机械设计基础课程设计终结版

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1、1中国矿业大学机械设计基础课程设计说明书学院：力学与建筑工程学院班级： 姓名：学号：02112013 年 7 月 5 日2带式运输机传动装置设计一、课程设计目的一、课程设计目的课程设计是机械设计基础课程重要的实践性教学环节。课程设计的基本目 的是： 1综合运用机械设计基础和其它先修课程的知识，分析和解决机械设计问 题，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识。 2通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意见， 熟悉掌握机械设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。 3通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资 料，进行全面的机械设计基本技能的训练。二、课程设计内

2、容二、课程设计内容课程设计的内容主要包括：分析传动装置的总体方案；选择电动机；传动 系统计算；传动零件、轴、轴承、联轴器等的设计计算和选择；装配图和零件 图设计；编写设计计算说明书。课程设计中要求完成以下工作： 1减速器装配图 1 张(A1 图纸)； 2减速器零件图 2 张(A3 图纸)； 3设计计算说明书 1 份。附：附：（一）设计数据 题 号原始数据12345678910 运输带拉力 F(N)5000 5500 5500 6000 7000 7000 8000 9000 03000 9000运输带速度 V(m/s)1.31.35 1.451.71.051.51.41.51.51.5滚筒直径

3、 D(mm)280250260270270300260290300320（二）工作条件 该传动装备单向传送，载荷有轻微冲击，空载起动，两班制工作，使用 期限 10 年（每年按 300 天计算） ，运输带容许速度误差为 5%。（三）运动简图3（四）设计计算说明书内容 0、封面（题目、班级、姓名、学号、指导老师、时间） 1、目录（标题、页次） 2、设计任务书（装订原发的设计任务书） 3、前言（题目分析、传动方案的拟订等） 4、电动机的选择，传动系统计算（计算电动机所需的功率、选择电动机、 分配各级传动比，计算各轴转速、功率和扭矩） 5、传动零件的设计计算（带传动设计计算，齿轮传动设计计算） 6、轴

4、的设计计算及校核 7、轴承的选择和计算 8、键联接的选择和校核 9、联轴器的选择 10、箱体的设计（主要结构和设计计算及必要的说明） 11、润滑和密封的选择、润滑剂的型号及容量、减速器的附件及说明 12、设计小结（设计体会、本次设计的优缺点及改进意见等） 13、参考资料（资料的编号 ，作者，书名，出版单位和出版年、月）4前言前言 1. 题目分析运动简图本设计为降速传动，同时将电动机的输出的转矩升高。又由上运动简图可 知，本设计中的机械为二级传动机械，其中第一级为带传动（存在一定误差） ， 第二级为齿轮传动（精度较高，可调整误差） 。故在选定电动机并计算出总传动 比后要将传动比进行合理分配，以达

5、到最佳传动效果。 2. 原始数据： 运输带的有效拉力：F=5500 运输带的有效速度：v=1.45m/s 滚筒直径：D=260mm一一电动机的选择电动机的选择 1. 选择电动机类型： 根据任务书要求可知：本次设计的机械属于恒功率负载特性机械，且其负 载较小，故采用 Y 型三相异步电动机（全封闭结构）即可达到所需要求。另外， 根据此处工况，采用卧式安装。 2. 选择电动机的功率：工作机功率：P7.981000FvkW工作机所需电动机输出功率：（为传动总机械效率）PP 由任务书中的运动简图分析可知：V 带传动效率；1齿轮传动的轴承效率；2齿轮传动的效率；3联轴器的效率；45滚筒轴承的效率；5滚筒效

6、率。6查表 2-3 得：（初选齿轮为八级精度）1234560.960.990.970.970.980.96、。则有：（减速器内部22 1234560.96 0.990.97 0.97 0.98 0.960.83 有 2 对轴承，其机械效率相同，均为）2P7.98P9.61kW0.83 3. 确定电动机转速：滚筒转速为：60 1000 1.45n106.57 / minrD取 V 带传动的传动比范围为： 124i :取单级齿轮传动的传动比范围为：（工程经验） 235i :则可得合理总传动比的范围为： 12620ii i:故电动机转速可选的范围为：639.422131.4 / mindni nr:

7、查表 2-4，得满足要求的可选用电动机转速为：960 r/min、1440 r/min。为了使 得电动机与传动装置的性能均要求不是过高，故择中选用 1440 r/min 的转速。其初定总传动比为：144013.51106.57dnin综上，查表 16-1 可选定电动机型号为：Y160M-4。其相应参数列于表 1：表 1.所选用电动机的相关参数。电动机型号额定功率同步转速最大转矩满载转速总传动比Y160M-411KW1500 r/min2.21460 r/min13.51二二总传动比和分配传动比总传动比和分配传动比 1. 总传动比：由上一步算得知13.51i 2. 分配传动比：由工程经验知顶分配

8、传动比除了满足、外， 124i : 235i :还应满足。故取：V 带传动比为，齿轮传动比为。12ii13.00i 2 14.50iii6三三运动与动力参数的计算运动与动力参数的计算 1各轴转速：轴：；轴：。11460486.67 / min3.0dnnri 2486.67108.15 / min4.5nnri 2各轴功率：轴：；1P =P=9.61 0.96=9.2256kW轴：。23P =P=9.2256 0.99 0.97=8.8593kW 3各轴转矩：轴：；P9.2256T9550181.04N m486.67n 轴：。P8.8593T9550782.31N m108.15n 表 2.

9、初步计算传动参数 功率（kW）初算转速(r/min)初算转矩(N*m) 轴9.2256486.57181.04 II 轴8.8593108.15782.31 带轮传动比齿轮传动比 3.004.50四四带传动的设计带传动的设计 a.带型号、长度、根数； b. 中心距、带轮直径、宽度； c.安装初拉力、对轴作用力。(查机械设计基础课本) 1求计算功率带轮 （小）输入功率：，根据任务书所述要求及所选电动机（三9.61kWP相一步电动机，工作于 16 小时内（两班制） ，载荷变动小（带式输送机）查表13-8，得工况系数：。故有。1.2AK 11.53P PKkWCA=2选 V 带型号：由于此处传动功率

10、适中，考虑到成本，故选用普通 V 带。根据、PkWC=11. 53查【1】图 13-15，可得该交点位于 A、B 型交界处，且稍偏向1460 /minnrB 型，故选用 B 型 V 带。 3挑小径（求大小带轮基准直径）：7查【1】表 13-9 可知（带轮直径不可过小，否则会使带的弯曲应力1125dmm过大，降低其寿命） 。查【2】表 12-4 得（小轮下端不可超过电动机1320dmm底座，否则于地面相干涉，设计不合理） 。查【1】表 13-9 下方推荐值，稍比1d其最小值大即可，故取。1130dmm由【1】式 13-9 得，其中1 21 21460(1)130 (1 0.02)382.2848

11、6.57nddmmn为滑动率（此取 0.02） 。0.010.02:查【1】表 13-9 下方带轮直径推荐值，寻其最近值得。虽2355dmm实际取之交原定只小，但实际传动比2d，其误差2 1 13552.744(1)130(10.02)did，故满足误差范围。1 1 1 1100%1.96%5%iiwi4验算带速：，在内，适合。 （功1 13.14159 130 146010.09/60 100060 1000d nvm s525/vm s:率恒定时，速度越大则受力越小；但根据公式知，速度越大会使带的2cqv A安装初拉力及其对轴压力增大，故应适中；根据工程实践，得此范围 5 到 25 间）5

12、估中定周长及反求实中（求 V 带基长与中心距 a）:初步估算中心距：，为圆整计算，0121.5()1.5 (130355)727.5addmm取（满足，工程经验） 。0750amm120120.7()2()ddadd由【1】式 13-2 得带长：，查2 12 0012 0()2()2344.0324ddLaddmma【1】表 13-2，对于 B 型带选用带长。2500dLmm再由【1】式 13-16 反求实际中心距：。0 08282dLLaamm6验算小轮包角：8由【1】式 13-1 得：，合适。21 118057.3164.57120dd a 7求 V 带根数 z：由【1】式 13-15 得

13、：。此处查0()cLPzPP K K111460 / min,130nrdmm【1】表 13-3 得；根据，查【1】表 13-5 得02.82PkW2.744i ；由查【1】表 13-7 得，查【1】表 13-2 得0.46PkW164.570.95K。故，取整根。1.03LK 11.533.59(2.820.46) 0.95 1.03z 3z 8求作用在带轮轴上的压力:QF查【1】表 13-1 得。由【1】式 13-17 得0.17/qkg m为其安装初拉力。2 05002.5(1)310.96cPFqvNzvK作用在轴上的压力为：。1 02sin1689.452QFzFN9V 带轮宽度的确

14、定：查【1】表 13-10 得 B 型带轮，故有带轮宽度min190.4,11.5ef，故取。min2()61 0.8Bef62B 表 3.所设计带传动中基本参数 带型号长度根数 B 型2500mm3 根 中心距带轮直径宽度 828mmd1=130,d2=35561mm 安装初拉力对轴压力实际传动比 310.96N1689.45N2.744五五齿轮传动的设计计算齿轮传动的设计计算 1. 选择材料及确定许用应力： 小齿轮：初选 45 钢，调质处理。查【1】表 11-1 得知其力学性能如下：硬度，接触疲劳极限（取 600 计算，试其为197286HBS:Hlim550620MPa:线性变化取均值）

15、 ，弯曲疲劳极限（取 450 计算） 。FE410480MPa:大齿轮：初选 45 钢，正火处理（当大小齿轮都为软齿面时，考虑到校齿轮齿根9较薄，弯曲强度较低，且受载次数较多，故在选择材料和热处理时，一般使小 齿轮齿面硬度比大齿轮高 20-50HBS） 。查【1】表 11-1 得知其力学性能如下：硬度，接触疲劳极限（取 370 计算） ，弯曲156217HBS:Hlim350400MPa:疲劳极限（取 300 计算） 。FE280340MPa:由表【1】11-5 得：（一般可靠度，取值稍偏高用于安全计算）limmin1.25,1.6HFSS。由此得：，；11Hlimlim480H HMPaS22Hlimlim296H HMPaS，。11FEmin281.3F FMPaS22FEmin187.5F FMPaS2. 按齿面接触强度设计：根据前计算可得齿轮传动所需传动比为，轴 113.51,2.744ii 24.92i 实际转速为。