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1、机械设计课程设计机械设计课程设计姓名： 班级： 学号： 指导教师： 成 绩： 1 / 44日期：2011 年 6 月 目 录1. 设计目的22. 设计方案33. 电机选择54. 装置运动动力参数计算75.带传动设计 96.齿轮设计187.轴类零件设计288.轴承的寿命计算319.键连接的校核3210.润滑及密封类型选择 3311.减速器附件设计 33 12.心得体会 3413.参考文献 352 / 441. 设计目的机械设计课程是培养学生具有机械设计能力的技术基础课。课程设计则是机械设计课程的实践性教学环节，同时也是高等工科院校大多数专业学生第一次全面的设计能力训练，其目的是：（1）通过课程设
2、计实践，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其他先修课程的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。 （2）学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。（3）通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力，确定尺寸和掌握机械零件，以较全面的考虑制造工艺，使用和维护要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方法。（4）学习进行机械设计基础技能的训练，例如：计算，绘图，查阅设计资料和手册，运用标准和规范等。2. 设计方案及要求据所给题目：设计一带式输送机的传动装置（两级展开式圆柱直齿轮减速器）方案图如下：3
3、 / 44技术与条件说明：1）传动装置的使用寿命预定为 8 年每年按 350 天计算， 每天16 小时计算；2）工作情况：单向运输，载荷平稳，室内工作，有粉尘，环境温度不超过 35 度；3）电动机的电源为三相交流电，电压为 380/220 伏；4）运动要求：输送带运动速度误差不超过；滚筒传动效率%50.96；5）检修周期：半年小修，两年中修，四年大修。设计要求1）减速器装配图 1 张；2）零件图 2 张（低速级齿轮，低速级轴） ；1输输送送带带2电动电动机机3V 带传动带传动4减速器减速器5联轴联轴器器4 / 443）设计计算说明书一份，按指导老师的要求书写4）相关参数：F=8KN，V=0.6
4、，D=400mm。sm/3. 电机选择3.1 电动机类型的选择按工作要求和工作条件选用 Y 系列鼠笼三相异步电动机。其结构为全封闭自扇冷式结构，电压为 380V。3.2 选择电动机的容量工作机有效功率 P =,根据任务书所给数据 F=8KN，V=0.6w1000vF 。则有：P =4.8KWsm w1000vF 10006 . 08000从电动机到工作机输送带之间的总效率为=1542 34 2式中，分别为 V 带传动效率, 滚动轴承效率，12345齿轮传动效率，联轴器效率，卷筒效率。据机械设计手册知=0.96，=0.99，=0.97，=0.99，=0.99，则有：12345=0.96499.
5、0297. 099. 099. 0=0.85所以电动机所需的工作功率为：P =5.88KW d 9 . 0wP 85. 096. 08 . 4取 P =6.0KWd3.3 确定电动机的转速5 / 44按推荐的两级同轴式圆柱斜齿轮减速器传动比 I =840 和带的齿传动比 I =24，则系统的传动比范围应为：带I =I=（840） （24）=16200齿带i工作机卷筒的转速为n =wDv 100060min/7 .2840014. 36 . 0100060r所以电动机转速的可选范围为n =I=（16200） 28.7dwnmin/r=（4595740）min/r符合这一范围的同步转速有 750r
6、/min,1000r/min 和 1500r/min 三种，由于本次课程设计要求的电机同步转速是 1000r/min。查询机械设计手册（软件版） 【常有电动机】-【三相异步电动机】-【三相异步电动机的选型】-【Y 系列（IP44）三相异步电动机技术条件】-【电动机的机座号与转速对应关系】确定电机的型号为 Y160M-6.其满载转速为 970r/min,额定功率为 7.5KW。4. 装置运动动力参数计算4.1 传动装置总传动比和分配各级传动比1）传动装置总传动比 I =8 .337 .28970 wd nn2）分配到各级传动比 因为 I =已知带传动比的合理范围为 24。故取 V 带的传动a齿带
7、ii6 / 44比则 I分配减速器传动比，参考机械设计指导01i2 . 2齿5 .15 01iia书图 12 分配齿轮传动比得高速级传动比，低速级传动比0.7412i为27. 370. 45 .15 23i4.2 传动装置的运动和动力参数计算电动机轴：转速：n =9700min/r输入功率：P =P =6.0KW0d输出转矩：T =9.55=9.5501060nPd610 9700 . 6=5.9N410mm轴（高速轴）转速：n =1min/440min/ r2 . 2 9700rin 带输入功率：P =P1KWP76. 596. 00 . 610010输入转矩T =9.551 1161055
8、. 9nP610mmN 5103 . 144076. 5轴（中间轴）转速：n =2min/6 .937 . 4 440121rin输入功率：P =P297. 099. 076. 5321121P=5.5KW输入转矩：T =9.552 2261055. 9nP610mmN 5106 . 56 .935 . 5轴（低速轴）7 / 44转速：n =3min/6 .2827. 36 .93232rin输入功率：PP397. 099. 05 . 5322232P=5.28KW输入转矩：TN66336 3106.71.62828. 51055. 91055. 9npmm卷筒轴：转速：nmin/6 .28n
9、3r卷输入功率：P =P =5.28卷342334P99. 099. 0=5.17KW输入转矩： N66446103.71.62817. 51055. 91055. 9npT卷mm各轴运动和动力参数表 4.1轴 号功率（KW）转矩（N）mm转速（）minr电机轴65.94109701 轴5.761.35104402 轴5.55.651093.63 轴5.281.7661028.6卷同轴5.171.7361028.6图 4-18 / 445.带传动设计5.1 确定计算功率 Pca据2表 8-7 查得工作情况系数 K =1.1。故有：AP =KPcaAKW.66.061 . 15.2 选择 V 带
10、带型据 P 和 n 有2图 8-11 选用 A 带。ca5.3 确定带轮的基准直径 d 并验算带速1d（1）初选小带轮的基准直径 d 有2表 8-6 和 8-8，取小带轮直1d径 d =125mm。1d（2）验算带速 v，有：10006009725114. 3 10006001 ndvd=6.35sm因为 6.35m/s 在 5m/s30m/s 之间，故带速合适。（3）计算大带轮基准直径 d2d取=280mm75mm22512 . 2d1d2带idd2dd新的传动比 i =2.24带1252805.4 确定 V 带的中心距 a 和基准长度 L d(1)据2式 8-20 初定中心距 a =700
11、mm0(2)计算带所需的基准长度9 / 4402 21 21004)()(22addddaLdd ddd7004)125280()125280(214. 370022=2044mm由2表 8-2 选带的基准长度 L =2000mmd（3）计算实际中心距22044200070020 0ddLLaamm678中心局变动范围：mmdaa648015. 0minmmdaa73803. 0max5.5 验算小带轮上的包角 90.91663 .57)(18012adddd5.6 计算带的根数 z（1）计算单根 V 带的额定功率 Pr由和r/min 查2表 8-4a 得mmdd12519700nP =1.3
12、9KW0据 n =970，i=2.2 和 A 型带，查28-4b 得0minrP =0.11KW0查2表 8-5 得 K =0.96，K =1.03，于是：LP =(P + P ) KKr00L=（1.39+0.11） 0.96 1.03 =1.48KW（2）计算 V 带根数 z10 / 4446. 448. 16 . 6rca PpZ故取 5 根。5.7 计算单根 V 带的初拉力最小值（F ）0min由2表 8-3 得 A 型带的单位长质量 q=0.1。所以mkg2min0)5 . 2(500)(qvvzKPKFca235. 61 . 035. 6596. 0.66)96. 05 . 2(5
13、00=170.76N应使实际拉力 F 大于（F ）00min5.8 计算压轴力 Fp压轴力的最小值为：（F ）=2（F ）sin=2 5 179.96 0.99pmin z0min2 =1696.45N5.9 带轮设计（1）小带轮设计由 Y160M 电动机可知其轴伸直径为 d=mm，故因小带轮与其装配，故小带轮的轴孔直径 d =42mm。有4P表 14-18 可知0622小带轮结构为实心轮。（2）大带轮设计大带轮轴孔取 32mm，由4P表 14-18 可知其结构为辐板式。62211 / 446.齿轮设计6.1 高速级齿轮设计1.选定齿轮类型，精度等级，材料及模数1）按要求的传动方案，选用圆柱直
14、齿轮传动；2）运输机为一般工作机器，速度不高，故用 8 级精度；（GB1009588）3）材料的选择。由2表 10-1 选择小齿轮材料为 45 钢（调质）硬度为 240HBS，大齿轮的材料为 45 钢（正火）硬度为 200HBS，两者硬度差为 40HBS；4）选小齿轮齿数为 Z =24，大齿轮齿数 Z 可由 Z =得 12212i1ZZ =112.8，取 113；22.按齿面接触疲劳强度设计按公式：2311)(132. 2HHdttZ uuTKd（1）确定公式中各数值1）试选 K =1.3。t2）由2表 10-7 选取齿宽系数=1。d3）计算小齿轮传递的转矩，由前面计算可知：T =1.3N。1510mm12 / 444）由2表 10-6 查的材料的弹性影响系数 Z =189.8MPE215）由2图 10-21d 按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限=580MP
