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1、2010/2011学年 第1学期机械设计基础课 程 设 计2010年11月设计题目： 设计数据：运输带传递的有效圆周力F=2200N运输带速度V=1.40m/s滚筒的计算直径D=260mm设计要求：原动机为电动机，齿轮单向传动，有轻微冲击。工作条件：工作时间10年，每年按300天计 单班工作（每班8小时）。传动示意图如下：电机带传动齿轮减速器链传动联轴器滚筒运输带I 轴II 轴III 轴F VD目 录1、电机的选择022、确定传动装置的总传动比和分配传动比：023、传动装置的运动和动力参数034、V带的设计045、减速器齿轮的设计066、轴的设计与校核087、链传动的设计178、联轴器的选择1
2、89、键的校核1910、减速箱的结构尺寸1911、轴承端盖的参数2212、带轮的参数2313、设计小结2314、参考资料23一、选择电机1、工作机所需功率Pw：Pw=2200*1.40/1000=3.08KW带传动效率：0.95每对轴承传动效率：0.99圆柱齿轮的传动效率：0.975链的传动效率：0.965联轴器的传动效率：0.99 滚筒的传动效率：0.96电机至工作机之间的传动装置的总效率：=* =0.95*0.99*0.975*0.965*0.99*0.96 =0.832n=102.89r/min2、确定电机转速P=P/=3.08/0.832=3.70KW 初选电动机同步转速为1500 r
3、/min ，根据电动机所需功率和转速查手册第167页表12-1，查出电动机型号为Y1112M4。其额定功率为4.0KW，转速为1440r/min,工作输出功率为3.70KW。符合所需设计要求。二、确定传动装置的总传动比和分配传动比：总传动比：i= =14.00平均传动比：= =2.41 分配传动比：取 =2.0 ； =3.2则 =2.1875注：i为带轮传动比，为齿轮传动比， 为链传动比三、计算传动装置的运动和动力参数： 将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、 3轴,依次为电机与轴1，轴1与轴2，轴2与轴3之间的传动效率。1.各轴转速： n=720 r/min n=225 r/min
4、n=102.857 r/min2.各轴输入功率：P=P*=3.7*0.95=3.515 kw P=P*=3.515*0.99*0.975=3.40kw P=P*=3.40*0.965*0.99*0.96=3.11 KW 3.各轴输入转矩：T=24.54 Nm T=46.62 Nm T=144.31Nm T=288.35Nm 四、设计V带：1、确定V带型号 查课本P表13-8得：K=1.2 则计算功率P P=K*P=1.2*3.7=4.44 kw 根据P=4.44 kw ，n=1440 r/min,由课本P图13-15，选择A型V带。取d=90 mm，则 d=i*d*(1-)=194.04mm查
5、课本P表13-9取d=200mm 为带传动的滑动率=0.010.022、验算带速：V= = =6.78 m/s带速在525 m/s范围内，合适3、取V带基准长度L和中心距a：初步选取中心距a： a=取a=450 mm符合0.7(d+d) a 2(d+d)由课本P式（13-2）得： L=查课本P表13-2取L=1400 mm由课本P式13-16计算实际中心距： a=a+=468.99 mm4、验算小带轮包角：由课本P式13-1得： =，合适。5、求V带根数Z：由课本P式13-15得： Z=今n=1440 r/min，d=90mm,查课本P表13-3得， P=1.07KW查课本P表13-5得, P
6、=0.17KW查课本P表13-2得, K=0.96查课本P表13-7得, K=0.97 则 取Z=46、求作用在带轮轴上的压力F：查课本P表13-1得q=0.1 kg/m， 故由课本P式13-17得单根V带的初拉力：作用在轴上压力： 五、齿轮的设计：a.选择材料及确定许用应力由课本P表11-1,小齿轮用45钢调质 齿面硬度197286HBC大齿轮用45钢正火 齿面硬度156217HBC =600 Mpa =460 Mpa =380 Mpa =320 Mpa 由课本P表11-5查得，最小安全系 S=1.0, S=1.25 所以， =600Mpa =380 Mpa =368 Mpa =256 Mp
7、ab.按齿面强度设计设齿轮按8级精度制造， 由课本P表11-3 ， 取载荷系数K=1.5 由课本P175表11-6 ， 取齿宽系数=0.8由课本P表11-4 ，取Z=188.0 ， 标准齿轮Z=2.5T=46.22 Nm由课本P式11-3，d =51.87mm取Z=32,则Z=i*32=102.4103 传动比为3.21875传动比误差=0.00585% ， 在误差范围内 可取 模数m=1.68， 由课本P表4-1 取m=2齿宽b=d=0.8*53.86=43.09 mm取b=45 mm b= b+5=50 mm实际上d=Z*m=32*2=64mm d=Z*m=112*2=224 mm中心距
8、a=144mmc.验算轮齿弯曲强度由课本P图11-8 ， P图11-9得， 齿形系数Y=2.56 Y=1.63 Y=2.22 Y=1.82 由课本P式11-5得， = =117.4Mpa=368 Mpa = = 113.68Mpa=256 Mpad.齿轮的圆周速度 V=2.41 m/s对照表11-2课本P,可知选用8级精度是可以的e.计算齿顶圆半径及齿根圆半径齿顶高 h=h*m 齿根高 h=（h+c）m 齿顶圆直径 d=d+2h 齿根圆直径 d=d-2h 由课本P表4-2 h=1.0 c=0.25 得， h=2.0mm h=2.50mm h=2.0 mm h=2.50mm d=68 mm d=
9、228 mm d=59mm d=219 mm六、轴的设计1. 输入轴的设计： （一）计算轴的直径1）根据课本P式14-2得： dC=110*=18.66mm考虑到键槽対轴的削弱，将轴径增大5%， 即取d=18.66*1.05=19.60 mm选标准直径d=25mm（ 2）计算 d= d+46=2931mm， 取=30mm；3）计算 根据实际条件，轴承预计寿命163658=48720小时 已知n=720r/min圆周力 F= =3730N径向力: F= F*tan=3730*tan20=1358N当量动负荷p=F=1358N,温度系数f=1,载荷系数f=1.2根据课本279页公式163得；C=经
10、查表，选6208型深沟球轴承，基本尺寸为；d=40mm,D=80mm,B=18mm,C=22.8KN,C=15.8KN所以取d=40mm 4）计算 =+=4146mm，为装配方便而加大直径，应圆整为标准直径，一般取0，2，5，8尾数取 =45mm； 5）计算 =+2*=46.454mm 取 =48mm； 6）计算同一轴上的轴承选择同一型号，以便减少轴承座孔镗制和减少轴承类型。 轴各阶梯轴直径列表如下： 3、 名称d,直径（mm）2530404548（二）计算轴各段长度 1）计算 V带轮的宽度L=2 d=50mm,故第一段的长度应比L略短一些，取 =48mm; 2）计算 轴承端盖采用凸缘式，螺钉
11、数为4，材料为HT150,由轴承外径D=80mm，查表，取M8螺钉直径d3=8mm，取 式中，为箱体壁厚，取=8mm， 取轴旁连接螺栓的直径为10mm，查得； 由于轴承的轴颈直径和转速的乘积（1.52）105，故轴承采用脂润滑，取 =9mm， 所以 m=8+16+14+8-9-17=4mm, 所以 =20+9.6+4=33.6mm，取 =33mm； 3）计算= B+2=18+10+9+2=39mm式中，B为轴承宽，为小齿轮端面至箱体内壁距离,取小齿轮至箱体内壁的距离为10mm. 4）计算 L=b-2=48mm 5）计算 取L5=6mm 6）计算= B+-=18+10-6=22mm 各段轴长度列表如下: 名称长度/mm48333948622（三） 校核该轴： 圆周力 F= =3730 N 径向力: F= F*tan=3730*tan20=1358N是直齿轮，故轴向力：按许用应力校核轴的弯曲强度1) 轴的受力简图 （图A）（L =85mm）求支持反力水平面支反F= F=垂直面支反力F=F= 作弯矩图水平矩（图B）M=0.5*L* F=0.5*85*1865=79262.5Nmm垂直弯矩（图C）M=0.5*L* F =0.5*85*679=288
