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1、.机械设计课程设计设计题目：带式输送机卷筒传动装置学院：机械工程学院班级：机自1107班设计者：蒋华臻学号：201102070710指导教师：郝伟娜日期：2014.03.20带式输送机卷筒传动装置原始条件和数据：工作条件及要求：已知图示输送带工作拉力为F=2500N,输送带速度为v=1.1m/s,卷筒直径为D=350mm;带用于输送碎粒物体，工作时载荷平稳，空载起动，输送带允许速度误差5；室内工作，有粉尘；两班（每班8小时）连续单向运转，使用期限10年（每年工作日250天），大修期3年。动力来源为三相交流电，在中等规模机械厂小批生产。方案如下图：设计内容计算及说明结果1）选择电动机容量2）确定
2、电动机以及输出各轴的效率3）电动机类型1）传动装置总传动比2）分配传动装置各级传动比3）各轴转速4）各轴输入功率5）各轴输出转矩圆柱斜齿轮设计1.选定齿轮精度等级、材料及齿数2.按齿面接触强度设计(1).确定公式内的各计算数值2）计算3按齿根弯曲强度设计1）确定计算参数（2）设计计算（3）.几何尺寸计算1.选定齿轮精度等级、材料及齿数2.按齿面接触强度设计(1)确定公式内的各计算数值（2）计算3.按齿根弯曲强度设计1）确定计算参数（2）设计计算4对比结果，确定法面模数m及齿数z5.几何尺寸计算齿轮参数表1、功率、转速和转矩及齿轮上的力2初步确定轴的最小直径3.轴的结构设计拟定轴上零件的装配方案
3、中间轴设计1确定中间轴上各齿轮的力2初步确定轴的最小直径3.轴的结构设计输出轴设计1确定中间轴上各齿轮的力2、初步确定轴的最小直径3、轴的结构设计拟定轴上零件的装配方案高速轴的校核精确校核设计的轴V截面左侧的校核V右侧面的校核中间轴的校核弯扭合成校核轴的强度III截面左侧的校核III截面左侧III截面右侧的校核低速轴的校核精确校核轴的疲劳强度III截面的左侧的校核III截面右侧的校核高速轴滚动轴承校核中间轴滚动轴承校核低速轴滚动轴承校核高速轴键的校核计算中间轴的键的校核低速轴的键的校核一选择电动机按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y系列全封闭式自扇冷鼠笼型三相异步电动机。(1)卷筒的输出功率
4、(2)电动机输出功率：传动装置的总效率式中1、2、3、4分别为联轴器、轴承、齿轮传动、卷筒的传动效率。由机械设计课程设计表2-4查得：由相关手册取1=0.99，2=0.98，3=0.97，4=0.95则故(3)电动机额定功率由相关手册推荐的合理传动比范围,二级圆柱齿轮传动的传动比为符合这一范围的同步转速有750r/min,1000r/min,1500r/min三种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸，质量以及价格因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000r/min的Y系列三相异步电动机。二、计算传动装置的运动和动力参数对于二级齿轮减速器，高速级齿轮的传动比考虑到传动装置的外廓尺寸,质量
5、,润滑以及成本等问题，并使两级大齿轮直近，直径相近，取，故：低速级的传动比为：;高速级的传动比为：;则各轴的转速为：按电动机所需功率和传动效率计算各轴及卷筒轴的功率如下，即5）各轴转矩以上算出的运动和动力参数列表如下：轴名功率(P/Kw)转矩T(N.mm)转速n(r/min)传动比i效率电机轴3.5783559496010.99I轴3.542352389604.5600.951II轴3.367152747210.533.5080.951III轴3.2015093666010.970卷筒轴3.10649418760三、传动件的设计计算斜齿圆柱齿轮减速器的设计选用标准斜齿轮传动，标准结构参数压力角
6、，齿顶高系数顶隙系数；（一） 高速级齿轮设计1） 运输机为一般工作机器，故选用7级精度(GB10095-88)2） 材料选择由机械设计（第八版）表10-1选择小齿轮材料为(调质)，硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。3） 选小齿轮齿数，大齿轮齿数，取整计算得：；按照齿面接触强度计算：1） 选取螺旋角，初选螺旋角由设计计算公式进行试算，即试选载荷系数试取=1.42） 计算小齿轮的转矩选齿宽系数以及查图1030选区域系数；由图1026查得4）由机械设计（第八版）图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限5）由机械设计（第八版）表1
7、0-6查得材料的弹性影响系数计算应力循环次数7)由机械设计（第八版）图10-19取接触疲劳寿命系数8)计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，得试算小齿轮分度圆直径，代入的值计算圆周速度v(3)计算宽度b及模数(4)计算纵向重合度(5)计算载荷系数K由工作条件是载荷平稳从表10-2得使用系数.00，根据v=1.,907m/s,七级精度等级由图10-8查得动载系数，由表10-4采用插值法得，由图10-13查得，表10-3查得=1.1；(6)按实际载荷系数下的校正分度圆直径计算模数按齿根弯曲强度设计由式（10-17）（1）确定参数1)计算载荷系数2)根据纵向重合度,由图10-28查得
8、螺旋角影响系数3)计算当量齿数4)由表10-5采用插值法得齿形系数为5)应力矫正系数:6)由图10-20C查得小齿轮弯曲疲劳强度查得大齿轮弯曲疲劳强度7）由图10-18查弯曲疲劳寿命系数取计算弯曲疲劳许用应力，取s=1.4，由式10-12得9）计算(2)设计计算综合考虑取m=1.5mm（标准模数）已可满足弯曲强度，但为了同时满足接触疲劳强度,需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数取为=25几何尺寸的计算（1）计算几何中心距圆整后取中心距107mm（2）按圆整后的中心距修正螺旋角因为值改变不多。故参数（3）计算大小齿轮的分度圆直径（4）计算齿轮宽度(二)低速级齿轮设计计算1、选择精度等
9、级，材料和齿轮齿数1）材料：由机械设计表10-1选择小齿轮材料为40Cr(调质处理)硬度为270-290HBS.大齿轮材料为45号钢硬度为230-250HBS,硬度差为40HBS.2）精度等级选7级精度3）选择小齿轮齿数为，则大齿轮的齿数取85（互质）；4）选取螺旋角2、按齿面接触强度计算(1)确定式中各值1)试取载荷系数为Kt=1.42)由机械设计（下同）图10-30取区域系数3)由表10-7取齿宽系数=14)由表10-6查得材料弹性影响系数=189.8.5)由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限=600MPa.大齿轮接触疲劳强度极限=550MPa.6）由图10-26查得，7
10、)应力循环次数由10-19取接触疲劳寿命系数接触疲劳许用应力:取失效概率为1%.安全系数为S=1由式则(2）计算1)小齿轮分度圆直径.2)计算圆周速度3)宽度b及模数4)计算纵向重合度5)计算载荷系数K由表10-2得使用系数，根据v=0.681m/s,七级精度等级由图10-8查的动载系数，由表10-4查的，由图10-13查的，表10-3查得6)按实际载荷系数下的校正分度圆直径7)计算模数3.按齿根弯曲强度设计由式（10-17）（1）确定参数1)计算载荷系数2)根据纵向重合度,由图10-28查得螺旋角影响系数；3)计算当量齿数4)由表10-5查得齿形系数为5)应力矫正系数:6）由图10-20C查
11、得小齿轮弯曲疲劳强度大齿轮弯曲疲劳强度7）由图10-18查弯曲疲劳寿命系数取计算弯曲疲劳许用盈应力，取s=1.4，由式10-12得9）计算(2)设计计算综合考虑取m=2.0mm已可满足弯曲强度，但为了同时满足接触疲劳强度,需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数故取=30；，故取=107（互质）4几何尺寸的计算（1）计算几何中心距圆整后取中心距a142mm（2）按圆整后的中心距修正螺旋角因为值改变不多。故参数（3）计算大小齿轮的分度圆直径（4）计算齿轮宽度齿轮的主要参数高速级低速级齿数Z2511430107中心距107142法面模数m1.52端面模数m螺旋角法面压力角端面压力角齿宽b4
12、4396863法面齿顶高系数标准值11法面齿距齿顶系数标准值C0.250.25当量齿数Z26.272119.32026.27293.048分度圆直径d38.490175.51262.2221.8齿顶高1.52齿根高1.8752.5齿全高h3.3754.5齿顶圆直径41.49178.51266.2225.8齿根圆直径34.74171.76257.2216.8三轴的结构设计计算轴的结构设计计算（一） 高速轴的结构设计1、已知该轴的功率，转速，转矩2.、求作用在齿轮上的力已知该轴上小齿轮的分度圆直径为3、初步确定轴的最小直径按机械设计中式（152）初步计算轴的最小直径，选取轴的材料为40cr调质处理。根据表15-3，取，于是得显然，轴的最小直径是安装连轴器处的直径。对直径小于100mm的轴按照直径增大7来计算，得按照最小直径同时选择联轴器，联轴器的计算转矩为，查表14-1考虑转矩的变化，取，则：按计算的转矩应小于联轴器的公称转矩的条件，查标准，选用LH型弹性柱销式联轴器。其从动端公
