毕业论文-带式输送机双级圆柱齿轮减速器设计论文.doc

前 言
毕业设计是初步培养学生综合运用本专业所学的基础及理论，进行机械系列选型能力的一个有效途径，是实施理论与实践相结合的一个中间环节。既是一次对专业知识的更深入、更透彻的理解和认识及应用，也是对三年所学知识的系统化、具体化。通过这次毕业设计不仅可以巩固而且可以提高我们的专业知识，树立科学品质，为以后的工作夯下坚实基础，同时培养了重视和应用工具书及数据的能力。
在设计过程中，系统的了解了带式输送机的传动装置。带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。应用它，可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。
带式输送机的传动装置主要由电动机、三角带传动、减速器、联轴器、传动滚筒、皮带运输组成。

目 录
前 言 i
第一章 带式输送机 1
第一节 输送带 1
第二节 托辊 2
第三节 滚筒 4
第四节 驱动装置 5
第五节 制动装置 6
第六节 拉紧装置 7
第七节 清扫装置 8
第八节 皮带输送机的安装运行与调整 9
第九节 皮带输送机的检查与维护 10
第二章 电动机的选择及运动参数的计算 11
第一节 选择电动机 12
第二节 传动比的分配 13
第三节 传动装置的运动和运动参数计算 13
第三章 三角带的传动设计 14
第一节 胶带型号的确定 14
第二节 计算小胶带的直径 D1 15
第三节 计算大胶带轮的直径 D2 15
第四节 胶带速度的计算 V 15
第五节 大胶带轮实际转速计算 15
第六节 初定中心距 A0 15
第七节 胶带长度的计算 L0 16
第八节 中心距的确定 A 16
第九节 计算小带轮的包角 ɑ 16
第十节 计算胶带的的循环次数 16
第十一节 计算三角胶带的根数 Z 17
第四章 齿轮传动的设计 17
第一节 选择材料，确定许用应力 17
第二节 按齿面接触强度设计 18
第二节 确定基本参数，计算主要尺寸 19
第四节 校核齿根弯曲疲劳强度 20
第五章 轴的设计 21
第一节 选择轴的材料 22
第二节 按扭转强度估算轴径 22
第三节 设计轴的结构并绘制结构草图 22
第四节 按弯扭合成强度校核轴径 24
第五节 修改轴的结构 25
第六节 绘制轴的零件图 25
第七节 按弯扭合成强度校核轴径 27
第八节 修改轴的结构 29
第九节 绘制轴的零件图 29
第十节 按弯扭合成强度校核轴径 30
第十一节 修改轴的结构 31
第十二节 绘制轴的零件图 32
第六章 滚动轴承的选择及验算 32
第七章 键的选择 34
第一节 Ⅰ轴 键的选择 34
第二节 Ⅱ轴键的选择 34
第三节 Ⅲ轴键的选 34
第八章 联轴器的选择 34
第九章 减速器的结构尺寸计算 35
第十章 减速器的润滑和密封 38
第一节 润滑 38
第二节 密封 38
小 结 40
参考文献 41
致 谢 42

iii

阳泉职业技术学院------毕业设计说明书

第一章 带式输送机
带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。应用它，可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。

第一节 输送带
已知下列基本参数：
运输带牵引力(N): 3000
运输带速度 V (m/s): 1.5
滚筒直径 D (mm): 420
工作条件:用于运输碎粒物体,工作时载荷有轻微冲击,输送带允许速度误差,二班制,使用期限10年(每年工作日300天),连续单向运转。
一、输送带的分类
按输送带带芯结构及材料不同，输送带被分成织物芯和钢丝绳芯两大类。织物层芯输送带又被分为分层织物层芯和整体编织织物层芯两类，且织物层芯的材质有棉、尼龙和维纶等。
二、输送带基本参数的计算
输送带在运行过程中的强度校核，一般按运行时所承受的最大静张力并选以较高的安全系数的形式进行。那么，输送带允许承受的最大张力[S]可用下面的有关公式进行计算：
矿用阻燃（整体编织）输送带和钢丝绳绳芯输送带
[S]=SdB/m （1）
式中 Sd——输送带的整体纵向拉断强度，N/mm；

B——输送带的宽度，mm；
[S]——输送带在运行过程中的最大许用张力，N；
m——输送带的安全系数。
分层织物层芯输送带
[S]=σdiB/m （2）
式中 σd——输送带每层单位宽度的纵向拉断强度，N/（mm·层）；
i——帆布层数；
其它参数含义同前。
输送带按系数的取值，对于机械接头方式m=10～15；对于硫化接头方式m=10。

第二节 托辊
一、托辊的作用于与基本结构
托辊用来支撑输送带和输送带上的物料，减少输送带的运行阻力，保证输送带的垂度不超过技术规定值，使输送带沿预定的方向平稳地运行。带式输送机上大量的不见是托辊，其成本占输送机总成本的25%～30%，托辊总重约占整机重量的30%～40%。因此，对运行中的输送机来说，维护和更换的主要对象是托辊，它们的可可靠性与寿命决定其效能及维护费用；转动不灵活的托辊将增加输送机的功率消耗；堵转的托辊不仅会磨损价格昂贵的输送带，而且严重时，可能导致输送带着火等严重事故。
尽管托辊具体结构形式众多，但结构原理的大体相同。它主要由心轴、管体、轴承座、轴承和密封装置等组成，并且大多做成定轴式。
二、托辊的类型及应用
托辊按其用途不同可分为一般托辊和特种托辊。前者主要包括承载托辊（又称上托辊）与回程托辊（又称下托辊）；后者则主要包括缓冲托辊等。
1、承载托辊
承载托辊是一种安装在有载分支上，它起着支撑该分支上输送带与物料的作用，在实际应用中，要求它能根据所输送的物料性质差异，使输送带的承载断面形式有相应的变化。如果运送散装物料，为了提高生产率并防止物料的散落，通常采用槽形托

辊；而对于成件物品的运输则采用平行承载托辊。
槽形托辊组一般由三个或三个以上托辊组成，其中刚性三节槽形托辊与串挂三节槽形托辊尤为常见。
对于刚性三节托辊，由于三个托辊被相互独立地安装在刚性托辊架上，并且一般布置在同一平面内，因此这种托辊具有更换方便、固定性强、运行阻力小等特点。但存在防冲击与震动性能差、调整困难等缺点。该种托辊常使用在载荷比较稳定、冲击震动小、工作条件较好的带式输送机上。
对于串挂三节槽形托辊组，托辊相互之间用铰链连接，悬挂在刚性机架或者弹性机架（钢丝绳）上。这种托辊组的优点是重量较轻、安装和整组更换容易，可以在不停机的情况下更换整套托辊组。可以根据载荷情况自动垂直方向的弹性调整，且可以扰性连接装置吸收系统的振动与冲击，从而使噪声大大降低。为适应不同宽度的输送带，可以方便地增减托辊数量，如六节450mm的托辊可用于2400～2600mm宽的输送带。
2、回程托辊
回程托辊是一种安装在空载分支上，用以支承该分支上的输送带的托辊。常见布置形式如图9所示。
3、缓冲托辊
缓冲托辊大多安装在输送机的装载点，一减轻物料对输送带的冲击。在运输比重较大的物料情况下，有时需要沿输送机全线设置缓冲托辊。缓冲托辊的一般结构如图10所示。它与一般托辊的结构相似，不同之处是管体外部加装了橡胶图。
4、调心托辊
输送带运行时，由于张力不平衡，物料偏心堆积、机架变形、托辊损坏等使产生跑偏现象。为了纠正输送带的跑偏，通常采用调心托辊。
调心托辊被间隔地安装在承载分支于空载分支上。承载分支通常采用回转式槽形调心托辊，其结构如图11所示。空载分支常采用回转式平行调心托辊，其结构如图12所示。调心托辊与一般托辊相比较，在结构上增加了两个安装在托辊上的立辊和转动轴，其除完成支承作用外，还可根据输送带跑偏情况绕垂直自动回转以实现调偏的功能。

第三节 滚筒
常用滚筒类型及特征分析
滚筒是带式输送机的重要部件之一。按它的作用不同可分为传动（驱动）滚筒与改向滚筒两种。传动滚筒用来传递力，它即可传递牵引力，也可传递制动力；而改向滚筒则不起传递力的作用，主要用改变输送带的运行方向，以完成各种功能（如拉紧、返回等）。
1、传动滚筒
传动滚筒按其内部传力特点不同分为常规传动滚筒（简称传动滚筒）、电动滚筒和齿轮滚筒。
传动滚筒内部装入减速机构和电动机的叫做电动滚筒，在小功率输送机上使用电动滚筒是十分有利的，可以简化安装、减少占地，使整个驱动装置重量轻，成本低，有显著的经济效益。但由于电动机散热条件差，使其工作时滚筒内部发热，往往造成密封破坏、润滑油进入电动机而使用电机烧坏。
为改善电动滚筒的不足，人们又设计制造了齿轮滚筒。传动滚筒内部只装入减速机构的齿轮滚筒。它与电动滚筒相比不仅改善电机工作条件和维修条件，而且可使其传递的功率有较大幅度地增加。
传动滚筒表面形式有钢制光面和带衬两种形式。衬垫的主要作用是增大滚筒表面与输送带之间的摩擦系数，减少滚筒面的磨损，并使表面有自清作用。常用滚筒衬垫料有：橡胶、陶瓷、合成材料等，其中最常见的属橡胶，橡胶衬垫与滚筒表面的接合方式有铸胶与包胶之分。铸胶滚筒表面厚而耐磨，质量好，有条件应尽量采用，包胶滚筒的胶皮容易脱掉，而且固定胶皮的螺钉易露出胶面而刮伤输送带。
钢制光面滚筒加工工艺比较简单，主要缺点是表面摩擦系数小，而且有时不稳定，因此，仅适用于中小功率的场合。
橡胶衬面滚筒按时衬面形状不同主要有光面铸胶滚筒、直型沟槽胶面滚筒、人字沟槽胶面滚筒和菱形（网纹）胶面滚筒等。光面铸胶滚筒制造工艺相对简单，易满足技术要求，正常工作条件下摩擦系数大，能减少物料粘结，但在潮湿场合，由于表面

无沟槽，致使无法截断水膜，因而摩擦系数显著下降。花纹壮铸胶滚筒，由于沟槽能
使水膜中断，并将水和污物顺间槽排出，葱而使摩擦系数在潮湿环境下降低的很小，但对于人字沟槽滚筒在使用中具有方向性，且其排污性能与其自动纠偏性能正好矛盾，而此种矛盾当采用菱形沟槽滚筒时即可得到圆满解决。
2、改向滚筒
改向滚筒有钢制光面滚筒和光面包（铸）胶滚筒。包（铸）胶的目的是为了减少物料在其表面粘结，以防输送带的跑偏与磨损。两卷筒中心距S=1870mm。
第四节 驱动装置
驱动装置的作用是在的带式输送机正常工作时提供牵引力。它主要由传动滚筒、减速器和电动机等组成。
一、驱动装置的组成部分及主要部件特点
驱动装置的组成
1、传动滚筒
关于传动滚筒的内容在上面已做讨论，在此不再重述。
2、电动机
带式输送机驱动装置最常用的电动机是三相鼠笼电动机，其次是三相绕线型电动机，只有个别情况下才采用直流电动机。
三相鼠笼型电动机与其它两种电动机相比较，具有结构简单、制造方便、易防爆、运行可靠、价格低廉等一系列优点，因此在煤矿井下得到广泛的应用，但其最大缺点是不能经济地实现范围较宽的平滑调速，起动力矩不能控制，起动电流大。
三相绕线型电动机具有较好的调速特性，在其转子回路中串接电阻，可接方便地解决输送机各传动滚筒间的功率平衡问题，不致使个别电机长时过载而烧坏；可以通过串接电阻起动以减小对电网的负荷冲击，且可实现软起动控制。但三相绕线型电动机在结构和控制上均比较复杂，如带电阻长时运转会使电阻发热、效率降低，尤其在防爆方面很难做到，因此在煤矿井下很少采用。
直流电动机最突出的优点是调速特性好，起动力矩大，但结构复杂，维护量大，

与同容量的异步电动机相比，重量是异步电动机的两倍，价格是异步电动机的三倍，且需要直流电源，因此只有在特殊情况下采用。
3、联轴器
驱动装置中的联轴器分为高速联轴器与低速联轴器，它们分别安装在电动机与减速器之间和减速器与传动滚筒之间。常见的高速轴联轴器有尼龙拄销联轴器、液力偶合器等；常见的低速联轴器有十字滑块联轴器、齿轮联轴器和棒销联轴器等。
4、减速器
驱动装置用的减速器从结构形式上分，主要有直交轴和平行轴减速器，煤矿井下主要使用的是前者。
二、驱动装置的类型及布置形式
驱动装置按传动滚筒的数目分为单滚筒驱动、双滚筒驱动及多滚筒驱动；按电动机的数目分为单电机和多电机驱动。要求结构紧凑和轻巧的情况下，可采用电动滚筒。电动滚筒是将电动机和减速器装入驱动滚筒内。电动滚筒适用于功率在55kW下，也适用于环境潮湿、机头空间位置狭小和有腐蚀性的场合。

第五节 制动装置
带式输送机用于倾斜输送物料时，为了防止因满载停机发生倒转或顺滑造成事故，平均倾角大于4°时，就应增设逆止或制动装置。
带式输送机的逆止和制动装置的种类较多，视输送机的具体使用条件采用不同形式的逆止或制动器。标准设计中有带式逆止器、滚柱逆止器和液压电磁闸瓦制动器3种。
1． 带式逆止器
常用的带式逆止器。它是李机头架上装设一段逆止带(橡胶带)1，带的一端是固定端，另一端为活动端，并夹着一很小铁条2。当正常运转时，逆止带l的自由端被输送带推向后面，由于铁条2的两端受挡板3的作用，所以逆止带始终与滚筒保持一定的距离。当输送机逆转时；逆止带的自由端就被输送带带动而塞至滚筒与输送带之间，在摩擦力作用下，拖住滚筒，达到制止逆转的目的。带式逆止器结构简单，价格

低廉，应用较广。但是它必须使输送机倒转一定距离以后才能达到制动目的。从而易造成给料处堵塞、溢料。如头部滚筒直径越大，制动时倒转距离就越长，所以对功率较大的带式输送机不宜、使用带式逆止器。
2．滚柱逆止器
滚柱逆止器适用于向上运输的带式输送机。滚柱逆止器的星轮2装在减速器通向滚筒出铀的另一端上，底座l则安装在驱动架上。当输送机正常工作时，滚往3处在星轮切口最宽处的间隙中，因而它不妨碍星轮的运转；若发生逆转时，滚柱3被契入底座固定圈与星轮2切口的狭窄处之间，因而起到逆止作用。滚柱逆止器最大制动力矩达48500N·m，其制动平稳可靠。选用时按减速器型号选配，减速器型号在ZQ65以上均可采用
3．液压电磁闸瓦制动器
这种制动器对向上、水平或向下运输的带式输送机均可采用。其动作迅速。多用于大功率、长距离的输送机上。安装在紧靠驱动电机的高速轴上，作为因断电停机和紧急刹车之用。：适用于对停机时间有要求的场合。

第六节 拉紧装置
一、拉紧装置的作用
拉紧装置又称张紧装置，它是带式输送机必不可少的部件，其主要作用有：
1、使输送带有足够的张力，以保证输送带与传动滚筒间能产生足够的驱动力以防止打滑；
2、保证输送带各点的张力不低于某一给定值，以防止输送带在托辊之间过分松弛而引起撒料和增加运行阻力；
3、补偿输送带的弹性及塑性变形；
4、为输送带重新接头提供必要的行程。

二、常用的拉紧装置
带式输送机拉紧装置的结构形式很多，按其工作原理不同主要分为螺旋式、车式和垂直式三种。
1、螺旋式拉紧装置
张紧滚筒两端的轴承座安装在带有螺母的滑架上，滑架可以在尾架上移动。转动尾架上的螺杆，可使滚筒前后移动，以调节输送带的张力。螺扦的螺纹应能自锁，防止松动。具有结构简单紧凑的优点，缺点是工作过程中，张紧力不能保持恒定。一般
用于机长较短(小于80m)，功率较小的输送机上。螺旋拉紧装置的适用功率范围及许用张紧力(即上、下两分支输送带张力之和)。
2、车式拉紧装置
机尾张紧滚筒安装在尾架导轨可移动的小车上，钢丝绳的一端连接在小车上，而另一端悬挂着重锤。它是依靠重锤的重力拉紧输送带，故可以自动张紧输送带，保持恒定的张紧力。适用于输送机距离较长，功率较大的场合，尤其适于倾斜输送的输送机上。其缺点是机尾需要有较大的空间。
3、垂直拉紧装置
滚筒1安装在框架2上，重锤3吊挂在框架上，框架沿导轨上下移动，利用重锤的重力使输送带经常处于张紧状态。该装置适用于长度较大(大于100m)的输送机或输送机末端位置受到限制的情况。这种拉紧装置一般适合装设在驱动滚筒近处或利用输送机走廊下面的空间。缺点是改向滚筒多，而且物料容易落入输送带与张紧滚筒之间，从而损坏输送带。

第七节 清扫装置
在带式输送机运行过程中，不可避免地有部分细块和粉末粘到输送带的表面，通过卸料装置后不能完全卸净，当表面粘有物料的输送带通过导向滚筒或回程托辊时，由于物料的积聚而使它们的直径增大，加剧输送带的磨损，引起输送带跑偏，同时沿途不断掉落物料又污染了场地环境。如果粘有物料的输送带表面与传动滚筒表面相接触，除有上述危害外，还会破坏多滚筒传动的牵引力分配关系，以致使某台电机过载（或欠载）。因此，清扫粘结在输送带表面物料，对于提高输送带的使用寿命和保证输送机的正常运转具有重要意义。

对清扫装置的基本要求是：清扫干净，清扫阻力小，不损伤输送带的覆盖层，结构简单而又可靠。
常用的清扫装置有刮板式清扫器、清扫刷，因此，还有水力冲刷、振动清扫器等，采用哪种装置，应视所输送物料的粘性而定。
清扫装置一般安装在卸载滚筒的下方使输送带在进入空载分支前将粘附在输送
带上的物料清扫掉，有时为了清扫输送带非承载面上的粘附物，防止物料堆积在尾部滚筒或拉紧滚筒处，还需在机尾空载分支安装刮板式清扫装置。

第八节 皮带输送机的安装运行与调整
一、 安装前的准备
在本机安装前应先将工作面其它设备运进工作面。根据巷道中心线，确定本机中心线，按照有关规程修改巷道，消除坡度突变和积水，并定出准确的装载点和卸载点，设备下井前，安装人员必须熟悉有关图纸和资料，根据矿井运输条件确定设备下井的最大尺寸和重量。在拆卸分解大部件时，应作好标记，以便对号组装。防止在运输过程中损坏和污染设备，对于处漏的轴端，齿轮等重要部位应加保护。
二、 安装
按机尾到机头的顺序将本机各部件运至各安装点的巷道一侧，然后根据已确定的基准点，顺序安装机头、储带张紧装置、卷带装置、绞车牵引机尾（预先铺设地轨）机身及其它系统，整机及各部件安装后应达到安装图技术要求和有关规范的要求。各部安装完后，挂装所有各种拖辊，最后穿装输送带关接头，装输送带的方法矿用方法按习惯自便。
三、 试运转及调整
1、试运转前的检查
a、全面检查安装质量，各螺栓应拧紧可靠，各部件应安装正确，各转动部件应转动灵活。
b、检查各润滑，液压部位是否按规定注油。
c、检查各重要部件是否完好，灵敏，可靠。
d、检查电控、保护、信号、联络系统安装、接线是否正确。

e、最后沿线检查输送机，不得有妨碍输送机各部件运转的任何障碍。
2、安装输送带的空运转
在各部件，电控系统都已安装完后，未安装输送带之前，进行各运转部件共运转，检查驱动装置、张紧绞车、卷带装置和传动滚筒运转是否正常，各轴承温升如何。
3、装上输送带的空运转
a、在运转这前，以脱机手动方式控制张紧绞车及张紧油缸，给输送机适当初张力。然后电动各驱动电机，使输送机由低速到额定速度逐渐启动，观察各部件是否正常，机架受力情况，一切正常后方可全速试车。
b、全线各重要地点，都要派人观察，发现输送带跑偏、打滑入其它不正常情况，应立即停车，进行调整。
c、输送带跑偏的调整
必须保证输送带接头平直，在此前提下，如果输送带在各机架上跑偏，通过调整槽形上拖辊和V形、平形下拖辊的前倾角来校正，如输送带在改向滚筒上跑偏，可以通过调节滚筒轴座上的调节螺钉，以改变滚筒轴线的角度来校正。输送带调正后，要运转一段时间观察是否稳定并且要跟着调整清扫器刮板与输送带的垂直度。
4、试运转中应注意的问题
a、在试运转初期，应经常观察各主要部件的温升、振动、哭声、张力、电源等运行参数。
b、在输送带经初期运转伸长到稳定之后，根据实际运行情况，调整设定适当的张力范围。
c、脱机手动试运转各部都调整好后，再进入联机自动控制运转阶段，应注意电控系统的监测、显示、保护、报警、信号、联络等功能是否灵敏可靠。否则应立即检修。
d、空运转一切正常后，方可加载试运转，加载应从轻载、半载到重载逐渐进行，载荷应加在输送带中间，避免胶带跑偏。

第九节 皮带输送机的检查与维护
一、日检
1、检查输送带运行情况，有无卡磨、脱块、跑偏、接头损坏等不正常现象。
2、检查电动机、减速器等主要部件运转情况，有无渗漏油现象。
3、清扫器刮板与输送带的接触情况。
4、各主要轴承的温升、噪声状况。
5、游动小车、托辊小车、机尾小车在轨道上的运行情况。
6、停车时，清除粘在滚筒及结构件上的煤泥。
二、执行日检项目，另附加：
1、检查各润滑、液压部件的油位，不足是按规定加油。
2、检查张紧绞车和机尾绞车是否灵敏，钢丝绳是否磨损，有无脱槽，滑轮转动是否灵活。
3、检查和清除转动部位和轨道上的杂物。
三、执行日、周检项目，另附加：
1、检查卷带装置动作是否灵敏。
2、检查各轴承的密封状况。
四、半年检查：执行日、周、月检项目，另附加：
1、检查减速器，制动器，电动机并换油，并确定下次换油周期。
2、检修各滚筒轴承并加油，清除表面杂物。
3、检查并更换损坏的清扫器刮板，导料板、油封、机尾缓冲弹簧等橡胶件。

第二章 电动机的选择及运动参数的计算
电动机是专门工厂批量生产的标准部件，设计时要根据工作机的工作特性、工作环境和工作载荷条件，选择电动机的类型、结构、容量（功率）和转速，并在产品目录中

选出其具体型号和尺寸。
电动机分交流电动机和直流电动机两种。由于生产单位一般多采用三相交流电源，因此，无特殊要求时均应选用三相交流电动机，其中以三相异步交流电动机应用最广泛。根据不同防护要求，电动机有开启式、防护式、封闭自扇冷式和防爆式等不同的结构形式。
电动机的类型和结构形式应根据电源种类（交流或直流）、工作条件（环境、温度、空间位置等）、载荷大小和性质（变化性质、过载情况等）、起动性能和起动、制动、正反转的频繁程度等条件来选择。
电动机的容量（功率）选择的是否合适，对电动机的正常工作和经济性都有影响。容量选得过小，不能保证工作机正常工作或使电动机因超载面过早损坏；面空量选得过大，则电动机的价格高，能力又不能充分利用，而且由于电动机经常不满载运行，其效率和功率因数都较低，增加电能消耗而造成能源的浪费。

第一节 选择电动机
一、电动机类型的选择
按已知工作要求和条件选用Y系列三相异步电动机
二、电动机功率的选择
工作机所需要的功率

为了计算电动机的所需功率Po,先要确定从电动机到工作机之间的总效率η。设η1、η2、η3、η4、分别为三角带传动、滚动轴承、圆柱齿轮传D动、弹性联轴器的效率。查《机械零件手册》表14—2得η1=0.95，η2=0.98，η3＝0.96,η4=0.993，η5=0.96则传动装置的总效率为：
η=η1η24η32η4η5=0.95*0.984*0.962*0.993*0.96=0.77

电动机所需功率为：

因载荷有轻微冲，电动机额定功率Pm只需略大于Po即可。查《机械零件手册》表12—2选电动机的额定功率Pm为7.5KW。
三、电动机转速的选择
滚筒轴工作转速为：

三角带传动比范围i1<=7(选i1=2.5),单级圆柱齿轮传动比范围i2<=3~5则总传动比范围为,可见电动机转速可选范围为:

符合这一范围的同步转速为1000r/min

四、 电动机型号的确定
根据电动机所需功率和同步转速,查表达12-2,选用同步转速为1000r/min的电动机Y160M-6,其满载转速

第二节 传动比的分配
一、传动装置总传动比

二、分配各级传动比
由,为使三角带传动的外部尺寸不致过大,取传动比,,

第三节 传动装置的运动和运动参数计算
一、 各轴转速　
Ⅰ轴
Ⅱ轴
Ⅲ轴 r.min-1
滚筒轴
二、各轴功率
Ⅰ轴
Ⅱ轴
Ⅲ轴
滚筒轴
三、各轴输入转距
Ⅰ轴
Ⅱ轴
Ⅲ轴
电动机转矩
滚筒轴

将上述计算结果列于表1-1中,以供查用
各轴的运动和动力参数

轴号
转速n(r/min)
功率P(KW)
转矩T(N.m)
电机轴
960
4.34
57.70
Ⅰ轴
384
5.51
137.03
Ⅱ轴
128
5.18
304.8
Ⅲ轴
64
4.88
728.19
滚筒轴
64
4.73
705.80

第三章 三角带的传动设计
带传动是一种常用的传动形式，广泛用于各种机械中。日常生活中的双缸洗衣机、

缝纫机、单放机等设备的传动系统中也都有带传动。
设计三角胶带传动应确定带的型号、根数、带轮直径和宽度、带的长度、传动中心距及作用在轴上的力。设计时，应考虑带轮尺寸与其相关零部件尺寸的相关关系。如小带轮孔径是否与电动机轴径一致，小带轮外圆半径是否小于电动机的中心高，大带轮外圆半径是否与机器底座相干涉等。在带轮直径最后确定后应验算带传动的实际传动比。

第一节 胶带型号的确定
查《机械零件设计手册》图7-1-1选SPA型

第二节 计算小胶带的直径 D1
查表7-1-8选取D1=112mm

第三节 计算大胶带轮的直径 D2
式中：--传动比
注：计算所得直径，应按表7-1-4圆整为标准计算直径为D2=280mm
实际传动比

第四节 胶带速度的计算 V
式中:n1----小带轮转速(rpm)

第五节 大胶带轮实际转速计算
r.min-1式中:
----弹性滑动系数 取=0.02

第六节 初定中心距 A0

第七节 胶带长度的计算 L0

求得的L0应按表7-1-2圆整到标准计算长度 L0=2000mm.

第八节 中心距的确定 A

第九节 计算小带轮的包角 ɑ

第十节 计算胶带的的循环次数

第十一节 计算三角胶带的根数 Z
式中:
K0---小带轮包角系数(见表7-1-5)
Kg---工作情况与工作时间系数(见表7-1-7)

N0---一根三角胶带所传递的功率(见表7-1-8)
N----所传递的功率

第四章 齿轮传动的设计
齿轮机构一般用于传递任意两轴之间的运动和动力，是应用最广，同时也是最古老的传动机构之一。它是通过轮齿的啮合来实现传动要求的，因此同摩擦轮、带轮等机械传动相比较，其显著特点是：传动比稳定、工作可靠、效率高（一般可达94%～96%以上）、寿命较长，适用的模数范围、直径范围、圆周速度和功率范围广（模数0.05mm～75mm、直径从1mm～10m、圆周速度从0.1m/s～300m/s、从微型齿轮的百分之几千瓦到大型动力机械的百万千瓦）。

第一节 选择材料，确定许用应力
按软齿面定义 查《机械设计基础》表13-7
小齿轮选用45钢，调质，硬度为220HBS
大齿轮选用45钢，正火，硬度为190HBS
由图13-35c和图13-36c分别查得：
σHlim1=555Mpa，σHlim2=530Mpa
σFlim1=190Mpa，σFlim2=180Mpa

由表13-8查得 SH=1.1，SF=1.4故

第二节 按齿面接触强度设计
计算中心距：
（1）取[σH]=[σH]2=481.8Mpa
（2）计算小轮转矩
T1=9.55×106×=1.37×105N.m
T2=9.55×106×=3.85×105N.m

（3）对一般减速器，取齿宽系数a=1， =3和2
由于原动机为电动机,轻微冲击,支承不对称布置,故选8级精度.由表13-9选K=1.1
则

齿轮传动设计时的参数较多，但不是所有参数都需要进行选择，如压力角和齿轮参数等，是由标准决定的，而模数m、分度圆直径d或中心距a等，则是由强度计算决定的，齿数z、齿宽系数和螺旋角β等是设计

中的自选参数，在自选参数的选取上，应从承载能力，传动的平稳性和结构尺寸的要求等方面来考虑。

第二节 确定基本参数，计算主要尺寸
一、选择齿数

取Z1=20，则Z2=iZ1=3×20=60
取Z3=20，则Z4=iZ3=2×20=40
二、确定模数
由
可得

由表13-1查得标准模数，取m1=3
由
可得

由表13-1查得标准模数，取m2=5
三、确定实际中心距

四、计算齿宽
分度圆直径 =m1Z1=60 =m2Z2 = 180

五、计算齿轮几何尺寸
齿距
齿厚
槽宽
齿顶高
齿根高
全齿高
分度圆直径
齿顶圆直径
齿根圆直径
基圆直径

齿轮传动强度计算的目的是：通过对齿轮的失效分析、受力分析，选择合理的设计准则，设计出齿轮传动的参数和尺寸，或对成品齿轮的强度进行验算，以保证轮

齿在正常传动和预期的使用寿命期间有足够的强度和承载能力，避免失效。

第四节 校核齿根弯曲疲劳强度
按，,
由表13-10查得.
（安全）
（安全）
　　　　　　　（安全）
　　　　　　　（安全）

第五章 轴的设计
轴是组成机器的主要零件之一。作回转运动的零件（例如齿轮、蜗轮等）都必须安装在轴上才能实现运动及动力的传递，大多数轴还起着传递转矩的作用。因此轴的主要功用是支承回转零件及传递运动和动力。

轴的设计也和其他零件的设计相似，包括结构设计和工作能力计算两方面的内容。
1、轴的结构设计是根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理确定轴的结构形式和尺寸。轴的结构设计不合理，会影响轴和工作能力和轴上零

件的工作可靠性，还会增加轴的制造成本和轴上零件装配的困难等。因此，轴的结构设计具有较大的灵活性和多样性。
2、轴的工作能力计算指的是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的计算。多数情况下，轴的工作能力主要取决于轴的强度。这时只需对轴进行强度计算，以防止断裂或塑性变形。而对刚度要求高的轴（如车床主轴）和受力大的细长轴，还应进行刚度计算，以防止工作时产生过大的弹性变形。对高速运转的轴，还应进行振动稳定性计算，以防止发生共振而破坏。

第一节 选择轴的材料
由已知条件选用45号钢并经调质处理，由表20-1查得强度极限σb=640Mpa，再由表20-4得许用弯曲应力[σ-1]b=65Mpa
第二节 按扭转强度估算轴径
根据表20-3得A0=126～103。
轴的设计计算公式为
Ⅰ轴
　　Ⅱ轴　
　　Ⅲ轴　
考虑到轴的最小直径处应有键槽存在，故将估算直径加大5%～7%，并圆整，取dⅠ=30mm，dⅡ=45mm，dⅢ=50mm。

第三节 设计轴的结构并绘制结构草图
一、确定轴上零件的位置和固定方式

要确定轴的结构形状，必须先确定轴上零件的装拆顺序和固定方式。参考图20-8所示结构，确定齿轮从轴的右端装入，齿轮的左端用轴肩定位，右端用套筒定位，齿轮的周向固定采用平键联接。轴承对称安装在齿轮的两侧，其轴向用轴肩定位，周向采用过盈配合定位。
二、确定各轴段的直径
如图4-1所示： Ⅰ轴段①（外伸端）直径最小，d1=30mm；考虑到要对安装在轴段①上的带轮进行定位，轴段②上应有轴肩，同时为能顺利地在轴段③上安装轴承，轴段③必须满足轴承内径的标准，故取轴段③的直径d3=40mm；同样的方法确定轴段④、⑤、⑥的直径d4=45mm，d5=55mm,d6=45；为了便于拆卸左轴承，可查6008轴承，取d7=40mm。
同样的方法，
Ⅱ轴 d1=45mm,d2=50mm,d3=60mm,d4=50mm,d5=45mm
Ⅲ轴 d1=50mm,d2=55mm,d3=60mm,d4=65mm,d5=75mm,d6=68mm,d7=60mm

三、确定各轴段的长度
Ⅰ齿轮轮彀宽度为50mm，为保证齿轮固定可靠，轴段⑥的长度应略短于齿轮轮毂的宽度，取为48mm；为保证齿轮端正面与箱体内壁不相干涉，齿轮端面与箱体内壁间应留有一定的间距，取该间距为15mm；为保证轴承安装在箱体轴承座孔中（轴承宽度为15mm），并考虑轴承的润滑，取轴承端面距箱体内壁的距离为5mm，所以轴段③=26mm轴段④=74mm，轴段⑤=12mm，轴段⑦=35mm。根据箱体结构及其联轴器距轴承盖要有一定距离的要求，取轴段②=70mm，轴段①=80mm。轴与齿轮，轴与联轴器均采用平键联接。
用同样的方法，
Ⅱ轴 轴段①=36mm，轴段②=48m，轴段③=12mm 轴段④=68mm，轴段⑤=36mm

Ⅲ轴 轴段①=70mm，轴段②=70m，轴段③=30mm，轴段④=60m，
轴段⑤=12mm，轴段⑥=68mm，轴段⑦=38mm

轴与齿轮，轴与联轴器均采用平键联接。四、工作机车台数
≈3 台

四、 选定Ⅰ轴的结构细节
如圆角、倒角、退刀槽等的尺寸。
五、按设计结果绘制出轴的结构草图

Ⅰ轴（图a）

第四节 按弯扭合成强度校核轴径
一、画出轴的受力图
如图b所示
二、作水平面内的弯矩图
如图c所示
求水平面的支承力：
由得

求并绘制水平面弯矩图：

三、作垂直面内的弯矩图
如图d所示 支点约束力
径向力

四、作合成弯矩图
考虑最不利的情况，把与直接相加

五、作转矩图
见图