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1、目录1 设计任务书 2 2 电动机的选择计算 23 传动装置的运动和动力参数计算34 链的计算 55 斜齿圆柱齿轮传动的设计计算 76轴的设计计算 187滚动轴承的选择与寿命验算 248键联接的选择和验算 269 课程设计的总结 2610参考文献 411 设计任务书 设计题目：链式运输机传动装置的设计。传动装置如图所示，电动机带传动驱动单级斜齿圆柱齿轮减速器，经联轴器驱动滚筒回转。运输带的工作力F=5300N，运输带的工作速度V=0.80m/s，运输带的滚筒直径D=280mm，运输带的宽度B=300mm。用于铸造车间运输工作，2班制连续工作，载荷有轻度冲击，工作寿命4.5年，小批量生产，在中等
2、规模制造厂制造。动力来源：三相交流电380V/220V,速度允差5%。 2.电动机的选择计算2.1选择电动机系列 按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，电压380V，Y系列。2.2传动滚筒所需有效功率 =Fv/1000=53000.8/1000=4.24kW2.3传动装置的总效率 查表确定各部分效率如下：弹性联轴器的效率：=0.99 一对滚动轴承的效率： =0.99闭式齿轮传动的效率：=0.97滚子链的效率：=0.92传动滚筒效率： =0.96 2.4所需电动机的输出功率 = 5.37 kw2.5计算传动滚筒轴的转速 = r/min2.6选择电动机 以同步转速1500r/m
3、in及1000r/min进行比较由查4.12-1表得电动机数据、计算出总传动比列于下表 方案号电动机型号额定功率/kw同步转速r/min 满载转速r/min电动机质量/kg总传动比1Y132S-45.5150014406834.782Y132M2-65.510009608430.19选方案1：Y132M2-6，额定功率P0=5.5kW，同步转速1000r/min，满载转速960r/min。由4.12-2查得电动机中心高H=132mm，外伸轴段DE=38mm80mm。3 传动装置的运动和动力参数计算3.1初分配传动比3.2总传动比i i=/=960/54.6=17.58 3.3各级传动比的分配
4、根据总传动比（i=17.58，以及各种机械传动比范围，各种传动比 分配如下： 选取链传动的传动比=2,满足i01=(23)则闭式圆柱齿轮传动的传动比=12.24满足i12=(1015)3.4各轴功率、转速转矩的计算 0轴：即电动机轴 =5.37kw =960r/min =9550=53.42N.m 1轴：即减速器高速轴 = =5.590.99=5.32kw =960r/min =9550 =9550=52.92N.m 2 轴：即减速器中间轴 =5.320.990.97=5.11kw = =960/4.19=197.1r/min =9550=9550=247.6N.M 3轴：即减速器低速轴 =5
5、.310.990.97=4.91kw =54.60r/min =9550=9550=858.8N.m4轴：即传动滚筒轴 = =5.090.990.92=4.47kw =21.84r/min =9550=9550=1954.60N.m 为便于设计计算检用，现将各轴的功率、转速及转矩以及轴间的传动比与传动效率的计算结果汇总列表如下：轴序号功 率P/ kw转 速n/(r/min)转 矩T/N.m传动形式传动比i效率0轴5.3796053.42联轴器1.0099轴5.3296052.92齿轮传动4.19096轴5.11197.1247.6齿轮传动3.61096轴4.9154.6858.8链传动2092
6、轴4.4721.841954.64 链传动计算4.1确定链轮齿数4.1.1原始数据轴输出功率 4.91kW轴 转 速 54.6r/min轴转距 858.8Nm设链速=3=23.1.2设计步骤和方法(1) 确定链轮齿数 P4=4.47KWn4=21.84r/minT4=1954.6Nm 根据链速按表4-13的推荐选取小链轮齿数Z1取Z1=19 则Z2=47（2） 确定链号和链节距 链号和节距，可根据所传递的功率P及小链轮的转速n1由图4-37所示磙子链许用功率曲线图中选定，型号N24A，。修正计算公式为 P0 式中，P 传递的功率，KW； KA工况系数，见表4-14； KZ 小链轮齿数系数，见图
7、4-39； KP链系数，见表4-15； P0 单排链在实验条件下所传递的许用功率， 见图4-37。取链号为NO24A 节距P=38.10（3） 验算链速 （4） 确定链条节数和中心距 一般推荐初选中心距a0=(30-50)p最大为a0max=80p，张紧装置或托板时a0max80p，距不可调时，a030p 。取a0=40p=4038.10=1524链节数LP= =+ =113.5取LP=114中心距 a= = =1552.6a=1552.61270符合设计要求 取a=1560实际中心距应比理论中心距a小取=0.004a mm=a-=1560-15600.004=1497.6mm（5）计算压轴力
8、 Ft =7439.39N QF =KQ Ft = =8555.30N式中，KQ-压轴力系数，取为1.15。Ft-链传动的圆周力，N。（6） 链轮的几何尺寸计算链轮直径： d =231.48mm轮毂宽度：df =d-d1=231.48-22.23=209.25mm 5斜齿圆柱齿轮传动的设计计算高速斜齿-圆柱齿轮P=kw，n=960r/min，i=4.19，每天两班连续工作，工作寿命4.5年， 八级精度5.1小齿轮选用45号低碳钢，调质处理，齿面硬度为217255，取=240大齿轮选用45号低碳钢，正火处理，齿面硬度为162217 ，取=190计算应力循环次数=60j=6096052（3008）
9、=1.24=查得 =1.0 =1.05 （允许有一定点蚀）查得 取得 取=1.0 =1.0=580MPa=572MPa因为，取=572MPa5.2按齿面接触强度计算中心距由公式(11-32)，计算中心距 (=53420.31Nm) 初取=1，暂取=13，取由表11-5查得，由图11-7查得由图11-20查得 （u=i=4.065） 取中心距=130mm一般取=(0.010.02)=(0.010.02)130=(1.302.60)mm，取标准模数=1.5两齿轮齿数和 = = =168.89 取=169则= /(u+1)=28.79 取=29所以=-=169-29=140实际传动比 = 4.83传
10、动比误差 3%在允许范围内=arccos =arccos=12.8385与暂取=13相近，可不必修正 = = =44.615 mm =215.385 mm圆周速度v=2.24 m/s，选齿轮精度为8级5.3验算齿面接触疲劳强度按电机驱动皮带传动后，载荷有轻微冲击，由表11-3取 按8级精度和/100=0.65查图11-2(b)得=1.06齿宽b= =0.35130=45.5取b=50按b/=50/44.6151.12 齿轮相对轴承对称布置 则=1.14,载荷系数=1.251.061.141.2=1.812由5-42 =0.99 计算重合度，以计算=+2m=44.615+21.01.5=47.6
11、15mm =+2m=215.380+21.01.5=218.380mm =arctan(tan/cos)= arctan(tan200/cos12.83850)=20.4710 =cos=47.179cos20.4710=41.80mm =cos=192.821cos20.4710=201.78mm =arccos= arccos=30.7040 =arccos= arccos=23.1070 =(tan-tan)+(tan-tan) =29+140=2.2 =2.359 由式5-43计算=0.65 = arctan(tancos)= arctan(tan12.8385cos20.4710)=
12、12.0520 =2.44 由式5-38计算齿面接触应力=2.44189.90.650.99N =459.8MPa=572Mpa 所以安全 主要参数：m=1.5 = 29 =140 =12.8385 =44.615 =235.385 b=50 5.4验算齿根弯曲疲劳强度由公式(11-33) =/=29/=31.29 =/=140/=151.05 查图5-14得=2.66,=2.22查图5-15得=1.58,=1.81由式5-47计算=1-=1-2.359=0.74=0.7 由式5-48计算=0.25+=0.25+=0.58=0.6 由式5-31计算弯曲疲劳许用应力查图5-18b得220MPa,
13、210MPa查图5-19得1.0取 Yx=1.0取 =314Mpa =300Mpa = =74MPa=314Mpa 安全 =74=70MPa=300MPa 故安全 5.5齿轮主要几何参数=29,=140,=1.5mm,=12.8385=44.615mm,=215.380mm=47.615mm =218.380mm =-2.5=40.865mm =-2.5=211.630mm =(+)=130mm 取=50mm, =45mm 低速斜齿-圆柱齿轮P=kw，n=197.1r/min，i=3.61每天两班连续工作，工作寿命4.5年， 八级精度5.1小齿轮选用45号低碳钢，调质处理，齿面硬度为21725
14、5，取=240大齿轮选用45号低碳钢，正火处理，齿面硬度为162217 ，取=190计算应力循环次数=60j=60197.14.52（3008）=2.6=查得 =1.05 =1（允许有一定点蚀）查得 取得 取=1.0 =1.0=609MPa=545MPa因为，取=545MPa5.2按齿面接触强度计算中心距由公式(11-32)，计算中心距 (=247592.59Nm) 初取=1.2，暂取=12，取由表11-5查得，由图11-7查得由图11-20查得 （u=i=3.61） 取中心距=190mm一般取=(0.010.02)=(0.010.02)190=(1.93.8)mm，取标准模数=3两齿轮齿数和
15、 = = =124 取124则= /(u+1)=27 取=27所以=-=124-27=97实际传动比 = 3.59传动比误差 3%在允许范围内=arccos =arccos=11.78与暂取=12相近，可不必修正 = = =82.746 mm =297.272 mm圆周速度v=0.854m/s，选齿轮精度为8级5.3验算齿面接触疲劳强度按电机驱动皮带传动后，载荷有轻微冲击，由表11-3取 =1.25 按8级精度和/100=0.231查图11-2(b)得=1.01齿宽b= =0.35144 =50.4取b=50按b/=50/82.7460.604 齿轮相对轴承对称布置 则=1.12,载荷系数=1
16、.251.011.121.2=1.697由5-42 =0.99 计算重合度，以计算=+2m=82.746+21.03=88.746mm =+2m=297.272+21.03=303.272mm =arctan(tan/cos)= arctan(tan200/cos11.780)=20.3960 =cos=82.746cos20.3960=77.558mm =cos=297.272cos20.3960=278.635mm =arccos= arccos=29.0810 =arccos= arccos=23.2540 =(tan-tan)+(tan-tan) =27+97=1.69 =1.19 由
17、式5-43计算=0.77 = arctan(tancos)= arctan(tan11.78cos20.3960)=11.0580 =2.37 由式5-38计算齿面接触应力=2.37189.80.770.99N =536.14MPa 所以安全 主要参数：m=3 = 27 =97 =11.78 =82.746 =297.272 b=50 5.4验算齿根弯曲疲劳强度由公式(11-33) =/=27/=28.78 =/=97/=103.40 查图5-14得=2.5,=2.22查图5-15得=1.67,=1.82由式5-47计算=1-=1-1.77=0.83=0.8 由式5-48计算=0.25+=0.
18、25+=0.67=0.7 由式5-31计算弯曲疲劳许用应力查图5-18b得220MPa,210MPa查图5-19得1.0取 Yx=1.0取 =314 Mpa =300Mpa = =150MPa=314Mpa 安全 =71.479=69.62MPaS, 满足要求c. 剖面校核 因轴单向转动，弯曲应力为对称循环变应力。扭剪应力按脉动循环处理。 根据教材附表查取应力集中系数，绝对尺寸影响系数和表面质量系数。查得： ，并取：=17.81 取S=1.51.8 SS, 满足要求 7.减速器高速轴滚动轴承的选择及其寿命计算7.1选择轴承类型及初定型号考虑轴承所受载荷较小，滚动轴承，按轴颈直径d=35mm,初
19、选两个轴承型号均为角接触轴承轴承7207AC型 ,该型号轴承的主要参数如下：d=35mm,D=72mm, B=17mm。基本额定动载荷Cr=22.5KN，基本额定静载荷C0 =16.5KN。7.2计算轴承的受力轴承受轴向载荷=354N，轴承1，2所受的径向载荷： =471.02N =1181N 轴的转速n=960r/min.7.3计算当量动载荷轴承的固定方式为全固式，故由轴向外载荷F,全部由轴承1承，故:Fa=355N = Fa=355N, =0 /=355/16500=0.021查表得e=0.21 /=355/471.02=0.75e =0.56，=1.97 =0 /=0e =1，=0轴承承
20、受轻度载荷冲击,所以取=1.2= (+)=1.2(0.56471.02+1.97355)=1155.75N = (+)=1.21181=1417.2N 7.4计算轴承寿命比较两轴承当量动载荷，,故应按计算轴承寿命。=395886h8.键联接的选择和验算采用圆头（A型）普通平键（GB/T1096-1990）bh87,因轴伸长度48，故取键长40。键的材料选用45钢,轴、轮毂均为钢制.查得许用挤压应力p100MPa。已知：d28，h7，lL-b48-8=40，TT136670。则 p36670/28/7/4018.71MPav0 油量合理3）滚动轴承的润滑确定轴承的润滑方式与密封方式减速器中高速级
21、齿轮圆周速度:=1.75m/s 由于V小于2m/s所以角接触轴承可以采用脂润滑4）滚动轴承的密封高速轴密封处的圆周速度=2.64m/s 由于，所以采用毛毡圈密封。10.课程设计的总结机械设计基础课程设计是我们学校为了让我们更深刻的理解，认识机械的构造而进行的一次较全面的机械设计训练，是机械设计基础的一个重要教学环节，是我们进行专业课学习的奠基石。在这十多天的课设中我学会了综合，灵活地运用所学的机械设计知识，使我的综合能力得到了提高。更重要的是在一次次面对问题，解决问题的过程中，我学会了做决策，并且要对自己的决定负责。其次，对待设计图我们应一丝不苟，认真地对待每一个细节。 此外，在设计的过程中，
22、我还学习到了很多机械设计的方法和基本技能，学会了如何使用设计资料，为我以后专业课课程设计和毕业设计奠定了基础。 虽然在课设的过程中我有过辛苦和疲惫，曾经也因此抱怨过，但是当我完成了自己的作品时，内心的喜悦和激动却远远胜过了这些，自己有了前所未有的成就感，同时也对在课设过程中那些关心和帮助我的黄恺老师,表达我由衷的感谢！参考文献1.巩云鹏,田万禄,张伟华,黄秋波.机械设计基础课程设计(第一版).北京：科学出版社.2008.03.2.孙志礼，马星国，黄秋波,闫玉涛.机械设计(第一版).北京：科学出版社.2008.03.=4.24kW=0.79=5.37kw=54.6r/mini减=17.58=4.
23、19=3.61=5.37kw =960r/min =53.42Nm=5.53kw=960r/min=52.92Nm =5.11kw=197.1r/min=247.6Nm=4.91kw=54.6r/min=858.8N.mP4=4.47KWn4=21.84r/minT4=1954.6Nm z1=19z2=47P =4.91kwp=38.10mmL=114mma=1552.6mm=62.4a=1497.6mmF=7439.39NQ=5522Nd=172.78mm=580MPa=545MPa=1.2410=4.55108 =580Mpa=572MpaT1=53420.31Nmm=188.9=130m
24、m=1.5=29 =140=V=2.24m/s=50mm=1.812=47.615.179mm=218.380mmat=20.4710=41.80mm=201.780mm=30.7040=23.1070=2.2=2.359=0.778=12.0520=2.44=459.8Mpa=31.29=151.05=2.66=2.22=1.58=1.81=0.7=0.6220Mpa210MPa314Mpa300Mpa =74MPa=70MPa=609Mpa=545MPa。=2.610=0.72108609Mpa545MpaT1=247592.59Nmm=2.47a=188.73mma=190mm=3mm =124=27=973.61=82.746mm=297.272mmV=0.854m/s=50mm=1.697=88.746mm=303.272mmat=20.3960 =77.558mm=278.635mm=29.0810=23.2540=1.69=1.19 =0.77=11.0580=2.3
