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1、 机械设计课程设计计算说明书设计题目： 设计带式输送机中的传动装置 专业年级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 机械工程系完成时间 2012年 9 月 7 日机械设计课程设计任务书学生姓名： 学号： 专业：任务起止时间：2012年 8 月 20 日至 2012年9 月7日设计题目：设计带式输送机中的传动装置一、 传动方案如图1所示：图1 带式输送机减速装置方案二、原始数据滚筒直径d /mm250传送带运行速度v /(m/s)0.7运输带上牵引力F /N11每日工作时数T /h24传动工作年限5单向连续平稳转动，常温空载启动。三、设计任务：1.减速器装配图1张（A0图纸）2.低速轴零件图1张（
2、A3图纸）3.低速轴齿轮零件图1张（A3图纸）4.设计说明书1份在三周内完成并通过答辩参考资料：机械设计 机械设计基础 课程设计指导书 机械设计手册 工程力学 机械制图指导教师签字：2012年 8月19 日目 录一、电机的选择1二、传动装置的运动和动力参数计算2三、V带传动设计4四、设计减速器内传动零件（直齿圆柱齿轮）5五、轴的结构设计计算10六、轴的强度校核19七、校核轴承寿命26八、键连接的选择和计算27九、箱体的设计28十、心得体会29一、电机的选择1.1 选择电机的类型和结构形式：依工作条件的要求，选择三相异步电机：封闭式结构U=380 VY型选择此电动机的原因是一般工厂都采用三相交流
3、电，因此采用交流电动机；而交流电动机中Y系列自扇式笼型三相异步电动机，其结构简单、工作可靠、起动特性好、价格低廉、维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀气体和无特殊要求的机械上。1.2 电机容量的选择工作机所需的功率PW=Fv /1000=11000.7/1000= 7.7 kWV带效率h1： 0.96 滚动轴承效率（一对）h2： 0.99 闭式齿轮传动效率（一对）h3: 0.97 联轴器效率h4： 0.99 工作机（滚筒）效率h5(hw)： 0.96 以上V带效率h1、滚动轴承效率h2、闭式齿轮传动效率h3、联轴器效率h4、工作机（滚筒）效率h5 由机械设计基础课程设计指导书表9-2查询得到
4、。传输总效率h= h1 h24h33 h4 h5 =0.960.994 0.973 0.990.96 =0.825 则,电动机所需的输出功率Pd|=Pw/h=7.7/0.825=9.33 kW1.3 电机转速确定卷筒轴的工作转速=53.476 r/min V带传动比的合理范围为24，两级圆柱齿轮减速器传动比的合理范围为840，则总传动比的合理范围为=16160，故电动机转速的可选范围为：= 855.62 8556.16r/min 通过查询课程指导书162页，可以得知在此范围的电机的同步转速有： 1000r/min和1500r/min两种。 依课程设计指导书表18-1：Y系列三相异步电机技术参数
5、（JB/T9616-1999）选择电动机型 号： Y160M-4 额定功率Ped： 11KW 同步转速N 1500r/min 满载转速nm： 1460r/min 二、传动装置的运动和动力参数计算总传动比：= 27.3 2.1 分配传动比及计算各轴转速取V带传动的传动比i0= 2 (由机械设计得知V带传动的传动比一般为24)则减速器传动比i=i/i0= 13.65 （由指导书可知两级圆柱齿轮减速器传动比的合理范围为840）取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比 4.37 则低速级传动比 3.1 2.2 传动装置的运动和动力参数计算0轴（电动机轴） 9.33 kW 1460 r/min 9550=61
6、.03 Nm1轴（高速轴） 9.330.96= 8,96 kW 1460/2= 730 r/min 9550=117.76 Nm2轴（中间轴） 8.960.990.97= 8.60 kW = 167.70 r/min 9550= 491.81 Nm3轴（低速轴） 8.60.990.97= 8.25 kW= 53.61 r/min =1464.69 Nm4轴（滚筒轴） 8.260.990.99= 8.1 kW 53.87 r/min 9550= 1446.41 Nm以上功率和转矩为各轴的输入值，13轴的输出功率或输出转矩为各自输入值与轴承效率的乘积。各轴运动和动力参数如下表：表2-1 各轴运动和
7、动力参数轴名功率P/kW转矩T/Nm转速n/(r/min)传动比i效率h输入输出输入输出0轴9.3361.0314601轴8.968.87117.76116.047873020.962轴8.608.514491.81486.882167.704.370.963轴8.258.17741464.691449.676853.613.10.964轴8.18.0191446.411432.0746 53.8710.98三、V带传动设计3.1 确定计算功率根据已知条件结合教材 机械设计由图/表 8-7 得到工作情况系数KA= 1.3，故Pca=KAPd=1.34.184= 12.13 kW。3.2 选择普
8、通V带型号已知Pca，nm，结合教材 机械设计由图/表 8-11 确定所使用的V带为 B 型。3.3 确定带轮基准直径并验算带速(1) 结合教材 机械设计由图/表 8-6和8-11，初选小带轮直径dd1=200 mm。(2) 验算带速 = 15.29 m/s，满足5m/sv120合格。3.6 计算V带根数Z由nm，dd1结合教材 机械设计 查图/表 8-4a 得P0=5.152 kW。由nm，i0， B型带，查图/表 8-4b 得DP0= 0.463 kW。已知a1查表 8-5得Ka= 0.947，已知Ld查表 8-2得KL= 0.98 则V带根数 =2.34 ，取z= 3 。3.7 计算压轴
9、力 由教材机械设计表 8-3 ，可知 B 型带单位长度质量q=0.18 kg/m。单根V带的初拉力最小值：= =260.76N。 压轴力的最小值：=1535.81 N。四、设计减速器内传动零件（直齿圆柱齿轮）4.1 高速级齿轮传动设计计算(1) 选择材料及确定许用应力由教材 机械设计表 10-1 确定以下参数：表4-1 高速级齿轮材料及许用应力齿轮热处理方式齿面硬度/MPa/MPa小齿轮40Gr调质处理280HBS600500大齿轮45钢调质处理240HBS550380由表 10-19，取安全系数SH= 1 ，SF= 1.3。则许用应力为：600 MPa 550 MPa 384.62 MPa
10、292.31 MPa(2) 按齿面接触强度设计设齿轮按 7 级精度制造，由教材 机械设计 表 10-13 得载荷系数K= 1.594，由表 10-7 得齿宽系数d= 1 ，由表 10-6 可得弹性系数ZE= 189.8 。小齿轮传递的（输入）转矩：T1=Nmm (注意单位换算)小齿轮分度圆直径： = 69.89 mm。齿数取z1= 30 ，z2=i1z1 132，故实际传动比i1=z2/ z1= 4.4 。齿宽 70 mm（圆整）。取大齿轮齿宽b2= 70 mm，为补偿安装误差，取小齿轮齿宽b1=b2+(510) =60+5= 80 mm。模数m=d1t/z1=54.128/30= 2.32
11、，按机械设计手册表 12-4 ，取标准模数m= 2.5，实际分度圆直径 302.5= 75 mm， 330 mm，中心距= 202.5 mm。计算载荷系数：根据v=2.87m/s，7级精度，由图10-8查得动载系数=1.12，由于直齿轮 ;由表10-2查得使用系数 ;由表10-4用插值法查得7级小齿轮相对轴承非对称布置 =1.426由，查图10-13得 故 K=11.1211.426=1.597(3) 验算齿轮弯曲强度由上面已知可得：由教材 机械设计图/表 10-5 ，取齿形系数YFa1= 2.52 , YFa2= 2.1544 ，应力修正系数YSa1= 1.625 ，YSa2= 1.8156
12、 。判断:=123.64 F1判断： = 118.1 F2满足条件，安全。 (4) 齿轮的圆周速度 = 2.87 m/s。对照表 10-22 可知，选着 7 级精度是合适的。4.2 低速级齿轮传动设计计算(1) 选择材料及确定许用应力由教材 机械设计 表 10-1 确定以下参数：表4-2 低速级齿轮材料及许用应力齿轮热处理方式齿面硬度/MPa/MPa小齿轮40Gr调质处理280600500大齿轮45钢调质处理240550380由表 10-19，取安全系数SH= 1 ，SF= 1.3 。则许用应力为： 600 MPa 550 MPa 384.62 MPa 292.31 MPa(2) 按齿面接触强度设计设齿轮按 7 级精度制造，由教材 机械设计 表 10-13 得载荷系数K= 1.512 ，由表 10-1 得齿宽系数d= 1 ，由表 10-6 可得弹性系数ZE=189.8 。小齿轮传递的（输入）转矩：T2=Nmm (注意
