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1、西安科技大学高新学院课程设计计算说明书学 院 课 程 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导教师 日 期 任务书姓名 学号专业班级设计参数：（自己填写F V D） 1、 运输带工作拉力F= 2.9 KN 2、 运输带工作速度V= 2 m/s 3、 卷筒直径D= 320 mm 4、 使用年限：8年 5、 工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳。 6、 工作环境：室内，轻度污染环境。 7、 边界连接条件：原动机采用一般工业用电动机，传动装置与工作机分别在不同地面上， 用弹性联轴器连接。完成时间： 2013年1 月6日内容及要求：机械设计课程设计通过传动方案的拟定，结构设计，设计计算，查阅有关标准
2、和规范以及编写设计计算说明书，使学生掌握机械传动装置的设计步骤和方法的一般规律，提高设计技能。机械设计课程设计包括：(1)确定机械系统总体传动方案。（2）选择电动机 。(3)传动装置运动和动力参数的计算。 (4)传动件如齿轮带及带轮的设计。(5)铀的设计。(6)轴承组合部件设计。(7)键的选择和校核。(8)机架或箱体的设计。(9)润滑设计。学生在规定的时间内应绘制装配工作图1张(A0或A1图纸)，组件或零件工作图23张，并编写设计计算说明书1份。 指导教师： 2012 年 12 月 24 日课程设计说明书成绩： 指导教师： 2013年 1 月 日设计计算说明书一、 传动方案拟定设计单级圆柱齿轮
3、减速器和一级带传动一、 传动方案 1、设计要求：卷筒直径D=320mm，牵引力F=2900N,线速度 V=2m/s，连续单向运转，载荷平衡，空载启动，使用年限8年，批量生产，两班制工作。2、电动机直接由V带与减速器连接，减速器由联轴器与卷筒连接3、减速器采用一级圆柱齿轮减速器4、方案简图如下：二、 电动机选择1、 电动机类型的选择（1）传动装置的总功率：总=带2轴承齿轮联轴器滚筒 =0.960.9830.970.990.97=0.83(2) 由已知条件计算驱动滚筒的转速,即(3) 由表2-1查得V带传动常用传动比范围,单级圆柱齿轮传动比范围 ，所以。故电动机转速可选范围为： （4）计算得电动机
4、功率所以选择电动机的型号为： Y160M-6方案电动机型号额定功率（kw）电动机转速（r/min）传动装置的传动比同步满载总传动比V带传动单级减速器1Y100L1-42.21500142014.8734.962Y160M-67.510009708.122.713由表中数据可知两个方案均可行，方案1相对价格便宜，但方案2的传动比较小，传动装置结构尺寸较小，整体结构更紧凑，价格也可下调，因此采用方案2，选定电动机的型号为Y160M-6。 所以总传动比 取减速器，故三、 运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速（r/min）电动机轴为0轴，减速器高速轴为I轴，低速轴为轴，各轴转速为 I轴： 轴： 卷筒
5、轴： 2、 计算各轴的功率（kw） I轴： 轴：卷筒轴： 3、计算各轴扭矩（） 电动机输出 I轴： 轴：卷筒轴：将上述数据列表如下：轴号功率P/kWN/(r.min-1) /(Nm)I6.71323.33198.206.38119.30510.59卷筒轴 6.19119.30495.37 四、 v带的设计计算 1、皮带轮传动的设计计算因为 又根据任务书说明，每天工作8小时，载荷平稳，查表得工作情况系数 所以 所以选择B型V带 2、确定带轮基准直径 初选小带轮基准直径， 又，所以符合要求。 所以大带轮 3、中心距a和基准长度 1） ，符合要求！ 2）又 查表知基准长度 3）实际中心距 又 所以中
6、心距的范围是 所以符合要求。 4、验算包角 所以验算小带包角， 合适 5、 计算V带根数 又查表知 所以V带根数 所以z取5根 6、 计算带宽 查表知 所以带宽 所以取带宽 7、确定粗拉力F0查表得q = 0.17/m,则 8、计算带轮轴所受压力五、 齿轮传动的设计计算 1、选择材料、精度及参数因为考虑，所以选择一级直齿圆柱齿轮传动，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为240260HBS。大齿轮选用45 钢，正火，齿面硬度220HBS；根据表选7级精度。 齿面精糙度 Ra1.63.2m 所以 小齿轮：45钢，调质，SHB1 =280 大齿轮：45钢，正火，SHB2 =240
7、2、初选，则 3、按齿面接触强度设计 1）确定公式内的各计算数值 a、初选载荷系数 b、区域系数 c、计算小齿轮传递的转矩 d、选择齿宽系数 又查表得： 小齿轮的接触疲劳强度极限 大齿轮的接触疲劳强度极限 e、计算应力循环次数 f、又查表可知 g、计算解除疲劳许用应力 取失效概率为1.9，安全系数S=1。故 许用接触应力 2） 计算 a、计算小齿轮分度圆直径，代入中的较小值， 得 所以模数，故取值4 所以两齿轮的分度圆直径分别为： 小齿轮： 大齿轮： 故： 齿高 中心距 齿宽 齿顶高 齿根高 全齿高 压力角 齿顶圆直径： 齿根圆直径： b、计算圆周速度v 4、校核 1）查表得知： 使用系数；
8、根据v=1.42m/s,7级精度由图7-14查得 动载荷系数 ， 又由表7-3得。 又在表7-4查得， 由图查得 故，载荷系数为： 2）a、由表7-5知， 齿形系数和应力修正系数为 ，； ，。 b、查表7-6，得弯曲疲劳强度寿命系数 ，。 c、由图7-8知，两齿轮的弯曲疲劳强度极限分别为 ， d、计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数S=1.4 f、计算圆周力 g、计算齿轮齿根弯曲应力 3）、计算齿轮上的作用力 圆周力：， 径向力： 轴向力几乎为零，故不计。 又， 所以 又 又 所以接触强度足够六、 轴的结构设计 轴的受力分析 1、 轴的最小直径 查,12-5知C=112， ， 又要求在此基
9、础上增加百分之5 ，因为当轴肩用于轴上零件定位和承受内力时，应具有一定高度，轴肩差一般可取610mm。用作滚动轴承内圈定位时，轴肩的直径应按轴承的安装尺寸取。如果两相邻轴段直径的变化仅是为了轴上零件装拆方便或区分加工表面时两直径略有差值即可，例如取15mm也可以采用相同公称直径而不同的公差数值。 所以轴的各段轴径为： I轴： ， ， ， ， 轴：， ， 2、联轴器的选定 又 所以初选用的联轴器的型号为： GYH6型号的凸缘联轴器： L=84mm,D=140mm,b=40,S=56 3、滚动轴承的选择 a、选择型号 I轴：型号为6009，d=45,D=75,B=16 轴：型号为6011，d=55
10、,D=90,B=18 b、校核 0，X=1；Y=0； 则 而题目要求的轴承寿命为，故轴承的寿命完全符合要求 4、确定各轴的尺寸 轴的各段长度设计 齿轮顶圆至箱体内壁的距离：1=16mm 齿轮端面至箱体内壁的距离：2=10mm 轴承端面至箱体内壁的距离（轴承用油润滑时）：3=5mm 箱体外壁至轴承座孔端面的距离： L1=+C1+C2+(510)=45mm 轴承端盖凸缘厚度：e=10mm 带轮宽：98mm 联轴器端：84mm I轴：， ， 轴：， ， 5、键的选择及确定 高速轴和V带的连接键：bxh=10x8 低速轴和联轴器的链接键： 低速轴和齿轮的链接键 6、校核 1）、高速轴即I轴的校核 、
11、分别轴承到齿轮中心的距离为64mm。 所以 取 所以FrFtFzL2 L3Lb L 2）、寿命计算： 预计强度： 查表知额定动载荷为： 所以符合要求。 3）、键的校核 所以 键的工作长度 接触高度：k=0.5h=4mm 所以 故，合格。 4）、低速轴 1）、 分别轴承到齿轮中心的距离皆为65mm。 所以： 取 所以 所以合适。 5）、键的校核 a、低速轴和联轴器的： 又 键的工作长度接触高度：k=0.5h=4.5mm所以故，合格。b、低速轴和齿轮： 又 键的工作长度接触高度：k=0.5h=5.5mm所以故，合格。七、 润滑的选择确定 1、润滑方式 1）齿轮V=1.212 m/s 应用喷油润滑，
12、 但考虑成本及需要，选用浸油润滑 2）轴承采用润滑脂润滑 2、润滑油牌号及用量 1）、齿轮润滑选用150号机械油， 最低最高油面距1020mm， 需油量为1.5L左右 2）、轴承润滑选用2L3型润滑脂， 用油量为轴承间 隙的1/31/2为宜 3、密封形式 1）、箱座与箱盖凸缘接合面的密封 选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法 2）、观察孔和油孔等处接合面的密封 在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、 垫片进行密封 3）、轴承孔的密封 闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部 轴的外伸端与透盖的间隙， 由于V3（m/s）， 故选用半粗羊毛毡加以密封 4）、轴承靠近机体内壁处用挡油环加以密封， 防止润滑
13、油进入轴承内部 4、减速器附件的选择确定 列表说明如下： 名称功用数量材料规格螺栓安装端盖12Q235M616GB 57821986螺栓安装端盖24Q235M825GB 57821986销定位235A640GB 1171986垫圈调整安装365Mn10GB 931987 螺母安装3M10GB 61701986油标尺测量油面高度1组合件通气器透气1 1）、 通气器由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用M161.5 2）、油面指示器选用游标尺M16 3）、起吊装置采用箱盖吊耳、箱座吊耳，双螺钉起吊螺钉 4）、放油螺塞选用外六角油塞及垫片M141.5 5）、根据机械设计基础课程设计表13-7 选
14、择适当型号：起盖螺钉型号：GB578386 M620,材料Q235 高速轴轴承盖上的螺钉：GB578386 M620,材料Q235 低速轴轴承盖上的螺钉：GB578386 M620,材料Q235 螺栓：GB578286 M1080，材料Q235八、箱体主要结构尺寸计算 箱座壁厚=10mm 箱座凸缘厚度b=1.5 ,=15mm箱盖厚度=8mm 箱盖凸缘厚度=1.5 ,=12mm箱底座凸缘厚度=2.5 ,=25mm ,轴承旁凸台高度h=45，凸台半径R=20mm齿轮轴端面与内机壁距离=18mm大齿轮顶与内机壁距离=12mm小齿端面到内机壁距离=15mm上下机体筋板厚度=6.8mm , =8.5mm
15、主动轴承端盖外径=105mm从动轴承端盖外径=130mm 地脚螺栓M16，数量6根九、设计小结课程设计体会 作为一名机械设计制造及其自动化专业的学生，我觉得能做类似的课程设计是十分有意义，而且是十分必要的。在已度过的两年半的时间里我们大多数接触的是公共基础课和部分专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去锻炼我们的实践能力？如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？我想这样的课程设计就为我们提供了一个良好的实践平台。在做本次课程设计的过程中，遇到了许多困难,一遍又一遍的计算,一次又一次的设计方案修改这都暴露出了，前期我在这方面的知识欠缺和经验不足，接受了盲目计算的教
16、训。为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计手册是十分必要的，同时也是必不可少的。我们是在作设计，但我们不是艺术家。他们可以抛开实际，尽情在幻想的世界里翱翔，我们将来的目标是工程师，一切都要有据可依.有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。虽然不同科目，但是他们都需要刻苦耐劳，努力钻研的精神。对于每一个事物都会有第一次的吧，而没一个第一次似乎都必须经历由感觉困难重重，挫折不断到一步一步克服，可能需要连续几个小时、十几个小时不停的工作进行攻关；最后出成果的瞬间是喜悦、是轻松、是舒了口气！课程设计过程中出现的问题几乎都是过去所学的知识不牢固，许多计算方法、公式都忘光了，要不断的翻资料、看书，和同学们相互探讨。虽然过程很辛苦，有时还会有放弃的念头，但始终坚持下来，完成了设计，而且学到了，应该是补回了许多以前没学好的知识，同时巩固了这些知识，提高了运用所学知识的能力。十、 参考文献【1】王宁侠等编著机械设计：西安电子科技大学出版社，2008【2】谭放鸣等编著机械设计：化学工业出版社，2011 F=2900ND=320mmV=2m/s总=0.83.q = 0.17/mSHB1 =280SHB2 =240S=1C=1121=16mm2=10mm3=5mmk=4mmk=5.5mm
