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1、 机械设计课程设计说明书机械设计课程设计说明书设计题目：带式输送机传动系统设计设计题目：带式输送机传动系统设计目目 录录第一章第一章 设计任务书设计任务书 第二章第二章 式传动机传动系统设计式传动机传动系统设计 第三章第三章 动机的选择动机的选择 第四章第四章 各级的传动比的分配各级的传动比的分配 第五章第五章 轮的设计轮的设计 第六章第六章 轴的设计轴的设计 第七章第七章 V V 带传动的设计带传动的设计 第八章第八章 键联接的选择键联接的选择 第九章第九章 减速器的润滑与密封减速器的润滑与密封 第十章第十章 设计心得设计心得 第十一章第十一章 参考资料参考资料 第一章第一章 设计任务书设计
2、任务书1、设计的目的械设计课程设计是为机械类专业和近机械类专业的学生在学完机械设计及同类课程以后所设置的实践性教学环节，也是第一次对学生进行全面的，规范的机械设计训练。其主要目的是：（1）培养学生理论联系实际的设计思想，训练学生综合运用机械设计课程和其他选修课程的基础理论并结合实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展学生有关机械设计方面的知识。（2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械设计，使学生掌握一般机械设计的程序和方法，树立正面的工程大合集思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力。（3）课程设计的实践中对学生进行设计基础技能的训练，培养学生查阅和使用标准规范、手册、图
3、册及相关技术资料的能力以及计算、绘图、数据处理、计算机辅助设计等方面的能力。2、设计任务设计一用于带式输送机传动系统中的减速器。要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器及 V 带传动。在课程设计中，一般要求每个学生完成以下内容：1）减速器装配图一张（A1 号图纸）2）零件工作图 23 张（如齿轮、轴或箱体等3）设计计算说明书一份（约 60008000 字）3、设计内容一般来说，课程设计包括以下内容：1）传动方案的分析和拟定2）电动机的选择3）传动系统的远动和动力参数的计算4）传动零件的设计计算5）轴的设计计算6）轴承、联接件、润滑密封及联轴器的选择和计算7）箱体结构及附件的计算8）装配图及零件图的
4、设计与绘制9）设计计算说明书的整理和编写10）总结和答辩第二章第二章 带式传动机传动系统设计带式传动机传动系统设计1、设计题目：单级圆柱齿轮减速器及 V 带传动2、传动系统参考方案（如图）：3、原始数据： F=2500N F：输送带拉力；V=1.5m/s V：输送带速度；D=450mm D：滚筒直径。4、工作条件 带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作载荷平稳；两班制（每班 8 小时），要求减速器设计寿命为 8年，大修期为 3 年，大批量生产；输送带工作速度 V 的允许误差为+-5%，三相交流电源的电压为 380/220V。第三章第三章 电动机的选择电动机的选择1、电动机类型和结
5、构型式的选择：按已知的工作要求和条件，选用 Y 系列三相交流异步电动机。2、工作机所需要的有效功率根据已知条件，工作机所需要的有效功率Pw=FV/1000=25001.5/1000=3.75kw设：2w输送机滚筒轴至输送带间的传动效率c 联轴器效率 0.99g闭式圆柱齿轮效率 0.97b一对滚动轴承效率 0.98cy输送机滚筒效率 0.96估算传动系数总效率:01=c=0.9512=bg=0.990.97=0.960334=bc=0.990.99=0.98013w=bcy=0.990.96=0.9504则传动系统的总效率 为：=0112343w=0.950.96030.98010.9504=0
6、.843、工作时电动机所需功率为：Pd= Pw/=3.75/0.84=4.46 kw由表 12-1 可知 ，满足 PePd 条件的 Y 系列三相交流异步电动机额定功率取为 5.5 kw。4、电动机转速的选择：nw=60000v/d=600001.5/3.14450=63.70r/min初选同步转速为 1500r/min 和 1000r/min 的电动机，由表12-1 可知对应额定功率 Pe 为 5.5kw 的电动机型号分别为Y132sM2-6 和 Y132s-4,现将两个型号的电动机有关技术数据及相应的算得的总传动比例表 1-2 中。表 1-2 方案的比较通过上述两种方案比较用以看出：方案选用
7、的电动机转速高，质量轻，价格低，总传动比为 13.38，故选方案较为合理，由表 12-方案号电动机型号额电功率（kw）同步转速（r/min）满载转速（r/min）Y132M2-65.51000960Y132s-45.515001440总传动比D（mm）E(mm)13.38388020.0938802 查得电动机中心高 H=132mm；轴伸出部分用于装联轴器轴段的直径和长度分别为：D=38mm 和 E=80 mm。第四章第四章 各级传动比的分配各级传动比的分配1、总传动比: i 总=nm/nw=960/63.70=15.07由传动方案图可知：i1=3； i2=5； i3=1传动系统各轴的转速，功
8、率和转矩计算如下：1 轴（电动机轴）n1=nm=960r/minP0=pd=4.46kwTd=9550pd/nm=29.58Nm2 轴（减速器高速轴）n2=n1/i1=320r/minP2=p0n01=4.460.95=4.23kwT2=9550p2/n2=126.24Nm3 轴（减速器低速轴）n3=n2/i2=64r/minP3=P20.980.980.97=3.94kwT3=9550p3/n3=587.92Nm4 轴（工作轴）n4=n3=64r/minP4=P30.980.96=3.71kwT4=9550p4/n4=553.60Nm2、将上述计算结果列于表 1-3 中以供应。表 1-3 传
9、动系统的远动和动力参数电动机2 轴3 轴工作机转（r/min）9603206464功率（kw）4.464.233.943.71转矩（Nm）29.58126.24587.92553.60传动比 i1351第五章第五章 齿轮的设计齿轮的设计1、选择材料和热处理方法，并确定材料的许用接触应力根据工作条件，一般用途的减速器可采用闭式软齿面传动。查表 5-6 得小齿轮 45 钢 调制处理 齿面硬度 HBS1=230大齿轮 45 钢 正火处理 齿面硬度 HBS2=190两齿轮齿面硬度差为 40HBS，符合软齿面传动的设计要求2、确定材料许用接触应力查表 5-11 得，两实验齿轮材料接触疲劳强度极限应力为：
10、hlim1=480+0.93(HBS1-135)=480+0.93(230-135)=568.4Mpa hlim2=480+0.93(HBS2-135)=480+0.93(190-135)=531.2 Mpa由表 5-12 按一般重要性考虑，取接触疲劳强度的最小安全系数：sh lim1=1.0 两齿轮材料的许用接触应力分别为H1= h lim1/ sh lim1=568.4 MpaH2= h lim2/ sh lim1=531.2 Mpa3、根据设计准则，按齿面接触疲劳强度进行设计查表 5-8，取载荷系数 K=1.2；查表 5-9，查取弹性系数 ZE=189.8；取齿宽系数 d=1Mpa(闭式
11、软齿面)；H取其中较小值为 531.2Mpa 代入。故d13242 .5318 .18954. 3313 5 . 0 1069. 82 . 1 =76.34mm4、几何尺寸计算齿数 由于采用闭式软齿面传动，小齿轮齿数的推荐值是2040，取 Z1=27，则 Z2= 81模数 m=d1/Z1=2.83mm由表 5-2，将 m 转换为标准模数，取 m=3mm中心距 a=m(Z1+Z2)/2=162mm齿宽 b2=dd1=176.34=76.34mm，取整 b2=76mmb 1= 76+（510）mm，取 b 1=80mm5、校核齿根弯曲疲劳强度由校核公式（5-35）F=YFYsmbdKTI12查表
12、5-10，两齿轮的齿形系数，应力校正系数分别是（YF2 ,Ys2 由线性插值法求出）Z1 =27 时 YF1 =2.57 Ys1=1.60Z2 =81 时 YF2 =2.218 Ys2 =1.77查表 5-11，两实验齿轮材料的弯曲疲劳极限应力分别为f lim1 =190+0.2(HBS1-135)=209 Mpaf lim2 =190+0.2(HBS2-135)=201 Mpa查表 5-12，弯曲疲劳强度的最小安全系数为 sF lim1 =1.0两齿轮材料的许用弯曲疲劳应力分别为F1= h lim1/ sh lim1 =209 MpaF2= h lim2/ sh lim2 =201 Mpa将
13、上述参数分别代入校核公式（5-35） ，可得两齿轮的齿根弯曲疲劳应力分别为F1=YF1YsF1=209 MpambdKTI12F2=YF2Ys2F2=201 MpambdKTI12所以两齿轮的齿根弯曲疲劳强度均足够。6、齿轮其他尺寸计算分度圆直径 d1=mZ1 =327=81 mmd2=mZ2 =381=243 mm齿顶圆直径 da1=d1+2ha=81+23=87mmda2=d2+2ha=243+23=249mm齿根圆直径 df1=d1-2hf=81-21.25=77.25mmdf2=d2-2hf=243-21.25=239.25mm中心距 a=m(Z1+Z2)/2=162mm齿宽 b1=8
14、0mm b2=76mm7、选择齿轮精度等级齿轮圆周速度 v1=1.36m/s10006011 dn查表 5-7，选齿轮精度等级：第公差组为 9 级，由“齿轮传动公差”查得小齿轮 9-9-8 GJ GB10095-88大齿轮 9-9-8 HK GB10095-88第六章第六章 轴的设计轴的设计从动轴的设计1、选取材料和热处理方法，并确定轴材料的许用应力：由于为普通用途，中小功率，选用 45 钢正火处理。查表 15-1得 b=600Mpa，查表 15-5 得b-1=55 Mpa2、估算轴的最小直径：由表 15-2 查得 A=110，根据公式（15-1）得:d1A=42.295mm3 11 np考虑
15、轴端有一键槽，将上述轴径增大 5%，即42.2951.05=44.40mm。该轴的外端安装联轴器，为了补偿轴的偏差，选用弹性柱销联轴器。查手册表选用柱销联轴器，其型号为为 HL3，最小直径 d1=45mm3、轴的设计计算并绘制结构草图：（1）确定轴上零件的布置方案和固定方法：参考一般减速器结构，将齿轮布置在轴的中部，对称于两端的轴承；齿轮用轴环和轴套作轴向固定，用平键和过盈配合（H7/r6）作轴向固定。右端参考一般减速器结构，将齿轮布置在轴的中部，对称于两端的轴承齿轮用轴环和轴套作轴向固定，用平键和过盈配合（H7r6）作周向固定，右端轴承用轴肩和过度配合（H7K6）固定内套圈；左端轴承用轴套和过渡配合（H7K6）固定内套圈。轴的定位则由两端的轴承端盖轴向固定轴承的外套圈来实现。输出端的联轴器用轴肩和挡板轴向固定，用平键作周向定位。（2）直齿轮在工作中不会产生轴向力，故两端采用深沟球轴承。轴承采用润滑，齿轮采用油浴润滑。（3）确定轴的各段直径：外伸端直径 d1=45mm按工艺和强度要求把轴制成阶梯形，取通过轴承盖
