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1、1机械设计课程设计机械设计课程设计设计题目：设计题目： 带式输送机传动装置设计带式输送机传动装置设计 设设 计计 者：者： 张延朋张延朋 学学 号：号： 1315027013150270 专业班级：专业班级： 机械机械 13071307 班班 指导教师：指导教师： 余庆玲余庆玲 完成日期：完成日期： 20152015 年年 1212 月月 2828 日日 北京交通大学海滨学院北京交通大学海滨学院2机械设计课程设计机械设计课程设计设计计算说明书设计计算说明书设计题目：设计题目：带式输送机传动装置设计带式输送机传动装置设计设设 计计 者：者： 张延朋张延朋 学学 号：号： 131502701315
2、0270 专业班级：专业班级： 机械机械 13071307 班班 指导教师：指导教师： 余庆玲余庆玲 完成日期：完成日期： 20152015 年年 1212 月月 2828 日日 北京交通大学海滨学院北京交通大学海滨学院3目目 录录一 课程设计的任务3二 电动机的选择4三 传动装置的总传动比和分配各级传动比5四 传动装置的运动和动力参数的计算6五 传动零件的设计计算7六 轴的设计、校核17七 滚动轴承的选择和计算21八 键连接的选择和计算22九 联轴器的选择23十 润滑和密封的选择23十一 设计总结23十二 参考资料244一、一、 课程设计的任务课程设计的任务1 1设计目的设计目的课程设计是机
3、械设计课程重要的教学环节，是培养学生机械设计能力的技 术基础课。课程设计的主要目的是： (1)通过课程设计使学生综合运用机械设计课程及有关先修课程的知识，起 到巩固、深化、融会贯通及扩展有关机械设计方面知识的作用，树立正确的设 计思想。 (2)通过课程设计的实践，培养学生分析和解决工程实际问题的能力，使学 生掌握机械零件、机械传动装置或简单机械的一般设计方法和步骤。 (3)提高学生的有关设计能力，如计算能力、绘图能力以及计算机辅助设计 (CAD)能力等，使学生熟悉设计资料(手册、图册等)的使用，掌握经验估算等 机械设计的基本技能。 2 2设计题目：设计题目： 带式输送机传动装置设计。 带式输送
4、机已知条件：带式输送机已知条件：方案编号输送带工作拉力F(N)输送带工作速度V V(m/s)鼓轮直径 D(mm)022002.03203.3.设计任务设计任务1选择（由教师指定）一种方案，进行传动系统设计；2确定电动机的功率与转速，分配各级传动的传动比，并进行运动及动力参数计算；3进行传动零部件的强度计算，确定其主要参数；4对齿轮减速器进行结构设计，并绘制减速器装配图（草图和正式图各 1张)；5 校核中间轴的强度、轴承寿命、键强度；6 绘制中间轴及中间轴大齿轮零件工作图（注：当中间轴为齿轮轴时，可仅绘一张中间轴零件工作图即可）；7编写课程设计说明书。4传动装置部分简图传动装置部分简图5二、电动
5、机的选择电动机的选择1电动机类型的选择电动机类型的选择按已知工作要求和条件选用 Y 系列一般用途的全封闭自扇冷式笼型三相异步电动。2 确定电动机输出功率确定电动机输出功率 Pd电动机所需的输出功率 Pd=Pw/ 其中：Pw-工作机的输入功率-由电动机至工作机的传动总效率工作机的输入功率：总效率 =3轴承2齿轮2联轴器带 查表可得：带 =0.97， 轴承=0.99，5 8()0.0410001000WFVPKwKW齿轮=0.98， 联轴器=0.99，则 6 = 0.9930.9820.9920.97=0.886 电动机所需的功率：Pd = Pw/=4.4/ 0.886= 4.97 KW3 3确定
6、电动机转速确定电动机转速工作机转速 nw v=60 1000Dn min)/(1203202100060100060rDVnw确定电动机转速可选范围:双级圆柱圆锥齿轮传动比范围为 i减=815，则电动机转速可选范围为:nd=nw i总=(815) nw = ( 815)120 =9601800 r/min其中： i总= i减=815i减减速器传动比符合这一转速范围的同步转速有 1000、1500 、3000 r/min，根据容量和转速，由有关手册查出适用的电动机型号。 （建议：在考虑保证减速器传动比i减14 时，来确定电机同步转速） 。4.4.确定电动机型号确定电动机型号根据所需效率、转速，由
7、机械设计手册 或指导书 P173选定电动机： Y132s-4 型号（Y 系列）数据如下: 额定功率 P：5.5 kw (额定功率应大于计算功率)满载转速：nm =1440 r/min （nm电动机满载转速）同步转速：1500r/min电动机轴径: 38 mm7电动机轴长: 80 mm三、传动装置的总传动比和分配各级传动比传动装置的总传动比和分配各级传动比1 1传动装置的总传动比传动装置的总传动比i总= i减= nm/ nw =1440/120= 12nw工作机分配轴转速2分配各级传动比分配各级传动比减速器传动比分配原则：各级传动尺寸协调，承载能力接近，两个大齿轮直径接近以便润滑（浸油深度） 。
8、i减=i高*i低i高高速级传动比i低低速级传动比建议取： i高=0.25i减则： i减=i减 0.25i减 i高=34低i四、传动装置的运动和动力参数的计算四、传动装置的运动和动力参数的计算1 1计算各轴的转速计算各轴的转速轴（高速级小齿轮轴）：n=nm =1440 r/min轴（中间轴）：n= n/ i高= 1440/3=480 r/min轴（低速级大齿轮轴）：n=n/i低=480/4= 120 r/min轴（与轴通过联轴器相连的轴）: nW= n= 120 r/min2 2计算各轴的输入功率和输出功率计算各轴的输入功率和输出功率轴： P入=Pd联轴器带=5.50.99 =5.445 kwP
9、出= P入轴承=5.4450.99 =5.391 kw轴： P入= P出齿轮 =5.3910.98 =5.283 kwP出= P入轴承 =5.2930.99 =5.230 kw轴： P入= P出齿轮 =5.2300.98 =5.126 kwP出= P入轴承 =5.1260.99 =5.074 kw轴: 8P入= P出联轴器 =5.0740.99 =5.024 kwPW=P出=5.0240.97 =4.873 kw3.3.计算各轴的输入转矩和输出转矩计算各轴的输入转矩和输出转矩公式公式: : T=9.5510T=9.55106P/nP/n (N(Nmm)mm)轴： T入=9.55106P入/ n
10、=9.555.445/1440=3.61104(Nmm) 610T出=9.55106P出/ n=9.555.391/1440=3.58104(Nmm)610轴： T入=9.55106P入/ n=9.555.283/480=10.51104(Nmm) 610T出=9.55106P出/ n=9.555.230/480=10.41104(Nmm)610轴： T入=9.55106P入/ n=9.555.126/120=40.79104(Nmm) 610T出=9.55106P出/ n=9.555.074/120=40.38104(Nmm)610轴： T入=9.55106P入/ n=9.555.024/1
11、20=39.98104(Nmm) 610TW=T出=9.55106P出/ n=9.554.873/120=38.78104(Nmm)610将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表：功率 P（kw）转矩 T （Nmm）轴名输入输出输入输出转速 n（r/min）传动比 i电机轴5.5？144019轴5.4455.3913.611043.5810414403轴5.2835.23010.5110410.411044804轴5.1265.07440.7910440.38104120轴5.0244.87339.9810438.781041201五、传动零件的设计计算五、传动零件的设计计算1 1设计高速级
12、齿轮设计高速级齿轮1 1）选精度等级、材料及齿数）选精度等级、材料及齿数(1) 确定齿轮类型：两齿轮均取为渐开线标准直齿圆柱齿轮（或斜齿，如果选择斜齿，计算步骤参考书上例题 10-2） 。(2) 材料选择：小齿轮材料为 45 钢（调质） ，硬度为 240HBS，大齿轮材料为45 钢（正火） ，硬度为 200HBS，二者材料硬度差为 40HBS。(3) 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度。(4) 选小齿轮齿数（一般初选 20-25）Z124，大齿轮齿数 Z2i高Z1243=72，圆整取 Z2=73。 2 2）按齿面接触疲劳强度设计）按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式 1029
13、进行试算，即 213124()1 0.5HtHE t HRRK TZ Zd u 确定公式各计算数值(公式中 u= i高)(1) 试选载荷系数 1.3HtK(2) 小齿轮传递的转矩 T110T1=T出=9.555.391/1440=3.58(Nmm) 610410(3) 由表 107 选取齿宽系数0.3R(4) 由表 105 查得材料的弹性影响系数：ZE=189.8由图 1020 查得 区域系数=2.5HZ(5) 由图 1025d 查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPa600Hlim1由图 1021c 查得大齿轮的接触疲劳强度极MPa550Hlim2(6) 由式 10-15 计算应力循环次数106.22)1530082(11440606011hjLnN102.073106.22/12高iNN(7) 由图 1023 曲线 1 查得接触疲劳强度寿命系数0.95,0.9021HNHNKK(8) 计算接触疲劳强度许用应力取失效概率为 1%，安全系数为 S=1，由式 1014 得540MPa16000.90 SHlim1HN1 H1K523MPa15500.95 SHlim2HN2 H2K(9) 试算小齿轮分度圆直径，代
