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1、湖 南 涉 外 经 济 学 院机械设计课程设计计算说明书题目 ： 带式输送机传动装置设计学生姓名： XX学院： 机械工程学院专业： 材料成型及其控制工程指导教师： XX设计题目：带式输送机传动装置设计一、传动方案简图注：上图中的带传动和链传动请根据自己的原始数据计算后合理取舍，变速器亦有多种方案（单级直齿轮、单级斜齿轮、双级直齿轮、双级斜齿轮、圆锥-圆柱齿轮、蜗杆传动等）供选择。二、已知条件：1、带式输送机的有关原始数据：输送带工作拉力：kN；输送带工作速度：m/s；滚筒直径：mm.2、滚筒效率：w =0.96（包括滚筒与轴承的效率损失）；3、工作情况：使用期限12年，两班制（每年按300天计
2、算），单向运转，转速误差不得超过5%，载荷有轻微振动；4、工作环境：运送砂、石等，室内常温，灰尘较大；5、检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；6、制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产；7、动力来源：电力，三相交流，电压380220V。三、设计任务：1、设计计算内容1) 传动方案设计； 2) 运动参数的计算，电动机的选择；3) V带传动的设计计算； 4) 齿轮传动的设计计算；5) 轴的设计与强度计算； 6) 滚动轴承的选择与校核；7) 键的选择与强度校核； 8）联轴器的选择。2、设计绘图：1）减速器装配图一张（A0或A1图纸）；2）零件工作图2张（低速级齿轮、低速轴，
3、A3或A4图纸）；3）设计计算说明书1份（6000字）。四、主要参考书目1李育锡.机械设计课程设计M.北京：高等教育出版社，2008.2王昆.机械设计/机械设计基础课程设计M.高等教育出版社，19953杨可桢，程光蕴.机械设计基础（第五版）M.北京：高等教育出版社，2006.4成大仙.机械设计手册（第5版）M.北京：化学工业出版社，2007.目 录机械设计课程设计任务书一、传动装置总体设计 . 51.1电动机的选择. 51.2各级传动比的分配. 71.3传动参数的计算. 7二 、传动装置总体设计 . 82.1 V带设计. 82.2 齿轮传动的设计 . 10三、轴的设计计算 . 123.1高速轴
4、设计计算. 123.2低速轴设计计算. 16四、滚动轴承的选择及计算 . 124.1高速轴轴承选择与计算. 174.2低速轴轴承选择与计算. 18 4五、键联接的选择及校核计算 . 185.1 键的选择 . 185.2键的强度计算. 18六、联轴器选择 . 19七、润滑与密封方式的选择、润滑剂的选择 . 19一、传动装置总体设计1.1电动机的选择1、类型和结构型式的选择：三相交流异步电动机 Y系列2、功率的确定：（1）工作机所需功率PW（kw）(2.21.4)(10000.867)Pw=FwVw(1000hw)=3.08KwFw为工作机的阻力，单位N；Vw为工作机的线速度，m/s；hw为工作机
5、的效率；带式输送机可取hw=0.96(2)电动机h=h1h2h3h4h5=0.960.9920.970.960.99=0.86h1：V带传动效率 0.96 h2：圆柱齿轮效率 0.98h3：滚动轴承效率0.99 h4：联轴器效率 0.99h5：滚筒效率0.95（3）电动机的额定功率 Pm按PmPd来选取电动机型号，参考机械设计课程设计选取电动机型号为Y112M-4 D/U3、转速的确定V带的传动比：2-4 （查机械设计课程设计P14）圆柱齿轮传动：3-5 总传动比为i=6-20 之间601000V6010001.4220滚筒的转速 nw=pD=122r/min总转速=总传动比滚筒的转速n=in
6、w=6122-20122 r/min=7322440r/min参考1中选取Y112M-4型号电动机，参数如下：1.2各级传动比的分配电动机选定后，根据电动机的满载转速nm和工作机的转速nm可确定系统的总传动比i，i=nmnw=1440122=11.8传动系统的总传动比i是各串联机构传动比的连乘积，即i=i1i2(i1为v带的传动比；i2代表圆柱齿轮传动比) i=i2=ii1=11.83.4=3.47带传动于一级齿轮减速器一般取i带i齿，以便使整个传动系统的尺寸较小，结构紧凑。 i1=3.41207 求V带的根数，由公式13-15得Z=pcp0=pc(p0+Dp0)kakl令nm=1440r/m
7、in，d1=90mm，由书机械设计基础表13-3得 ：p0=1.07 kwd2d1(1-e)30090(1-0.02)由公式13-9得传动比i=3.40查机械设计基础表13-5得：Dp0=0.17KW 由a1=1600查表13-7得k1=0.954.608(1.07+0.17)0.951.03查表13-2得KL=1.03，得Z=3.8因为Z=10 所以取4根，合适 8 求作用在带轮轴上的压力Fa查书P123 13-1得q=0.1kg/m,由公式13-17得单根普通v带合宜的初拉力公式：500pcZn2.50.9592F0=(-1)+qn=5004.60846.8(2.50.95-1)+0.1(
8、6.8)=143N2作用在轴上的压力FQ=2ZF0sina12=24143sin1602=1127N2.2 齿轮传动的设计已知 i2=3.47 pd=3.84kw TI=86.49N.m nI=424r/min 1 选择材料及确定许用应力1）查P166表11-1 小齿轮选用40MnB,硬度241-286HBSdHLim1取730MPa dFE1取600MPa2)大齿轮选用ZG35siMn 硬度241-269MPadHLim2取620MPa dFE2取510MPa查P171表11-5取sH=1.1,sF=1.25dHLimsH7301.1dH1=1=664MPadH2=dHLimsHdFE1SF
9、2=6201.1=564MPadF1=dFE1SF=6001.25=480MPadF2=5101.25=408MPa1 按齿面接触强度设计假设齿轮按8级精度制造，查P169表11-3取载荷系数K=1.4，查表11-6齿宽系数Od=0.8 弹性系数ZE=188,ZH=2.52KT1u1ZEZH2()mm=OduZsHd121.4860000.833.4+13.4(1882.5564)2=64.7mm 齿轮取Z1=32，则Z2=Z1i2=323.4=10910932空隙传动比ni=3.406 模数m=d1Z1=64.732=2.02齿宽b=Odd1=0.864.7=51.8mm 取b1=55mm
10、b2=60mm 查书P57 4-1取m=2.5,空隙：d1=mZ1=2.532=80mmd2=mZ2=2.5109=272.5mma=d1+d22=80+272.52=176.25mm中心距3验算轮齿强度查书P173图11-8，11-9，YFa1=2.56,YFa2=2.25 YSa1=1.63,Ysa2=1.81 由sF1公=2KT1YFa1Ysa1bmZ12式311-5=91.35MPasF1=21.4862.561.6310554322sF2=sF1Ysa2Ysa2YFa1YFsa1=89MPa sF1sF2 所以齿轮是安全的2 齿轮的圆周速度 V=pd1nI601000=3.14204
11、424601000=1.78m/s查书P168表11-2，该速度符合8级精度要求 5 齿轮轮齿上的作用力 圆周力Ft=2TId1=28649080=2162.25N径向力 Fr=Ft.tan200=2162.25tan200=786.99N 轴向力 FR=0N6 齿轮其他结构尺寸的计算 按正常齿制 ha=1 c=0.25 a=20d1=Z1m=322.5=80mm d2=Z2m=1092.5=272.5mmha1=ha2=ha*m=12.5=2.5mm*hf1=hf2=1.25m=1.252.5=3.125mmda1=m(Z1+2)=2.534=85mm df1=m(Z1-2.5)=2.529
12、.5=73.75mmh1=h2=ha+hf1=2.5+3.125=5.625mms1=e1=s2=e2=pm2=2.53.142=3.925mmp1=p2=pm=3.142.5=7.85mmdf2da2=m(Z2+2)=2.5111=277.5mm=m(Z2-2.5)=2.5106.5=266.25mm0 db1=d1cos20=80cos200=75.1754mmdb2=d2cos200=272.5cos200=256.066mm小齿轮采用实心式结构，大齿轮采用锻造毛胚的腹板式结构。三、轴的设计计算3.1高速轴设计计算1 高速轴的结构设计轴上小齿轮的齿顶圆直径为da1=85，比较小，因此采用
13、齿轮轴结构2 按照扭转强度计算轴的最小直径dmin 查书P245表14-2得C=115pInI3.84424PI=3.84kwnI=424r/min dmin=c=1153=24.5mm1）考虑要开一个键槽，所以dmin=（1+3%）24.5=24.526.95mm 圆整取d1=25mm半联轴器的长度l=48mm，为保证轴端挡圈只压在半联轴器上，而不压在轴的端面上，故地一段的长度应比l略短一些，取L1=46mm。左起第二段d2=d1+2h h=(0.070.1)d1mmd2=25+2(1.96-2.8)=27.92-29.6mm 取d2=30mm L2=30mm 左起第三、四、五、六、七段d3
14、=d2+(1-5)mm 取d3=35mm L3=35mm d4=44mm L4=14mm D5=85 L5=60 D6=2(0.07-0.1)d4 +d4 取d5=6=44mm L6=20 d7=35mm L7=21mm3 强度校核 圆周力Ft=2TId1=28649080=2162.25N径向力Fr=Ft.tan200=2162.25tan200=786.99N 由于为直齿制，则轴向力Fa=04 计算支点反作用力及弯曲力矩Ft2水平面RHA=RHB=2162.252=1017.125MHC=RHAL2=1017.12521421000=108.84N.m 垂直面RVA=RVB=Fr2=786
15、.992=393.495N MVC=RVAL2=393.49521421000=42.104N.m合成弯矩 MVC=MHC2+MVC2=.84+42.10422=125.405N.m1）垂直面上支承 Fe=RV1+RV2 RV1=RV2 所以RV1=RV2=393.495N水平面上支承反力 Ft=RH1+RH2 RH1=RH2 所以RH1=RH2=1017.125NMVC=RV154.510-3=393.49554.510-3=21.445N.mMHC=RHV54.510-3=1017.12554.510-3=55.433N.m2）合成弯矩M=3）TI=Ftd12=2162.2580210-3
16、MVC2+M2HC=42.89+117.84222=125.405N.m =86.49N.m4）从轴的结构看出，C是危险截面 MH=117.842N.m MV=42.89N.m M合=Mc=125.405 N,m TP=TI=86.49N.m 按合成弯矩校核强度取a=0.6 w=0.1109MC+(aTP)22sc=w=125.4052+(0.686.49)320.135109=31.57Mpa2895.29N 所以适用4.2低速轴轴承选择与计算确定轴承查书P150 15-22 选用深沟球轴承6212 D=110 B=22 d=60 寿命校核同高速轴校核过程，借此省略，经核实，其寿命合格。五、
17、键联接的选择及校核计算5.1 键的选择由于键是用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩，而两轴不受轴向力，故只需选择普通平键即可，这样既满足了周向固定的要求，又容易实现加工，节约经济成本。选取B型平头键，材料为钢，查机械设计课程设计P【143】表14-26，选取键的主要尺寸。1低速级齿轮与轴处的键：2.低速级联轴器与轴处的键：3.高速级与轴与皮带轮处的键：5.2键的强度计算查机械设计基础P158公式10-26，得 sp=4Tdhlsp由于键的材料为钢，且轻微有点冲击，查查表10-10,得sp=100MP六、联轴器选择1 高速轴联轴器选用取KA=1.3 则计算转矩TC=KATI=1.3105.0
18、5=136.565N.m查书173表17-4，选用LT5 它的公称转矩为125N.m，许用转速为4600/min 2高速轴联轴器选用取KA=1.3 则计算转矩TC=KATP=1.3546.34=710.242N.m查书175表17-5，选用LX3 它的公称转矩为1250N.m，许用转速为4700r/min 半联轴器长度L1=52mm七、润滑与密封方式的选择、润滑剂的选择 1 减速器的润滑方式：选用脂润滑因为齿轮的转速V12m/s, 齿轮选用脂润滑。对于轴承来说，由于传动件速度不高，故选用脂润滑方式，这样结构简单，润滑可靠。2 选择润滑油：合成润滑油3 密封类型的选择：1）箱座与箱盖凸缘接合面的
19、密封选用在结合处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栓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，轴承外伸端与透盖的间隙。 由于选用的电动机为低速、常温、常压的电动机，故选用毡圈密封。设计总结 19通过为期半个学期的课程设计过程，反复的修改设计，终于完成了一级闭式圆柱齿轮减速器的设计过程，现在写起心得总结的时候真的是颇有感慨啊，在龚寄老师刚开始在课堂上和我们说我们要做课程设计的时候，觉得课程设计是怎么一回事都不知道，似乎离我好遥远，我不认识它，它更不认识我一样，似乎感觉这么庞大的工程我是不可能做得出来的，但是迫于考
20、试等等原因，我们当然很清楚这是我们必须要经历的一个过程。所以刚开始时候真的可以用举步维艰来形容了。设计计算手稿部分，大坐标纸草图，对最后画大图纸很重要！和上个学期画的一张大图不一样的明显感觉就是任务量超级多了。刚开始就是需要手稿的一份设计计算说明书部分，其中对电动机、齿轮、还有轴和轴承的设计不用说了，翻看了好多教材终于稍微明白了点事怎么设计出来的，设计计算说明部分真的是很重要的一个环节，在现在画好了大图纸之后越发觉得那份手稿的计算说明书部分是多么的重要，在画大图纸的俯视图的过程中，我就是因为当时的轴设计出现了一点小问题，第四阶的轴端设计的长度偏小了点，导致大齿轮卡在键槽里面的长度不够，不得以又
21、重新擦掉刚画好的轴，并且重新对轴进行设计计算。坐标纸草图的重要性也不亚于计算手稿部分，刚开始接到图纸的时候都是大吃一惊啊，这么庞大的工作量！一张大的，两张小的，外加一份60008000字的设计说明书，天啊，疯了但是现在回头想想，如果没有画好草图，很多尺寸都是定不下来的，就比如说最基本的箱体整体的结构设计，通过查表根据两根轴之间的中心距来确定下来了大概范围，在坐标纸上简要画出来就为画那张最后的大图纸节省下来很多时间，在这次课程设计的几天时间里，也常问问老师出现的问题，好进一步改进。在画草图的时候老师还和我们特别强调了轴系结构的画法，还有齿轮啮合时候，什么时候才能选齿轮轴都是有条件限制的，不是想当
22、然就画出来，得有理有据才行。对工具书的使用和查阅：在设计过程中，我们用到了大量的经验公式以及大量取范围值的数据，需要我们翻阅大量的工具书来进行自己设计计算，这让我们这些一直在给定精确公式及数值下学习的我们顿时感到非常的艰辛，取值时往往犹豫不决，瞻前顾后，大大减慢了我们的设计速度。与此同时，我们也发觉到，对工具书使用的不重视是一个非常严重的错误，这也是对我们今后工作中自我学 20习的一次良好警告。其实画好的减速器装置上的每一个零部件都是有表可查的。哪怕是一个小小的螺钉。细节决定成败：这是在设计的后期过程中体会到的，在设计基本完成后的检查过程中发现有的细节甚至有致命的错误，会将自己在整个设计中的认
23、真全部否决，就是老师反复强调了多次的端盖和轴承的那个部分画图时候要特别注意不要卡到的地方结果还是没有注意，都已经全部加粗和标注好了之后，同学发现了此处错误，不得已又全改过一次，觉得浪费了很多时间。各种细节的完善都是对自己在本次设计过程中所付出的努力的一种肯定，这是对我今后的学习工作的一次实战训练。通过本次设计我对减速器的工作原理以及各种工作机构有了很全面的认识，更对机械传动中的电动机、齿轮、轴、轴承、联轴器、键、箱体等都很做了认真的分析计算和选取，是对一个机械学习者的初次挑战，整个设计过程中每个人都是很辛苦的，但它是对今后学习生活的一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，而且在做完此次课设之后第一次觉得在大学期间这么有成就感，对自己整体的观念的培养和各种工具书的使用等都有所突破，我想这都是这次设计过程收获最大的地方。
