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1、机械课程设计1湖南工业大学机 械 设 计 基 础 课 程 设 计资 料 袋机械工程学院 学院（系、部） 20 12 20 13 学年第 一 学期 课程名称 机械设计 指导教师 熊显文 职称 教授 学生姓名 彭佳昊 专业班级 材料 1103 学号 11405700615 题 目 带式运输机的展开式双级斜齿圆柱齿轮减速器 成 绩 起止日期 2013 年月 日 年 月 日目 录 清 单序号 材 料 名 称 资料数量 备 注1 课程设计任务书2 课程设计说明书3 课程设计图纸 张456机械课程设计2课程设计任务书20092010 学年第一学期机械工程 学院（系、部） 材料成型 专业 1103 班级课程
2、名称： 机械设计 设计题目： 带式运输机的展开式双级斜齿圆柱齿轮减速器 完成期限：自 2013 年 12 月 11 日至 2014 年 12 月 29 日共 2 周内容及任务一、设计的主要技术参数：运输带牵引力 F=2200 N；输送速度 V=1 m/s；滚筒直径 D=300 mm。工作条件：单班制，使用年限 10 年，连续单向运转，载荷平稳，小批量生产，运输带速度允许误差5%。二、设计任务：传动系统的总体设计； 传动零件的设计计算；减速器的结构、润滑和密封；减速器装配图及零件工作图的设计； 设计计算说明书的编写。三、每个学生应在教师指导下，独立完成以下任务：（1） 减速机装配图 1 张；（2
3、） 零件工作图 23 张；（3） 设计说明书 1 份（60008000 字） 。起止日期 工作内容2013.12.11-2013.12.15 传动系统总体设计2013.12.15-2013.12.20 传动零件的设计计算2013.12.20-2013.12.27 减速器装配图及零件工作图的设计、整理说明书进度安排2013.12 交图纸并答辩主要参考资料1.机械设计 （银金光，刘扬主编 清华大学出版社，北京交通大学出版社）2.机械设计课程设计 （刘扬 银金光主编 北京交通大学出版社）3.工程图学 （赵大兴主编 高等教育出版社）4 机械原理 （朱理主编 高等教育出版社）5.互换性与测量技术基础 （
4、徐学林主编 湖南大学出版社）6.机械设计手册（单行本） （成大先主编 化学工业出版社） 7.材料力学 （刘鸿文主编 高等教育出版社）指 导 教 师 （签字）： 年 月 日系 （ 教 研 室 ） 主 任 （ 签字）： 年 月 日 机械课程设计3机 械 设 计设 计 说 明 书带式运输机的展开式双级斜齿圆柱齿轮减速器起止日期： 2013 年 12 月 11 日 至 2013 年 12 月 27 日机械工程学院（部）2013 年 12 月 21 日学 生 姓 名 彭 佳 昊班 级 材 料 1103学 号 11405700615成 绩指 导 教 师 (签 字 )机械课程设计1目 录1 设计任务12 传
5、动方案分析23 原动件的选择与传动比的分配24 各轴动力与运动参数的计算65 传动零件的计算.7机械课程设计21 设计任务书1.1 课程设计的设计内容设计带式运输机的传动机构，其传动转动装置图如下图-1 所示。1.2 课程设计的原始数据已知条件：运输带工作拉力F（N）2200运输带速度 v(m/s) 1.0卷筒直径 D（mm） 300带式运输机的展开式双级圆柱齿轮减速器。用于码头运型砂，单班制，工作时有轻微振动，使用寿命为 10 年（其中带轴寿命为三年以上）每年工作日 300 天，单班制，每班 8 小时设计任务。1.3 课程设计的工作条件设计要求：误差要求：运输带速度允许误差为带速度的5%；工
6、作情况：连续单向运转，载荷平稳；制造情况：小批量生产。2 传动方案的拟定带式运输机的传动方案如下图所示图 1.1 带式运输机的传动装置机械课程设计31 传动方案的设计如图所示电动机轴为轴一、减速器齿轮轴一次为轴二、三、四、卷扬筒轴为轴合理的传动方案，首先应满足工作机的性能要求，其次应满足工作可靠，转动效率高，结构简单，结构紧凑，成本低廉，工艺性好，使用和维护方便等要求。任何一个方案，要满足上述所有要求是十分困难的，要多方面来拟定和评比各种传动方案，统筹兼顾，满足最主要和最基本的要求，然后加以确认。本传动装置传动比不大，采用二级传动，带传动平稳、吸振且能起过载保护作用，故在高速级布置带传动。在带
7、传动与带式运输机之间布置一台双级直齿圆柱齿轮减速器，3 原动机的选择3.1 选择电动机的类型按按照设计要求以及工作条件，选用一般 Y 型全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压为 380V。3.2 选择电动机的容量运输带输入转速为：min/15.68min/014.673 rrDvnw 机械课程设计4传送设备所需的功率： kwkVFpw 3.207.1*28*3.2.1 工作机所需的有效功率 9502.11wFPKW式中： 工作机所需的有效功率（KW）wP带的圆周力（N）F3.2.2 电动机的输出功率传动系数总效率： 850.9.07.9.04224321 其中：1 为弹性联轴器效率，2 为齿轮
8、（8 级精度）传动效率3 为滚动轴承的效率具体数值如下表:弹性联轴器效率 0.99齿轮（8 级精度）传动效率 0.97滚动轴承的效率 0.98常见机械效率见参考资料2附表 1 电动机所需功率为： kwpwd 74.2851.03查参考资料机械设计课程设计表(8-53)满足功率条件的电动机有以下几种。电动机型号 额定功率（KW）额定转速（r/min）满载转速 额定转矩Y100L-2 3 3000 2880 2.2机械课程设计5Y100L2-4 3 1500 1420 2.2Y132S-6 3 1000 960 2.0Y132S-8 3 750 710 2.0其中 Y100L-2 额定转速为 30
9、00，比较大因此用于皮带轮传动；Y132S-8 额定转速为 750，比较小因此用于涡轮蜗杆传动当选择 Y100L2-4 时总传动比 8.2015.64nw1i电 机总当选择 Y32S-6 时总传动比为： 09.415.68w2i电 机总齿轮传动比是 3 到 5；两级减速选择第二套方案比较合理。初步确定原动机为同步转速：1000r/min。型号为 Y132S-6，额定功率为p0=3kw，满载转速为 n0=960r/min，额定转矩为 2.0Nmm，最大转矩为 2.0 Nmm。4 确定总传动比及分配各级传动比4.1 传动装置的总传动比，由原始数据以及初步确定的原动机的转速可确定总传动比： 09.1
10、45.689iwmn总式中： 总传动比zi电动机的满载转速（r/min）mn4.2 分配传动比则双级斜齿圆柱齿轮减速器高速级的传动比为：机械课程设计628.409.13.3.11 mii低速级传动比为： 9.328.412iim5 传动装置运动和动力参数的计算减速器传动装置中各轴由高速轴到低速轴依次编号为电动机 0 轴、轴、轴。5.1 各轴的转速轴 0 与电动机相连因而转速与电动机转速相等轴 通过联轴器与周一相连转速与轴 0 相等即min/9601nrm轴：in/3.248.49612nri轴：min/17.6829.3423 ri轴：通过联轴器与轴四相连接 in/17.6834nr5.2 各
11、轴输入功率的计算轴一与轴 0 之间有联轴器机械课程设计7kwkpd 71.29.074.211 k58.8.1.3212wkp 4.29.07.58.233 3.8.4.2145.3 各轴的转矩 mNnpT 26.796074.259010 9.1.121 mNNnpT 85.103.458290522 m2.3417.68033 mNNnpT 01.5.295044各轴运动及动力参数表、轴号 转速 n/min 功率 P/kw 扭矩 T/N.m0 960 2.74 27.26 960 2.71 26.96 240 2.58 109.85 68.15 2.45 343.2 68.15 2.32
12、325.01表 5.3-16 传动件的设计及计算机械课程设计8选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数两级齿轮传动比分别为： ； 。28.41i 29.32i1） 、按图中所示的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。2） 、运输机为一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度（GB10095-88）.3） 、材料选择。由表 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。要求齿面粗糙度 Ra 3.26.3m。二者均为软齿面4） 、初选则法面面压力角 度，螺旋角 ；20。n 度14b选小齿轮 1 齿数：
13、 ，大齿轮 1 齿数： ，取整41z 72.1028.z为 103取小齿轮 2 齿数： 。大齿轮 2 齿数：23z取整为 7996.78.434iz6.1 第一对齿轮传动的设计计算 6.1.1 按齿面接触强度计算齿轮减速箱是壁式的因此最容易导致的破坏是齿面接触疲劳破坏按齿面接触强度设计进行计算，即： 3 211 )(2HEdtt zkTd2、确定公式内的各计算数值机械课程设计91 确定公式内各个计算数值1 试选载荷系数 。6.1tK2 小齿轮传递的扭矩 mNnpT 96.296071.2590223 由机械设计书图 1030 所示选取区域系数 （仅仅和螺旋角有关）43.ZH4 由图 10-26
14、 查得（215 页）， 78.019.026815 由教材表 107 选取齿宽系数 。 （205 页）1d6 由教材表 106 查得材料的弹性影响系数 。218.19MPaZE（201 页。仅与材料有关）7 由教材图 1021d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限（仅仅与硬度材料有关） ；大齿轮的接触疲劳强度极限MPaH601lim。aH52lim8 由教材公式 1013 计算应力循环次数911 1038.)10381(96060 hjLnN2 2.38.41 i9 由教材图 1019 取接触疲劳寿命系数 ; 。95.01HNK97.02HN取失效概率为 1%，对于解除疲劳强度计算，破坏为点蚀不会引起较大的后果。所以安全系数 ，由教材公式（ 1012）得： 1S机械课程设计10MPaaSlKimHNH 5706095.11 .37.2li2 5.12.530
