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1、 机械设计基础课程设计 说明书题 目： 带式运输机 指导老师： 学生姓名： 学 号： 所属院系： 专 业： 班 级： 完成日期： 新疆大学机械工程学院年 月 目录第一章 设计任务书31.1 设计题目3带式运输机传动装置的设计31.2 带式运输机数据31.3 工作条件31.4 使用期限31.5 生产批量及加工条件3第二章 电动机的选择42.1选择电动机的类型42.2 选择电动机的容量42.3 机械装置传动比范围52.4运动和动力参数计算5第三章 圆柱斜齿轮传动的设计63.1开始齿轮减速，齿轮参数计算63.2闭式齿轮减速器齿轮参数计算 9第四章传动轴和传动轴承及联轴器的设计 154.1输入轴的设计
2、 154.2输出轴的设计 20第五章键联接的选择及校核计算 245.1高速轴与联轴器的连接245.2低速轴与大齿轮的联接25第六章轴承的选择及校核计算 256.1输入轴的轴承计算与校核256.2输出轴的轴承计算与校核26第七章联轴器的选择 277.1 载荷计算277.2 型号计算27第八章 减速器的润滑和密封278.1 减速器的润滑278.2减速器的密封28第九章减速器附件及箱体主要结构尺寸 28第十章设计总结 30第十一章参考文献 31第一章 设计任务书1.1设计题目 ：带式运输机传动装置的设计（三）带式运输机传动装置简图如右图所示（开式齿轮传动啮合点位置自行确定）。1.2带式运输机数据（从
3、数据表中选择）运输机滚筒轴功率P= 3.2 kW运输机滚筒轴转速n= 74 r/min运输带滚筒直径 D= 300 mm滚筒轮中心高度 H= 300 mm1.3工作条件 用于锅炉房运煤，三班制工作，每班工作四小时，空载启动，单向、连续运转，载荷平稳。1.4使用期限 工作期限为十年，每年工作300天；检修期间隔为三年。1.5生产批量及加工条件小批量生产。1.6设计任务（1）选择电动机型号；（2）确定开式齿轮传动的主要参数及尺寸；（3）设计一级斜齿圆柱齿轮减速器；（4）选择联轴器。1.7具体作业及要求（1）设计计算手稿一份（含完整的设计计算过程及设计草图）；（2）减速器装配图一张（A1号图纸，Au
4、toCAD绘图打印）；（3）零件图两张（A3号图纸，绘制大齿轮和低速轴，要求其一为手绘）；（4）设计说明书一份（Word电子版打印）。1.8设计期限2017年7月1日至21日（第1921周）二电动机的选择 2.1选择电动机的类型 按工作要求和工作条件选用 Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压380V。2.2选择电动机的容量 电动机所需工作功率传动装置的总效率= 联轴器传动效率，圆柱齿轮传动效率，开式齿轮传动效率，滚动轴承传动效率（三对），传动滚筒效率。则传动装置的总效率为=。所需电动机功率为因为电动机额定功率一般大于,即，所以，（已知），一级圆柱齿轮减速器传动比范围（1-5），开式齿
5、轮传动比范围（2-5），所以总传动比范围）,故电动机转速的可选范围。符合这一范围的同步转速有750、1000、1500 和 3000r/min。现以同步转速1500 及 1000r/min750 三种方案进行比较。查阅相关资料得出电动机数据及计算出的总传动比列于下表。表2.1电动机数据及计算出的总传动比。方案电动机型号额定功率/kW同步转速/满载转速 nm / r/min）电动机质量/kg价格/元传动比 ia1Y112M-441500/1440459101.5ia2Y132M-641000/960751443i3Y160M14750/7209018600.75i选择Y112M-4型2.3传动比
6、的范围总传动比电动机和减速器的输入轴是同轴的他们之间的传动比为，一级斜圆柱齿轮的传动比为，开式齿轮的传动比为图2.1电动机的主要外形2.4运动和动力参数计算0轴（电动机轴） 1轴（高速轴） 2轴（中间轴） 3轴（低速轴） 由【】例题得1轴的输出功率为：输出转矩 ：2轴 3轴 表2.2各轴的运动和动力参数电动机1轴2轴3轴转速 r/min14401440296.3296.3输入功 kw3.883.843.653.58输出功 kw3.583.583.58输入转矩N/m25.7325.47117.67115.32输出转矩 N/m24.96115.32115.323 圆柱斜齿轮传动的设计3.1开始齿轮
7、减速，齿轮参数计算.齿轮材料的选择（）小齿轮由表【2】11-1材料选择40Cr,硬度280HBS（调质处理） 大齿轮材料45钢硬度240HBS(调质处理) 二者的硬度差为40HBS。（2）一般工作机器，选用8级精度。（3）选小齿轮齿数z1 = 25，大齿轮齿数z2 = 254 = 100，取z2= 99。（4）初选螺旋角b = 14。（5）压力角a = 202.按齿根弯曲疲劳强度设计齿轮的主要参数齿轮按级精度计算，由表【2】取载荷系数K1.6，由表【2】11-1取齿宽系数。小齿轮上的转矩 齿数取Z1=25，则大齿轮Z2=4*25=100，取Z2=99 。计算当量齿数 齿形系数，由当量齿数，查图
8、得齿形系数和应力修正系数【2】11-8，11-9得 由表【2】11-5取则Mpa 对小齿轮进行弯曲强度计算。法向模数Mn=圆周速度vd1 = mntz1/cosb = 1.68925/cos14= 43.516 mmv = = = .67 m/s齿高：h = (2ha*+c*)mn = (21+0.25)1.689 = 3.8 mm由表【2】4-1，取模数Mn=2中心距a= 圆整为 a=130mm修正螺旋角： 即：b = 17292大小齿轮的分度圆直径 齿宽b=取b=53 mm b1=58mmm 【2】P183主要设计结论 齿数z1 = 25、z2 = 99，模数m = 2 mm，压力角a =
9、 20，螺旋角b = 17.484= 17292，中心距a = 130 mm，齿宽b1 = 58 mm、b2 = 53 mm。表3.1齿轮参数总结和计算代号名称计算公式低速级小齿轮低速级大齿轮模数m2mm2mm齿数z2599螺旋角左17292右17292齿宽b58mm53mm分度圆直径d52.419mm207.58mm齿顶高系数ha1.01.0顶隙系数c0.250.25齿顶高hamha2mm2mm齿根高hfm(ha+c)2.5mm2.5mm全齿高hha+hf4.5mm4.5mm齿顶圆直径dad+2ha56.419mm211.58mm齿根圆直径dfd-2hf47.419mm202.58mm3.2
10、.闭式齿轮减速器齿轮参数计算1 选择齿轮材料并确定初步参数（1）选择小齿轮材料为40Cr（调质），齿面硬度280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），齿面硬度为240HBS。（2）一般工作机器，选用8级精度。（3）选小齿轮齿数z1 = 25，大齿轮齿数z2 = 254.86 = 121.5，取z2= 122。（4）初选螺旋角b = 14。（5）压力角a = 20。（6）试选载荷系数K= 1.6。 表【2】11-3（7）计算小齿轮传递的转矩T1 = 25.47 N/m（8）选取齿宽系数d = 1。 【2】表11-6(9)查表得材料的弹性影响系数ZE = 189.8 MPa1/2 【2】表11-42
11、. 按齿根弯曲疲劳强度设计齿轮的主要参数（1） 计算小齿轮转矩 按电动机驱动，载荷平稳，按8级精度和系数，载荷系数K=1.6（2）计算接触疲劳许用应力sH 查表得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为sHlim1 = 700 MPa、sHlim2 = 550 MPa ，由表【2】表11-4取失效概率为1%,安全系数,得 ; 取sH1和sH2中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即sH = sH2 = 550 MPa（3） 试算小齿轮分度圆直径 （4） 调整小齿轮分圆直径 （5） 度 圆周速度v v = = = 2.49 m/s 齿宽b b = = = 33.105 mm确定模数 mn = d1
12、cosb/z1 = 33.105cos14/25 = 1.407 mm 模数取为标准值m = 2 mm。（5）几何尺寸计算（1）计算中心距a = = = 151.496 mm中心距圆整为a = 150 mm。（6）按圆整后的中心距修正螺旋角b = = = 11.484即：b = 11292（7）计算大、小齿轮的分度圆直径d1 = = = 51.02 mmd2 = = = 248.979 mm（8）计算齿轮宽度b = sdd1 = 151.02 = 51.02 mm取b2 = 52 mm、b1 = 57 mm。3. 校核齿根弯曲疲劳强度（1） 齿根弯曲疲劳强度条件 sF = sF计算当量齿数 ZV1 = Z1/cos3b = 25/cos311.484 = 26.562ZV2 = Z2/cos3b = 122/cos311.484 = 129.623由当量齿数，查图得齿形系数和应力修正系数 YFa1 = 2.58 YFa2 = 2.1
