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1、1. 设计目的机械设计课程是培养学生具有机械设计能力的技术基础课。 课程设计则是机械设计课程的实践性教学环节， 同时也是高等工 科院校大多数专业学生第一次全面的设计能力训练，其目的是：（1）通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意 识，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与实际知 识去分析和解决机械设计问题的能力。（2）学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。（3）通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力，确定尺寸和掌握机械零件，以较全面的考 虑制造工艺，使用和维护要求，之后进行结构设计，达到了解和 掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过
2、程和方法。（4）学习进行机械设计基础技能的训练， 例如：计算，绘图, 查阅设计资料和手册，运用标准和规范等。2. 设计方案及要求据所给题目：设计一带式输送机的传动装置（两级展开式圆柱直 齿轮减速器）方案图如下：#1o1 输送带2 电动机23V带传动4 减速器5 联轴器2.1技术与条件说明：1）传动装置的使用寿命预定为 8年每年按350天计算，每天16 小时计算；2）工作情况：单向运输，载荷平稳，室内工作，有粉尘，环境温度不超过35度；3）电动机的电源为三相交流电，电压为 380/220伏；4）运动要求：输送带运动速度误差不超过5% ；滚筒传动效率0.96；5）检修周期：半年小修，两年中修，四年
3、大修。2.2设计要求1）减速器装配图1张；2）零件图2张（低速级齿轮，低速级轴）；3）设计计算说明书一份，按指导老师的要求书写4）相关参数:T=1600N m, V=0.6m/s, D=400mm。3. 电机选择3.1电动机类型的选择按工作要求和工作条件选用 Y系列鼠笼三相异步电动机。其结构为全封闭自扇冷式结构，电压为380V。3.2选择电动机的功率工作机有效功率Pw二匸卫，根据任务书所给数据1000 2T2 疋1600T=1600N m, D=400mm。侧有 F=8000N;已知D 400 9001V=0.6m/s，贝S有：Pw 二匕= 8000 1.4=11.2KW1000 1000从电
4、动机到工作机输送带之间的总效率为Z= 14345式中i，2，3，4，5分别为V带传动效率，滚动轴承效率,齿轮传动效率，联轴器效率，卷筒效率。据机械设计手册知HHHH*1r ，.1=0.95，2=0.99，3=0.97， 4=0.99,5=0.96，则有:=0.95 0.994 汉 0.97? X 0.99 汉0.96=0.816所以电动机所需的工作功率为:Pd =Pw11.20.96 0.816= 13.73KW#取 Pd=14.0KW#3.3确定电动机的转速工作机卷筒的转速为二 66.88r / min60x1000v60x1000x1.4n w =nD3.14汉 4000.001所以电动机
5、转速的可选范围为nd=|、nw= (8100) 66.88r/mi n=(53566.88) r / min符合这一范围的同步转速有 1000r/min和1500r/min二种，由于本次课程设计要求的电机同步转速是 1000r/min。查书表8-53,比 Pd大，且又比较接近Pd的电机功率为15KW,额定功率为15KW的电 机有以下几种。将总传动比合理分传动比分配给 V带传动和减速器 传动有两种传动方案，如下表所示：表3-3-1电动机的数据及传动比电机型号额定率同步转速满载转速质量总传动比(kW)rmin%（Kg）Y160L-4151500146014221.83Y180M-615100097
6、018214.50综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，方案一的虽然质量和价格稍低，但传动比过大，为使传动装置结构紧凑，方案一的故选用第二种传动方案，即选电机的型号为：Y180M-6，电动机的中心高，外形尺寸，轴的尺寸等都在书表8-53中查的。如下表:表3-3-2 Y180M-6电动机的数据和安装尺寸额定功率P0/KW15电动机的外伸轴的直径 D/mm48满载转速n叭r/min）1970电动机的外伸轴长度E/mm110额定扭矩1.8电动机中心高1804. 装置运动动力参数计算4.1传动装置总传动比和分配各级传动比1） 传动装置总传动比卜二兰二型=14.5nw 66.882）分配到各
7、级传动比因为I a = i带i齿已知带传动比的合理范围为 24。故取V带的传动比ioi =2.,5，则I齿二-=5.8分配减速器传动比，参考机械设计指导 01书图12分配齿轮传动比得高速级传动比ii2二2.0，低速级传动比为i23 二58 =2.9 2.04.2传动装置的运动和动力参数计算电动机轴：转速：n o=97Or/min输入功率：Po=Pd = 14OKW输出转矩：To=9.55 106 史=9.55 1 06 他n09705= 1.38 10 N mmI轴（高速轴）转速：n 1 = 970 r/min=388r/mini 带 2.5输入功率：P1=P0 01=P。1=14.0 0.9
8、6 =13.3KW输入转矩6 Pi613.35T1=9.55 109.55 103.27 105N mmni388II轴（中间轴）转速：n2二更工388 =12.7r/mini122.9输入功率：P2=P112 = P12 3 =5.76 0.99 0.97= 12.77KW输入转矩：T2 =9.55 106 =9.55 106= 9.1 105N mmn2133.8皿轴（低速轴）转速：n3二 n2 =133.8 =66.9r/mini232.0输入功率：P3二P2 23= Pr,r, = 5.0.9 0.97=5.28KW输入转矩：T3=9.55 106 P=9.55 106 1216 =1
9、.75 1 05N mm n366.9卷筒轴：转速：n卷二 n3=66.9r/min输入功率：P卷二P334 二 P3 24 =12.26 0.99 0.99= 11.7KWp117输入转矩：T卷二 9.55 1 06 4 = 9.55 1 061.68 1 06 N mmn466.9各轴运动和动力参数表4.15. 带传动设计5.1确定计算功率P ca据2表8-7查得工作情况系数KA = 1.1。故有：Pca=K A P = 1.1 14.0 =15.4KW5.2选择V带带型据pca和n有2图8-11选用B带。5.3确定带轮的基准直径d d1并验算带速（1）初选小带轮的基准直径dd1有2表8-
10、6和8-8,取小带轮直径 dd1=125mm。（2）验算带速V，有：兀汇dd严n03.14汇125汽970v 二60 1000 60 1000=6.35 雕因为6.35m/s在5m/s30m/s之间，故带速合适。（3）计算大带轮基准直径dd2dd2 带 dd1 =2.5 12 312.5mm取 dd2=315mm新的传动比i带二韭=2.521255.4确定V带的中心距a和基准长度Ld（1）据2式8-20初定中心距ac=700mm（2）计算带所需的基准长度JILdo : 2a0 (d didd2)2(ddi -dd2)4ao=2 7003.142(315 125)(315 -125)24 700
11、=2104mm由2表8-2选带的基准长度 Ld=2000mm(3) 计算实际中心距aaLd Ld0= 7002000 -21042:648mm中心局变动范围：amh =a-0.015d =618mmamax = a 0.03d = 708mm5.5验算小带轮上的包角57.3:=180 (dd2 dd1)163.2 _ 90a5.6计算带的根数z(1)计算单根V带的额定功率Pr由 dd1 =125mm和 n0 =970r/min 查2表 8-4a 得P0=1.67KW据 n=970rmin，i=2.2 和 B 型带，查28-4b 得P0=0.31KW查2表 8-5 得 K： =0.96, Kl=
12、0.98，于是:Pr=(p0+ p。) KLK-=(1.67+0.31)0.96 0.98=1.86KW(2)计算V带根数zPea 15.4Z ca8.28Pr1.86故取9根。5.7计算单根V带的初拉力最小值（F 0 ） min由2表8-3得A型带的单位长质量q=0.1kgm。所以（Fo） min =500 （2.5-K :用.qy2KxzxvLee （2.50.96）05.4 c ,c = 5000.18 6.3520.96x9x6.35=223.39N应使实际拉力F0大于（F0）min5.8计算压轴力F p压轴力的最小值为：a（Fp）min=2 z（ F0）min sin 2 =2 9
13、223.39 0.99=3980.81N5.9带轮设计（1）小带轮设计由Y180M-6电动机可知其轴伸直径为 d=48mm,故因小带轮与其装配，故小带轮的轴孔直径 d0=48mm。有4P 622表14-18可 知小带轮结构为实心轮。(2)大带轮设计大带轮轴孔取48mm,由4P 622表14-18可知其结构为辐板式6. 齿轮设计6.1高速级齿轮设计1选定齿轮类型，精度等级，材料及模数1）按要求的传动方案，选用圆柱直齿轮传动；2） 运输机为一般工作机器，速度不高，故用8级精度；（GB1009588）3）材料的选择。由2表10-1选择小齿轮材料为45钢（调质）硬度 为240HBS,大齿轮的材料为45
14、钢（正火）硬度为200HBS，两者硬 度差为40HBS;4） 选小齿轮齿数为Z1 =30，大齿轮齿数 Z2可由Z2 = i12乙得 乙=87，取 87 ；2按齿面接触疲劳强度设计按公式：d1t _2.32 3 Kth uZh）2V *du j（1）确定公式中各数值1）试选心=1.3。2）由2表10-7选取齿宽系数d=1。3）计算小齿轮传递的转矩，由前面计算可知：5=3.27 10 N mm。4）由2表10-6查的材料的弹性影响系数 Ze=189.8MP?5）由2图10-21d按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限CHlim1=580MP；大齿轮的接触疲劳强度极限 Slm2=560MP。6）由2图10-19取接触疲劳寿命系数KHN1=0.95;KHN2=1.05。7）计算接触疲劳许用应力。取失效概率为100，安全系数S=1，
