设计某车间零件传送设备的传动装置

南湖学院

课程设计报告书

题目：车间零件传送设备的传动装置系部：机械系

专业：机械设计制造及其自动化班级：机械四班姓名：夏嘉学号： 2012964234 序号： 36 组号： 3

2010年11月23日

1 前言........................................................................................................................................ - 1 - 2 课程设计任务书 .................................................................................................................... - 2 -

2.1 传动布置方案 ............................................................................................................ - 2 - 2.2已知条件 ....................................................................................................................... - 2 - 2.3设备工作条件 ............................................................................................................... - 2 - 3 课程设计的内容 .................................................................................................................... - 3 -

3.1本次设计的对象为普通减速器，具体内容是： ....................................................... - 3 - 4 设计准备 .............................................................................................................................. - 3 - 5 传动装置的总体设计 ............................................................................................................ - 3 -

5.1确定传动方案 ............................................................................................................... - 3 - 5.2电动机的选择 ............................................................................................................... - 4 - 6 计算总传动比和分配各级传动比 ........................................................................................ - 5 - 7 计算传动装置的相对运动和动力参数 ................................................................................ - 5 -

7.1 各轴转速 ...................................................................................................................... - 5 - 7.2 各轴功率 ...................................................................................................................... - 6 - 7.3 各轴转矩 ...................................................................................................................... - 6 - 8 传动零件的实际计算 ............................................................................................................ - 7 -

8.1选择联轴类型和型号 ................................................................................................... - 7 - 8.2 V带传动设计 ............................................................................................................... - 7 - 9 减速器高速级齿轮设计 ...................................................................................................... - 9 -

9.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 ................................................................... - 9 - 9.2按齿面接触强度设计 ................................................................................................... - 9 -

1 前言

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。

课程设计任务书

2 课程设计任务书 2.1 传动布置方案

设计某车间零件传送设备的传动

图2.1 方案设计

1—减速器 2—连轴器 3—滚筒 4—运输带 4—电动机 5—带传动 2.2已知条件

2.2.1 输送带主动输出转矩T700Nm

2.2.2 输送带工作速度V1.12s（允许输送带速度误差5%） 2.2.3 滚筒直径D380mm

2.2.4 滚筒效率0.96（包括滚筒轴的效率损失）

2.3设备工作条件

室内工作，连续单向运转，载荷平稳，每日两班，工作8年，车间有三相交流电源。

3 课程设计的内容

3.1本次设计的对象为普通减速器，具体内容是：

3.1.1设计论述。 3.1.2选择电动机。

3.1.3减速器外部传动零件设计（包含轴器选择）。 3.1.4减速器设计。

设计减速器的传动零件；

对各轴进行结构设计，按弯扭强度条件验算个轴的强度；按疲劳强度条件计算输出轴上轴承的强度；选择各轴承，计算输出轴上轴的寿命；选择各键，验算输出轴上键连接的强度；选择各配合尺寸处的公差与配合；决定润滑方式，选择润滑剂。

3.1.5绘制减速器的装配图和部分零件工作图。

减速器装配图1张（A0或A1）；底座（或箱盖）工作图1张(A1)；

输出轴级该轴上齿轮的工作图各一张（A3）

3.2.6编写设计说明书。

4 设计准备

阅读设计任务书，明确设计要求和工作条件;通过看实物、模型、录像

和减速器拆装实验等，了解设计对象；阅读有关资料、图纸；拟定设计计划等。

5 传动装置的总体设计

传动装置总体设计的内容为：确定传动方案、选定电动机型号、计算

总传动比和合理分配各级传动比，计算传动装置的运动和动力参数。为设计各级传动件和装配图设计提供条件。

5.1确定传动方案

合理的传动方案应满足及其的功能要求，例如传动功率的大小，转动

和运动形式，同时他应该适应工作条件，满足工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、使用维修高、使用维修方便、工艺性和经济性合理等要求。

由设计任务课程确定设计方案如图所示。该转动装置的总效率为 





0.990.970.970.950.990.990.990.859

式中：为齿式联轴器的传动效率； 分别的齿轮传动的效率；

1,2

为V带传动的传动效率；

、、分别是滚动轴承的传动效率。

5.2电动机的选择

5.2.1选择电动机类型

按工作工作要求：连续单向运转，载荷平稳；选用Y系列全封闭自扇

冷式笼型三相异步电动机，电压380V。 5.2.2选择电动机容量

电动机工作速度：

V1.12s



60n1000

D

56.319rmin

式中：nw 工作机的转速，D为工作机滚筒的直径:

Pw

9545·T·w

4.300Kw Pd





4.300

5.006Kw 0.659

式中：Pw为工作机的工作效率，Pa为电动机的工作效率;为传动装

置的总效率;

5.2.3确定电动机转速

按照电动机转速要求和传动机构的要求的合理的传动比范围，可推算出电动机转速的可选范围：ni1·i2·i3nw

式中：n—电动机的可选转速范围，

i、i、i

—分为带传动、圆柱齿轮传动1和圆柱齿轮传动2的合理

传动比范围：

经查表可得：该装置可选用同步转速为1500的电动机。

由表20-1查出符合设计要求并综合考虑电动机和传动装置的尺寸、

重量、价格等选定电动机型号为Y132S-4

6 计算总传动比和分配各级传动比

传动装置的总运动比要求为： i



1440

25.56

56.319

式中：n—电动机的满载转速，

由于该传动装置为多级传动，总传动比应为： ii1·i2·i3

式中：i1、i2、i3—分别为带传动个两组圆柱齿轮传动的比参

照各级齿轮的传动比传动比参考查表可假设各传动比： i12.5; i23.784； i32.703

传动装置的实际传动比要选定的齿数或标准带轮直径要准确计算，应而与要求传动比可能有误差。一般允许工作实际转动的相对误差为

3~5%。

7 计算传动装置的相对运动和动力参数

设计计算传动件时，需要知道各轴的转速、转矩或功率，因而2因将工作机的转速、转矩或功率推算到各轴上。

改传动装置从电动机到工作机三轴，依次为1、2、3轴，则可算各轴转速。

7.1 各轴转速

n1m

1440

576

n2 n2

14405766 iii

1440576

iii

式中：n —电动机的满载转速，

n1、n2、n3—分别为1、2、3轴的转速，高速轴，2轴为低速轴；

；1轴为

i1，i2，i3—依次为电动机轴至高速轴1、2、3轴，2、3

轴间的传动比。

7.2 各轴功率

P1Pd5.0060.964.806KW

01 P2P1Pd4.615KW

P3P2Pd4.432KW

式中：Pd—电动机输出功率，KW；

P1、P2、P3—1、2、3输出功率，KW；

、、—依次为电动机轴与1轴，1、2轴，2、

3轴间的传动效率。

7.3 各轴转矩

由电动机的输出功率：Pd5.006KW；可知电动机的输出转矩：Td

TiTdi133.2002.50.990.9678.883Nm

9550d

1440

33.200Nm

T2T1i12232862643Nm T3T2i323744.036Nm

式中：T1、T2、T3—1、2、3轴的输入转矩，Nm。将运动和动

力参数的实际数值列表如下：

图7.3 相关参数

8 传动零件的实际计算

进行减速器装配图设计时，必须先要求得各级传动件的尺寸、参数、

并选好联轴器的类型个尺寸。当传动的装置中有减速器外有转动件，一般应先进行其设计，以便使减速器设计的原始条件比较精确。

8.1选择联轴类型和型号

8.1.1类型选择

联轴器除连接两轴并传递转矩外，在该传动装置中它还应具有补偿

两轴因制造和安装误差而造成的轴线偏差的功能，为了达到要求，该装

置中选用无弹性元件的绕性联轴器—G1G1性鼓形联轴器。 8.1.2计算联轴器的转矩

TcaT;TcaKa;T1.5739.3011.8.95kw

式中：T为公称转矩，单位为Nm;KA为工作情况系数，经查表为1.5。 8.1.3 确定联轴器的型号

根据计算转矩Tca及所选的联轴类型，按照TcaT的条件由联轴器标准（ZBJ19013—89）选定该联轴器的型号为：GIGL2，他的公称转矩为

1120N·m，许用的最大转速为4000rm，轴径为25~48之间。

8.2 V带传动设计

8.2.1确定计算功率

PcaKAPe1.25.0066.007KW

式中：KA为工作系数；Pe为电动机的额定功率，单位为KW。

8.2.2选择型号

根据计算功率Pca和小带轮转速n1经初步选用A型带。 8.2.3确定带轮基准直径

查表可选取掉带轮最小基准直径ddmin75mm；又有dd1ddmin，

查表选取dd1125mm，所以dd2i ，dd1315.5mm，圆整为315mm。

8.2.4验算带的速度V V1

d1m

601000



1251400

601000

9.42ms 符合V带要求。

8.2.5确定V带的基准长度和传动中心距

在0.7dd1dd2a02dd1dd2范围内，初定中心距a0400mm 所以带的基准长度



Ld`2a0



2d

dd2d1

dd2400125315315125151

4a0

4400

根据F0a0Ld`查表选取和Ld`相近的V带的基准长度Ld1600mm。

根据】来计算实际中心距，由于V带的中心距可以调整，所以采用近

似算法

Aa0



443.32mm

考虑安装调整和补偿预紧力的需要，中心距地变动范围为： amaxa0.015Ld467.320mm amina0.015Ld419.320mm 8.2.6验算小带轮包角





d1

180



180d28.2.7带的根数z



315125

57.5120包角合适。

546.71

因小带轮的直径dd1125mm，带速为，传动比为i=2.5，查

表得：单根v带所能传动的功率P0=1.91KW；

功率增量P00.17；包角修正系数Ka0.95；带的长度系数K11.01。

带入以下公式可得：Z8.2.8计算预紧力F0

单根V带所需的预紧力：

2.51qvF500

Zk

cav

PPKK

ca0

2.979 故选3根带。

500

6.0072.52

10.19.42182.294N

39.420.95

8.2.9计算作用在轴上的压轴力

Fp2zFcsin123182.2940.99431087.530N

式中：z—带的根数； F0—带根数的预紧力；



—小带轮的包角。

图8.2.9 带轮结构设计结果如下：

9 减速器高速级齿轮设计

9.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数

9.1.1选用斜齿圆柱齿轮传动

9.1.2设备为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88） 9.1.3材料选择：由表10-1选小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HB，大齿轮为45钢（调质）。硬度为240HB，二者材料硬度差为40HB。 9.1.4选小齿轮齿数 9.1.5初选螺旋角14

9.2按齿面接触强度设计

齿面接触强度计算公式为： d1t



d

u1ZHZE

() u[H]

9.2.1确定公式内的各计算数值 9.2.1试选Kt

1.3

；

9.2.2小齿轮传递的转矩T19.2.3选齿宽系数d1；

7.8.57104Nm

；

9.2.4选材料的弹性影响系数9.2.5选齿面硬度查得

Z2.5MPa；

小齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮的接触疲劳强度极限

9.2.6计算应力循环次数



Hlin2

600MPa 500MPa

Hlin2

N160n1jLh6057312836581614164109 N2

1.61464109

4.267108

9.2.7查得接触疲劳寿命系数KKN1

0.90

，KKN2

0.95

；

9.2.8计算接触疲劳许用应力

取失效率1%，安全系数s=1，由式得：

HS

HN1

540MPa

HS

9.3计算

9.3.1计算圆周速度V

HN2

522.5MPa

将以上的一个较小的数据作为公式的使用值

9.2.9将以上9.2.1到9.2.8数据作为带入（A）式可得：

V

1.796 601000

1t

9.3.2计算齿宽，模数mt宽高之比h

齿宽bddt59.570mm

模数mt

2.482mm

齿高h2.25mt5.5845mm

10.67

9.3.3计算载荷系数

9.3.4按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径

d1d1

m

2K1FaSa

Z1F59.570.551

63.18mm 1.3

9.3.5计算模数

2.6318m

9.3.6按齿根弯曲强度设计

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课程设计报告书

题目：车间零件传送设备的传动装置系部：机械系

专业：机械设计制造及其自动化班级：机械四班姓名：夏嘉学号： 2012964234 序号： 36 组号： 3

2010年11月23日

1 前言

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

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

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。

课程设计任务书

2 课程设计任务书 2.1 传动布置方案

设计某车间零件传送设备的传动

图2.1 方案设计

1—减速器 2—连轴器 3—滚筒 4—运输带 4—电动机 5—带传动 2.2已知条件

2.2.1 输送带主动输出转矩T700Nm

2.2.2 输送带工作速度V1.12s（允许输送带速度误差5%） 2.2.3 滚筒直径D380mm

2.2.4 滚筒效率0.96（包括滚筒轴的效率损失）

2.3设备工作条件

室内工作，连续单向运转，载荷平稳，每日两班，工作8年，车间有三相交流电源。

3 课程设计的内容

3.1本次设计的对象为普通减速器，具体内容是：

3.1.1设计论述。 3.1.2选择电动机。

3.1.3减速器外部传动零件设计（包含轴器选择）。 3.1.4减速器设计。

设计减速器的传动零件；

3.1.5绘制减速器的装配图和部分零件工作图。

减速器装配图1张（A0或A1）；底座（或箱盖）工作图1张(A1)；

输出轴级该轴上齿轮的工作图各一张（A3）

3.2.6编写设计说明书。

4 设计准备

阅读设计任务书，明确设计要求和工作条件;通过看实物、模型、录像

和减速器拆装实验等，了解设计对象；阅读有关资料、图纸；拟定设计计划等。

5 传动装置的总体设计

传动装置总体设计的内容为：确定传动方案、选定电动机型号、计算

总传动比和合理分配各级传动比，计算传动装置的运动和动力参数。为设计各级传动件和装配图设计提供条件。

5.1确定传动方案

合理的传动方案应满足及其的功能要求，例如传动功率的大小，转动

由设计任务课程确定设计方案如图所示。该转动装置的总效率为 





0.990.970.970.950.990.990.990.859

式中：为齿式联轴器的传动效率； 分别的齿轮传动的效率；

1,2

为V带传动的传动效率；

、、分别是滚动轴承的传动效率。

5.2电动机的选择

5.2.1选择电动机类型

按工作工作要求：连续单向运转，载荷平稳；选用Y系列全封闭自扇

冷式笼型三相异步电动机，电压380V。 5.2.2选择电动机容量

电动机工作速度：

V1.12s



60n1000

D

56.319rmin

式中：nw 工作机的转速，D为工作机滚筒的直径:

Pw

9545·T·w

4.300Kw Pd





4.300

5.006Kw 0.659

式中：Pw为工作机的工作效率，Pa为电动机的工作效率;为传动装

置的总效率;

5.2.3确定电动机转速

按照电动机转速要求和传动机构的要求的合理的传动比范围，可推算出电动机转速的可选范围：ni1·i2·i3nw

式中：n—电动机的可选转速范围，

i、i、i

—分为带传动、圆柱齿轮传动1和圆柱齿轮传动2的合理

传动比范围：

经查表可得：该装置可选用同步转速为1500的电动机。

由表20-1查出符合设计要求并综合考虑电动机和传动装置的尺寸、

重量、价格等选定电动机型号为Y132S-4

6 计算总传动比和分配各级传动比

传动装置的总运动比要求为： i



1440

25.56

56.319

式中：n—电动机的满载转速，

由于该传动装置为多级传动，总传动比应为： ii1·i2·i3

式中：i1、i2、i3—分别为带传动个两组圆柱齿轮传动的比参

照各级齿轮的传动比传动比参考查表可假设各传动比： i12.5; i23.784； i32.703

传动装置的实际传动比要选定的齿数或标准带轮直径要准确计算，应而与要求传动比可能有误差。一般允许工作实际转动的相对误差为

3~5%。

7 计算传动装置的相对运动和动力参数

设计计算传动件时，需要知道各轴的转速、转矩或功率，因而2因将工作机的转速、转矩或功率推算到各轴上。

改传动装置从电动机到工作机三轴，依次为1、2、3轴，则可算各轴转速。

7.1 各轴转速

n1m

1440

576

n2 n2

14405766 iii

1440576

iii

式中：n —电动机的满载转速，

n1、n2、n3—分别为1、2、3轴的转速，高速轴，2轴为低速轴；

；1轴为

i1，i2，i3—依次为电动机轴至高速轴1、2、3轴，2、3

轴间的传动比。

7.2 各轴功率

P1Pd5.0060.964.806KW

01 P2P1Pd4.615KW

P3P2Pd4.432KW

式中：Pd—电动机输出功率，KW；

P1、P2、P3—1、2、3输出功率，KW；

、、—依次为电动机轴与1轴，1、2轴，2、

3轴间的传动效率。

7.3 各轴转矩

由电动机的输出功率：Pd5.006KW；可知电动机的输出转矩：Td

TiTdi133.2002.50.990.9678.883Nm

9550d

1440

33.200Nm

T2T1i12232862643Nm T3T2i323744.036Nm

式中：T1、T2、T3—1、2、3轴的输入转矩，Nm。将运动和动

力参数的实际数值列表如下：

图7.3 相关参数

8 传动零件的实际计算

进行减速器装配图设计时，必须先要求得各级传动件的尺寸、参数、

并选好联轴器的类型个尺寸。当传动的装置中有减速器外有转动件，一般应先进行其设计，以便使减速器设计的原始条件比较精确。

8.1选择联轴类型和型号

8.1.1类型选择

联轴器除连接两轴并传递转矩外，在该传动装置中它还应具有补偿

两轴因制造和安装误差而造成的轴线偏差的功能，为了达到要求，该装

置中选用无弹性元件的绕性联轴器—G1G1性鼓形联轴器。 8.1.2计算联轴器的转矩

TcaT;TcaKa;T1.5739.3011.8.95kw

式中：T为公称转矩，单位为Nm;KA为工作情况系数，经查表为1.5。 8.1.3 确定联轴器的型号

根据计算转矩Tca及所选的联轴类型，按照TcaT的条件由联轴器标准（ZBJ19013—89）选定该联轴器的型号为：GIGL2，他的公称转矩为

1120N·m，许用的最大转速为4000rm，轴径为25~48之间。

8.2 V带传动设计

8.2.1确定计算功率

PcaKAPe1.25.0066.007KW

式中：KA为工作系数；Pe为电动机的额定功率，单位为KW。

8.2.2选择型号

根据计算功率Pca和小带轮转速n1经初步选用A型带。 8.2.3确定带轮基准直径

查表可选取掉带轮最小基准直径ddmin75mm；又有dd1ddmin，

查表选取dd1125mm，所以dd2i ，dd1315.5mm，圆整为315mm。

8.2.4验算带的速度V V1

d1m

601000



1251400

601000

9.42ms 符合V带要求。

8.2.5确定V带的基准长度和传动中心距

在0.7dd1dd2a02dd1dd2范围内，初定中心距a0400mm 所以带的基准长度



Ld`2a0



2d

dd2d1

dd2400125315315125151

4a0

4400

根据F0a0Ld`查表选取和Ld`相近的V带的基准长度Ld1600mm。

根据】来计算实际中心距，由于V带的中心距可以调整，所以采用近

似算法

Aa0



443.32mm

考虑安装调整和补偿预紧力的需要，中心距地变动范围为： amaxa0.015Ld467.320mm amina0.015Ld419.320mm 8.2.6验算小带轮包角





d1

180



180d28.2.7带的根数z



315125

57.5120包角合适。

546.71

因小带轮的直径dd1125mm，带速为，传动比为i=2.5，查

表得：单根v带所能传动的功率P0=1.91KW；

功率增量P00.17；包角修正系数Ka0.95；带的长度系数K11.01。

带入以下公式可得：Z8.2.8计算预紧力F0

单根V带所需的预紧力：

2.51qvF500

Zk

cav

PPKK

ca0

2.979 故选3根带。

500

6.0072.52

10.19.42182.294N

39.420.95

8.2.9计算作用在轴上的压轴力

Fp2zFcsin123182.2940.99431087.530N

式中：z—带的根数； F0—带根数的预紧力；



—小带轮的包角。

图8.2.9 带轮结构设计结果如下：

9 减速器高速级齿轮设计

9.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数

9.1.1选用斜齿圆柱齿轮传动

9.2按齿面接触强度设计

齿面接触强度计算公式为： d1t



d

u1ZHZE

() u[H]

9.2.1确定公式内的各计算数值 9.2.1试选Kt

1.3

；

9.2.2小齿轮传递的转矩T19.2.3选齿宽系数d1；

7.8.57104Nm

；

9.2.4选材料的弹性影响系数9.2.5选齿面硬度查得

Z2.5MPa；

小齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮的接触疲劳强度极限

9.2.6计算应力循环次数



Hlin2

600MPa 500MPa

Hlin2

N160n1jLh6057312836581614164109 N2

1.61464109

4.267108

9.2.7查得接触疲劳寿命系数KKN1

0.90

，KKN2

0.95

；

9.2.8计算接触疲劳许用应力

取失效率1%，安全系数s=1，由式得：

HS

HN1

540MPa

HS

9.3计算

9.3.1计算圆周速度V

HN2

522.5MPa

将以上的一个较小的数据作为公式的使用值

9.2.9将以上9.2.1到9.2.8数据作为带入（A）式可得：

V

1.796 601000

1t

9.3.2计算齿宽，模数mt宽高之比h

齿宽bddt59.570mm

模数mt

2.482mm

齿高h2.25mt5.5845mm

10.67

9.3.3计算载荷系数

9.3.4按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径

d1d1

m

2K1FaSa

Z1F59.570.551

63.18mm 1.3

9.3.5计算模数

2.6318m

9.3.6按齿根弯曲强度设计

设计某车间零件传送设备的传动装置

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