机械设计基础课程设计

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1、机械设计基础课程设计计算说明书设计题目：设计带式输送机中的传动装置专业年级：电气工程系15级学 号：11111111111学生姓名：宋指导教师：机械工程系完成时间2017年7月 7日机械设计基础课程设计任务书学生姓名：学号：11111111111111专业：电气工程系任务起止时间：2017年7月3日至2017年7月7 日设计题目：设计带式输送机中的传动装置一、传动方案如图1所示：图1带式输送机减速装置方案图二、原始数据三、设计任务：滚筒直径d /mm4001低速轴系结构图1张(A2图纸)；传送带运彳丁速度v /(m/s)1.62.设计说明书1份。运输带上牵引力F /N2100每日工作时数T /

2、h24在1周内完成并通过答辩传动工作年限5单向连续平稳转动，常温空载启动。参考资料：机械设计机械设计基础课程设计指导书机械设计手册工程力学机械制图指导教师签字：2017年7月7日目录一）电机的选择 1二）传动装置的运动和动力参数计算 2（三）V带传动设计3四）减速器（齿轮）参数的确定 5五）轴的结构设计及验算 7六）轴承根据 12七）联轴器的选择 12八）键连接的选择和计算 12九）心 得 体 会 14一）电机的选择1. 选择电机的类型和结构形式：依工作条件的要求，选择三相异步电机封闭式结构u=380vY型2. 电机容量的选择工作机的功率P工作机二F牵椰运输带/1000二 3.36 kWV带效

3、率： 0.96滚动轴承效率：0.99齿轮传动效率（闭式）:0.97 x 1（对）联轴器效率：0.99 传动滚筒效率:0.96传输总效率=0.859P - P工作机则，电机功率d 耳=3.91kW3. 电机转速确定r/min工作机主动轴转速n工作机二60xpxloop =76.43兀dV带传动比范围：24 一级圆柱齿轮减速器传动比范围：36 总传动比范围：624电动机转速的可选范围为：458.581834.32 r/min在此范围的电机的同步转速有： 1500r/min,1000r/min,750r/min依课程设计指导书Y系列三相异步电机技术数据(JB30 74-82)选择电机的型号为；Y13

4、2M1-6性能如下表:电机型号功率KW满载时额定转矩质量kg转速nr/min电压V电流A功率因数Y132M1-649603809.40.82.075二)传动装置的运动和动力参数计算所选电机满载时转速n二960 r/minm总传动比：12.56ni m总n工作机1. 分配传动比及计算各轴转速i =i Xi总 D带传动的传动比i二3D 一级圆柱齿轮减速器传动比i=4.19则高速轴I轴转速n二 320r/min1 则低速轴II轴的转速n二76.37r/min2 2. 各轴输入功率，输出功率P = P ，效率如前述。 输出 输入则高速轴I轴的输入功率P=3.75kW ,I 输出功率P 二3.71kW,

5、I 则低速轴II轴的输入功率P =3.60kW,II 输出功率P 二3.56kW。II 3.各轴输入转矩:小带轮输入转矩T =38.9Nmd I轴输入转矩T二111.9NmI II轴输入转矩T =450.2NmII （三）V带传动设计1. 确定计算功率 Pc已知电机输出功率，依教材机械设计基础表13-9，取K=1.2, A故 Pc= 4.7kW。2. 选择普通V带型号已知Pc, n ,结合教材机械设计基础，由图13-15 确定所使用m的V带为A型。3. 确定大小带轮基准直径 d1，d2。由机械设计基础表13-10取d1= 125mm，带传动比i已知，则 Dd =i d =375mm ，取 d2

6、=375mm2 d 1 4验算带速v.3m/s60 x 10005求V带基准长度和中心距 (L0, a)初定中心距a0 =1.5 (d1+d2)=750mm，选 a0=800mm带长 L0 = 2a0 + - + d2) +匕丿=2405mm00 2 1 24a0由表 13-2，对A型带进行选用,Ld=2480mm则实际中心距：a沁a + Ld-L0 =837.5mm0 2 6.验算小带轮包角a = 1800 - d2 -di x57.3。= 163120 合格。a7求V带根数Z已知n，d，查表13-41 1 ，得P二 1.37kW0 已知传动比i，查表13-6D，得 AP= 0.11kW0

7、已知a ，查表 13-8 得 Ka 二 0.96，查表 13.2 得 K= 1.09则V带根数Z=3.03Pc(P +AP )K K00 a L8.求作用在带轮上的压力 FQ由机械设计基础表13T ,可知A型带每米质量q二0.105kg/m单根V带的拉力F二500Pc（兰-1）+ qv 2=155N0 Zv Ka作用在轴上的压力F =2ZF sin01 =1226NQ0o四）减速器（齿轮）参数的确定1. 选择材料及确定许用应力由机械设计基础表 11-1 得： 小齿轮用：40MnB，热处理方式：调质，齿面硬度为241286HBS大齿轮用：ZG35SiMn，热处理方式：调质,齿面硬度为241269

8、HBS由表11-5，取安全系数Sh= 1.0，Sf= 1.25 。 H F 则许用应力为：o =O/S= 720MPa .H1Hliml H o =o/S= 476MPaF1FE1 F 0H2=0 Hlim2/SH=615MpaoF2=0 FE2/SF=408MPa2. 按齿面接触强度设计设齿轮按2级精度制造，按齿面接触强度设计。由表11-3得载荷系数K= 1.5 ,由表11-6得齿宽系数d二0.8。 小齿轮输入功率P= 3.75kW，转矩 T =9.55Xio 6 X p =1.12X105Nmm ，1n1由表11-4可得弹性系数Z二188.9 iMPTE 则小齿轮直径2.81齿数取 Z二

9、24 , Z2=iZi= 101模数 m二d/z x按表4-1，标准模数m= 3 ，实际传动比i=Zl亍4.21 传动比误差 0.02 ，是 符合要求。d=m Z=303mm, 2 2齿根顶圆直径d =d +2h =309mm,齿根圆直径d =d -2h =295.5mm。2a 2 a 2f 2 f实际标准中心距离a二187.5mm齿宽b =忖d二56mm （圆整）为补偿安装误差，取小齿轮齿宽b1=b+5=60mm3. 验算轮齿弯曲强度由图 11-8，取齿形系数 YF1= 2.76 ,Yf2= 2.24 .Fa1Fa2 由图11-9，取外齿轮齿根修正系数YS1= 1.59，Y二1.82判断：

10、L = 2KTiYFaiYsai =122MPaF1bm 2 Z1F1判断：t - QF 1YFa2YSa2 =113MPaWF 2YFa1YSa1o F2满足条件 合适4. 齿轮的圆周速度1.2m/sn d,nv 60x1000对照表11-2可知，选着9级精度是合适的。五）轴的结构设计及验算1.高速轴及低速轴的材料选择根据表14-1得，高速轴材料为:45钢，热处理方式:调质低速轴材料为：45钢，热处理方式:调质高速轴极限强度。=650MPa，低速轴极限强度oB2= 650MPa根据表14-3得，高速轴的许用弯曲应力ib= 60MPa -1b低速轴的许用弯曲应力1b= 60MPa-1b2轴颈初

11、估初选小轮轴颈，根据扭转强度计算初估轴颈。由表14-2得常数C型 d C3：p =24.9mm，结合大带轮轮毂内径，圆整后暂取d 1= 25mmP大轮轴颈d2 C=39.7mm，结合联轴器内径，圆整后暂取吁40 mm3. 轴的径向尺寸设计 根据轴及轴上零部件的固定，定位，安装要求，初步确定轴的径向尺 寸。各尺寸确定的依据：d = C P(1+ 3%) = 25.6mm1 n(有键槽加大3%),取d =28mm。1d =d +2h,轴肩高 h=2C =4mm,则 d =36mm。21十2d =d +2mm=38mm,取标准值 d =40mm。323d=d+2mm=42mm。43d =d +2h,

12、轴肩高 h=2C =4mm,则 d =50mm。5415取d =32mm，比轴承内圈外径小，砂轮越程槽。 6d=d=40mm.各尺寸确定的依据：d = C$p(l+ 3%) = 41mm13 n(有键槽加大3%)，取d =42mm1d =d +2h,轴肩高 h=2C =4mm,则 d =50mm。2+ 1 2d 二d +2mm=52mm,取标准值 d =55mm。3 23d=d+2mm=57mm。4 3d =d +2h,轴肩高 h=2C =4mm,则 d =65mm。5415取d =47mm，比轴承内圈外径小，砂轮越程槽。6d=d=55mm。735.轴的轴向尺寸设计根据轴及轴上零部件的固定，定

13、位，安装要求，初步确定轴的轴向尺寸。各尺寸确定的依据：l =2f+3e-3mm,其中 A 型带 f=9mm,e=15mm，则 l =60mm。l =b-2mm=58mm,轴段长度应比齿轮轮毂短2-3mm。l =1.4h，轴肩高 h=2C =4mm,则 l =5.6mm,取 l =6mm。5155l =B+挡油环宽度-4mm=18+19-4=33mm。7占 C e,K:取 H=10mm,鸟=15mm,轴承 座宽 度 C=C +C + 6 +10mm,取, ,)C =22mm,C =20mm, 6 =0.025a+l=5.7mm,取 6 =8mm,则 C=60mm。轴承盖T2厚度e=1.2d3,螺钉直径取d =8mm，则e=9.6mm,取e=10mm，联轴器到3轴承盖的距离取K=20mm。l 二K+e+(C- .-B)=57mm, l =B+ .+H+2mm=45mm。23取 l =4mm。各尺寸确定的依据：l =112-2=110mm,轴段长度应比联轴器轴孔长度短l-2mm。l二b-2mm=54mm,轴段长度应比齿轮轮毂短2-3mm。