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1、邵 阳 学 院机械设计课程设计课 题 名 称 带式输送机传动装置 学 生 姓 名 学 号 0540718066 系 、 专 业 机械设计制造及其自动化 指 导 教 师 职 称 2007 年 12 月 30 日1前 言机械设计课程设计是培养学生具有设计能力的技术基础课。机械设计课程设计则是机械设计课程重要的实践性教学环节。通过课程设计实践，可以树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械设计课程和有其他先修课程的理论与生产实际知识去分析及解决机械设问题的能力。 机械设计工作，可以分为计算和结构设计两部分，它们是紧密相关、互相联系的。机械设计完成的图纸表示的是机械的结构，按图纸加工出的机器，
2、应具有使用者要求的性能。所以，机械设计和加工者直接接触的是机械的结构。为了使机械结构具有要求的性能、工作可靠、经济实用，在很多情况下要进行计算。计算做为结构设计的依据，而计算数据必须以机械结构为对象，如强度计算必须知道机械的有关结构尺寸，运动学计算必须知道机械的机构方案，计算结果对这些部分有重要的指导作用。因此，在机械设计中结构设计和计算常是互相交叉、反复进行的。2目 录 第 1 章 设计任务书 3第 2 章 电动机的选择 4第 3 章 传动装置的运动和动力参数 5第 4 章 皮带轮传动的设计计算 7第 5 章 齿轮传动的设计计算 9第 6 章 轴的设计计算 13第 7 章 滚动轴承的选择与校
3、核 22第 8 章 键的选择与校核 24第 9 章 箱体的设计 25第 10 章 润滑和密封的设计 27第 11 章 设计总结 28第 12 章 参考文献 293第 1 章 设计任务书1.1 设计带式输送机的传动装置 原始数据：输送带工作拉力：F=2300 F/N；输送带工作速度：v=1.5m/s；滚筒直径：D=400mm ；每日工作时数：T=24h；传动工作年限：a=5；注：传动不可逆转，载荷平稳，起动载荷为名义载荷的 1.25 倍，输送带速度允许误差为 5%。设计工作量：1设计说明书 1 份；2.减速器装配图 1 张（A0 或 A1） ；3零件工作图 13 张。4第 2 章 电动机的选择2
4、.1 电动机的选择2.1.1 选择电动机的类型。按工作要求和工作条件选用 Y 系列三相异步电动机。2.1.2 选择电动机的容量：标准电动机的容量由额定功率表示。所选电动机的额定功率应该等于或稍大于工作要求的功率。容量小于工作要求，则不能保证工作机的正常工作，或使电动机长期过载、发热大而过早损坏；容量过大，则增加成本，并且由于效率和功率因数低而造成电能浪费。2.1.2.1 工作机的有效功率为： 3.452301./1w kwFvNmsP2.1.2.2 电动机到工作机输送带间的总效率为： = 1233451、 2、 3、 4、 5 分别为带、轴承、齿轮、联轴器、滚筒的传动效率。查表得 1=0.96
5、 ， 2=0.98 ， 3=0.97， 4=0.99， 5=0.96。所以 =0.960.9830.970.990.96=0.852.1.2.3 电动机所需工作功率为：.45.068wdpPkw2.1.2.4 确定电动机的转速取齿轮传动一级减速器传动比的范围 i1=36。取 V 带传动比 i2=24。则总的传动比 i= i1i 2=624。5工作机卷筒的转速为： 60101.57.6/min72/i4wvnrrd电动机转速的可选范围为： 2(43178)/mindwir符合这一范围的同步转速有 720r/min，1000r/min 和 1500r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸，质量及
6、价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为 1000r/min 的电动机。根据电动机的类型，容量，转速，由课程设计指导书表 14.1 选定电动机型号为 Y132M-6，其主要性能如下：电动机型号 额定功率/kw满载转速/(r/min)起动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩Y132-6 5.5 960 2.0 2.0第 3 章 传动装置的运动和动力参数3.1 计算传动装置的总传动比 i 并分配传动比。3.1.1 总传动比 i 为： 96013.72mwn3.1.2 分配传动比：因为当传动装置由普通 V 带传动和齿轮减速器组成时，带的传动比不宜过大，否则会使大带轮的外圆半径大于齿轮减速器的
7、中心高，造成尺寸不协调或安装不方便。初选齿轮的传动比为 i1=5。则 V 带的传动比为： 213.2.65i3.2 计算传动装置各轴的运动和动力参数63.2.1 各轴的转速。轴： 1960/minmnr轴： 23./i36.1/min. ri 轴： 32/ir轴： 4160.7.2/i7/i5nri滚筒轴： 4/minwr3.2.2 各轴的输入功率：12134234.06.9.8763.90.1.05dPkkw卷 =3.2.3 各轴的输入转矩为：电动机输出转矩为：6644.9.5109.510.01ddmPT Nmn轴： 14.dN轴： 226653.9.01轴： 325.01T轴： 6654
8、.7499.4.92PNmn滚筒轴： 4245 5.10.84.710卷将上述计算结果汇总于下表，以备查用：7第 4 章 皮带轮传动的设计计算4.1 由任务书知选择普通 V 带进行传动由课本表 5-8 查得 V 传动的工作情况系数 KA 为：KA=1.18+0.2=1.38PC= KA P=1.385.5=7.59kw由 PC=7.59kw，n m=960r/min.和课本图 5-10 得：应选用 A 型 V 带。4.2 确定带轮基准直径。由课本表 5-10 知 A 型 V 带的最小直径为 75mm，则初选 dd1=100mm。轴名 功率 P/kw 转矩 T/(Nmm) 转速 n/(r/min
9、) 传动比 i电动机 4.06 4.04104 960 1轴 4.06 4.04104 9602.666轴 3.90 1.03105 360.11轴 3 .90 1.03105 360.15轴 3.71 4.92105 72滚筒轴 3.53 4.77105 72 184.3 验算带速。 19605.3/60mdnvmsv 在 5-25m/s 之间，满足带速要求。4.4 计算从动带轮的基准直径。221.()(0)2.6102.68ddii m取按带轮基准直径系列取 dd2 =265mm，则实际传动比为：2 5.7()(.)di传动比误差相对值为： 22 .61.28%iV因为 1.28%1200
10、,所以满足要求。4.7 确定 V 带的根数：00()clPzk由课本表 5-6 得：P 0=0.95由课本表 5-9 得：P 0=0.11由课本表 5-11 得：k=0.0.96由课本表 5-12 得：k l=1.017.597.3(0.1)06.1z取 z=8 根。4.8 计算带的张紧力和压轴力。单根带的张紧力为：0 2.5(1)cPFqvvzk由课本表 5-2 得 q=0.10kg/m0 27.9.()0.1(53)53861.4N带轮的压轴力为： 10 02sin25.43sin82.43.28Fz N第 5 章 齿轮传动的设计计算105.1 选择材料，热处理，齿轮精度等级和齿数。由工作
11、条件及课本表 6-5，表 6-6。选择小齿轮的材料为 40Cr 调质处理，硬度241286HBS， B=686MPa， S=490MPa；大齿轮的材料为 45 钢，调质处理，硬度 197255HBS， B=608MPa， S=314MPa；由课本，表 6-3 和表 6-4 选 7 级精度。取小齿轮齿数 z1=20，则大齿轮齿数为：z2=i1z1=520=100实际从动轴的速度为： 036.720n转速相对误差为|72.0|.3%5n合格。5.2 按齿面接触疲劳强度设计。 11 234.62EHdKTuZ转矩 T1=1.03105 Nmm由课本表 6-10，软齿面齿轮，对称安装，查得齿宽系数 d
12、=0.81.4，取d=1.0 。由表 6-7 查得使用系数 KA =1.00。由图 6-8，按齿轮在两轴承中间对称布置，取 K =1.07。由表 6-8，按齿面未硬化，直齿轮，7 级精度。 /10/,1.0.5.23AtAVFNM初步确定节点区域系数 ZH=2.5，重合度 Z =0.9,由表 6-9 确定弹性系数 ZE=1齿面接触许用应力为： limNWHS11由图 6-22，查取齿轮材料疲劳极限应力： Hlin1=780MPa, Hlim2=550MPa.小齿轮应力循环次数N1=60n1rtn=60360.11243655=9.46齿轮应力循环次数N2=60n2rtn=6072.021243
13、655=1.89108由表 6-11 求得接触疲劳强度计算的寿命系数 ZN1112990.570.578. .()()13.46.NZ由图 6-23 查取工作硬化系数 ZW=1.15。由表 6-12 查取安全系数 SH=1；lim111780.31.589.7HN MPaSli221 111 2535.6.0.0.509462678.5.84.HNWtdtzumbm取小齿轮宽度 b1=55mm,大齿轮的宽度 b2=50mm；14.2.30tz取 m=2.5mm 强度足够。齿轮分度圆直径：d1=mz1=2.520=50mm；d 2=mz2=2.5100=250；按计算结果校核前面的假设是否正确：
14、12齿轮节圆速度： 1115036.194/60.942./30412.7./0/Adnv mszsTNdKFt mb由 图 查 得 Kv=.1=原假设合理。K=1.0 ，由： 12521.05.702368.4.3012.1.5937AVHEHKTuZbdMPaa齿轮接触疲劳强度安全。5.3 按齿根弯曲疲劳强度校核。计算公式按课本（6-11） 12FFaSFKTYbdm由图 6-18 查得，小齿轮齿形系数 YFa1=2.9 大齿轮齿形系数 YFa2=2.22。由图 6-19 查得，小齿轮应力修正系数 YSa1=1.56，大齿轮应力修正系数 YSa2=1.8。由图6-12 查得 a1/z1=0.038， a2/z2=0.0085。代入 z1
