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1、机械设计课程设计说明书目 录设计任务书1 一 拟定传动方案及说明3 二 电动机的选择 3 三 传动装置的总传动比及其分配 4 四 计算传动装置的运动和动力参数： 5五 带传动的设计计算 5六 齿轮的设计计算7 七 轴的设计计算10 八 键的选择与验算 15 九 轴承的选择与验算16十 联轴器的选择 16十一 箱体设计 16十二 齿轮和滚动轴承润滑与密封方式的选择16十三 设计参考资料目录17十四 结束语17十五 附录 18题目：皮带运输机的单级圆柱直齿圆柱齿轮减速器设计一、传动简 图二、原始数据：输送带工作拉力 F5 。8 kN，滚筒直径 D450mm，输送带速度 V1.6m/s。三、工作条件
2、：两班制，连续单向运转，有轻度冲击，环境温度 20C。四、使用年限：每年工作 350 天，使用期限 4 年五、输送带速度：允许误差5%。六、设计工作量1、减速器装配图 1 张（A 1） 。2、零件图 13 张（A 3） 。3、设计说明书 1 份。滚筒输送带电动机带传动一级圆柱齿轮减速器联轴器计算过程 计算结果一 拟定传动方案本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为一级直齿圆柱齿轮减速器。带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动
3、的结构尺寸。采用一级直齿圆柱齿轮减速器，特点是传动效率高，使用和维护简单，适用于轻载荷下低速运转长期工作，连续工作能力较强，成本较低廉，外观上横向尺寸较小，在空间有限制的场合该传动较为合理，缺点是两齿轮强度要求较高，两齿轮浸油深度相差较大，满足两齿轮浸油润滑较困难。二 选择电动机1 电动机类型及结构的选择因无特殊要求，故选用最常用的 Y 系列笼型三相异步交流电动机。其效率高、工作可靠、结构简单，维护方便、价格低、使用与不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。2 选择电动机容量选择电动机容量就是合理地选择电动机的额定功率，主要考虑电动机的发热、过载能力和启动能力三方面的因素，但一般情况下
4、主要由运行发热条件而定。电动机的确定步骤为：1)工作机所需功率因已知带式输送机驱动卷筒的圆周力（即卷筒牵引）F（N）和输送带速度 v（m/s） ，则卷筒轴所需要的功率：5801.69.281WFvPkkW2)电动机输出功率 D考虑传动装置的功率损耗，电动机输出功率为：WDP其中 1234而 、 、 、 分别为电动机带传动、圆柱齿轮、轴承、输送带传动的传动效率，如传动简图所示，初选联轴器为弹性柱销联轴器，滚动轴承为滚子轴承，传动齿轮为闭式软齿面圆柱齿轮，因其速度不高，选用 7 级精度(GB10095-88)，则机械传动和摩擦副的效率分别如下：（由参考书目1查得）， ， ， ，10.962.930
5、.4.98将数据代入式上式得：9.28WPk 12349.2810.50eddPkWkW3)确定电动机的额定功率 ，应使得 等于或稍大于 .这里 =ededPdPed1k3 选择电动机的转速为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。因为由参考书目1中表 2-1 查得 v 带传动常用传动比范围 4，单级圆柱齿轮12i传动比范围 6，则电动机转速可选范围为：23i12dWni其中 由式 计算得 .W/60Dvms57.9/minWnr则由上式的得 =407.41629.6 .dir可见同步转速为 750 、1000 、1500 的电动机均符合。这里初/ir/ir选同步转速分别为 1000
6、 和 1500 的两种电动机进行比较，如下表：nin表一电动机转速 传动装置的传动比方案电 动 机型号额定功率（）kW同步 满载电动机质量（kg）总传动 V 带传动单级减速器1 Y10OL2-43 1500 1420 38 1614 3 5.382 Y132S-6 3 1000 960 63 10.91 2.7 4.044 确定电机的型号由于表一中数据可知两个方案均可行，但方案 2 的传动比较小些，传动装置结构尺寸较小，因此可采用方案 2，选定电动机型号为 Y132S-6.三 传动装置的总传动比及其分配1） 传动装置总传动比：96014.7.mWni2）分配各级传动比：取 v 带传动的传动比
7、，则单级齿轮圆柱齿轮减速器的传动比为：2.3i214615.i值符合一般圆柱齿轮传动和单级圆柱齿轮减速器传动比常用范 围。 2i1edPkW.57.9/minWnr4i1.2i6.15四 计算传动装置的运动和动力参数：1） 各轴计算电动机为 0 轴，减速器高速轴为 1 轴，低速轴和滚筒轴为 2 轴，各轴转速为 ： 2） 各 轴输入功率按电动机额定功率 计算各轴得输入功率，即edP01edkW10.96.5k23710.4PkW3） 各轴转矩00959.3Nm6Tn11.5241.7P220.95069.N8Tn轴名 参数 电机轴 I 轴 II 轴 滚筒轴转速n(r/min) 960 417 5
8、8 58功率 P(kW) 11 10.56 10.14 9.94转矩T(Nm) 109.43 241.9 1669.6 1636.6传动比 i 2.3 6.15 2.3效率 0.96 0.99x0.97 0.98五 带传动的设计计算0n96/minr13528/ir0P1kW.5624k0T19.3Nm246.01296/min35.78/in6.nrinr已知带传动选用系列异步电动机，其额定功率 =1kW，主动轮转速edP，从动轮的转速 ， 。单班制工作。有轻度冲击。096/minnr1356/minnr2.3因为无特殊要求，我们选用最常用的普通 v 带。要确定的数据是：带的型号，带轮的直径
9、，带的长度，带的传动中心矩，带的根数，作用在轴上的载荷，带轮的结构。计算及简要分析如下： 1） 选择 v 带的型号利用公式： dAPK式中： 传递的名义功率。计算功率，为工作情况系数，A由参考书目2122 页表 7-5 查得， =1.1， = 数故得计算功率为：APed1.2.1dAPKkW由 的值和 的值并查参考书目 2122 页图 7-17 得选用 B 型 v 带较 为 0n适宜。考虑代数应过低，否则带的根数增多， ，对传动不利。因此确定小带轮直径14D2）确定带轮直径 、 ：12D设计时应满足 ： 12n通常取： ， 0.计算得： ， 圆成标准值124,3D1240,35D3）验算带速
10、：v11119607.60nmssms4) 确定带的基准长度：由经验公式 12012.7DaD初定中心距为 0.885按参考书目2118 页式（7-12）计算 v 带长度：dP12.kW1240,35D240dLm 21012022438538469DLaam由参考书目2116 页表 7-3 选择 v 带长度 0dL5）确定中心矩 ：a0240386857096）验算小轮包角 100 0021 3514857.87.3162.9Da7）计算 v 带根数：由表 7-8 查得 ，由表 7-9 查得 ，由02.PkW95K表 7-3 查得 ，由表 7-10 查得 则 v 带的根数 .03LK1取0
11、.4.322.7095.0daLPz 5z六 齿轮的设计计算1)选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数， A 选用直齿圆柱渐开线齿轮，有利于保障传动的平稳性；B 减速器为一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度（GB1009588） ； C 材料选择。考虑减速器外观尺寸不宜过大，大小齿轮都选用 40Cr，小齿轮表面淬火 4050HRC，大齿轮调质处理，硬度 300HBS。2）确定需用应力许用接触应力：由参考书目2170 页式（8-39）limHbLKS对应于循环基数 的齿面接触极限应力其值决定于齿轮材limHb0N料, 热处理条件，见参考书目2171 页表（8-10）安全系数。S寿命系数HLK由
12、表（8-10）查得a709m1062.75z 22lim170/836/HbRCNmli2699BS故应按接触极限应力较低的计算，即只需计算求出 。2H对于调质处理的齿轮 。1.H由于载荷稳定，故按式（8-41）由齿轮的应力循环次数 HN260HNnt其中 ， 。1295/mi.ri8301240th.7602401H循环基数 由参考资料2 中图 8-41 中查得，当 HBS 为 300 时，N因 ，所以70.51.H0HNHLK22269/68/.m许用弯曲应力 由式（8-46）知liFbHLFcS齿根弯曲极限应力。limFb安全系数通常取 1.72.2S齿轮双面受载时的影响系数。FLK寿命系数c由表（8-11）知 2lim160/FbN22li2.8.3/540/HBSmN取 ，单向传动取 ，因 ，所以 。得FSFcKFV1FLK2lim1836/HbN2li29/bHN72102608/HNm22160/30/FNm25473）计算齿轮的工作转矩1119090094276PTNmn4）根据接触强度，求小齿轮分度圆直径由式（8-38）知112dHKu初步计算时，取 ， ， （表 8-9） ， ， （图 8-3284/dNm1d1.05K38） 312097
