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1、青岛理工大学琴岛学院课程设计设计说明书课题名称：机械设计课程设计学 院：机电工程系专业班级：机械设计制造及其自动化076 学 号：20070201218学 生：王彬指导老师：孙秀花 青岛理工大学琴岛学院教务处 2010年7月8日机械设计课程设计评阅书题目带式输送机减速系统设计学生姓名王彬学号20070201218指导教师评语及成绩指导教师签名： 年 月 日答辩评语及成绩答辩教师签名： 年 月 日教研室意见总成绩： 室主任签名： 年 月 日1.设计任务课程设计是机械设计课程重要的综合性与实践性教学环节。课程的设计的基本目的是：综合运用机械设计课程的和其他先修课程的知识，分析和解决机械设计问题，进
2、一步巩固、加深和拓宽所学的知识。通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意识，熟悉掌握机械设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进行全面的机械设计技能的训练。1.1设计参数： 参数见表1-1、表1-2。表1-1 设计参数1运送带工作拉力F(N)2000运输带工作速度v(m/s)1.7卷筒直径D(mm)320表1-2 设计参数2工作条件两班制，连续单向运转，经常满载，空载启动使用期用期10年运输带速度允许误差5%1.2设计要求1.2.1完成减速器装配图一张（A0或A1）。1.2.2绘制轴、齿轮零件图各一张。
3、1.2.3编写设计计算说明书一份。2.设计方案拟定及说明2.1 组成传动装置由电动机、减速器、运输机组成。2.2 确定传动方案根据设计课题的条件，传递大功率时，充分提高传动装置的效率，以减少能耗、降低运行费用，决定采用普通齿轮传动。因为齿轮传动具有外廓尺寸小，传动精度高，工作寿命长等优点。为了估计传动装置的总传动比的范围，以便选择合适的传动机构和拟定传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速，即一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动作为原动机，因此传动装置总传动比约为10或15。根据总传动比数值，因为有较大的传动比，可初步拟定出二级传动为主的传动方案。再结合课题设计
4、要求，决定采用两级闭式齿轮传动。考虑到实际工况，要求箱体的长度较小，因此采用二级展开式圆柱齿轮传动。2.3 二级展开式圆柱齿轮传动特点结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。由于电动机、减速器与滚筒并列，导致横向尺寸较大，机器不紧凑。但齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度高速级齿轮布置在远离转矩输入端，可使轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形部分地抵消，以减缓沿齿宽载荷分布有均匀的现象。2.4 电机和工作机的安装位置电机安装在远离高速轴齿轮的一端；工作机安装在远离低速轴齿轮的一端。2.5 传动装置运动简图图2-1 传递装置运动简图
5、3.电动机选择3.1电动机类型和结构型式选择工业上一般用三相交流电源，无特殊要求一般应选三相交流异步电动机。最常用的是Y系列笼型三相异步交流电动机。其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、价格低，适用于不易燃、不易爆，无腐蚀气体和无特殊要求的场合，启动性能较好。按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。3.2选择电动机容量3.2.1卷筒轴的输出功率 （3-1）3.2.2电动机输出功率 （3-2）传动装置的总效率 （3-3）式中，、为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。由课程设计书表2-4查得：弹性联轴器；圆柱齿轮传动；滚动轴承；卷筒轴滑动
6、轴承，则。故 （3-4）3.2.3电动机额外功率根据计算出的功率可选定电动机的额外功率。应使等于或稍大于。由课程设计表20-1选取电动机额外功率。3.3电动机的转速为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。由课程设计表2-1查得单级圆柱齿轮传动比范围，则电动机转速可选范围为 （3-5）可见同步转速为1000r/min和1500r/min的电动机均符合。初选这两种同步转速分别为1000r/min和1500r/min的电动机进行比较，如表3-1：表3-1 电动机的比较方案电动机型号额定功率（kW）电动机转速（r/min）电动机质量（kg）传动装置的传动比同步满载总传动比单级减速器1Y13
7、2M1-641000960739.463.072Y112M-44150014404314.263.77由表中数据可知两个方案均可行，但方案1的传动比较小，传动装置的结构尺寸较小。因此，采用方案1，选定电动机的型号为Y132M1-6。3.4电动机的技术数据和外形、安装尺寸由课程设计表20-1、表20-2查出Y132M1-6型电动机的主要技术数据和外形、安装尺寸如表3-2：表3-2 Y132M1-6型电动机的主要技术数据和外形、安装尺寸方案电动机型号额定功率（kW）电动机转速（r/min）电动机质量（kg）传动装置的传动比同步满载总传动比单级减速器1Y132M1-641000960739.463.
8、07中心高外形尺寸L（AC/2+AD）HD底脚安装尺寸AB地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸DE装键部位尺寸FGD132515277.53152161781238801084.计算传动装置的运动和动力参数4.1传动装置总传动比 （4-1）4.2分配各级传动比考虑到大小齿轮分别都采用相同的制造方法，并且对于两级卧式展开式圆柱齿轮减速器，为使两级的大齿轮有相近的浸油深度，高速级传动比和低速级传动比按分配，取高速级齿轮的传动比，取低速级齿轮的传动比。所得、符合或接近一般圆柱齿轮传动和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。4.3计算传动装置动力参数4.3.1各轴转速电动机轴为0轴，减速器高速轴为I轴，中间轴为II
9、轴，低速轴为III轴，各轴转速为 （4-2）（这里电动机至联轴器和联轴器与卷筒工作轴的传动比都取1）4.3.2各轴输入功率按电动机额定功率计算各轴输入功率，即 （4-3）4.3.3各轴转矩 （4-4）4.3.4将以上计算结果整理后列于下表表4-1 计算结果项目电动机轴高速轴I中间轴II低速轴III转速（r/min）960960285101功率（kW）43.963.803.65转矩（Nm）39.7939.39127.47343.72传动比13.372.81效率0.990.960.965.传动件的设计计算5.1高速级齿轮的设计：5.1.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数5.1.1.1齿轮类型按机
10、械设计图10-23所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。5.1.1.2精度等级运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB/T100951998），齿根喷丸强化。5.1.1.3材料选择由机械设计表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。5.1.1.3齿数选小齿轮齿数，大齿轮齿数，取。5.1.2按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即2.32 （5-1）5.1.2.1确定公式内的各计算数值5.1.2.1.1试选载荷系数5.1.2.1.2计算小齿轮传递的转矩 （5-2）5.1.2.1.3由课
11、程设计表10-7选取齿宽系数。5.1.2.1.4由课程设计表10-6查得材料的弹性影响系数。5.1.2.1.5由课程设计图10-21d按齿面硬度查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。5.1.2.1.6计算应力循环次数 （5-3）5.1.2.1.7由课程设计图10-19取接触疲劳寿命系数；。5.1.2.1.8计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数，得 （5-4）5.1.2.2计算5.1.2.2.1试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。2.32 （5-5）5.1.2.2.2计算圆周速度 （5-6）5.1.2.2.3计算齿宽b （5-7）5.1.2.2.4计算齿宽与齿高之比
12、模数 （5-8）齿高 （5-9） （5-10）5.1.2.2.5计算载荷系数根据，7级精度，由机械设计图10-8查得动载系数；直齿轮，；由机械设计表10-2查得使用系数；由机械设计表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，。由，查机械设计图10-13得；故载荷系数 （5-11）5.1.2.2.6按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，得 （5-12）5.1.2.2.7计算模数m （5-13）5.1.3按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为m （5-14）5.1.3.1确定公式内的各计算数值5.1.3.1.1由机械设计图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲强度极限。5.1.3.1.2由机械设计图10-18取弯曲疲劳寿命系数，；5.1.3.1.3计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数，得 （5-15）5.1.3.1.4计算载荷系数K （5-16）5.1.3.1.5查取齿形系数由机械设计表10-5查得；。5.1.3.1.6查取应力校正系数由机械设计表10-5查得；5.1.3.1.7计算大、小齿轮的并加以比较 （5-17）比较结果，大齿
