机 械 课 程 设 计 说 明 书机械课程设计说明书一、前言 (一) 设计任务设计一带式输送机用单级圆柱齿轮减速器运输带输送拉力F=2KN，带速V=2.0m/s，传动滚筒直径D=400mm〔滚筒效率为0.96〕电动机驱动，预定使用寿命8年〔每年工作300天〕，工作为二班工作制，载荷轻，带式输送机工作平稳工作环境：室内灰尘较大，环境最高温度35°动力来源：电力，三相交流380/220伏图1 带式输送机的传动装置简图1、电动机；2、三角带传动；3、减速器；4、联轴器；5、传动滚筒；6、皮带运输机表1 常用机械传动效率机械传动类型传动效率η圆柱齿轮传动闭式传动0.96—0.98〔7-9级精度〕开式传动0.94—0.96圆锥齿轮传动闭式传动0.94—0.97〔7-8级精度〕开式传动0.92—0.95带传动平型带传动0.95—0.98V型带传动0.94—0.97滚动轴承〔一对〕0.98—0.995联轴器0.99-0.995表2 常用机械传动比范围传动类型选用指标平型带三角带齿轮传动功率〔KW〕小〔20〕中〔≤100〕大〔最大可达50000〕单级传动比〔常用值〕2--42--4圆柱圆锥3--62--3最大值615106--10(二) 设计目的通过本课程设计将学过的根底理论知识进行综合应用，培养结构设计，计算能力，熟悉一般的机械装置设计过程。
三) 传动方案的分析 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，是机器的重要组成局部传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和本钱合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、本钱低廉、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了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器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，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸 齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一本设计采用的是单级直齿轮传动 减速器的箱体采用水平剖分式结构，用HT200灰铸铁铸造而成 二、传动系统的参数设计 (一) 电动机选择 1、电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机 2、电动机功率选择： ①传动装置的总效率η：查表1，，，η3=②工作机所需的输入功率Pw： Pw=(FwVw)/(1000ηw)式中，Fw=2 KN=2000N，Vw=/s，ηw=0.96，代入上式得Pw=(2000*2)/(1000*0.96)= KW③电动机的输出功率： PO= Pw /η=/0.8945=4.66KW 选取电动机额定功率Pm，使电动机的额定功率Pm＝〔1～1.3〕PO ，由查表得电动机的额定功率P＝。
3、确定电动机转速： 计算滚筒工作转速： nw=60*1000V/〔πD〕=60×1000×2/〔π×400〕=96r/min 由推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围i1=3~6取V带传动比i2=2~4，那么总传动比理时范围为i=6~24故电动机转速的可选范围为n=〔6~24〕×96=576~2304r/min4、确定电动机型号 根据以上计算，符合这一转速范围的电动机的同步转速有750r/min 、1000r/min和1500r/min，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、结构和带传动及减速机的传动比，最终确定同步转速为1500r/min ，根据所需的额定功率及同步转速确定电动机的型号为Y132S-4 ，满载转速1440r/min 主要参数：额定功率5.5KW，满载转速1440r/min，电动机质量68kg二) 计算传动装置的总传动比及分配各级传动比 1、总传动比：i =1440/96=15 2、分配各级传动比： 因i= i1* i2，根据有关资料，单级减速器i=3~6合理，这里取i1 =5，i2=15/5=3三) 运动参数及动力参数计算 1、各轴转速〔r/min〕 Ⅰ轴 n1=nm/i 2=1440/3=480 r/minⅡ轴 n2= n1/ i1= nw =96 r/min 2、计算各轴的功率〔KW〕 电动机的输出功率PO=4.66KW Ⅰ轴 PI=4.666=4.4736KW Ⅱ轴 PⅡ= PⅠη1η2=4.4736×=4.4736KW××KW 〔η1为轴承传动效率，η2为齿轮传动效率，η3联轴器传动效率〕卷筒轴 Pj= PⅡ*η1*η3=×0.99×0.99=4.211KW 3、计算各轴扭矩〔N·mm〕 Ⅰ轴 TI=9550×PI/nI=9550×4.4736/480=8N·m Ⅱ轴 TⅡ=9550×PⅡ/nⅡ=9550×/96=N·m 卷筒轴Tj=9550×Pj/nj=9550×4.211/96=N·m 将运动和动力参数计算结果整理后列于下表：表3 运动和动力参数表参数轴名电动机轴Ⅰ轴Ⅱ轴卷筒轴转速n/r•min-114404809696功率P/kw4.664.47364.211转矩T/N•m8传动比i351三、传动零件的设计计算 〔一〕Ｖ带传动的设计1、确定计算功率工作情况系数查文献[1]表11.5知： 。
×4.2、选择带型号根据Pc =，nm＝1440r/min，查文献[1]图11.15，初步选用普通Z型带3、选取带轮基准直径查文献[1选取小带轮基准直径=80mm，那么大带轮基准直径=3*〔1-0.01〕*80=mm式中，为带的滑动率，通常取〔1%～2%〕，查表后取=250mm大带轮转速=456.192 r/min4、验算带速v m/s在5～25m/s范围内，Ｖ带充分发挥5、V带基准长度和中心距求根据文献[1]中式11.20，初定=495mm取由文献[1带长由文献[1定相近的基准长度Ld=1600mm，再由式〔〕计算实际中心距=6、验算包角，由式〔1〕得=O>，适宜7、确定v带根数z带速实际传动比=查表单根v带功率=0.36KW；查表包角系数53；查表带长度系数，查表11.10，，那么由公式得应选10根带8、确定带的张紧力F0〔单根带〕查表得q=0.06kg/m，故可由式〔1〕得单根V带的张紧力 N轴上载荷o=1400.7116 N〔二〕齿轮传动的设计计算 1、选择齿轮材料及精度等级 根据工作要求，考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面，齿面硬度<=350HBS小齿轮：45钢，调质，HB1=220；大齿轮：45钢，正火，HB2=190。
查文献[1]表12.14，得=，=查文献[1=555MPa，=530Mpa；=190Mpa，=180Mpa故：[]1=/=504.5Mpa，[]2=/=481.8Mpa；[]1=/=135.7 Mpa，[]2=/=128.5 Mpa由于硬度小于350HBS，属软齿面，所以按接触强度设计，再验算弯曲强度2、按齿面接触强度计算〔略〕设齿轮按8级精度制造查文献[1]表12.10，12.13，取载荷系数K=1.2，=0.43、确定有关参数和系数〔略〕以上内容可参照文献[1]中，P234内容〔三〕轴的设计计算 1 、输入轴的设计计算⑴、按扭矩初算轴径 选用45钢，调质，硬度217~255HBS，文献[1]表16.2取c=110，初步确定Ⅰ轴的直径≥ ＝110*〔4.4736/480〕1/3 =23.1㎜由于轴端开键槽，会削弱轴的强度，故需增大轴径5%~7%，取㎜∴选d1=25mm 初步确定Ⅱ轴的最小直径=mm,同样增大轴径5%~7%，取=42㎜⑵、轴的结构设计 ①轴上零件的定位，固定和装配 由于本设计中为单级减速器，因此可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定；两轴承分别以轴肩和套筒定位，采用过渡配合固定。
轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承依次从右面装入 ②确定轴各段直径和长度〔略〕Ⅰ轴：Ⅱ轴：四、滚动轴承的选择 (一) 计算输入轴承选用30207型角接触球轴承，其内径d为35mm,外径D为72mm，宽度T为 (二) 计算输出轴承选30211型角接球轴承，其内径d为55mm，外径D=100mm，宽度T为 五、键联接的选择 本设计均采用：普通圆头平键普通平键——用于静联接，即轴与轮毂间无相对轴向移动构造：两侧面为工作面，靠键与槽的挤压和键的剪切传递扭矩型式：大齿轮处选择圆头A型〔常用〕；为防转、键〔指端铣刀加工〕与槽同形、键顶上面与毂不接触有间隙，联轴器与带轮处均选择C型键1、输出轴与带轮联接采用平键联接 键的类型及其尺寸选择： 带轮传动要求带轮与轴的对中性好，应选择C型平键联接 装配图中该键零件选用GB1096-79系列的键12×56，查得：键宽b=12，键高h=8，并根据轴长确定键长 六、箱体、箱盖主要尺寸计算 箱体采用水平剖分式结构，采用HT200灰铸铁铸造而成箱体主要尺寸〔略〕 七、轴承端盖 略八、减速器的附件的设计 1、挡圈：GB886-86 查得：内径d=55，外径D=65，挡圈厚H=5，右肩轴直径D1≥58； 2、油标：M12：d =6，h=28，a=10,b=6，c=4，D=20； 3、角螺塞：M18×1.5 ：JB/ZQ4450-86。
九、设计参考文献目录 [1] 邱宣怀，郭可谦，吴宗泽等. 机械设计〔第四版〕.北京：高等教育出版社，2007.[2] 王旭，王积森，周先军等. 机械设计课程设计. 北京：机械工业出版社，2005.。