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1、机械设计基础课程设计设计说明书（指导手册）设计题目：学院系专业设计者：指导教师：年 月 日安徽工业大学目录目录11. 设计任务书-22. 电动机的选择计算-33. 传动装置高、低速轴的转速、转矩与效率计算4. 传动皮带和齿轮零件的设计计算-5. 轴的设计计算-6. 滚动轴承的选择与寿命计算-7. 键联接的选择和验算-8. 联轴器的选择-参考文献-1.机械设计基础课程设计任务书（16开复印）课程设计题目：胶带运输机的传动装置设计课程设计内容：单级圆柱直齿轮减速器设计题号：F = I姓名： 学号：W 、n已知条件（见分配给每个学号的数据表）：） X1 输送带工作拉力F= kN ；2 输送带工作速度
2、：V=m/s ；（允许输送带速度误差为5%）;3 滚筒直径D= mm ；4 滚筒效率nw=0.96 （包括滚筒轴承的效率损失）工作条件：见下表；设计工作量: 减速器装配图一张（A1号图幅，绘俯视图。注意图面布置，使其饱满均匀。技术特性、技术条件、标题拦书写必须规范）；参考手册P250图19-4和P265图19-16 , 不同1斜齿轮变直齿轮，2轴承为深沟球轴承，3自己计算尺寸，主要检查齿轮中心矩 a、总体尺寸、配合尺寸、明细表对应） 零件工作图一张（A3图幅高速轴轴齿轮，图中必需有齿轮参数表）;（参考手 册P253图19-7，参数表只列到精度即可） 设计说明一份（正文5000字，约15页工作条
3、件工作期限10年（每年300天）检修期间隔3年工作条件两班工作载荷性质空载启动、单向连续运转、载荷平稳生产批量小批量生产动力来源三相交流电、电压220/380V指导教师（签字）:2.电动机的选择计算计算过程计算结果滚筒的转速为n = r /minW传动总效率为：2.1选择电动机的转速2.1.1计算滚筒的转速带式输送机的传动方案示意图见设计任务书。.滚筒的直径和工作带的带速已知滚筒转速计算如下：60 x 1000 x v,.n = 一 = r / minW 兀x D2.2.2选择电动机的类型及同步转速因考虑带式输送机需要较大的转矩，而对转速要求不高，故选择 电动机的步骤如下： 选择电动机的类型因
4、考虑工作条件为空载启动、单向连续运转、载荷平稳， 所以选择三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，380V , 7系 列，同步转速确定为0 = r /min。（同步转速为 1500 或 1000 ） 计算传动装置的总效率（参考手册P187 ）传动装置的结构简图如设计任务书图。总效率的计算如下：门=门门叫门门 = V b g c W其中：门V V带的传动的效率（0.96 ）n b 一对滚动轴承的效率（0.99 ;门g 闭式齿轮传动效率（0.98）门c弹性柱销联轴器的效率（0.995 ）:滚筒的效率（0.96 ） 确定所需电机的功率（kW）FV , P =kW =w 1000PP =旷=d 门P -工作
5、机实际需要的输入功率，kW ,Pd -为工作机实际需要的电动机输入功率，kW。计算结果计算过程 .确定电机的型号所选电动机的额定功率应该等于或稍大于工作要求的功率。因为滚筒的转速nW =r / min。拟选择同步转速n0 =r / min c系列的电动机，由表择Y系列三相电动机YM 型，其额定功率为P =ekW，满载转速nmr / min。12-1【2】（2表示参考文献2，所使用机械设计课程设计手册）选由表12-2、3、4、5【2】查得中心高 轴伸尺寸E、键连接尺寸F。 注意：1、小带轮的半径应该小于中心高H ;2、小带轮的宽度应小于轴伸尺寸15 20mm ,这就要求带的 根数不能太大。一般A
6、型带34根，B型带23根。预留1520mm 的空间是预留给拆卸带轮的扳手空间。参考手册P20图916 - 17。选4极或6极，1000 或1500转的，并尽量 选择1500转。电机型号为：K M 一 型；额定功率为：P =ekW ；满载转速：n = r /min。中心高H二 mm轴伸尺寸 E二mm键连接尺寸F二mm。3、键连接尺寸应该和高速轴键槽相应。3.传动装置的运动和动力参数计算计算过程计算结果3.1总传动比比的计算n；-m，乙 nw3.2各级传动比的分配根据表2-2.1和各级传动间的尺寸协调、结构均匀，满足V ，所以V带和减速器分配如下：V gi =i =V 24，最大是7 ; g 3
7、5，最大为8 ,并且最好使得齿数互质3.3传动装置的运动和动力参数的计算各轴的转速计算根据总的传动比及各级传动比的分配，计算各轴的转速如下：电机：伫mr / min；减速器高速轴：%减速器低速轴：ng2滚筒的转速：wr/min ;r /minr / min各轴的输入功率和转矩X功率（KW ）转矩(NM)电机Pi=尸额定一一八PT = T = 9550 im高速轴P = P门21带传动T2 = T带传动低速轴P3 =中轴承T = T i门门32 g轴承齿轮表3-1各轴的输入功率和转矩总传动比 :I 二 -各级传动比分配：I =V .i =g注意：1、带设计好后，检验 传动误差是否超标。否则，就要
8、对初设传 动比进行修正，主要 是调整大小带轮直 径。2、齿轮设计完了后，检验总的传动误差是否超标（允许输送带 速度误差为5% ）。3、若提高传动装置精 度，则需要在带设计 完后进行本节计算。4. 传动零件设计计算计算结果计算过程4.1减速器以外传动零件的设计计算 电机传动形式的选择选择由电动机传动从传动的形式和经济效性考虑，确定由电动机传动V带，所以v带轮的小带轮转速n1 = nm = r/min。参考教材P147例 计算功率并选取V带型号题1。根据工况确定工况系数.工作班制为2班制.工作时间 16小时载荷平稳根据表8-31查得K入，故P = KAP1 =kW根据P =kW和小带轮转速ng1
9、=r/min，由图8-101可知，工作点处于 型相邻区之间，可取型和型分别计算， 最后择优选用。本设计为减少带的根数，现取 型带。 确定带轮的基准直径与带速验算确定V带的截型：V带的带型为型确定小带轮直径：d = mmd 1大带轮直径（半径根据所选电机的型号可知，电机中心高H为 mm，又传动比确定为=，所以小带轮的直径dd 1取为 mm。根据小带轮的直径，确定大带轮的直径，滑动率为0.015 1大带轮的直径d22 = ivddi（1_ ） 1二由表 8-4 1取 dd 2 二 mm。此时从动轮实际转速n2 = -转速误差5%，合适。根据公式：V =七11 11 60 x 1000 兀X x60
10、 x1000符合设计要求：5m / s V 25m / s初定中心矩。00.7(d + d ) a 2(d + d ) d 1d 20d 1d 2现根据结构要求，取a 0 = mm计算过程一般小于减速器中 心高）：d = mmd 2注意：因为整个传 动装置允许的传动 误差为5%，所以齿 轮齿数圆整就要和 此处能够相消一部 分误差。注意：若带速没有 在此范围内，应重 新进行设计。主要 是调整带轮直径或 者重新选择电动机或重新进行传动比 的分配。计算结果F = 500(25 -1)P + qv20 K zv1（式中q-V带每米的重量）查表8 - 81得q=kg/m，故带的张紧力F0 :F0=N所以
11、作用在轴上的力为F = 2 zF sin i =Ns 02带轮的结构和尺寸设计小带轮的尺寸，基准直径为参照表以及表电机的外型及安装尺寸可知：型电机的基本尺寸为：轴伸直径：；轴伸长度：；中心高：；所以小带轮的轴孔直径，毂长应小于。根据以上参数及表，确定小带轮的结构为辐板轮，轮槽尺寸及轮宽按表计算，并参照图V带轮的典型结构，得到如图的简图。其中小带轮的各尺寸如表4-1。作用在轴上的力课程设计A必有 带轮设计，课程设 计B，可没有此项 设计。小带轮的基本尺寸：如表4-1、图4-1。参考教材141 - P143图表。表4-1 :小带轮的基本尺寸4.2减速器内的零件设计 选择齿轮材料、确定许用接触应力根
12、据工作要求，采用齿面硬度O50HBS。小齿轮选用45钢，调质，硬度为260HBS ；硬度可调小齿轮选用45钢，调质，硬度为220HBS ；由表9 -51 的公式，可确定许用接触应力t h :小齿轮In h ! =380 + 0.7HBS = 380 + 0.7x260 = 562MPa 大齿轮 n 2 =380 + 0.7HBS = 380 + 0.7x220 = 534MPa选择齿数和齿宽系数由于减速器是闭式传动，可选取Wa，考虑加工和制造方取齿宽系数W =a确定载荷系数k因齿轮相对轴承对称布置，且载荷角平稳故取k二计算中心距。a = 48(/ +1)KT2 叩mm选择齿数并确定模数取zi=
13、（2。，4。，则z2 =气2am =七+ z 2mm取标准模数（表9 - 1i）, m = mm。 齿轮几何尺寸计算小齿轮分度圆直径及齿顶圆直径注意：1、所选取模数必 须大于计算模数， 若想调小模数，需 要对之前的设计 数据进行调整。2、当m为小数 时，z 2尽量取偶小齿轮宽度 因小齿轮齿面硬度高，为补偿装配误差，避免工作时在大齿轮齿面上造成压痕，一般4应比气宽些，取确定齿轮精度等级齿轮圆周速度v =-土匕= m / s160 x 1000-d nm / s，或 v 22 260 x 1000根据工作要求和圆周速度，由表9-31选用级精度。 齿轮弯曲强度验算1、确定许用弯曲应力根据表9-7【1
14、】查得卜=140 + 0.2HBS = 140 + 0.2 x 260 = 190MPa齿轮精度等级：& 1 = 140 + 0.2HBS = 140 + 0.2 x 220 = 184MPa F 2 2、查齿形系数七，比较七/t f 小齿轮z二1，由表9-61查得Yf1 =;小齿轮z二2，由表9-61查得Yf2 =。YE 一 一F 1Y打一 一F 2Y 因MF 1Y_&F 2| ，所以应验算齿轮。F 23、验算弯曲应力计算时应以齿宽b2带入，则n = 2K1f 1 二二 MPa192 MPa，安全。F1bz m 2i或 Q = 2KTJf2 二二 MPa30.1g ib= mm根据高速轴的结
15、构简图可知，该齿轮轴中齿轮的齿根圆直径为，满足要求。低速轴的结构设计、受力分析及强度校验（略）（课程设计A必须有此项设计。课程设计B可省略此项设计）4-4滚动轴承的选择由于高速轴选用深沟球轴承低速轴选用深沟球轴承4-5键的选择与校核键选为A型圆头普通平键大带轮与高速轴连接键：因轴径d为，所以查表7-21的键的基本尺寸为：b x h =t =t =1l =（其中l = 1.5d，可比轴上零件的轮毂短些。）根据轴的尺寸和齿轮材料为钢材，按轻微冲击载荷，经过有关计算，高 速轴满足要求。经过有关计算，低速轴满足要求。低速齿轮键的选择：A型圆头普通平键，标记示例：GB/T 1096 键 16x10x10
16、0查表 7-3 1得 In p=。5其他零件设计计算过程计算结果5-1箱体及其配套零件设计根据低速轴的上的转矩b =Nm，确定箱体及配套零件如下表：表5-1圆柱齿轮减速器铸铁箱体的结构尺寸名称符号设计选用值下箱座壁厚5mm上箱座壁厚51mm下箱座上部凸缘厚度bmm上箱盖凸缘厚度b1mm地脚螺栓底脚厚度pmm箱座上的肋厚mmm箱盖上的肋厚m1mm单级圆柱齿轮减速器中心距amm地脚螺栓直径d 中mmMm安装地脚螺栓孔径d中mm地脚凸缘上的沉头座直径D中mm地脚凸缘尺寸（扳手空间）L1minmmL2minmm地脚螺栓数目n9轴承旁的联接螺栓直径d1mm安装轴承旁的联接螺栓孔径d 1mm轴承旁凸台上的沉头座直径D1mm轴承旁凸台的凸缘尺寸（扳手空间）c1mmc2mm上下箱联接螺栓直径d2mm计算过程计算结果安装上下箱联接螺栓的孔径d，2mm上下箱凸缘上的沉头座直径D3mm上下箱联接螺栓处的的凸缘尺寸（扳c3mm手空间）c4mm检查孔盖螺钉直径d4mm检查孔盖螺钉数目n4mm圆锥定位销直径d5mm圆锥定位销数目n5轴承盖螺钉直径d3轴承座外径D2mm轴承旁凸台高度hmm轴承旁凸台半径R5轴承旁联接螺栓的距离Smm箱体外壁至轴承座端面的距离Kmm轴承座孔长度K + 5mm大齿轮顶圆与箱体内壁间的距离A1mm齿轮端面与箱体壁间的距离A2mm
