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1、-机械设计课程设计计算说明书设计题目带式运输机单级斜齿圆柱齿轮减速器院系机电工程学院专业 过程装备与控制工程班级 装控设计者*指导老师周瑞强2010 年 12 月 25日*石油化工学院目录一、课题任务2二、传动方案的拟定及说明3三、电动机的选择3四、计算总的传动比和分配各级的传动比4五、带传动件的设计与计算6六、齿轮传动件的设计与计算8七、轴的设计和轴承、键的选择校核10八、减速器机体的结构尺寸17九、联轴器的选择18十、润滑方式的确定18十一、装配图设计18十二、零件图设计21计算项目及内容一、课题任务(一) 课程设计的目的及要求目的：1、综合运用机械设计及其他先修课的知识，进行机械设计训练
2、，使已学知识得以巩固、加深和扩展；2、学习和掌握通用机械零件、部件、机械传动及一般机械的基本设计方法和步骤，培养学生工程设计能力、分析问题及解决问题的能力；3、提高学生在计算、制图、运用设计资料（手册、 图册）进行经验估算及考虑技术决策等机械设计方面的基本技能和机械CAD技术。设计要求：1、传动方案的分析和拟定；2、电动机的选择，传动装置的运动和动力参数的计算；3、传动件的设计（齿轮传动（单极）；4、轴的设计（所有轴的结构设计，低速轴的弯、扭组合强度校核及安全系数校核）；5、轴承的设计（所有轴承的组合设计，低速轴上轴承的寿命计算）；6、键的选择及强度校核（高速轴上键的校核）；7、联轴器的选择；
3、8、减速器的润滑与密封；9、减速器装配图设计（箱体、箱盖、附件设计等）；10、零件工作图设计；11、编写设计计算说明书；12、总结及答辩。13、减速器装配图一*：A0号 图纸 比例 1：114、高速齿轮轴图一*：A3号 图纸 比例 1：1 15、低速齿轮图一*：A3号图纸 比例自定16、设计计算说明书一份：1000015000字(二) 已知条件：1、运输带线速度v=1.50m/s。2、带牵引力1250，鼓轮直径240。3、工作条件：运输机双班制工作，连续单向运转，载荷平稳，空载启动，运输带速度允许误差。4、使用期：8年，两班制工作5、产量：小批量生产。计算项目及内容(三) 设计要求二、传动方案
4、的拟定和及说明一、传动方案拟定1、设计题目名称设计带式运输机传动装置。2、运动简图3、分析传动系统的作用：作用：介于机械中原动机与工作机之间，主要将原动机的运动和动力传给工作机，在此起减速作用，并协调二者的转速和转矩。4、分析传动方案：特点：结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。电机不会与箱体发生干涉。三、电动机的选择1、选择电动机系列按工作要求及工作条件，选用Y系列三相异步电动机，其结构简单工作可靠计算项目及内容价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。 封闭式结构，电压为380V。2、选电动机功率（1）传动装置总效率 （2）工作机所需功率 （3）
5、电动机的输出功率 从课程设计书本表19-1中可选额定功率为2.2kW的电动机。3、电动机转速的选择运输带的带速，卷筒直径D（mm），卷筒轴转速V带传动常用传动比，单级圆柱齿轮传动比，故电动机转速可选的范围。故可选同步转速为750r/min、1000r/min和1500r/min。根据相同功率的三种转速，从表19-1中查出三种型号电动机，综合考虑多方面因素，选择第三种转速，即选电动机型号为Y100L1-4，则电动机的技术参数如下表：电动机型号额定功率（kW）满载转速（r/min）堵转转矩/最大转矩/额定转矩（Nm）Y100L2-42.214202.2计算项目及内容安装尺寸可查表19-3获得。四、
6、计算总传动比及分配各级的传动比（1）传动装置总传动比：（2）分配各级的传动比取V带传动的传动比，则单级圆柱齿轮减速器的传动比为，符合一般圆柱齿轮传动和单级圆柱减速器传动比的常用范围课程设计书（表2-1）。（3）各轴输入转速电动机为0轴，则电动机的转速 高速轴的输入转速 低速轴的输入转速卷筒轴的输入转速（1）、各轴输入功率 按电动机额定功率P计算各轴输入功率，则 电动机输入功率 高速轴输入功率低速轴的输入功率 卷筒轴的输入功率计算项目及内容3）各轴输入扭矩 电动机轴输出转矩 高速轴输入扭矩 低速轴输入扭矩 卷筒轴输入扭矩 将计算结果汇总列表：轴转速（r/min）轴输入功率（kW）输入转矩（Nm）
7、传动比效率电动机14202.214.8高速轴5262.1138.31低速轴114.32.05162.91五、带传动设计1计算功率由表机械设计书本表2-10,故2、选用V带型号用普通V带，由图机械设计书本图2-17查出，应选用A型。3、求大、小带轮基准直径计算项目及内容由表机械设计书本表2-4可知应不小于80，取。由公式（2.16）得4、验算带速，在范围内适合。5、求带基准长度和中心距初选，由由公式（2.1）得带长 由表机械设计书本表（2-2）基准长度选用，再由公式（2.24）可近似计算出实际中心距得，满足要求、验算小带轮包角，合适、求带根数，查表得传动比，查表得由查13-7得计算项目及内容取Z
8、=3根、求作用在带轮轴上的压力查13-1得故由公式（13-17）得单根带的初拉力作用在轴上的压力六、齿轮传动件设计计算1、确定齿轮的材料有机械设计书本表4-2得出，小齿轮采用：40MnB调质,齿面硬度为（241286）HBS。大齿轮：ZG35SiMn调质，齿面硬度为（241269）HBS。2、确定需用应力查机械设计书本图4.19-3得，查机械设计书本图4.21-3得 由表4-10得：=1.1,=1.25由表4.20：3、按齿面接触强度设计设齿轮按8级精度制造，查表4-4取载荷系数，齿宽系数计算项目及内容（由表4-8得）。小齿轮上的转矩 初选螺旋角取齿数则法向模数。查表4-1后，取实际计算得到齿
9、宽中心距。取中心距确定螺旋角4、验算轮齿弯曲强度齿形系数。查课本图11-8得；由图11-9得；计算项目及内容5、齿轮的圆周速度8级精度合适。6、齿轮其他参数端面模数；分度圆直径齿高；顶隙；齿顶圆直径 ；齿根圆直径 ；七、 轴的设计和轴承,键的选择校核（一）高速轴的结构设计1、选 材选用45调质。查表取=35Mpa, C=110。2、初估直径 计算项目及内容轴上有单个键槽，轴径应增加5 所以26.5（15）27.5mm 圆整且该段轴径与V带相连，故综合考虑取d为30mm。3、轴的结构设计 （1）轴上零件的定位，固定和装配 单级减速器中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
10、，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大筒定位，则采用过渡配合固定（2）确定轴各段直径和长度工段与带轮相连接： 长度取初选用圆锥滚子轴承30208型，轴的各级直径及长度如下，36mm，=69mm:；=40mm，=18；=48 =6； =64，=77 =48，=5 =40，=19由于齿轮左右端面是对称分布的，因此可以确定高速轴的总跨距。4、按轴的强度校核高速齿轮上的圆周力 径向力 轴向力计算项目及内容aaLK求垂直面的支反力：求水平面的支承力F力在支点产生的反力求垂直弯矩，并绘制垂直弯矩图：求并绘制水平面弯矩图：求并绘制F力产生的弯矩图：F在a-a处产生的弯矩：求合成
11、弯矩图：考虑最不利的情况，把与直接相加。计算项目及内容求轴传递的转矩求危险截面当量弯矩：由弯矩图可知a-a截面是最危险截面其当量弯矩为：（取折合系数）计算危险截面处轴的直径：因为材料选择45调质，查课本表14-1和表14-3得，则：。考虑到键槽对轴的削弱，将d值加大3%，故，远远小于64.9mm,所以该轴是安全的。5、轴承寿命校核：轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查课本279页表16-8,9，10取取查设计书第131页得 8年（按全年300天，一天16小时工作）该轴承符合要求。计算项目及内容弯矩图及轴的受力分析图6、键的设计与校核见课程设计书123页，由于，选用A
12、型平键键的校核，取长度。（二）低速轴的结构设计1、选材选材料45钢。查课本第245页表14-2取=35Mpa, C=110。2、 确定各轴段直径各轴段直径的确定：根据课本第245页公式（14-2）mm式中：P轴所传递的功率，KWn轴的转速，r/minC由轴的许用切应力所确定的系数计算项目及内容得： 轴上有单个键槽，轴径应增加3 所以，故综合考虑取d为30mm。此段连接的是轴承，先选6006号深沟球轴承，查表可得到轴承宽度B=14mm，所以暂时取，接下来，取段的长度，连接齿轮的轴，由于齿轮的宽度是50mm，所以取长度，取退刀槽的直径是38mm，长度是13mm，下一段连接轴承，直径是30mm，长度
13、是12mm，轴承外面到轴的另一端长度70mm，直径是28mm，下一段的阶梯轴连接联轴器的直径是26mm，长度是38mm。3、 轴的校核aaLK低速齿轮上的圆周力 径向力 轴向力求垂直面的支反力求水平面的支承力F力在支点产生的反力计算项目及内容求垂直弯矩，并绘制垂直弯矩图：求并绘制水平面弯矩图：求并绘制F力产生的弯矩图：F在a-a处产生的弯矩：求合成弯矩图：考虑最不利的情况，把与直接相加。求危险截面当量弯矩：由弯矩图可知a-a截面是最危险截面其当量弯矩为：（取折合系数）计算危险截面处轴的直径：因为材料选择45调质，查课本表14-1和表14-3得，则：考虑到键槽对轴的削弱，将d值加大3%，故，小于40mm,所以该轴是安全的。弯矩及轴的受力分析图如下：计算项目及内容4、轴承寿命校核：轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查课本279页表16-8,9，10取取查设计书第131页得 8年（按全年300天，一天16小时工作）该轴承符合要求。计算项目及内容5、键的设计与校核见课程设计书123页，由于，选用A型平键，键的校核，取长度。八、减速器机体结构尺寸序号符号名 称尺 寸(mm)1a中心距1502箱座壁
