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1、西安科技大学高新学院课程设计计算说明书学 院 机电信息学院 课 程 机械设计 专 业 机械设计与制造及其自动化 日 期 21013年01月06日 任务书姓名学号 专业班级 机单1001设计参数：载荷：391.716N，皮带速度：0.916m/s,滚筒直径: 300mm,使用年限:7年完成时间： 2013年01 月06日内容及要求：机械设计课程设计通过传动方案的拟定，结构设计，设计计算，查阅有关标准和规范以及编写设计计算说明书，使学生掌握机械传动装置的设计步骤和方法的一般规律，提高设计技能。机械设计课程设计包括：(1)确定机械系统总体传动方案。（2）选择电动机 。(3)传动装置运动和动力参数的计
2、算。 (4)传动件如齿轮带及带轮的设计。(5)轴的设计。(6)轴承组合部件设计。(7)键的选择和校核。(8)机架或箱体的设计。(9)润滑设计。学生在规定的时间内应绘制装配工作图1张(A0或A1图纸)，组件或零件工作图23张，并编写设计计算说明书1份。指导教师：程安宁 2012 年 12 月 24 日课程设计说明书成绩：指导教师： 年 月 日计算项目及内容主要结果一、机械系统总体传动方案1、系统简图 2、工作条件设计带式运输机的传动装置。运输机工作平稳，单向运转，单班制工作，使用期限7年，每天工作8小时。大修期3年，输送带速度容许误差为5%。其中减速器由一般规模厂中小批量生产。3、原始数据运送带
3、工作拉力F/N391.716运输带工作速度v/(m/s)0.916卷筒直径D/mm300使用年限/年74、传动方案的分析带式输送机由电动机驱动。电动机通过连轴器将动力传入减速器,再经联轴器将动力传至输送机滚筒,带动输送带工作。传动系统中采用两级展开式圆柱齿轮减速器，其结构简单，但齿轮相对轴承位置不对称，因此要求轴有较大的刚度，高速级和低速级都采用直齿圆柱齿轮传动。二、电动机的选择1、类型选择电动机的类型根据动力源和工作条件,选用Y系列封闭式三相异步电动机。2、功率选择 (1) 确定电动机效率Pw 按下试计算 式中Fw=391.716N V=0.916m/s 工作装置的效率考虑带卷筒器及其轴承的
4、效率,还有数据选择和其他误差的情况，因此取 代入上试得 (2) 选择电动机的类型根据电动机的输出功率功率 ： 式中为电动机轴至卷筒轴的传动装置总效率由式 由机械手册表可查得：联轴器传动效率； 齿轮传动效率（8级精度一般齿轮传动） 滚动轴承效率；则=0.9（考虑到误差关系和计算方便问题）所以电动机所需工作功率为=考虑到误差关系 P0.4 kw按工作要求和工作条件查找机械手册中选用Y132M1-6型号三相异步电动机，其数据如下：电动机额定功率 P=0.4 kw ；同步转速为1000；满载转速=960；电动机轴伸出端安装长度为80 mm ；电动机轴伸出端直径为38 mm 。三、计算传动装置的运动和动
5、力参数1、总传动比为： 其中：为高速级传动比；为低速级传动比。运输机转速： 总传动比： 2.分配传动比 3.确定齿轮齿数 高速级齿轮组：小齿轮： 大齿轮： 整圆： 低速级齿轮组： 小齿轮： 大齿轮： 整圆： 校核数据： 运输机的转速： 验证误差： 误差符合要求。4. 计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴的转速 高速轴转速: 中间轴转速: 低速轴转速: 卷筒转速: （2）各轴的输出功率：高速轴I 的输入功率： 中间轴 II 的输入功率： 低速轴 III 的输入功率： 卷筒的输入功率： (3) 各轴转矩：高速轴输入转矩： 中间轴输入转矩： 低速轴输入转矩： 卷筒输入转矩： 由以上数据得各轴运动及
6、动力参数表：轴名功率转矩转速电机轴0.43.9799601轴0.3963.9399602轴0.38416.075228.1373轴0.37352.97667.241卷筒轴0.36151.27267.241四、传动件如齿轮带及带轮的设计1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，软齿轮面闭式传动。（2）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度。（3）材料选择。由机械手册选择齿轮材料：小齿轮材料为40Gr（调质），硬度为260HBS；大齿轮为45钢（调质），硬度为220HBS；二者材料硬度差为40HBS。(4) 根据上一步的设计计算中得到高速级齿轮
7、组齿数：小齿轮齿数(估) 大齿轮齿数 2、按齿面接触强度设计(1) 设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。(2) 按齿面接触疲劳强度设计，即 (3) 确定公式内的各计算数值: 试选载荷系数 （估） 计算小齿轮传递的转矩（ ） 按软齿面齿轮非对称安装，由机械手册表选取齿宽系数 由机械手册查得材料的弹性影响系数 由机械手册取图按齿面硬度查得：小齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮的接触疲劳强度极限（4）计算应力循环次数（ =1 ）(5) 由机械手册取接触疲劳寿命系数 （6） 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1% ，取安全系数S=1（7） 试算小齿轮分度圆直径 ，代入中较小的值：3、
8、试计算小齿轮模数（1）计算圆周速度 （2）计算齿宽 （3）计算齿宽与齿高之比 模数： 齿高： （4）计算载荷系数根据 8级精度，查机械手册查图得动载系数 因为该齿轮传动为直齿轮，所以齿间载荷分配系数：由机械手册查表得使用系数 由机械手册表用插值法查8级精度，小齿轮相对支承非对称布置时： 由机械手册查图得： 故载荷系数： (5) 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径（6）计算模数 4、按齿根弯曲强度设计（1）由机械手册查图得：小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限；（2）由机械手册根据应力循环次数 取弯曲疲劳寿命系数: ，（3）计算弯曲疲劳许用应力；取弯曲疲劳安全系数 S=1.3，
9、得（4）计算载荷系数K（5）查取齿形系数、和应力修正系数、由机械手册查图得： （6）计算大、小齿轮的并加以比较； 小齿轮： 大齿轮： 将数值较大的一个代入公式计算： 对比计算结果，由齿轮面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数1.21并就进圆整为标准值=1.5 接触强度算得的分度圆直径=43.73mm，算出大小齿轮齿数： 这样设计出的齿轮传动，即满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。5
10、、几何尺寸计算（1）计算分圆周直径、 ： （2）计算中心距： （3）计算齿轮宽度： 取；。6、其他参数计算为齿顶高系数: = 1 为顶隙系数: = 0.25 模数: 中心距: 齿顶高: 齿根高: 齿顶圆直径： 齿根圆直径: 7、高速级齿轮传动的几何尺寸归于下表：名称符号结果（mm）模数1.5分度圆直径 45190.5齿顶圆直径 48130齿根圆直径 41.25123.25中心距 117.75齿宽 50458、齿轮的结构设计 小齿轮1由于直径较小，采用齿轮轴；大齿轮2的结构尺寸按机械手册查表和后续设计出的轴孔直径计算如下表：由于 选择锻造齿轮代号结构尺寸计算公式结果（mm）轮毂处直径68.8轮毂
11、轴向长度L6 64.5倒角尺寸n0.75齿根圆处厚度4.5腹板最大直径114.25板孔分布圆直91.525板孔直径11.36腹板厚度C13.59、低速级齿轮的设计（1）、齿轮强度计算选择材料确定极限应力因为该减速器可以由一般规模厂生产，选择8级精度传动。由机械手册查表选择小齿轮材料为40Gr（调质），硬度为260HBS，大齿轮为45钢（调质），硬度为220HBS，二者材料硬度差为40HBS。在前一步设计计算中得到低速级齿轮组的齿数：小齿轮齿数 ；大齿轮齿数 。、按齿轮面接触强度设计 设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。按齿面接触疲劳强度设计，即 确定公式内的各计算数值A试选载荷系数 。B. 计算小齿轮传递的转矩 C 按软齿面齿轮非对称安装，由机械手册
