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1、1课程设计课程名称： 机械设计课程设计 学 院：机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 姓 名： 学 号： 年 级： 任课教师： 2010 年 7 月 15 日2课 程 设 计 任 务 书设计题目 带式输送机传动装置的设计学生姓名 所在院系 机械工程系 专业、年级、 班设计要求：运输机工作平稳，单向运转，单班工作，使用期限 8 年，大修期 3 年。允许输送带速度误差为。运输带拉力 F= 3kN；输送带速度 V=1.0m/s ；滚筒直径 D=250mm 。学生应完成的工作：1编写设计计算说明书一份。2减速器部件装配图一张(A1)；3绘制高速轴零件图一张。参考文献阅读：1.机械设计课程设计
2、指导书2.机械设计图册3.机械设计手册4.机械设计工作计划：1. 设计准备工作 2. 总体设计及传动件的设计计算3. 装配草图及装配图的绘制4. 零件图的绘制5. 编写设计说明书任务下达日期： 2010 年 7 月 5 日 任务完成日期： 2010 年 7 月 15 日3带式输送机传动装置的设计摘 要：齿轮传动是应用极为广泛和特别重要的一种机械传动形式，它可以用来在空间的任意轴之间传递运动和动力，目前齿轮传动装置正逐步向小型化，高速化，低噪声，高可靠性和硬齿面技术方向发展，齿轮传动具有传动平稳可靠，传动效率高（一般可以达到 94%以上，精度较高的圆柱齿轮副可以达到 99%） ，传递功率范围广（
3、可以从仪表中齿轮微小功率的传动到大型动力机械几万千瓦功率的传动）速度范围广（齿轮的圆周速度可以从 0.1m/s 到 200m/s 或更高，转速可以从 1r/min 到 20000r/min 或更高） ，结构紧凑，维护方便等优点。因此，它在各种机械设备和仪器仪表中被广泛使用。本文设计的就是一种典型的一级圆柱直齿轮减速器的传动装置。其中小齿轮材料为 40Cr（调质） ，硬度约为 280HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质） ，硬度约为240HBS，齿轮精度等级为 8 级。轴、轴承、键均选用钢质材料。关键词：减速器、齿轮、轴、轴承、键、联轴器4目 录机械设计课程设计计算说明书1.一、课 程 设 计
4、任 务 书1二、摘要和关键词22.一、传动方案拟定3各部件选择、设计计算、校核二、电动机选择3三、计算总传动比及分配各级的传动比5四、运动参数及动力参数计算6五、传动零件的设计计算7六、轴的设计计算10七、滚动轴承的选择及校核计算14八、键联接的选择15九、箱体设计15十、润滑与密封16十一、设计小结16计算过程及计算说明一、 传动方案拟定5（1） 工作条件：运输机工作平稳，单向运转，单班工作，使用期限 8年，大修期 3 年。允许输送带速度误差为。（2）原始数据：运输带拉力 F= 3000N；输送带速度 V=1.0m/s ；滚筒直径 D=250mm 。二、电动机选择1、电动机类型的选择： Y
5、系列三相异步电动机2、电动机功率选择：（1）传动装置的总功率： 总 = 带 2 轴承 齿轮 联轴器 滚筒=0.940.9920.980.990.97=0.87(2)电机所需的工作功率：Pd=FV/（1000 总 ）=30001.0/（10000.87）=3.45KW3、确定电动机转速：计算滚筒工作转速：n 筒 =601000V/D=6010001.0/（250）=76.3r/min按手册推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围Ic=37。取 V 带传动比 Iv=24，则总传动比理时范围为 I 总 =628。故电动机转速的可选范围为 nd=I 总 n 筒nd=（628）76.3=
6、458.42139.2r/min符合这一范围的推荐同步转速有 1000 r/min。 、和 1500r/min。 总 =0.87P 工作 =3.45KWn 滚筒=76.3r/min6表 2.1 查出有三种适用的电动机型号、如下表额定功率满载转速 电动机轴伸出端 电动机轴伸出端 电动机外形尺寸电动机型号/kW r/min 直径/mm 安装长度/mm 长宽高/mmY112M-4 4 1440 28j6 60 400245265Y132M1-6 4 960 38k6 80 5152803154、确定电动机型号根据以上表选用的电动机类型，综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比
7、，比较两种方案可知：电动机 Y132M1-6因电动机转速低，传动装置尺寸较大，价格较高。电动机 Y112M-4 适中。故选择电动机型号 Y112M-4。其主要性能：额定功率：4KW，满载转速 1440r/min，三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i 总 =n 电动 /n 筒 =1440/76.3=18.852、分配各级伟动比（1） 据指导书 P7 表 1，取齿轮 i 带 =3（V 带传动比I1=24 合理）（2） i 总 =i 齿轮 i 带i 齿轮 =i 总 /i 带 =18.85/3=6.29四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速（r/min）n 电机=1440r/minn
8、I= n 电机/i 带 =1440/3=480(r/min)nII=nI/i 齿轮 =417.39/6.29=76.3(r/min)电动机型号Y112M-4i 总 =18.85据手册得i 齿轮 =6.29i 带 =3n 电机=1440r/minnI=480r/minnII=76.3r/minPI=3.243KWPII=3.146KWTd=22.88N.mTI=64.52N.mTII=393.77N.m 72、 计算各轴的功率（KW）PI=Pd 带 =3.450.94=3.243KWPII= PI 轴承 齿轮 联轴器=3.2430.990.980.99=3.146KW3、 计算各轴扭矩（Nmm）
9、Td=9550Pd / n 电机=95503.45/1440=22.88N.mTI= 9550PI/ nI=95503.243/480=64.52NmTII= 9550PII/ nII=95503.146/76.3=393.77N.m五、传动零件的设计计算1.确定计算功率 PC由课本表 8-7 得：k A=1.1Pca=KAPd=1.13.45=3.795KW2.选择 V 带的带型根据 Pca、n 电机 由课本图 8-10 得：选用 A 型3. 确定带轮的基准直径 dd并验算带速 v。1）初选小带轮的基准直径 dd1由课本表 8-6 和表 8-8，取小带轮的基准直径 dd1=90mm。2）验算
10、带速 v。按课本式（8-13）验算带的速度v=d d1n 电机 /（601000）=901440/（601000）=6.68m/s在 5-30m/s 范围内，带速合适。3）计算大齿轮的基准直径。根据课本式（8-15a） ，计算大带轮的基准直径 dd2dd2=i 带 dd1(1-)=390（1-0.02）=264.6mm由课本表 8-8，圆整为 dd2=280mm4.确定带长和中心矩1）根据课本式（8-20） ，初定中心距 a0=500mm2）由课本式（8-22）计算带所需的基准长度Ld02a 0+(d d1+dd2) /2+(dd2-dd1) 2/（4a 0）=2500+3.14（90+280
11、）/2+（280-90） 2/（4500）1598.95mm带速 V=6.68m/sdd1=90mmdd2=280mmLd=1600mm取 a0=500Z=4(F0)min =121.32N8由课本表 8-2 选带的基准长度 Ld=1600mm按课本式（8-23）实际中心距 a。aa 0+（L d- Ld0）/2=500+（1600-1598.95）/2=501mm5.验算小带轮上的包角 1 1=1800-（d d2-dd1）57.3 0/a=1800-（280-90）57.3 0/501=158.30900（适用）6. 确定带的根数 z1）计算单根 V 带的额定功率 pr。由 dd1=90m
12、m 和 n 电机 =1440r/min 根据课本表 8-4a 得P0=1.064KW根据 n 电机 =1440r/min，i 带 =3 和 A 型带，查课本表（8-4b）得P0=0.17KW根据课本表 8-5 得 Ka=0.925根据课本表 8-2 得 KL=0.99 ，于是Pr=（P 0+P 0）K aKL=（1.064+0.17）0.9450.99=1.154kw2)计算 V 带的根数 z。z=PCa/Pr=3.795/1.154=3.29 圆整为 4 根7.计算单根 V 带的初压力的最小值(F 0)min由课本表 8-3 得 A 型带的单位长度质量 q=0.1kg/m，所以：(F0)mi
13、n =500（2.5- K a）P Ca /Kazv +qV2=500（2.5-0.945）3.795/（0.94546.68）+0.16.68 2N=121.32N应使带的实际初拉力 F0(F0)min。8.计算压轴力 Fp压轴力的最小值为（F p） min=2z（F 0） min sin（ 1/2）=24121.32sin（158.3/2）=953.21N综上可知带传动的设计参数如下：选用 A 型 V 带传动比 i 带 =3带数 Z=4V 带额定功率 Pr=1.154KW带速：v=6.68m/s基准直径：d d1=90mm，d d2=280mm2、齿轮传动的设计计算1 选定齿轮材料及精度等
14、级及齿数（F p） min =953.21Ni 齿 =6.29Z1=24Z2=151T1=137041Nmm HlimZ1=600Mpa HlimZ2=550MpaN1=5.53108N2=0.88108KHN1=0.93KHN2=0.9891）机器为一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度（GB 10095-88） 。2）材料选择。由表课本表 10-1 选择小齿轮材料为 40Cr（调制） ，硬度为 280HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质）硬度为 240HBS。3）选小齿轮齿数 z1=24，大齿轮齿数 z2=246.29=150.96，取151。2 按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式（10-9a）d12.32(KT 1(u+1)ZE2/ du H2)1/3(1)确定公式内的各计算数值1）试选载荷系数 Kt=1.32）计算小齿轮传递的转矩T1=9.55105PI/nI=95.51053.243/480=64520Nmm3)由课本表 10-7 选取齿款系数 d=14)由课本表 10-6 查得材料的弹性影响系数 ZE=189.8MPa1/25)由课本图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 Hlim 1=600MPa；打齿轮的接触疲劳强度极限 Hlim 2
