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1、仲恺农业工程学院机械设计课程设计 课程名称: 机械设计课程设计题目名称: 带式运输机传动装置（含蜗杆-圆柱齿轮减速器）学 院: 机电工程学院专业班级: 机械设计制造及其自动化082班学 号: 姓 名: 指导教师: 第一章41.1机械设计课程设计任务书41.1.1 设计题目：41.1.2 原始数据：41.1.3工作条件与技术要求：41.1.4设计任务：41.1.5设计成果要求：51.2传动方案5第二章62.1传动装置的运动和动力参数计算：62.1.1选择电动机的类型、结构形式62.1.2确定电动机功率：62.1.3确定电动机转速和型号62.2分配传动装置传动比72.2.1传动件传动比的分配72.
2、3计算传动装置各轴的运动和动力参数72.3.1各轴转速：72.3.2 各轴输入功率：82.3.3各轴转矩：82.3.4各轴转速、功率、转矩一览表：8第三章 传动零件设计93.1 涡轮蜗杆传动的设计：93.1.1选择蜗杆传动类型：93.1.2选择材料：93.1.3按齿面接触疲劳强度进行设计：93.1.4蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸103.1.5校核齿根弯曲疲劳强度：113.1.6 验算效率：123.1.7校核蜗轮的齿面接触强度：123.1.8 热平衡校核，初步估计散热面积A133.1.9 精度等级公差和表面粗糙度的确定：133.2 齿轮传动的设计：143.2.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及
3、齿数143.2.2按齿面接触疲劳强度设计143.2.3 按齿根弯曲疲劳强度设计163.2.4 几何尺寸计算173.2.5 齿轮结构设计18第四章 轴的设计计算及校核194.1 蜗轮轴的设计194.1.1轴的材料的选择，确定许用应力：194.1.2 按扭转强度，初步估计轴的最小直径：194.1.3 轴承类型及其润滑与密封方式：194.1.4轴的结构设计:204.1.5轴、轴承、键的强度校核：214.2 蜗杆轴的设计234.2.1轴的材料的选择，确定许用应力：234.2.2按扭转强度，初步估计轴的最小直径234.2.4轴的结构设计244.2.5蜗杆、轴承、键的强度校核254.3 齿轮轴的设计274
4、.3.1轴的材料的选择，确定许用应力：274.3.2按扭转强度，初步估计轴的最小直径274.3.3轴承类型及其润滑与密封方式：274.3.4轴的结构设计284.3.5轴、轴承、键的强度校核：29第五章 箱体的设计计算315.1 箱体的结构形式和材料315.2铸铁箱体主要结构尺寸和关系31第六章 键等相关标准的选择336.1键的选择336.2联轴器的选择336.3螺栓，螺母，螺钉的选择336.4销，垫圈垫片的选择34第七章 减速器结构与润滑的概要说明347.1 减速器的结构347.2减速箱体的结构357.3轴承端盖的结构尺寸357.4减速器的润滑与密封357.5减速器附件简要说明35第八章 设计
5、小结36附录：参考文献36第一章1.1机械设计课程设计任务书1.1.1 设计题目：带式运输机传动装置（含蜗杆-圆柱齿轮减速器）1.1.2 原始数据：题 号12345678910传送带牵引力F(KN)5.55.56.56.5777.57.588传送带速度V(m/s)0.350.40.420.450.480.50.60.620.650.68滚筒直径D(mm)3003003503503503504004004504501.1.3工作条件与技术要求：输送带速度允许误差为 5；输送机效率；工作情况：单班制，连续单向运转，载荷较稳定；工作年限：8年；工作环境：室内，清洁；动力来源：电力，三相交流，电压38
6、0V；检修间隔期：四年一次大修，二年一次中修，半年一次小修；制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。1.1.4设计任务：(1)选择电动机，分配传动比；(2)计算各轴上的转速、功率和转矩；(3) 设计传动件并校核、设计箱体；(4)选择联轴器、滚动轴承、键等。1.1.5设计成果要求：(1)蜗杆-圆柱齿轮减速器装配图1张（A2）；(2)零件工作图2张（A3）；(3)设计说明书1份。1.2传动方案1电动机 2-联轴器 3减速器 4联轴器 5传动带 6滚筒第二章2.1传动装置的运动和动力参数计算：2.1.1选择电动机的类型、结构形式按动力源和工作条件选取Y系列防护式笼形三相交流异步电动机，380
7、V电压2.1.2确定电动机功率：工作机所需的有效功率为： =7500*0.62/1000*0.96kW =4.844kW为输送机传动效率。从电动机到工作机输送带间的总效率为：式中：高速级联轴器效率； ：蜗轮蜗杆啮合效率； ：滚动轴承效率； ：闭式齿轮传动效率 ：低速级联轴器效率； 查机械设计课程设计手册有=0.99，=0.82，=0.98，=0.97，=0.99。 所以 故所需电动机功率=kW查电动机的技术数据表，选取电动机额定功率为7.5kW2.1.3确定电动机转速和型号选取常用同步转速1000r/min和1500r/min两种做比较。工作机转速 总传动比i=，其中为电动机的满载转速。现将两
8、种电动机的有关数据列表1方案电动机型号额定功率/kW同步转速/（r*）满载转速/（r*）总传动比i1Y160M-67.5100097032.7502Y132M-47.51500144048.619由表可知方案2总传动比过大，为了能合理的分配传动比，是传动装置结构更加紧凑，决定选用方案1。根据电动机的功率和同步转速，选定电动机的型号为Y160M-6，查电动机的安装及外形尺寸表知电动机的机座中心高为160mm，外伸轴径为42mm，外伸轴长度为110mm。2.2分配传动装置传动比2.2.1传动件传动比的分配由表1 知道总传动比i=32.750 ，则减速器的传动比为32.750，考虑润滑条件，传动效率
9、及两级齿轮应有相近的浸油深度，查表取低速级圆柱齿轮传动比=（0.030.06）i，综合考虑，选=0.05i=1.638，则高速级涡轮蜗杆传动比=32.750/1.638=19.994.2.3计算传动装置各轴的运动和动力参数2.3.1各轴转速：970r/min：=970r/min，：970/19.994r/min=48.515r/min，III轴：48.515/1.638r/min=29.618r/min滚筒轴：29.618r/min。2.3.2 各轴输入功率：6.599kW 6.599*0.99=6.533kW6.599*0.99*0.82*0.98=5.250kW2.3.3各轴转矩：电动机输
10、出转矩：9550*6.599/970N.m=64.970N.m：:III轴：滚筒轴:2.3.4各轴转速、功率、转矩一览表：轴名功率P（kW）转矩T ( Nm)转速n （r/min）传动比i效率电动机轴6.59964.97097010.99I轴6.53364.32097019.9940.80II轴5.2501033.43348.5151.6380.96III轴4.9911609.29329.61810.99滚筒轴4.8421561.25029.618第三章 传动零件设计3.1 涡轮蜗杆传动的设计：3.1.1选择蜗杆传动类型： 根据GB/T100851988的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI）。3.1.
11、2选择材料： 考虑到该蜗杆传动功率不大，速度只是中等，故蜗杆用45钢；因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求表面淬火，硬度为4555HRC。蜗轮用铝铁青铜ZCuAl10Fe3，砂型铸造。3.1.3按齿面接触疲劳强度进行设计： 根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。由公式有：传动中心距 (1) 作用在蜗轮上的转矩：=1033.443N.m(2) 确定载荷系数K： 因工作载荷较稳定，查手册可取使用系数=1；齿向载荷分布系数=1；由于转速不高，轻微冲击，可取动载系数=1.05；则(3) 确定弹性影响系数因选用的是铝铁青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故=。(4
12、) 确定接触系数 先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距的比值，查表有=3.1。(5) 确定许用接触应力根据蜗轮材料为铝铁青铜ZCuAl10Fe3，砂型铸造，蜗杆螺旋齿面硬度大于45HRC，可查机械设计得蜗轮的基本许用应力=250MPa。其中 寿命应力循环次数寿命系数 则 =0.806*250Mpa=201.5 Mpa(6) 计算中心距 取中心距，因i=19.994，故从设计手册中取模数m=8mm,蜗杆分度圆直径。这时，查表的接触系 数=2.5，由于0.80，大于原估计值，因此不用重算。 3.1.7校核蜗轮的齿面接触强度：对于青铜或铸铁蜗轮与钢蜗杆配对时材料弹性系数 Ze=160接触系数=2.5查表选用系数 =13m/s，=1.01.
