皮带运输机设计.doc

ＸＸ学院毕业设计（论文）
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Ｘ　Ｘ 学 院
毕业设计(论文)

课 题 名 称 皮 带 运 输 机
学 生 姓 名
学 号
系 、专 业 　　　　　　　　　　　　　　
指 导 教 师 　　　
职 称

年 　月 日

内容提要
本产品是根据ＸＸ学院机械与能源工程系2003届毕业设计的要求，并在武汉海泰机械有限公司参观调研的基础上，在已学基础上进行的实践。按照指导教师的要求，本设计给定的要求是：带速v=1.5m/s，平行上托棍间距=0.5m输送平稳，物料与输送带没有相对运动，能够避免对输送物的损坏。噪音较小，适合于工作环境要求比较安静的场合；机身采用优质钢板折弯连接而成 ，由前后支腿的高低差形成机架上平面呈一定角度倾斜。机架上装有皮带辊筒、托辊等，用于带动和支承输送皮带。机架两侧装有不锈钢挡板，挡板与输送皮带之间采用带密封，防止物料泄漏。

summary
This product is based on Shaoyang College of Mechanical and Energy Engineering graduates 2003 design requirements, Loud and machinery in Wuhan Research Limited on the basis of the school has conducted on the basis of practice. In accordance with the instructor's request, to the design of the requirements are :-velocity v = 1.5 m / s, asked stick on the parallel a= 0.5m ,smooth transportation of materials, with no relative movement of the conveyor system. right to avoid transmission from damage. Less noise, suitable for the working environment demands more peaceful occasions; Using quality fuselage linking plate bending, Outrigger from the level before and after the poor form on the rack was a certain plane tilt angle. Rack is equipped with a belt roller, roller, for the lead and supporting conveyor belt. Rack with stainless steel baffle both sides, Baffle and Conveyor belt use the Use ring , Materials to prevent leakage .

目 录
1 引言 1
1.1 皮带输送机的特点 1
1.2 皮带输送机的优缺点 1
2 皮带输送机的用途及使用范围 2
2.1 用途 2
2.2 使用范围 2
3 部件的选用 3
3.1 总体结构 3
3.2 输送带 3
3.3 传动滚筒 4
3.4 改向滚筒 4
3.5 托辊 5
3.6 清扫器 5
3.7 导料槽 6
3.8 头架 6
3.9 尾架 7
3.10 拉紧装置 8
3.11 制动装置 8
3.12 电动滚筒 8
4 设计计算 9
4.1原始数据及其工作条件 9
4.2输送带倾角的计算 9
4.3带面物料堆积厚度的计算 10
4.4验算输送能力是否符合要求 10
4.5传动滚筒上所需圆周驱动力的计算 11
4.6 电机的选择 13
4.7 输送带张力的计算 14
4.8 校核棍子载荷 16
4.9减速器的设计 17
5 主要设计参数 29
6 皮带运输机故障分析与处理 30
7 皮带运输机安全操作规程 33
8 结论 34
9 致谢 35
10 参考文献 36
附录:
1、英文原著
2、英文翻译
3、图纸

引 言
1.1 皮带输送机的特点
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。输送平稳，物料与输送带没有相对运动，能够避免对输送物的损坏。噪音较小，适合于工作环境要求比较安静的场合。结构简单，便于维护。能耗较小，使用成本低，所以皮带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。
1.2 皮带输送机的优缺点
1.1.1 优点
与其它运输机相比，皮带运输机机具有以下优点：
1) 运行可靠，带式输送机可以一班接一班地连续工作。
2) 带式输送机动力消耗低，有利于降低生产成本。
3) 带式输送机的输送线路适应性强又灵活，可以安装在小型隧道内，也可以架设在地面交通混乱和危险地区的上空。
4) 在环保方面，带式输送机工作时噪声小，必要时，带式输送机可被封闭在机罩里，不致于飘散灰尘污染空气。
1.1.2 缺点：
皮带式输送机与其它输送设备相比，存在结构复杂，受倾角的限制的缺点，在运送高度比较高时，带式输送机所需厂房面积和长度均较大。

2 皮带输送机的用途及使用范围
1.1 用途
皮带输送机运用输送带的连续或间歇运动来输送各种轻重不同的物品，既可输送各种散料，也可输送各种纸箱、包装袋等单件重量不大的件货，用途广泛。
应用于煤炭、冶金、交通、矿山、建材、电力、化工、粮食、饲料、茶叶、烟草等行业传输物料的生产线。可由单机或多机组合成输送系统来书动物料，适用于输送松散密度为0.5~2.5t/的各种粒状、粉状等散体物料，也可输送成件物品
普通橡胶输送带适用的工作环境温度一般为-10~40。对于在特殊环境中工作的皮带输送机，如要求具有耐热、耐寒、防水、防腐、防暴、防燃等条件，应另行采取相应的防护措施。
允许输送的物料粒度取决于带宽、带速、槽角和倾角，也取决于大块物料出现的频率。

3 结构组成与主要工作构件的介绍
3.1 总体结构
皮带输送机主要由机架，输送皮带，皮带辊筒，张紧装置，传动装置，拉紧装置，卸料罩和机架等组成。机身采用优质钢板折弯连接而成 ，由前后支腿的高低差形成机架上平面呈一定角度倾斜。机架上装有皮带辊筒、托辊等，用于带动和支承输送皮带。机架两侧装有不锈钢挡板，挡板与输送皮带之间采用带密封，防止物料泄漏。
3.2 输送带
输送带是输送机中最重要、最昂贵、耐久性最差的部件，在输送机运转过程中，输送带受到各种不同性质和大小的裁荷作用，处在极复杂的应力状态下。输送带最典型的损坏形式有：工作面层和边缘磨损；受大块矿岩冲击作用引起击穿、撕裂和剥离；芯体通过短笛和托辊组受反复弯曲应力引起疲劳；在环境介质作用下，引起强度指标降低和老化等等。计算表明，输送带的费用约占输送机全部设备费用的一半。因此，根据输送机的使用条件；选择合适的输送带，并在运行中加强维护管理，延长其使用寿命，对提高输送机工作效率，降低输送机生产成本具有重要意义。带式输送机使用的输送带有橡胶带、塑料带、钢带、金属带等。
橡胶带工艺简单、生产率高、成本低、质量好，工作环境温度在-10～+ 400C之间，物料温度不得超过+500C。当温度超过500C以后，胶带的弹性开始消失，如温度过低时，胶带就变硬发生裂纹。
塑料输送带是用维尼纶—棉混纺织物编织成的整体平带芯，用聚氯乙烯塑料作覆面的一种输送带。这种输送带具有耐油、酸、碱等特点，应用性非常广泛。
钢带，金属带结构工艺比较复杂，价格较高，这里不多叙述。
由于我设计的此皮带输送机是用于干稻谷的输送，其属于松散密度较小、摩擦性较小的物料，所以选择的输送带为橡胶带，型号：CC-56，Z=4。

向滚筒一般用于垂直拉紧装置作改向轮。小于改向滚筒则一般用于增面轮。由此得出：在此皮带输送机上，对于在尾部用作螺旋拉紧的改向滚筒选用标准件DTII02B4102，其许用合力为59kN,其余的改向滚筒选用标准件DTII02B1051。
3.5 托辊
托辊是带式输送机的输送带及货载的支承装置。托辊随输送带的运行而转动，以减小输送机的运行阻力。托辊质量的好坏取决带式输送机的使用效果，特别是输送带的使用寿命。而托辊的维修费用成为带式输送机运营费用的重要组成部分。所以要求托辊：结构合理，经久耐用，回转阻力系数小，密封可靠，灰尘、煤粉不能进入轴承，从而使输送机运转阻力小、节省能源、延长使用寿命。
托辊按用途分类如下：
（1）、槽形托辊：用于承载分支输送散状物料；
（2）、平行托辊：平行上托辊用于承载分支输送成件物品，平行下托辊用于回程分支支撑输送带；
（3）、调心托辊：用于调整输送带跑偏，防止蛇行，保证输送带稳定运行；
（4）、缓冲托辊：安装在输送带受料段的下方，减小输送带所受的冲击，延长输送带使用的寿命；

图3.3 平行上托棍
（5）、回程托辊：用于下分支支撑输送带；
（6）、过度托辊：安装在滚筒与第一组托辊之间，可使输送带逐步成槽形或由槽形展平，以降低输送带边缘因成槽延伸而产生的附加应力，同时也防止输送带展平时出现散料现象。
3.6 清扫器
输送带的工作表面绕过卸载滚筒时，不可能将上面的碎散物料完全卸干净，特别是在输送潮湿物料时更难卸净，如不设法清除这些残余物料，输送带经过改向滚筒或托辊时，由于受到这些物料的挤压而损坏。所以，清扫器对延长输送带的使用寿命具有很大的意义。清扫器的形式很多，下面介绍几种常用的清扫器。
一般有弹簧清扫器和空段清扫器和转刷清扫器三种。
（1）单刮板清扫器。用橡胶片1制成刮板，用螺栓装在倒U形的扁钢5上，扁钢5的两端与杠杆2一起装在轴4上，轴4可以在孔中转动，杠杆的另一端装有重砣3，使刮板经常压在头部卸料滚筒的输送带上，利用它可以清除输送带工作表面的残余物料。
（2）、弹簧清扫器装于头部卸料滚筒下方，以清除输送带工作面上粘附的物料，结构比前者简单。
（3）、空段清扫器(犁式刮板清扫器)装于输送带回空段约改向滚筒的前面，以清除工作带非工作面上粘附的物料。
（4）、转刷清扫器分头部清扫和尾部清扫两种，要求和弹簧清扫器联合使用。
3.7 导料槽
正确地设置受料装置，能够减轻输送带在受料处的磨损，延长其使用寿命。受料方式一般采用溜槽给到输送机上，为了减小对输送带的磨损，应使溜槽的方向与物料运动方向和输送带运行方向相一致，溜槽的倾角不宜过大，最好使物料下落的水平分速度与输送带的运行速度相等。物料的给入点应避免设在滚筒或托辊的上面，减小大块物料击伤输送带的可能性。
导料槽可使从漏斗落下的物料在达到带速之前集中到输送带的中部。导料槽的底边宽为2/3~1/2带宽。导料槽由前部、中部和后部三部分组成，中段数量可根据需要任意增加。导料槽的长度应按落料速度与输送带稳定运行速度之差来选取。导料槽的截面结构可分为矩形和喇叭形两种。
3.8 头架
头架用来安装驱动滚筒和改向滚筒，其侧面与驱动装置架组装在一起。头架有平形输送机头架及槽形输送机头架两种。前者不能安装卸料斗及护罩，供输送成件物品时选用，后者可以安装卸料斗及护罩，供输送散状物料时选用。所以在这里选用槽形输送机头架。
图3.4 头架装置
3.9 尾架
尾架用以安装尾部滚筒，尾架的结构与所采用的拉紧装置有关，所以应当根据所采用的拉紧装置来选择尾架。尾架有螺旋拉紧装置尾架、直角尾架和中间拉紧装置尾架三种
（1）、螺旋拉紧装置尾架用于尾部拉紧，机长<80m的输送机。
（2）、直角尾架用于尾部拉紧，机长<20m的轻负荷输送机。
（3）、中间拉紧装置尾架用于不宜采用尾部拉紧的输送机。
图3.5 尾架装置
3.10 拉紧装置
在各种具有挠性牵引构件的输送机中，必须装有拉紧装置。带式输送机的拉紧装置的作用：
(1) 使输送带具有足够的初张力，保证输送带与驱动滚筒之间所必须的摩擦力，并且使摩擦力有一定的贮备；
(2) 补偿牵引构件在工作过程中的伸长；
(3) 限制输送带在各支承托辊间的垂度，保证输送机正常平稳地运行。
拉紧装置有尾部螺旋拉紧、直角拉紧、中部螺旋拉紧和中间垂直拉紧等四种拉紧装置，尾部螺旋拉紧装置的拉紧行程有500、800mm两种，按输送机长的1%选取，试用于输送长度小于80m的输送机。直角拉紧装置是将螺旋拉紧装置垂直安装于直角尾架上，拉紧行程为200mm，试用于输送长度小于20m的轻负荷输送机。中部螺旋拉紧装置将螺旋拉紧装置垂直安装于中间机架上，拉紧行程为300mm使用于带面高度为800mm以上、输送长度小于30m的轻荷载输送机。中间重锤拉紧装置的拉紧行程大于500mm，适用于输送长度大于50m的输送机。
3.11 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。本机采用带式逆止器。
3.12 电动滚筒
根据不同的使用条件和工作要求，带式输送机的驱动方式，可分单电机驱动、多电机驱动、单滚筒驱动、双滚筒驱动和多滚筒驱动几种。
本机为干稻谷的输送，要求结构紧凑和轻巧，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。

4 设计计算
4.1 原始数据及其工作条件
（1）、输送的物料：干稻谷；
（2）、输送的能力：30吨/小时；
（3）、输送距离：40米；
（4）、输送高度：4米；
（5）、皮带的宽度：0.6米；
（6）、输送机的布置形式：固定式。
4.2 输送带倾角的计算
有已知条件可知，此皮带输送机的输送距离L=40m,输送高度H=4m,皮带输送机装料端是水平的，设其水平的长度为4m。设皮带的倾斜角为（如图1），由直角三角形几何关系显然可知
Tan=4/（40-4）=0.111
从而可算出倾斜角=
由倾斜角的大小可以查得皮带倾斜系数k=0.98
图4.1 输送带
4.3 带面物料堆积厚度的计算
输送机的带速v=1.5m/s,
输送带的有效装载宽度设为b=0.4m,
稻谷的堆积厚度设为h。
又查得干稻谷的松散密度=0.75xkg/,即0.75吨/立方米，
所以vbh*3600*0.75=30,代入可得
h=0.0185m=18.5mm
4.4 验算输送能力是否符合要求
由输送能力Q的计算公式 Q=3600vAc （4.1）
=3600vyc
式中 Q——输送机的输送能力，t/h；
V——带速，m/s；
A——带面堆料的面积，；
——物料的松散密度，t/ ；
y——断面系数；
c——倾角系数；
B——带宽，m。
由堆积角大小可查得断面系数y=0.046
由皮带倾角的大小可查得倾角系数c=0.98
又查得物料干稻谷的密度为=7.5x
=0.75
又当输送机倾斜角小于，取c=1，则输送机的最大输送能力计算公式为
Q=3600vy
把以上数据代入可得
Q=3600x1.5x0.6x0.6x0.75x0.046
=67.068 ()
满足输送要求。
4.5 驱动滚筒上所需圆周驱动力的计算
（1）、驱动力的计算
传动滚筒上所需圆周驱动力为所有阻力之和，计算公式
=CfLg[++(2+)]+Hg++ （4.2）
由几何关系容易算出L==40.2
式中：C——系数，取为2.4；
f——模拟摩擦系数，取为0.2；
L——输送机长度（头、尾滚筒中心距），m;
g——重力加速度，取g=9.8m/;
——承载分支托棍每米长旋转部分质量，kg/m;
——回程分支托棍每米长旋转部分质量，kg/m；
——每米长输送带的质量，Kg/m;
——每米茶馆输送物料的质量，Kg/m;
H——输送机卸料段和装料段间的高差，m；
——导料槽阻力，N；
——内、外清扫器的阻力。
查得上托棍，=250mm,轴承6204。
查得单个上托棍转动部分质量=2.15kg。
=3x2.15/1=6.45(kg/m)
图4.2 上托棍

查得下托棍，=750mm, 轴承6204。
查得单个下托棍转动部分质量=5.79kg
=5.79x1/3=1.93(kg/m)
图4.3 下托棍
计算。由前面可知初选输送带CC-56，Z=4层。
查得CC-56，Z=4输送带的每层质量1.15kg/,
上胶厚=3.0mm,下胶厚=1.5mm。每毫米厚胶料质量1.19kg/。则
=[4x1.15+(3.0+1.5)x1.19]x1.0=12.26 (kg/m)
计算。由公式=/v （4.3）
可得
=/v
=Q/3.6v
=30/3.6x1.5=5.56 (kg/m)
导料槽阻力
式中 v——带速，m/s；
B——带宽，m；
——物料密度，kg/ ；
——导料槽长，m。
又上述可知 v=1.5m/s, B=0.6m, =750, =4.5m
代入 =得 （4.4）
=
=29.1 （N）

式中 A——清扫器接触面积，一个头部清扫器和二个空段清扫器，A=0.6x0.01x1+0.6x0.01x2=0.018 ()；
P——清扫器与皮带间的压力，可取为；
——清扫器与皮带间的摩擦系数，可取为=0.6。
所以
=0.018xx0.6
=324 (N)
将上述数据代入=Cfg[++(2+)]+Hg++可得 =2.4x0.2x40.2x9.8x[6.45+1.93+(2x12.26+5.56)]+5.56x4x9.8+29.1+324
=7272.82+218.0+29.1+324
=7843.92 (N)
4.6 电机的选择
4.6.1 传动功率的计算
由公式 =v可得 （4.5）
=v
=7843.92x1.5
=11765.88 (w)=11.77 （kw）
4.6.2 电动机功率的计算
（4.6）
式中 ——电动机功率，kw；
——传动滚筒轴功率，kw;
——传动总效率，取为=0.8；
K——备用系数，取为1。
所以
==14.713 （kw）
4.6.3 确定电动机转速
同一类型的电动机，相同的额定功率有多种转速可供选用。如选用低转速电动机，因极数较多而外廓尺寸及重量较大，故价格较高，但可使传动装置总传动比及尺寸减小。选用高转速电动机则相反。因此应全面分析比较其利弊来选定电动机转速。
根据前面已得出的运输带速度，可算出其转速：
(1.6)
查阅资料得减速器单级的合理传动比范围为<87；同步带合理传动比范围为2-4，斜齿轮合理传动比范围为≤3-5。
则总的合理传动比范围为：
故可推算电动机转速的可选项范围：

符合这一范围的同步转速有750ｒ/min、1000ｒ/min、1500ｒ/min… 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量，查有关资料可知电动机的型号为1FT6081-8AC7，所选电动机的额定功率，满载转速，输出轴直径D=35mm。
4.7 输送带张力的计算
4.7.1 限制输送带下垂度的最小张力
承载分支的最小张力 （4.7）
取 =0.01，=1.0m，代入上式可得
2182.95 （N）
回程分支的最小张力
取 =3.0m,代入可得
4615.8 （N）
4.7.2 输送带工作时不打滑需保持的最小张力
为保证输送带工作时不打滑，需在回程带上保持的最小张力为
（4.8）
式中——满载输送机启动或制动时的最大圆周驱动力；
——传动滚筒和输送带间的摩擦系数；
——传动滚筒的围包角；
——尤拉系数。
先计算启动时传动滚筒上的最大圆周力，其计算公式为
=，取=1.5 则
=7843.92x1.5=11765.88 (N)
查得=3.40，则
11765.88x =4902.45 (N)
则在稳定工况下输送带的最大驱动力
=+=4902.45+7843.92=12746.37 （N）
所选的改向滚筒和电动滚筒在许用合力上面符合要求
4.7.3 输送带的层数计算
输送带的层数的计算公式为 Z= （4.9）
式中 Z——输送带层数；
——稳定工况下输送带的最大张力；
n——稳定工况下输送带的静安全系数；
——输送带的纵向扯断强度；
B——带宽。
查得n=10, =56 代入可得
Z==3.79， 可取为Z=4，与初选相符。
拉紧装置中锤质量可查得为402kg
4.8 校核棍子载荷
4.8.1 静载计算
承载分支 = （4.10）
式中 ——承载分支托棍静载荷， N；
e——辊子载荷系数，取为0.8；
——承载分支托棍间距，m；
v——带速，m/s;
——每米长输送带质量，kg/m;
——输送能力，kg/s
由前述可知
=1.0m,v=1.5m/s, =12.56kg/m, =18.63kg/s 代入可得
=
=
=244.81 （N）
又查得上平行托棍，=750mm,轴承6204，承载能力2340N，能满足要求。
查得槽形托辊。=250mm，轴承6204，承载能力2340N，能满足要求
回程分支==1x3x12.56x9.8=369.3 (N)
又查得下托棍，=750mm, 轴承6204，承载能力813N，也能满足要求。
4.8.2动载计算
承载分支 = （4.11）
设每天运行时间大于16h，取=1.2，又粒径小，取=1.0，取1.1。则 =244.81x1.2x1.0x1.1=323.15(N)<2340(N)
回程分支 =
= 369.3x1.2x1.1
=487.5 (N)<813(N)
均满足要求。
式中 ——承载分支托棍动载荷；
——回程分支托棍动载荷；
——运行系数；
——冲击系数；
——工况系数；
4.9 减速器的设计
4.9.1 齿轮传动设计
由文献查得，减速器的传动比为，选用单级圆柱齿轮减速器。
[已知]减速器输入轴的功率为；小齿轮转速=1440/1.88=765r/min。每天工作15个小时，使用年限为15年，（每年以300个工作日算），有较长的冲击。转向不变。设计过程：（以下过程均参考文献[2]P221-224，所用的表，图也由文献[2]中查得）。
选择齿轮类型，精度等级，材料及齿数。
（1） 考虑到此减速器的功率太大，大小齿轮的材料均选用45号钢，并经调质及表面淬火，表面硬度为40~50HRC；
（2） 选取精度等级，因采用表面淬火，齿轮变形不大，不需磨削，故初选7级精度（GB10095-88）；
（3） 选小齿轮数，大齿轮齿数为
按齿面接触强度设计
由公式（10-9a）进行试算，即：
（1）确定公式内的各计算值
①、试选载荷系数。
②、计算小齿轮传递转矩

③、由表10-7选取齿宽系数
④、由表10-7查得材料的弹性系数

⑤、按齿面硬度中间值45HRC查得大小齿轮的接触强度极限

⑥、由式10-13计算应力循环次数
⑦、查得接触疲劳强度寿命系数

⑧、计算接触疲劳许用应力
取失效率为1% 安全系数 S=1，由公式10-12得：

（2）计算
①、试算小齿轮的分度圆直径d1t
代入[σ]H 中较小值得 d1t=42.73mm
②、计算圆周速度V

③、计算齿轮宽b

④、计算齿宽与齿高之比b/h
模数：
齿高：

⑤、计算载荷系数
①根据=1.71m/s 7级精度，由图10-8查得载荷系数KV=1。07
②直齿轮假设KAFt/b100N/mm,由表10-3查得KHa=kFa=1.1
③由表10-2查得使用系数 KA=1.5
④由表10-4查得 KH =1.223
⑤由表10-13查得 KF =1.18
由载荷系数
⑥、按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径，有式10-10a 得

⑦、计算模数m
按齿根弯曲强度的设计公式为：

（1） 确定公式的各数据
①、查得大小 齿轮的弯曲疲劳强度极限

②、由图10-18查得弯曲疲劳强度寿命系数

③、计算弯曲疲劳安全系数 S=1.4由式10-12得：

④、计算载荷系数K

⑤、查取齿形系数与应力校正系数
由表查得：
齿形系数

⑥、计算大小齿轮的

小齿轮数值较大
（2）、设计计算

对比计算结果，由齿面按接触疲劳强度计算的模数略大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数2.29mm.并就近圆整为标值m=2.5mm,按接触强度算得的分度圆直径d1=50. 6 mm。验算：

设分度圆直径最大可取dmax，则

即：
d max=55mm
根据实际安装尺寸的原因，取d1=55。
Z1=d1/m=55/2.5=22
Z2=
（3）、几何尺寸的计算
①、计算分度圆直径

②、计算中心距a.。

③、计算齿轮宽度b
④、
取（圆整）
（4）验算

。合适
（5）结构设计
①、大齿轮的结构设计
因其中径d2=220mm>200mm而小于500mm。
故选用辐板式。
由文献[6]P434查得（表8-149）其结构尺寸：
因大齿轮孔径D=65mm。（详见后文齿轮轴设计）。
D1=1.6D=104mm
彀长L=（1.2~1.5）D=80mm>B2
取
辐板厚C=0.3B=15mm
取
孔径 取
②、小齿轮的设计
因其中径d1=55mm，故选用齿轮轴式。
其结构尺寸为：
中径d1=55mm， 顶径da1=60mm 宽度B1=55
（6）经校核强度足够
4.9.2 减速器轴的设计
已知：轴上输入的功率为P2=7.2Kw，n2=765/min。因其与大带轮相联，且带轮作用在轴上的力F=1773.8N。齿轮的切应力Ft=3273N。设计过程：
（1）、计算轴上的扭矩T
Nmm
（2）、求作用在齿轮轴上的力
Ft=3273N，取齿轮压力角a=

因为是直齿圆柱齿轮
Fa=0
圆周力Ft，径向力Fr的方向如图：

图4.4 圆周力、径向力受力图
（3）、初步确定轴的最小直径
由参考文献初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45#钢，调质处理。由文献表15-3，取。于是有：
dmin=
考虑到齿轮轴的装配需要，取该齿轮轴的最小尺寸 36mm。显然输入轴的最小直径是安装的大带轮的。
（4）、小齿轮的中径d1=55mm<2dmin，故该齿轮做成齿轮轴。
（5）、轴的结构设计
根据轴向定位的要求确定轴的各段直径及长度，画出其结构草图如下：
图4.5 齿轮轴的结构草图
①、为了满足大带轮的轴向定位值，F8轴段左端需有一台阶，故取7-8段的直径为，右端用轴端档板定位。按轴端直径取档圈只压在大带轮上而不压在轴的端面上，故取7-8段的长度应比彀孔长度略短一些。取。
②、初步选择滚动轴承。
因轴承只受径向力，故选用圆柱滚子轴承。参照工作要求并据，由轴承产品目录中选取42209圆柱滚子轴承，其尺寸为 ，故，。
③、因为小齿轮中径，底径df=48.75mm。为了保证齿轮的加工。在2-3段与4-5段靠近齿形部分下挖一部分，而在另一端留足滚动轴承的轴肩。故在2-3段与4-5段中下挖部分的直径，取为。轴肩部分取为，下挖部分长度取，台阶部分取。
④、为了满足装配要求取。至此，已初步确定各段长度和直径。
（6）、轴上的周向定位
带轮的周向定位，采用平键联结。按d7-8由文献[3]查得平键截面(GB1096-79查得)。键槽用键槽铣刀加工。长为56mm(标准键长由文献[3]表4-1GB1096-79查得)。其与轴的配合为H7/r6。滚动轴承与轴的定位是借过度配合来保证，此处选轴的尺寸公差为m6。
（7）、确定轴上圆角和倒角的尺寸。
由文献查得，取轴上所有倒角（轴端）为；各轴肩处圆角半径为R1.5。
（8）、按弯扭合成应力校核轴的强度。
①、求轴上载荷
首先根据轴的结构简图，作出轴的计算简图。在确定轴承的支点位置后，此轴即可作为简支梁，其支承跨距为L2=L3=79mm。带轮重心点到支承点距离L1=73.5mm。根据轴的计算简图，扭矩图和计算弯矩图。
从轴的结构上看，截面C处的计算转矩大，是轴的危险截面。现将计算出的截面C处Mh，Mv，M及Mca的值于下表。

载荷

水平面

垂直面

支反力R

，

弯矩M

总弯矩

扭矩T

计算弯矩Mca

表4.1 轴的设计计算表
②、按弯矩合成应力校核轴的强度
进行校核时，通常只校核轴上承受的最大计算弯矩的截面（即危险截面c）的强度，则由文献[2]式15-5及上表中的数据可得

（式中W由文献[2]表15-4查得）
前面已选定轴的材料为45#钢，调质处理，又文献[2]表15-1查得[]=60Mpa。因此，故安全。
（9）、画出齿轮轴的工作图，见下图
图4.6 齿轮轴工作图
Pa=P2 ，转速n3=n2/4=765/4=191.25r/min，大齿轮中径为d2=220mm，齿轮上的圆周力。
设计过程：
确定转矩T3，Ft2
转矩Nmm。
齿轮上的圆周力N
因齿形角为
∴
圆周力，径向力的方向如图4
初步确定轴的最小直径
按文献初步估算轴的最小直径，选取材料为45号钢，调质处理。据表15-3取A。＝112，于是有：
mm
轴的最小直径处为联轴器。为了使轴径与联轴器孔径相适应，选取联轴器孔径为45 mm，故取mm。
3.2.4、结构尺寸设计
（1）确定轴上零件的装配方案，