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1、00机械设计基础课程设计机械设计基础课程设计 计算说明书计算说明书设计题目设计题目 带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器 系系 机械系机械系 专业专业 材料成型及控制工程材料成型及控制工程 班级班级 15-1 设计者设计者 孙新凯孙新凯 指导教师指导教师 2017 年年 06 月月 12 日日0目录一、设计任务书0二、带式运输送机传动装置设计1三、普通 V 带传动的设计4四、斜齿圆柱齿轮传动设计6五、滚动轴承和传动轴的设计10六、轴键的设计18七、联轴器的设计18八、润滑和密封19九、设计小结20十、参考资料20一.设计任务书一.设计题目设计带式输送机传动装置。二.
2、工作条件及设计要求11. 工作条件：两班制，连续单项运转，载荷较平稳室内工作，有粉尘，环境最高温度 35；2. 使用折旧期：8 年;3. 检查间隔期：四年一次大修，两年一次中修,半年一次小修；4. 动力来源：电力，三相交流，电压 380/220V5. 运输带速允许误差为 5%。6.制造条件及批量生产：一般机械厂制造，小批量生产。三.原始数据第二组选用原始数据：运输带工作拉力 F=2200N 运输带工作速度 V=1.1m/s 卷筒直径 D=240mm四.设计任务1.完成传动装置的结构设计。2.完成减速器装备草图一张（A1） 。3.完成设计说明书一份。二.带式运输送机传动装置设计电动机的选择1.电
3、动机类型的选择：按已知的工作要求和条件，选用 Y 型全封闭2笼型三相异步电动机2.电动机功率的选择：=Fv/1000=2200*1.1/1000=2.42kwEP3.确定电动机的转速：卷筒工作的转速 =60*1000/(*D)Wn=60*1000*1.1/(3.14*240)=87.58r/min 4.初步估算传动比：由机械设计基础表 14-2，单级圆柱齿轮减速器传动比=620电动机转速的可选范围； =i v=(620)dnwn87.58=(525.481751.6) r/min因为根据带式运输机的工作要求可知，电动机选 1000r/min 或1500r/min 的比较合适。5.分析传动比，并
4、确定传动方案（1）机器一般是由原动机，传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力，变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作的性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要结构简单，制造方便，成本低廉，传动效率高和使用维护方便。本设计中原动机为电动机、工作机为皮带输送机。传动方案采用两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级圆柱齿轮减速器3选用 V 带传动是 V 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，还可以缓和和冲击振动。齿轮传动的传动效率高，使用的功率和速度范围广
5、、使用寿命较长。由于本运输送机是在室内，考虑工作的背景和安全问题，固在齿轮区采用封闭式，可达到更好的效果。故其方案示意图如下图所示：6.传动装置的总功率由图 1 可知：总卷承联承齿承带由机械设计手册表 1-5 可知。初选弹性联轴器、球轴承、8级齿轮精度查表可知=096*099*0.97*0.99*099*0.99*0960.86总7.电动机所需的工作功率KW81. 286. 042. 2Pd总EP4查机械设计课程设计手册表 12-1 可知。符合同步转速1000r/min Y132S-6 和 1500r/min Y100L2-4 适合，考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格比较，则选 n=1500
6、r/min。即确定这里取Y100L2-4 其额定功率，满载转速为 1430r/min。KWed3P8.分配传动比33.1658.871430 nniw满 总又 齿带总iii考虑润滑条件为使两级大齿轮直径相近取 i带=4则 i齿=4.19.计算各轴的转速轴 n1=nm=1430r/min轴 n=n/i1=1430/4=357.5r/min轴 n= n/i=357.5/4.1=87.2r/min卷筒轴 nw= n=87.2r/min10.计算各轴的功率轴 p1=pd=2.81kw轴 p=322.670.990.97=2.56kw轴 p=p32=2.670.990.97=2.56kwP卷= p42=
7、2.560.990.99=2.51kw11.计算各轴的转Td=9.55106Pd/nm=1.88104N/mm5T1=Td=1.88104N/mmT=9.55106P/n=7.13104N/mmT轴=T32i=2.82105N/mm卷筒轴 T卷=T42=2.76105N/mm12.运动和动力参数计算结果列出表轴名参数轴轴轴卷筒轴转速 n（r/min）1430357.587.287.2输入功率 P（kw）2.812.672.562.51输入转矩 T()1.88104N/mm7.13104N/mm2.82105N/mm2.76105N/mm传动比 i44.1 1效率0.95 0.96 0.98三.
8、普通 V 带传动的设计设计说明书步骤计算及说明结果（1）计算功查机械设计基础表 7-8 可知取1.2KA1.2KA6率则kw37. 381. 2*2 . 1PKPAC实3.37KwPC（2）选择带型据和由 图 10-3 可知 3.37KwPCr/min1430n1选 A 型带A 型（3）确定带轮基准直径由机械设计基础表 7-9 可知，确定mm90d1d则mm36090*4iddd12d查机械设计基础表取标准值mm355dd2mm90d1dmm355dd2（4）验算带速m/s74.61000*601430*90* 1000*60ndV1d1V=6.74 因为5m/sv25m/s 符合要求（5）计
9、算带长初定中心距初选）（）（355902a355907 . 00V 带中心距 a0=750mm取mm750a0带的基准长度02 d1d2 d2d10d0a4dddd2a2L）（）（mm2222Ld0由机械设计基础表 7-3 选取相近的mm2240Ldmm750a0mm2240Ld（6）确定中心距mm7592LLaad0d 0mm725L015. 0aadminmm826L03. 0aadmaxa=759 mm（7）验算包角16090add3.57180d1d200 1）（符合0 1160要求7（8）确定带的根数 Z据和 ，查机械设计基础表 7-5 可知d1d1nP0=1.07查表 7-6 可知
10、.由小轮包角查表 7-717. 00P。查表 7-3 可知. 则有0.95K1.06KL9 . 31.060.950.17)(1.07PZC1.07kwP017.00P取 Z=4(9)单根 V 带的的初拉力由机械设计基础查表 7-2 得 A 型 V 带的单位质量长度 q=0.1kg/m 所以N125qv1)-K2.5(ZV500PF2C 0125NF0（10）作用在轴的力N9852sinZF2F1 0Q）（985NFQ小带轮采用实心式小带轮采用实心式 d dd1d1=75mm=75mm 大带轮为轮辐式大带轮为轮辐式 d dd2d2=300mm=300mm 由由机械设计基础表 7-2取单根带宽为
11、取单根带宽为 13mm13mm 取带轮宽为取带轮宽为 52mm52mm 轮毂宽度轮毂宽度 48mm48mm四.圆柱齿轮传动设计设计说明书步骤计算及说明结果（1）选择齿轮齿轮类型材料选用斜齿圆柱齿轮传动 ，小齿轮选用 45 钢调质处理，硬度为 217255HBS;大齿轮选用 45 钢正火，硬度为 169217HBS。因为是普通减速器，有机械设计基础表 9-1 选用 8 级精度。小齿轮选用 45 钢调质处理， 硬度为 230HBS;大齿轮选用 45 钢正火，硬度为 190HBS8和精度两齿轮均为刚质齿轮，由式 9-3 可求出值，先确定有关参1d数与系数；查表 9-4 取 K=1.2 K=1.2mm
12、N1013.7mN357.52.67109.55T46 1小齿轮齿数取.则大齿轮齿数为,单级齿轮传动24Z198Z2对称布置，由表 9-8 取齿宽系数1d(2)接触疲劳强度设计载荷系 K小齿轮转矩1T齿数和齿1Z宽系数d许用接触应力 H初选螺旋角=13一般在825由图 9-6 查得Mpa580Hlim1查表 9-7 查得安全系。按预期寿Mpa390Hlim21.0SH命 10 年，单向运转，两班制工作，计算应mmN107.13T4 124Z198Z21dMpa580Hlim1Mpa390Hlim21.0SH9许用接触应力 H分度圆直径580MpaMpa11580 SHHHlim1 1由式（9-
13、3）得d1 Mpa390Mpa1390 SHHH2lim 22KT1/d*u-1/u(ZEZHZ)21/357.22mm580MpaH1390MpaH2（3）几何尺寸计算查表 8-2.取标准模数 m=2.5mm. 31.22413cos22.57 zdm11d1=mnZ1/cos=2.524/0.97=61.86mmd2= mnZ2/cos=2.598/0.97=252.58mmb2=dd2=161.86=61.86mmb1=b2+(510)=66.8671.86mm 圆取整 b1=70mm b2=65mm 则m=2.5d1=61.86mmd2=252.58mmb2=65mmb1=70mm（3
14、）几取 a=157mm157.212ZZma21）（mm157a 10何尺寸计算（4）按齿根弯曲疲劳强度校核许用弯曲应力齿形系数及应力修正系数强度校核根据式,如,查得 FFMpa5 .433Flim1Mpa6.324Flim2由表 9-7 查得 YFs1=4.15YFs2=3.94重合度系数 Y按式（9-8）计算得 Y=0.25+0.75/1.66=0.7螺旋角系数 Y=1-*/120=1-1*14.07/120=0.88计算大小齿轮的 YFS/F并加以比较YFS1/F1=4.15/433.5=0.0096YFS2/F2=3.94/324.6=0.0121由表可知小齿轮较弱故代入大齿轮数据进行
15、校核有F1=2KT1/bd1mn* YFS1*Y*Y=2*1.2*7.13*104*4.15*0.7*0.88/70*61.86*2.5=43.52fda ,所以 A 轴承压紧 C 放松 则轴向力为;Fa1=555+132=687N 向左 Fa2=461.6N 向右因 Fa1/cor=687/22000=0.031 Fa2/cor=461.6/22000=0.021 查表 e1=0.43 e2=0.40所以 Fda=e1FH1=0.43*1154=496.22N当量动载荷的求解Fa1/FH1=687/1154=0.595e1 径向 x=0.44 轴向 Y=1.3Fa1/FH1=461.6/330=1.398e2 x=0.44
