1、 1 目录 设计原始数据 . 1 第一章 传动装置总体设计方案 . 1 1.1 传动方案 . 1 1.2 该方案的优缺点 . 1 第二章 电动机的选择 . 3 2.1 计算过程 . 3 2.1.1 选择电动机类型 . 3 2.1.2 选择电动机的容量 . 3 2.1.3 确定电动机转速 . 3 2.1.4 计 算各轴转速 . 4 2.1.5 计算各轴输入功率、输出功率 . 4 2.1.6 计算各轴的输入、输出转矩 . 5 2.2 计算结果 . 5 第三章 带传动的设计计算 . 6 3.1 已知条件和设计内容 . 6 3.2 设计步骤 . 6 3.3 带传动的计算结果 . 8 3.4 带轮的结构
2、设计 . 8 第四章 齿轮传动的设计计算 . 10 第五章 轴的设计 . 14 5.1 轴的概略设计 . 14 5.2 轴的结构设计及校核 . 14 5.2.1 高速轴的结构设计 . 14 5.2.2 高速轴的校核 . 16 5.2.3 低速轴的结构设计 . 18 5.2.4 低速轴的校核 . 20 5.3 轴上零件的固定方法和紧固件 . 22 5.4 轴上各零件的润滑和密封 . 23 5.5 轴承的选择及校核 . 23 5.5.1 轴承的选择 . 23 5.5.2 输出轴轴承的校核 . 24 5.6 联轴器的选择及校核 . 24 5.7 键的选择及校核计算 . 25 第六章 箱体的结构设计
3、. 27 6.1 箱体的结构设计 . 27 6.2 减速器润滑方式 . 28 设计小结 . 29 参考文献 . 30 1 设计原始数据 参数 符号 单位 数值 工作装置 直径 D MM 430 工作装置 速 度 V m/s 1.1 工作装置所受 拉力 F N 2700 第一章 传动装置总体设计方案 1.1 传动方案 传动方案已给定，外传动为 V 带传动，减速器为 一 级圆柱齿轮减速器。方案简图如 1.1 所示。 图 1.1 带式输送机传动装置简图 一级减速器中 齿轮相对于轴承为对称布置，因而沿齿向载荷分布 均匀，相较不对称分布的减速器来讲，轴的刚性相对较小 。 1.2 该方案的优缺点 2 该工
4、作机有轻微振动，由于 V 带有缓冲吸振能力，采用 V 带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用 V 带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。 减速器部分 一级 圆柱齿轮减速，这是减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承对称 分布 ，原动机部分为 Y 系列三相交流异步电动机。 总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。 3 第二章 电动机的选择 2.1 计算过程 2.1.1 选择电动机类型 按工作要求和工况条件，选用三相笼型异步电动机，电压为 380V， Y 型。 2.1.
5、2 选择电动 机的容量 电动机所需的功率为 kWFvpp aawd 由电动机到 工作机 的传动总效率为 543221 a 式中 1 、 2 、 3 、 4 、 5 分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和 工作机 的传动效率。取 1 0.96（带传动）， 2 0.99（ 深沟球轴承 ）， 3 0.97（齿轮精度为 8 级）， 4 0.99（弹性联轴器）， 5 0.97（ 工作机 效率，已知），则： 543221 a =0.876 所以 adFvp =3.389 kW 根据机械设计手册 可选额定功率为 4kW 的电动机。 2.1.3 确定电动机转速 工作机 轴转速为 D vn 100060 =48
6、.86 min/r 取 V 带传动的传动比 421i ， 一 级圆柱齿轮减速器传动比 532 i ，则从电动机到 工作机 轴的总传动比合理范围为 206ai 。故电动机转速的可选范围为 2 0 )(6nin ad 48.86 =293 977 r/min 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和带传动、减速器的传动比，选电动机型号为 Y160M1-8，将总传动比合理分配给 V 带传动和减速器，就得到传动比方案，如表 2.1 所示。 4 表 2.1 电动机主要技术参数 电动机型号 额定功率 kw 电动机转速 r/min 电动机重量 kg 传动装置的传动比 满载 转速 满载 电流 总传动比 V 带
7、减速器 Y160M1-8 4 720 8.77 47.00 14.74 4.00 3.68 电动机型号为 Y160M1-8，主要外形尺寸见表 2.2。 图 2.1 电动机安装参数 表 2.2 电动机主要 尺寸 参数 中心高 外形尺寸 底脚安装尺寸 地脚螺栓孔直径 轴伸尺寸 装键部位尺寸 H L HD A B K D E F G 160 605 385 254 210 15 42 110 12 37 2.1.4 计算各轴转速 轴 01 inn d 180.00 min/r 轴 112 inn 48.86 min/r 工作机 轴 23 nn 48.86 min/r 2.1.5 计算各轴输入功率、输
8、出功率 各轴输入功率 轴 1P = dP 1 =3.25 KW 轴 2P =1P 2 3 =3.12 KW 5 工作机 轴 3 P 2P 2 4 =3.06 KW 各轴输出功率 轴 1P =1P 2 =3.22 KW 轴 2P = 2P 2 =3.09 KW 工作机 轴 3P =3P 2 =3.03 KW 2.1.6 计算各轴的输入、输出转矩 电动机的输出转矩 dT 为 ddd npT 61055.9 44.95 mN 轴输入转矩 1161 1055.9 npT 172.60 mN 轴输入转矩 2262 1055.9 npT 610.65 mN 工作机 轴输入转矩 3363 1055.9 np
9、T 598.50 mN 各轴的输出转矩分别为各轴的输入转矩乘轴承效率 0.99。 2.2 计算结果 运动和动力参数计算结果整理后填入表 2.3 中。 表 2.3 运动和动力参数计算结果 轴名 功率 P（ kw） 转矩 T（ N m） 转速 n 传动比 效率 输入 输出 输入 输出 r/min i 电动机轴 3.39 44.95 720.00 4.00 0.96 轴 3.25 3.22 172.60 170.87 180.00 3.68 0.96 轴 3.12 3.09 610.65 604.54 48.86 1.00 0.98 工作机 轴 3.06 3.03 598.50 592.51 48.
10、86 6 第三章 带传动的设计计算 3.1 已知条件和设计内容 设计 V 带传动时的已知条件包括：带传动的工件条件；传动位置与总体尺寸限制；所需传递的额定功率 P；小带轮转速 1n ；大带轮 带轮转速 2n 与传动比 i。 3.2 设计步骤 （ 1） 确定计算功率 cap 查得工作情况系数 KA=1.1。故有： cap = dAPK 3.73 kW （ 2） 选择 V带带型 据 cap 和 n 选用 A 带。 （ 3） 确定带轮的基准直径 d 并验算带速 1）初选小带轮的基准直径 d ，取小带轮直径 1d =140mm。 2）验算带速 v，有： 100060 1 dd ndv =5.28 m/
11、s 因为 5.28 m/s 在 5m/s 30m/s 之间，故带速合适。 3）计算大带轮基准直径 2d 1d2 d idd 560mm 取 2d =560mm （ 4） 确定 V带的中心距 a 和基准长度 dL 1)初定中心距 a0 =840mm 2)计算带所需的基准长度 02212100 4 )()(22 addddaL ddddd 7 =2832mm 选 取 带的基准长度 dL =2800mm 3）计算实际中心距 2 00 dd LLaa 824m 中心局变动范围： dLaa 015.0m in 782.00 mm dLaa 03.0m a x 908.00 mm （ 5） 验算小带轮上的
12、包角 add dd 3.57)(180 12 150.79 90 （ 6） 计算带的根数 z 1） 计算单根 V 带的额定功率 rP 由 1dd 140mm 和 0n 720r/min 查得 P0 =1.37KW 据 n0 =720r/min， i=4.00 和 A型带，查得 P0 =0.11KW 查得 K =0.92， LK =1.11，于是： rP =( 0P + 0P ) LK K =1.51 KW 2）计算 V 带根数 z rcaPpZ 2.47 故取 2.00 根。 （ 7） 计算单根 V带的初拉力最小值min0)(F查 得 A 型带的单位长质量 q=0.1kg/m。所以 8 2m
13、i n0 )5.2(5 0 0)( qvvzK PKF ca =306.02 N 应使实际拉力 0F 大于min0)(F（ 8） 计算压轴力 pF 压轴力的最小值为： min)( pF = 2sin)(2min0 aFz=1184.54 N 3.3 带传动的计算结果 把带传动的设计结果记入表中，如表 3.1。 表 3.1 带传动的设计参数 带型 A 中心距 824mm 小带轮直径 140mm 包角 150.79 大带轮直径 560mm 带长 2800mm 带的根数 2 初拉力 306.02 N 带速 5.28 m/s 压轴力 1184.54 N 3.4 带轮的结构设计 小带轮的结构设计 d=4
14、2mm 因为小带轮直径 1d =140mm300mm 因此小带轮结构选择为实心式。 因此 V 带尺寸如下： d1=1.8d=1.8 42=75.6mm 9 L=1.6d=1.6 42=67.2mm B=(z-1)e+2f=(2-1) 15+2 9=33mm da= 1d +2ha=140+2 2.75=145.5mm 大带轮的结构设计 d=35mm 因为大带轮直径 2d =560mm 因此大带轮结构选择为轮辐式。 因此 V 带尺寸如下： d1=1.8d=1.8 35=63mm L=1.6d=1.6 35=56mm B=(z-1)e+2f=(2-1) 15+2 9=33mm da= 1d +2ha=560+2 2.75=565.5mm
