、结构和带传动及减速机的传动比，最终确定同步转速为1500r/min ，根据所需的额定功率及同步转速确定电动机的型号为Y132S-4 ，满载转速1440r/min 。
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主要参数：额定功率5.5KW，满载转速1440r/min，电动机质量68kg。
(二) 计算传动装置的总传动比及分配各级传动比
1、总传动比：i =1440/96=15 2、分配各级传动比：
因i= i1* i2，根据有关资料，单级减速器i=3~6合理，这里取i1 =5，i2=15/5=3。
(三) 运动参数及动力参数计算
1、各轴转速（r/min）
Ⅰ轴 n1=nm/i 2=1440/3=480 r/min Ⅱ轴 n2= n1/ i1= nw =96 r/min 2、计算各轴的功率（KW） 电动机的输出功率PO=4.66KW Ⅰ轴 PI=4.66×0.96=4.4736KW Ⅱ轴 PⅡ= PⅠη1η2=4.4736×0.99*0.97=4.4736KW×0.99×0.97=4.296KW （η1为轴承传动效率，η2为齿轮传动效率，η3联轴器传动效率） 卷筒轴 Pj= PⅡ*η1*η3=4.296×0.99×0.99=4.211KW 3、计算各轴扭矩（N·mm）
Ⅰ轴 TI=9550×PI/nI=9550×4.4736/480=89.006N·m Ⅱ轴 TⅡ=9550×PⅡ/nⅡ=9550×4.296/96=427.36N·m 卷筒轴Tj=9550×Pj/nj=9550×4.211/96=418.91N·m
将运动和动力参数计算结果整理后列于下表：
表3 运动和动力参数表 参数 转速n/r?min 功率P/kw 转矩T/N?m 传动比i -1轴名 电动机轴 1440 4.66 30.90 3 Ⅰ轴 480 Ⅱ轴 96 卷筒轴 96 4.211 1 4.4736 4.296 5 89.006 427.36 418.91 三、传动零件的设计计算
（一）Ｖ带传动的设计
1、确定计算功率
工作情况系数kA查文献[1]表11.5知：kA =1.1。
Pc?kA?P=1.1×4.66=5.126kw
2、选择带型号
根据Pc =5.126kw，nm＝1440r/min，查文献[1]图11.15，初步选用普通Z型带。 3、选取带轮基准直径dd1,dd2
查文献[1]表11.6选取小带轮基准直径D1=80mm，则大带轮基准直径
D2?i(1??)D1=3*（1-0.01）*80=237.6mm。
式中，?为带的滑动率，通常取（1%～2%），查表后取D2=250mm。
Dn大带轮转速n2?(1??)11=456.192 r/min
D2
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4、验算带速v
v??dd1nw60*100??*80*144060*1000?6.03 m/s
在5～25m/s范围内，Ｖ带充分发挥。 5、V带基准长度Ld和中心距a 求Dm?D1?D280?250??165mm 22D?D1??2?85mm
2根据文献[1]中式11.20，初定a?1.5*(D1?D2)=495mm 取a?500mm。
由文献[1]中式11.2带长L?
?2L???Dm?2a???*165?2*500?85*85/500?1532.814mm
a由文献[1]中图11.4定相近的基准长度Ld=1600mm，再由式（11.3）计算实际中心距
a?L??Dm1?(L??Dm)2?8?2=534.054mm 44D2?D1?60?=160.9O>120?，合适 a6、验算包角?1，由式（11.4）得
?1?180??带速v?7、确定v带根数z
?D1n160*100060*1000n1440实际传动比i?1?=3.157
n2456.192查表11.8单根v带功率P0=0.36KW；查表11.7包角系数k?=0.953；查表11.12带长
Pc度系数KL=1.16，查表11.10，?P，则由公式得=9.65 Z??0.03kw0(P0??P0)KLk?故选10根带。
8、确定带的张紧力F0（单根带）
查表11.4得q=0.06kg/m，故可由式（11.21）得单根V带的张紧力
??*80*1440?6.03m/s
Pc2.5?k?()?qv2=71.03 N vzk??轴上载荷FQ?2zF0sin1=2*10*71.03*sin80.45o=1400.7116 N
2F0?500（二）齿轮传动的设计计算
1、选择齿轮材料及精度等级
根据工作要求，考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面，齿面硬度<=350HBS。小齿轮：45钢，调质，HB1=220；大齿轮：45钢，正火，HB2=190。
查文献[1]表12.14，得SH=1.1，SF=1.4。
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