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1、西南大学工程技术学院课程设计（论文） 1 目录 1 机械设计课程设计任务书1 机械设计课程设计任务书1 2 电动机选择 1 2 电动机选择2 2 2.1 电动机类型的选择2 2.2 电动机功率的计算2 2.3 电动机转速的选择2 2.4 电动机型号的确定2 3计算传动装置的运动和动力参数3计算传动装置的运动和动力参数3 3 3.1 计算总传动比3 3.2 合理分配各级传动比3 3.3 各轴转速、输入功率、输入转矩计算.3 4 齿轮设计计算4 齿轮设计计算4 4 4.1 高速齿轮的计算.4 4.1.1 按齿面接触强度设计4 4.1.2 按齿根弯曲强度设计7 4.2 低速齿轮的计算.11 4.2.
2、1 按齿面接触强度设计.11 4.2.2 按齿根弯曲强度设计.13 5 轴系结构设计计算5 轴系结构设计计算1616 5.1 轴的尺寸计算16 5.1.1 高速轴尺寸计算.16 5.1.2 中间轴尺寸计算.17 5.1.3 低速轴尺寸计算.18 5.2 轴的受力分析及核算19 5.2.1 高速轴受力分析.19 5.2.2 中间轴受力分析及核算.20 5.2.3 低速轴受力分析及核算.21 5.3 轴承寿命验算23 5.3.1 高速轴轴承.23 5.3.2 中间轴轴承.24 5.3.3 低速轴轴承.25 6 键连接的选择和强度校核6 键连接的选择和强度校核.2626 6.1 高速轴与联轴器键连接
3、26 6.2 中间轴上的键连接27 6.3 低速轴上的键连接27 6.3.1 与二级大齿轮配合的键连接.27 6.3.2 与联轴器配合的键连接.28 7 润滑方式、润滑油牌号、密封装置选择7 润滑方式、润滑油牌号、密封装置选择.28 8 箱体及其附件的结构设计 28 8 箱体及其附件的结构设计.29 9 设计总结 29 9 设计总结.29 参考资料： 29 参考资料：3030 西南大学工程技术学院课程设计（论文） 1 机械设计机械设计 课程设计(论文)课程设计(论文) 题目:带式运输机传动装置的设计题目:带式运输机传动装置的设计 学生姓名学生姓名杨进 专业专业_ 机械设计及其自动化 学号学号_
4、222012322220278 班级班级_2012 级 5 班 指导教师指导教师杨玲 成绩成绩_ 工程技术学院 2015 年1 月2015 年1 月 西南大学工程技术学院课程设计（论文） 1 机械设计课程设计任务书 学生姓名杨进专业年级机械设计制造及其自动化 2012 级 设计题目：带式运输机传动装置的设计 设计条件： 1、 输送带工作拉力：F = 4000N； 2、 输送带工作速度：v = 1.6m/s（允许输送带速度误差为5%） ； 3、 滚筒直径：D =400mm； 4、 工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳；室内，有灰尘，环境最高温度 35； 5、 使用折旧期：8 年； 6、 检
5、修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修； 7、 动力来源：电力，三相交流，电压 380/220V； 8、 运输带速度允许误差：%5 9、 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。 设计工作量： 1、 减速器装配图 1 张（A1） ； 2、 零件工作图 3 张； 3、 设计说明书 1 份。 指导教师签名：2014 年 01 月 11日 说明：说明：1.此表由指导教师完成，用计算机打印（A4 纸） 。 2.请将机械设计课程设计任务书装订在机械设计课程设计(论文)的第一页。 西南大学工程技术学院课程设计（论文）2 2 2 电动机选择2 电动机选择 2.1 电动机类型的选择电动机类
6、型的选择 电动机选择全封闭的 Y 系列三相鼠笼式异步电动机，具有防止 灰尘、铁屑、或其它杂物侵入电动机内部的特点，B 级绝缘，工作环 境温度不超过+40，相对湿度不超过 95%，海拔高度不超过 1000m， 额定电压 380V，频率 50Hz。 2.2 电动机功率的计算电动机功率的计算 工作机所需功率 Pw KW vF P w w4 . 6 11000 6 . 14000 *1000 * 设计方案的总效率 联 =0.99（两对联轴器的效率相等） 1 承 轴 =0.99， 2 承 轴 =0.98， 3 承 轴 =0.99 齿 =0.97（两对齿轮的效率取相等） 则： 总 = 3 2 2 1 2
7、轴承轴承齿轴承联 =0.886 电动机所需工作功率 d P KW P P w d22.7 886.0 4 .6 2.3 电动机转速的选择电动机转速的选择 由 v=1.6m/s求卷筒转速 nw V = 1000*60 w Dn =1.6nw=76.39 r/min(D=400) 在该系统中只有减速器中存在二级传动比 i1,i2，由圆柱齿轮 传动比范围为 35。 所以 wwd nniin25, 9)*( 21 d n的范围是（687.51，1909.75）r/min，初选为同步转速为 1440r/min 的电动机 2.4 电动机型号的确定电动机型号的确定 电动机型号为 Y132M-4,其额定功率为
8、 7.5.kW ，满载转速 1440r/min。基本符合题目所需的要求。 电 动 机 型号 额定功 率/kW 满载转速 r/min 堵 转 转矩 额 定 转矩 最 大 转矩 额 定 转矩 质量 /kg Y132M- 4 7.514402.22.381 Pw=6.4 KW 总 =0.886 dP =7.22 KW nw=76.39 r/min nm=1440 r/min 西南大学工程技术学院课程设计（论文）3 3 3计算传动装置的运动和动力参数3计算传动装置的运动和动力参数 传动装置的总传动比及其分配 3.1 计算总传动比计算总传动比 由电动机的满载转速 nm和工作机主动轴转速 nw可确定传动装
9、置应有 的总传动比为： 总 inm/nw(nw76.39r/minnm=1440r/min) 总 i18.85 3.2 合理分配各级传动比合理分配各级传动比 由于减速箱是二级展开式布置，所以 i1（1.3-1.5）i2取 21 4 . 1ii 估测选取 i1=5.12i2=3.66 传动比误差为100* 85.18 66 . 3 *12 . 5 85.18 %=0.587%，所以可行。 3.3 各轴转速、输入功率、输入转矩计算各轴转速、输入功率、输入转矩计算 计算各轴转速 电动机转轴速度n0=nm=1440r/min 高速轴 1n1=nm=1440 r/min 中间轴 2n2= 1 1 i n
10、 =25.281 12 . 5 1440 r/min 低速轴 3 21 1 3 *ii n n =84.76 66 . 3 12 . 5 1440 r/min 卷筒轴n4=76.39r/min。 计算各轴功率 高速轴 1 1 P=Pd* 1联 =7.22*0.99=7.15 Kw 中间轴 2P2=P1*n 齿*n轴承1=7.1478*0.97*0.99=6.86 Kw 低速轴 3P3=P2* 2轴承齿n n=6.6840*0.97*0.98=6.52 Kw 卷筒轴P4=P3* 32轴承联 nn=6.5249*0.99*0.99=6.40 Kw 计算各轴转矩 电动机输出转矩 mm n P T m
11、 d d N1079. 4 1440 22. 795509550 4 总 i18.85 i1=5.12 i2=3.66 各轴转速 n0=1440r/min n1=1440r/min n2=281.25r/min n3=76.84 r/min n4=76.39 r/min 各轴功率 P1= 7.15Kw P2=6.86Kw P3=6.52Kw P4=6.40 Kw 西南大学工程技术学院课程设计（论文）4 4 高速轴 1mm n p TT dd N1074. 4 9550 4 1 1 11 中间轴 2mm n P TTN1033. 2 *9550 5 2 2 1212 低速轴 IIImm n P
12、TTN1010. 8 *9550 5 3 3 2323 卷筒轴mm n P TN1000. 8 *9550 5 4 4 4 项 目 电动机 轴 高速轴 I中间轴II 低速轴 III 卷筒 转速 （r/min） 14401440281.2576.8476.39 功率 （kW） 7.227.156.866.526.40 转矩 （Nm） 47.947.4233810800 传动比115.123.661 4 齿轮设计计算4 齿轮设计计算 4.1 高速齿轮的计算高速齿轮的计算 输入功率小 齿 轮 转 速 齿 数 比 小齿轮转矩类型 7.151440r/min5.1247.4 Nm斜齿 选精度等级、材料及
13、齿数： 1） 材料及热处理 选择小齿轮材料为 40Cr（调质） ，硬度为 280HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质） ，硬度为 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。 2） 精度等级选用 8 级精度；压力角为 20 度，螺旋角为 14 度 3） 试选小齿轮齿数 1 Z20，大齿轮齿数 2 Z103 的； 4.1.1 按齿面接触强度设计按齿面接触强度设计 由式（1024）试算，即 t d 1 3 2 1 * 1 2 H HE d Ht ZZZZ u uTK 1）确定公式内的 各计算数值 mmNTd 4 1079 . 4 mmNT 4 1 1047 . 4 mmNT 5 2 1033 .
14、2 mmNT 5 3 1010 . 8 mmNT 5 4 1000 . 8 8 级精度 z120 z2103 西南大学工程技术学院课程设计（论文）5 5 （1）试选 ht K1.5 （2）由表 107 选取齿宽系数d1 （3）由表 106 查得材料的弹性影响系数 ZE189.8Mpa （4）由图 1030 选取区域影响系数 H Z =2.433 （5）按计算式 10-21 计算 Z )1 ( 3 4 Z 587 . 1 / )14tan(201/tan 1d z 562.20cos/arctan(tan t n 407.31)cos2/(cosarccos 111at ant hzz 同理 6
15、06.46 2 at 则有 227 . 1 2/)tan(tan)tantan 22 11 ttat zz （ )1 ( 3 4 Z=0.75 （6）由计算式 1023 可得螺旋角系数 985 . 0 14coscos Z （7）由图 1025d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极 Hlim1600MPa；大齿轮的解除疲劳强度极限Hlim2 550MPa； （8）由式 1013 计算应力循环次数 9 11 1005 . 6 )8365122(114406060 h jLnN 9 9 1 1 2 1018 . 1 12 . 5 1005 . 6 N i N （8）由1图 1023 查得接触疲劳寿命系数90. 0 1 HN K， 95 . 0 K 2 HN 取失效概率为 1，安全系数 S1，由式（1014）得 西南大学工程技术学院课程设计（论文）6 6 取小的那个，则许用接触应力为：522.5Mpa 2）试计算小齿轮的分度圆直径 3 2 1 1 * 1 2 d H HE d Ht t
