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1、 机械设计基础课程设计课程名称 机械设计基础 题目名称_带式运输机传动装置_学生学院 机械与动力工程学院 专业班级 学 号 学生姓名 指导教师 2009年12月15日目 录设计任务书3传动方案的拟定及说明4电动机的选择4传动装置的运动和动力参数的选择和计算5传动零件的设计计算6轴的设计计算15滚动轴承的选择和计算22键联接的选择和计算22减速器附件的选择和密封类型的选择22联轴器的选择23减速器箱体的设计23设计小结24参考文献24一、课程设计的内容设计一带式运输机传动装置（见 图1）。设计内容应包括：传动装置的总体设计；传动零件、轴、轴承、联轴器等的设计计算和选择；减速器装配图和零件工作图设
2、计；设计计算说明书的编写。图2为参考传动方案。二、课程设计的要求与数据已知条件： 1运输带工作拉力： F = 4.8 kN； 2运输带工作速度： v = 1.7 m/s； 3卷筒直径： D = 450 mm； 4使用折旧期： 8年； 5工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳； 6制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量。 7. 滚筒效率 =0.96； 8. 工作环境 室内，灰尘较大，环境最高温度35； 9. 动力来源 电力，三相交流，电压380220V； 10. 检修间隔期 四年一次大修，二年一次中修，半年一次小修；三、 课程设计应完成的工作1减速器装配图1张； 2零件工作图 2张（轴、
3、齿轮各1张）；3设计说明书 1份。四、传动方案的选择 共有七个方案供选择，我选择第三个方案，如下图所示。 选择理由：1.环境灰尘较大，环境比较恶劣，工作时间很长，如果选择开式传动，灰尘进入传动装置，很容易磨损失效。故选择闭式传动，于是排除了a方案和d方案。2.f方案采用涡轮蜗杆式，适合于较大拉力和较小速度的情况，不适合本题中的要求。3.d、e方案中采用了斜齿圆柱齿轮，会产生较大的轴向力和径向力，不合适。4.b、c、g方案中，c方案结构较为紧凑。在室内不会占很大的地方。综合以上考虑，选择c方案。五、 电动机的选择： 根据设计指导书推荐，采用Y 系列电动机。电动机要求功率和转速的计算：带式输送机所
4、需功率=F*v/(1000*)=(4800*1.7)/(1000*0.96)=8.5KW;电动机输出功率 =/ ;其中 为各效率概略值的总作用，各效率概略值取值如下表(查手册表1-7)：符号效率概略值个数取该值原因说明弹性联轴器0.9922这类联轴器因装有弹性元件，不仅可以补偿两轴间的相对位移，而且具有缓冲减振的能力，比较具有代表性8 级精度齿轮传动副0.9628 级精度齿轮为铸造中对精度无特殊要求的齿轮。滚子轴承0.983滚动轴承：摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、润滑简便易于互换。=0.992*0.96*0.98=0.85358；故 =/ =8.5/0.85358 KW=9.958 KW；=v
5、/(*d)=1.7/(3.14*0.45)=1.2r/s=72.2r/min;已知二级圆柱齿轮传动比i8-40,可得电动机转速范围n = 577.6 2888r /min工程上通常使用1500r/min 和1000r/min 两种规格，可大致选定以下两种型号的电动机.电动机额定功率(KW)转速(r/min)计算值9.958577.6 2888Y 160M-4111460Y 160L-611970注：Y 160M4 有4 对磁极，比有6 对磁极的Y 160L6 更加节约空间，最后选定电动机Y 160M4。六、传动装置的运动和动力参数的选择和计算计算传动装置总传动比和分配各级传动比1)传动装置总传
6、动比由电动机的满载转速n和工作机主动轴转速n可确定传动装置应有的总传动比为i=/=1460/72.2=20.222）分配各级传动比为满足相近的浸油条件，高速齿轮传动比为i=1.11.4i； 所以由i= i i， 高速级齿轮传动比 低速级齿轮传动比5、计算传动装置的运动和动力参数已知各级传动副传动比，已知电动机输出功=9.958KW和转速=1460r/min,且计算得电动机的输出转矩=9550*/=9550*9.958/1460=65.14N*m 。根据设计指导书172页公式逐一计算得各轴运动和动力参数。 1 号轴（高速轴）：电动机输出轴与1 号轴之间存在一个联轴器效率.故取
7、=0.992. =1460r/min =9.958*0.992=9.878KW; =65.14*0.992=64.62KW;2 号轴（从动轴）：1 号轴与2 号轴之间存在一个轴承效率、一个齿轮传动副效率。故取=0.96*0.98=0.9408； =/=1460/5.32=274.4r/min =9.878*0.9408=9.293KW; =64.62*5.32*0.9408=323.4N*m;3 号轴（低速轴） 2 号轴和3 号轴之间存在一个齿轮传动副效率，一个轴承效率。故取 =0.96*0.98=0.9408； =/=274.4/3.8=72.2r/min; =9.293*0.9408=8.
8、743KW; =323.4*3.8*0.9408=1156KW;综上，各轴运动和动力参数整理如下表，以便于以后的计算查找。轴1轴2轴3转速r/min1460274.472.2输入功率KW9.8789.2938.743输入转矩Nm64.62323.41156四、传动零件的设计计算齿轮的设计1. 材料选择： (1).小齿轮材料选择40MnB调质处理，齿面硬度241286HBS。接触疲劳极限=680760MPa，取720MPa ,弯曲疲劳极限=580610MPa，取600MPa。 (2).大齿轮材料选用ZG35SiMn 调质处理，齿面硬度241269HBS。接触疲劳极限=590 740MPa ，取6
9、30MPa。弯曲疲劳极限=500 520MPa ，取510MPa。 (3) 、补充说明：如此大小齿轮材料的选择满足软齿面齿轮硬度差为3050MPa的要求。该设计中的高速级齿轮对和低速级齿轮对都服从该材料选择。为便于下一步的计算，先将齿轮许用应力值整理如下（根据课本171 页表115，取最小安全系数=1.1 ,=1.3.) =/=720/1.1=655MPa =/=630/1.1=573MPa =/=600/1.3=462MPa =/=510/1.3=392MPa2. 齿轮直径估计及相关参数的确定 由课本171 页，根据齿面接触强度，齿轮估算公式 mm 电动机载荷均匀，取K = 1.2两齿轮均为
10、锻钢，取弹性系数 =189.8 标准齿轮，取= 2.5 齿轮相对于轴承非对称分布（软齿面），取齿宽系数= 0.8 代入各系数及T = 64.62N m = 6.462N*mm ,得高速级小齿轮直径范围 =54.05mm代入各系数及T = 323.4N*m =3.234 N*mm，得低速级小齿轮直径范围 =94.37mm现暂取=60mm ，=96mm.高速级：令=20,则=20*5.38=107.6108. i=108/20=5.4, 5.4与5.38误差在3%范围内，满足设计指导书提出的要求，故可采用模数m=/=60/20=3mm ,则小齿轮实际直径=60mm,大齿轮实际直径=3*108=32
11、4mm. 低速级：令=96/3=32,则=32*3.8=121.6122. i=122/32=3.81, 122与32误差在3%范围内，满足设计指导书提出的要求，则小齿轮实际直径=96mm,大齿轮实际直径=3*122=366mm. 可以看出，两组齿轮的齿宽不相等： 高速级齿宽b=60*0.8=48mm ,圆整后小齿轮齿宽=50mm，大齿轮齿宽=45mm。 低速级齿宽b=96*0.8=76.8mm ,圆整后小齿轮齿宽=80mm，大齿轮齿宽=75mm。3. 轮齿弯曲强度校核 由校核公式=，对轮齿弯曲强度进行校核。由课本173 页图118 和174 页图119： =20时，齿形系数=2.9，齿根修正
12、系数=1.57 =135时，齿形系数=2.2，齿根修正系数=1.83 =32时，齿形系数=2.6，齿根修正系数=1.625 =122时，齿形系数=2.2，齿根修正系数=1.83 代入数据，对高速级小齿轮校核得=60.67MPa ,=60.67MPa392MPa. 对高速级大齿轮校核得=64.23MPa ,=64.23MPa392MPa . 对低速级小齿轮校核得=171.13MPa ,=171.13MPa392MPa. 对低速级大齿轮校核得=174.72MPa ,=174.72MPa392MPa .校核均满足要求。4. 齿轮参数总表参数名称 数值参数名称数值小齿轮直径（高速）60mm大齿轮直径（高速）324mm小齿轮直径（低速）96mm大齿轮直径（低速）366mm中心距(高速)(60+324)/2=192mm中心距(低速)(96+366)/2=231mm齿顶高3mm齿根高3.75mm小齿轮齿数（高速）20大齿轮齿数（高速）108小齿轮齿数（低速）32大齿轮齿数（低速）122小齿轮齿宽（高速）50大齿轮齿宽（高速）45小齿轮齿宽（低速）80大齿轮齿宽（低速）75模数3mm
