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1、机械设计课程设计机械设计课程设计 计算说明书计算说明书设计题目设计题目带 式 输 送 机 传 动 装 置机械设计制造及其自动化专业专业09 机制本（二）班班设计者设计者指导老师指导老师2011 年 12 月 11 日井冈山大学机械设计课程设计1目目录录一、设计任务.2二、传动方案的确定及简要说明.3三、电动机的选择，传动系统的运动和动力参数计算.3四、传动零件的计算.5五、轴的设计计算.14六、键连接的选择和计算.22七、滚动轴承的选择和计算.24八、联轴器的选择.26九、箱体的设计.27十、轮滑和密封设计.31十一、设计小结.33十二、参考资料.34机械设计课程设计2计算项目及内容主要结果一
2、：设计任务一：设计任务题目：设计一带式输送机传送装置题目：设计一带式输送机传送装置1 1、传动简图、传动简图DVF2 2、带式输送机的设计参数及工作情况、带式输送机的设计参数及工作情况输送带的牵引力 F/kN输送带的速度V/(m/s)输送带滚筒的直径D/mm输送机的传动效率输送机转速允许误差 %2.41.64800.965确 定 传 动确 定 传 动 简图简图机械设计课程设计3工作条件:连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期 10年（每年 300 个工作日） ，小批量生产，两班制工作3 3、设计内容、设计内容 1）电动机的选择，传动比的分配，传动参数的计算： 2）齿轮传动设计计算： 3）轴的设
3、计计算： 4）滚动轴承的选择： 5)键和联轴器的的选择与校核： 6）装配图及零件图的绘制; 7)课程设计计算说明书的编写。二、传动方案的确定及简要说明二、传动方案的确定及简要说明选择传动机构类型为：二级圆柱齿轮减速器。所以只需要对本传动机构进行 分析计算。二级圆柱齿轮减速器的特点是：减速器横向尺寸较小，两大齿轮浸油深度可以大致相同。结构较复杂，轴向尺寸大，中间轴承受载荷大、刚度差，中间轴承润滑较困难。工作可靠，寿命长，传动比稳定。三、电动机的选择，传动系统的运动和动力参数的计算三、电动机的选择，传动系统的运动和动力参数的计算1 1、电动机的选择、电动机的选择三相异步电动机的结构简单、价格低廉、
4、维护方便，可直接接于三相交流电网中，因此在工业上应用最为广泛，设计是优先考虑。Y 系列电动机是一般用途的全封闭自扇冷式三相异步电动机，具有效率高、性能好、噪音低、振动小等优点，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机械上。所以选用封闭式 Y 系列电动机。2 2、功率的确定、功率的确定1）工作机所需功率Pw（kw）PWFWVW/(1000w)2.41031.6/10000.964式中 FW 为工作机的阻力， N； VW 为工作机的线速度， m/s； w 为工作机效率， 带式输送机可取w0.96. 2）电动机至工作机的总效率 齿轮2 轴承3 联轴器20.9820.9930.9920.91
5、选择圆柱齿轮传动 7 级精度，滚动轴承。 3）电动机所需功率 Pd（kw） Pdpw/4/0.914.4 4)电动机型号的确定kwPw491. 0kwPd4 . 4机械设计课程设计4初选电动机为同步转速 1500r/min 的电动机。由表 177 查处电动机型为为 Y132S4，其额定功率为 5.5kW，满载转速 1440r/min,基本符合题目所需的要求。3 3、传动比的分配、传动比的分配1）计算总传动比：电动机选定后，根据电动机的满载转速mn和工作机主动轴转速wn可确定传动装置应有的总传动比i： nwvw601000(D)1.6601000（480）63.7r/min总传动比 iinmnw
6、144063.722.6计算得到总传动比为 22.6 2）合理分配各级的传动比： 为了使两个大齿轮具有相近的浸油深度， 应该使两级的大齿轮具有相近的直径。 设高速 级传动比为 i1，低速级传动比为 i2，减速器的总传动比为 i，对于二级展开式圆柱齿轮减速 器，传动比按照以下分配：11.3ii62.223 . 15.43取 i15.4， i24.1， 计算得 i22.14此时速度偏差为6 .22 14.226 .222.1%5符合题意3）各轴转速、输入功率、输入力矩、传动比、效率：项目电动机轴高速轴中间轴低速轴滚筒轴转速（r/min)14401440266.765.0465.04功率（kw）5.
7、55.4455.2295.024.87转矩（Nm）26.526.3137.50535.93525.22传动比115.44.11效率10.990.970.970.98电 动 机 型电 动 机 型 号号 Y132S-4Y132S-46 .22i4 . 51i1 . 42i机械设计课程设计5四、四、传动零件的计算：传动零件的计算：直齿圆柱齿轮具有不产生轴向力的优点，但传动平稳性较差，在减速器中圆周速度不大的情况下采用直齿轮。轴高速传动啮合的两直齿轮（传动比轴高速传动啮合的两直齿轮（传动比 5.45.4）1 1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）按照结构简图所示
8、的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。2）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度（CB 10095-88） 。3）材料选择。由表 10-1 选择小齿轮材料为 40Gr（调质） ，硬度为 280 HBS,大齿轮材料为 45 钢（调质） ，硬度为 240 HBS，二者材料硬度相差为 40 HBS。4） 初选小齿轮齿数为 Z124， 大齿轮齿数 Z25.424129.6， 取 Z2130 。2 2、按齿面接触强度设计、按齿面接触强度设计由设计计算公式（10-9a）进行式算，即d1t3212.32 HEdtZ uuTK （1）确定公式内的各计算数值1）试选载荷系数 Kt1.3 。2）小齿轮传递
9、的转矩 T12.63104mmN 3）由表 10-7 选取齿宽系数1d 。4）由表 10-6 查得材料的弹性影响系数MPa21 8 .189ZE。5 ） 由 图 10 21d 按 齿 面 硬 度 查 得 小 齿 轮 的 接 触 疲 劳 强 度 极 限a6001limMPH；大齿轮的接触疲劳强度极限a5502limMPH。6）由公式 1013 计算应力循环次数。N160n1jLh6014401（2830010）4.147109N24 . 5 147. 41097.681087）由图 10-19 取接触疲劳寿命系数 KHN10.89 ，KHN20.93 。8）计算接触疲劳应力。机械设计课程设计6取
10、失效概率为 1%，安全系数 S1 ，由式 10-12 得a53460089. 01lim11MPSK HHNa5 .51155093. 02lim22MPSK HHN（2）计算1）试计算小齿轮分度圆直径d1t，代入H中取较小的值。324321t5 .511 8 .18910d4 . 5 4 . 6163. 23 . 132. 212.32 HEdtZ uuTKmm41.14 mm2）计算圆速度。m/s10. 3s/m100060144014.41 60nd1t 13）计算齿宽b。14.41mm14.411dt 1dbmm4）计算齿宽与齿高之比hb。模数mmmmt t714. 12414.411
11、1齿高856. 3714. 125. 225. 2mth67.10856. 314.41hb5）计算载荷系数。根据 v=3.10m/s,7 级精度，由图 108 查得动载系数1.1VK 0；对于直齿轮，1KKFH；机械设计课程设计7由表 10-2 查得使用系数 KA=1；由表 10-4 插值法查的 7 级精度、小齿轮相对支撑非对称布置时，417. 1KH；由67.10856. 314.41hb，417. 1KH查图 10-13 得33. 1KF；故载荷系数559. 1KKKKHHVAK6)按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式 10-13a 得mmmmK Kdd tt706.433 . 1
12、 559. 114.4133117）计算模数m 。mmmm82. 124706.43113 3、按齿根弯曲强度设计、按齿根弯曲强度设计由式 10-5 得弯曲强度计算公式为32112 FSaFadYY ZTKm（1）确定公式内的各计算数值1）由图 10-20c 查得小齿轮弯曲强度极限MPaFE5201，大齿轮弯曲强度极限MPaFE3802；2）由图 10-18 取弯曲疲劳寿命系数87. 01KFN，91. 02KFN；3）计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 ，由式 10-12 得a14.3234 . 1 52087. 0111MPSK FFEFNa2474 . 1 38091.
13、 0222MPSK FFEFN4）计算载荷系数K K。机械设计课程设计846. 133. 111 . 11KKKKFFVAK5）查取齿形系数。由表 10-5 查得65. 21YFa；164. 22YFa。6）查取应力校正系数。由表 10-5 查得58. 11YSa；814. 12YSa。7）计算大、小齿轮的FSaFaYY并加以比较。012957. 014.32358. 165. 2111FYYSaFa015893. 0247814. 1164. 2222FYYSaFa大齿轮的数值大。（2）设计计算28. 1015893. 0 163. 246. 1212324 321 2410 FSaFadYY ZTKm由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 大于齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数 m 的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳的强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关， 可取由弯曲强度算得的模数 1.28 优先采用第一系列并就近圆整为标准值 m=1.5mm，按接触疲劳强度算的的分度圆直径的mmd706.43，算出小齿轮齿数295 . 1 706.431 1mdZ大齿轮齿数6 .156294 . 52
