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1、第1章 概述 1.1机械课程设计的目的课程设计目的在于培养机械设计能力。课程设计是完成机械制造及自动化专业全部课程学习的一次较为全面的、重要的、必不可少的实践性教学环节，其目的为：1. 通过课程设计培养综合运用所学全部专业及专业基础课程的理论知识，解决工程实际问题的能力，并通过实际设计训练，使理论知识得以巩固和提高。2. 通过课程设计的实践，掌握一般机械设计的基本方法和程序，培养独立设计能力。3. 进行机械设计工作基本技能的训练，包括训练、计算、绘图能力、计算机辅助设计能力，熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准、规范等）。1.2 设计的内容和任务1.2.1设计的内容本设计的题目为带式输送机传动
2、装置，由图可知是二级直齿圆柱齿轮减速器，设计的主要内容包括以下几方面：（1）拟定、分析传动装置的运动和动力参数；（2）选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数；（3）进行传动件的设计计算，校核轴、轴承、联轴器、键等；（4）绘制减速器装配图及典型零件图；（5）编写设计计算说明书。1.2.2 设计的任务（1）减速器装配图1张（A0图纸）（2）零件图（A3，2张以上）（3）设计说明书1份1.3 设计的步骤遵循机械设计过程的一般规律，大体上按以下步骤进行：1. 设计准备 认真研究设计任务书，明确设计要求和条件，认真阅读减速器参考图，拆装减速器，熟悉设计对象。2. 传动装置的总体设计 根据设计要求拟定传
3、动总体布置方案，选择原动机，计算传动装置的运动和动力参数。3. 传动件设计计算 设计装配图前，先计算各级传动件的参数确定其尺寸，并选好联轴器的类型和规格。一般先计算外传动件、后计算内传动件。4. 装配图绘制 计算和选择支承零件，绘制装配草图，完成装配工作图。5. 零件工作图绘制 零件工作图应包括制造和检验零件所需的全部内容。6. 编写设计说明书 设计说明书包括所有的计算并附简图，并写出设计总结。第2章 传动装置的总体设计传动装置的总体设计，主要包括拟定传动方案、选择原动机、确定总传动比和分配各级传动比以及计算传动装置的运动和动力参数。2.1选择原动机电动机由于输送机的工作条件是连续单向运转，工
4、作时有轻微的振动，使用期限是10年，载荷不大，所以我初选用的电动机是Y系列的电动机。2.1.1确定电动机的功率 电动机功率选择直接影响到电动机工作性能和经济性能的好坏：若所选电动机的功率小于工作要求，则不能保证工作机正常工作；若功率过大，则电动机不能满载运行，功率因素和效率较低，从而增加电能消耗，造成浪费。1. 带式输送机所需的功率 由1中公式（2-3）得Pw=Fw*Vw=5800*0.75/1000w=5800*0.75/1000*0.96=4.53kw设计题目给定：输送带拉力F（N）=5.8KN 输送带速度V(m/s)=0.75 m/s 2. 计算电动机至工作机间的总效率：由课程设计课本P
5、13页，查得：1=0.96 2=0.98 3=0.98 4=0.995=0.96 （其中1，2，3，4，5分别为带传动、轴承、圆柱齿轮、联轴器、卷筒的传动效率）所以得电动机至工作机间的总效率： 3.所需电动机的功率：2.1.2确定电动机的转速 同一类型、相同额定功率的电动机低速的级数多，外部尺寸及重量较大，价格较高，但可使传动装置的总传动比及尺寸减少；高速电动机则与其相反，设计时应综合考虑各方面因素，选取适当的电动机转速。三相异步电动机常用的同步转速有，常选用或的电动机。1. 计算滚筒的转速由公式计算滚筒转速：工作机的转速：设计题目给定：滚筒直径D=410mm输送带速度V(m/s)=0.75
6、m/s2. 确定电动机的转速由参考文献2（机械设计）中表181可知两级圆柱齿轮减速器推荐传动比范围为，由参考文献1 V带传动比范围为，所以总传动比合理范围为，故电动机转速的可选范围是：符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min,由于市场上供应最多的是同步转速为1500r/min和1000r/min的电动机。所以 由参考文献1中表17-7查得: 选择电动机的型号为：Y160M-6,其主要参数如下： 表2-1电动机相关参数型号额定功率满载转速计算输出功率轴伸长中心高轴颈键槽宽Y180L-87.5kw970 r/min5.6kw110mm18
7、0mm48mm14mm表2-1-1带式输送机相关参数皮带速度皮带拉力滚筒直径工作条件每天时间设计寿命转速功率0. 5m/s58000N410mm连续单向，有振动16小时10年34.954r/min7.5kw2.2传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配由选定电动机的满载转速和工作机主动轴的转速可得传动装置的总传动比对于多级传动计算出总传动比后，应合理地分配各级传动比，限制传动件的圆周速度以减少动载荷。 2.2.1计算总传动比由电动机的满载转速和工作机主动轴的转速 可得：总传动比2.2.2合理分配各级传动比由课程设计中表32，取带传动比，则 两级减速器传动比由于减速箱是展开布置，再由课程设计15
8、页公式（3-7），所以，取高速级传动比，则低速级传动比表2-2传动比分配 总传动比电机满载转速电机-高速轴高速轴-中间轴中间轴-低速轴滚筒转速970r/min=33.5992.5734.95r/min2.3算传动装置的运动和动力参数为进行传动件的设计计算，应首先推算出各轴的转速、功率和转矩，一般按由电动机至工作机之间运动传递的路线推算各轴的运动和动力参数。2.3.1 0轴（电机轴）输入功率、转速、转矩 2.3.2 轴（高速轴）输入功率、转速、转矩 2.3.3 轴（中间轴）输入功率、转速、转矩 2.3.4 轴（低速轴）输入功率、转速、转矩 2.3.5 轴（滚筒轴）输入功率、转速、转矩 各项指标误
9、差均介于+0.5%-0.5%之间。各轴运动和动力参数见表4：表2-3各轴运动和动力参数轴名功率P (/kw)转矩T（N/ m）转速n (r/min)传动比i效率电机轴7.573.8497030.96轴7.2212.66323.333.5990.98轴6.91734.5389.842.570.98轴6.641814.1634.95410.96滚筒轴6.441759.2134.954第3章 传动零件的设计计算3.1 减速箱外传动零件带传动设计 3.1.1带传动设计要求：1. 带传动设计的主要内容 选择合理的传动参数；确定带的型号、长度、根数、传动中心距、安装要求、对轴的作用力及带的材料、结构和尺寸
10、等。2. 设计依据 传动的用途及工作情况；对外廓尺寸及传动位置的要求；原动机种类和所需的传动功率；主动轮和从动轮的转速等。3. 注意问题 带传动中各有关尺寸的协调，如小带轮直径选定后要检查它与电动机中心高是否协调；大带轮直径选定后，要检查与箱体尺寸是否协调。小带轮孔径要与所选电动机轴径一致；大带轮的孔径应注意与带轮直径尺寸相协调，以保证其装配稳定性；同时还应注意此孔径就是减速器小齿轮轴外伸段的最小轴径。3.1.2 V带传动设计计算1、确定计算功率由2中表8-7查得工作情况系数由2中公式8-21：2、选择V带的带型根据及小带轮的转速,由2中图8-11选用B型3、确定带轮的基准直径并验算带速初选小
11、带轮的基准直径由2中表8-6和表8-8，取小带轮的基准直径验算带速按2中公式8-13验算带的速度因为,故带速合适。计算大带轮的基准直径。根据2中公式8-15a计算大带轮的基准直径 由2中表8-8取4、确定V带的中心距和基准长度 根据2中公式8-20，,初定中心距由2中公式8-22计算所需的基准长度 由2中表8-2选带的基准长度，修正系数为计算实际中心距由2中公式8-23计算5、验算小带轮上的包角根据2中公式8-25计算：6、计算带的根数z计算单根V带的额定功率由和,查2中表8-4a得根据和B型带，查2中表8-4b得查2中表8-5得，查2中表8-2得,于是由2中公式8-26： 取5根7、计算单根
12、V带的初拉力的最小值根据2中公式8-27，和由表8-3得q=0.18kg/m 应使带的实际初拉力。8、计算压轴力压轴力的最小值由1中公式8-28得： 9、带轮结构设计 查2中表8-10得大、小带轮总宽度：V型带传动相关数据见表3-0V。表3-0 V型带传动相关数据计算功率（kw）传动比i带速V (m/s)带型根数单根初拉力（N）压轴力（N）937.11B5226.492189.46小带轮直径(mm)大带轮直径(mm)中心距(mm)基准长度（mm）带轮宽度(mm) 小带轮包角1404205412000118150.343.2 减速器内传动零件高速级齿轮设计3.2.1选择齿轮类型、精度等级、材料及
13、齿数按照已经选定的传动方案，高速级齿轮选择如下：1. 齿轮类型 选用直齿圆柱齿轮传动2. 齿轮精度等级 带式输送机为一般机器速度不高，按照2中表10-8，选择7级精度（GB10095-88）3. 材料 由2中表10-1选择：两者材料硬度差为40HBS 小齿轮 40Cr 调质 硬度280HBS大齿轮 45钢 调质 硬度240HBS4. 试选择小齿轮齿数 大齿轮齿数 取 齿数比3.2.2 按齿面接触强度设计1. 确定公式内各计算数值试选载荷系数小齿轮转矩由文献2中表10-6查得材料弹性影响系数齿宽系数：由文献2中表107知齿宽系数由文献2中图10-21d 按齿面硬度查得齿轮接触疲劳强度极限： 计算应力循环次数由文献2中图10-19取接触疲劳寿命系数 计算接触疲劳许应力取失效概率为1% 安全系数S=1由文献2中式10-12 计算 由式试算小齿轮分度圆直径 计算圆周速度 计算齿宽b 计算齿宽与齿高比模数 齿高 计算载荷系数据 7级精度。由图10-8查动载荷系数
