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1、第1 章 任务书1.1 课程设计说明1.1.1 题目及原始数据的确定根据任务分配，本人需要利用题号为 8 的设计数据，编号为 d 的传动方案， 来完成带式运输机传动装置的设计1.1.2 课程设计的概述本设计为课程设计，通过带式运输机传动装置的设计这个课题的实际设计， 来培养自己理论联系实际的设计思想和解决实际工程的问题的能力，加深和巩固 自己的设计方面的相关知识，达到了解和掌握基本的机械零件、机械传动装置或 简单机械的设计过程和方法，并进行基本的设计技能的训练，如计算机绘图，熟 悉机械设计手册等资料，以及相关数据的处理能力。在设计的过程中体会和 感悟理论与实际运用的差距，以及运用所学的理论知识
2、解决实际中产生的问题的 乐趣和成就感。我相信这一次独立设计个人经历和解决问题的方法、思路将会为 自己大四的毕业设计提供宝贵的经验和方法。1.2 课程设计任务书1.2.1 运动简图图 1 带式运输机传动示意图1.2.2 原始数据 运输带工作拉力 F/N ：4000 运输带工作速度 v/（m/s） ：1.6 卷筒直径 D/mm ：4001.2.3 已知条件（1）工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境温度35 r；（2）使用折旧期：8 年；（3）检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修（4）动力来源：电力，三相交流，电压 380/220V；（5）运输带速度允许
3、误差：5%（6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。1.2.4 设计内容（1）减速器装配图1张（A0或A1）；（ 2 ）零件工作图 2 张；（ 3 ）设计说明书 1 份。第 2 章 设计步骤2.1 初步确定减速器结构和零部件类型2.1.1 选定减速器级数 根据任务，需要采用两级减速器2.1.2 初选轴承类型 由已知条件，可知减速器对轴承无特殊的要求，故采用滚动轴承。2.1.3 决定减速器机体结构 根据已知条件，可知对于减速器的机体没有特殊的要求，为了便于装配减 速器，故采用沿齿轮轴线水平剖分的结构。2.2 电机的选择2.2.1 选择电机的类型 由已知条件中的动力来源：电力，三相交流
4、，电压 380/220V，（ 2）工作 环境：室内，且该机械要求气动性能好，拥有较大的转矩，故可以参照下表确 定电机采用：我国新设计的 Y 系列三相笼型异步电动机，电压 380V。2.2.2 选择电机的容量 电机所需要的工作效率 的公式为式中：P工作机所需的工作效率，指工作机轴上的功率；n由电机至工作机轴上的总效率。传动装置到主轴上的传动总效率“应为组成传动装置的各部分运动副a效率的乘积，即n n（2-2）a 0 1 2 n常用机械传动和摩擦副的效率概略值如下（图2-1）所示，类种1 率 啟类种5 率 啟g g 0. k2 g0. 1790-fl-90.加即90.d9 .联轴器990.o g
5、.890.5990.一990.轮动7 Q- n-2_y Q- _|I-7 Q-加部790.p s .动承 S拙H 国 -%z Jht TFTud一 75.7 o .厂土-一Hr杆 四 和 头 三 r292 E:L oHTr590.LD0LI.由的 圧 无nJs Q-W 由 .=790.减谿連器rLo 0 IJH速 柱69 IJ.5 0 LL69 LL如- 谨_ n一 U69 _|_|_ -_y0.5 g0.LJ7 _y0.Ss Q- 0.小芻一O 0 0.299传动装置到主轴上的传动总效率为n =n n ?n n （其中n、n、n分别为v1 2 3 4 1 2 3带传动、齿轮传动、齿形链、平带
6、传动的传动效率），取n =0.99（联轴器）n =0.97 （ 8 级精度齿轮传动） n =0.98（轴承） n =0.96（滚筒），故34n =0.992*0.972*0.984=0.82又由已知条件可知装置所需功率P=F*v=6.4kW其输出转矩T=F*R=800Nm输出转速故电机效率至少应为因为载荷中等冲击，电机功率即 ，参考给出的 Y 系列三相异步电动机的技术 数据给出的功率，可知应选用额定功率为llkW的电动机。2.2.3 确定电机转速取 其 传 动 比 范 围 为 9-25 ， 则 电 动 机 转 速 可 选 用 的 范 围 为688r/min-1910r/min根据所需的功率与转
7、速可知，需要选用型号为 Y160M-4 的电机，其转速为1460r/min，2.3 传动装置总体设计2.3.1 总传动比的计算2.3.2 各级传动比的分配 若要满足同轴要求，则 I=I ，故 12I=I=12即：两级的传动都为 4.372.3.3 计算传动装置的运动和动力参数传动转置从电机到工作机有三轴，故将传动装置各轴由高速至低速依次定 为 I 轴、 II 轴、 III 轴， IV 轴，同时设I 、I 为相邻两轴间的传动比；I IIn 、n 、n 、n为相邻两轴的传动效率; IIIIIIIVP、P、P、P为各轴的输入功率(kW)； IIIVT、T、T、为各齿轮轴的输入转矩(N/m)； III
8、n、n、n、n 为各轴转速(r/min) IIIV则有：下一级输入功率P下耳J故有：p = n =IIP = P n =II IP = P n =IIIP = P n =V I V对所有轴的下一级转速，有n =n /I下上故有： n = n =1460r/mini机n=n/ I=1460/4.37=334.10r/minII 机1n= n/ I=334.10/4.37=76.45r/minIII II2n =n =76.62r/minIV III对于三根齿轮轴的转矩，有：T=故有： 50.752Nm213.010Nm894.040Nm综上所述传动装置的运动和动力参数如下表所示传动装置的运动和动
9、力参数表轴号功率/kw转矩/Nm转速/ (r/min)电机轴7.8371460轴I7.75950.7521460轴II7.452213.01334.1轴III7.229894.0476.45轴V7.15776.452.4 二级减速器齿轮传动的设计2.4.1齿轮传动的总设计 因二级同轴式圆柱齿轮减速器要求两级齿轮有相同的中心距,所以采用两组 相同的齿轮，这样也给制造加工带来方便。此处计算II轴小齿轮和III轴大齿轮。a 精度等级：运输机为一般工作机械，速度不高，故采用7级精度。(GB10095-88) b 选择齿轮材料：考虑减速器传递功率较大，所以齿轮采用硬齿面。小齿轮选用合金钢20CrMnMo
10、渗碳后淬火，齿面硬度HRC=60。大齿轮选用同种材料，渗碳后淬火， 齿面硬度 HRC=57。c 选择齿数：选小齿轮齿数Z=25。则大齿轮齿数：Z=iZ =4.38X25=109.5取Z =1092.4.2 齿轮尺寸计算 1212按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式其中：载荷系数:Kt=1.4小齿轮传递的转矩：T =213010Nmm 齿宽系数炉=1II轴d又知 Z 计算公式E其中：E 二 E 二 210GPa ,卩二卩二 0.31 2 1 2故有：Z =191.65 Mpai/2E按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限O=1475Mpa ；大齿轮的接触疲劳Hlim1强度极限O hh 2=135
11、0Mpa；计算应力循环次数(n=334.10r/min)2N=60n jL=60X334.10X1X(2X8X300X8) =7.698X1081 2 hN= N/4.37=5.606X107 查得接触疲劳寿命系数K =0.89； K =0.97。 计算接触疲劳许用应力 HN1HN2K 取失效概率为1%,安全系数S=1,由O = HN Hlim得:SO = K O /S=0.89X1475/1.0Mpa=1314MpaH 1HN1 Hlim1O =K O /S=0.97X01350/1.0Mpa=1306Mpa 由此可计算小齿轮分度圆直径d，代入o 中较小的值1tHd 2.32 -1tTTt
12、i3 p* du +1 Z(iu Q H1.4 x 213010 4.37/191.65、=2.32 3()2314.37 1306=46.189mm计算圆周速度V=n d n/60X 1000=3.14 X 46.189 X 334.10/60 X 1000=0.808m/s 计算触b b二申 d =1X46.189mm=46.189mm计算齿宽与齿高之比b/h模数 m=d /z=46. 189/17=2. 717mmt 1t 1齿高 h=2.25m=2.25X2.717=6.113mm tb/h=46.189/6.113=7.556计算载荷系数根据v=0.808m/s, 7级精度，查得动载
13、系数K =1.05v直齿轮，假设 KF/b100N/mm。查得 K =K =1.10v tHa Fa查得使用系数K=1.10A查得 7 级精度、小齿轮相对支承非对称布置，故K =1.12+0.18 (1+0.6申 2)申 2+0.23 X 10-3b将数据代入后得耶K =1.12+0.18(1+0.6X12)X12+0.23X10-3X46.189=1.40 由b/h=9.32, K =1.420查得K =1.34;故载荷系数K= KKK K =1.10X1.05X1.10X1.40=1.7787 按实际载荷系数校正所輩得的分度圆直径，得d =d 3 =46.189 X=5003mmimin It 3 Kt31.4计算模数 mm d z =50.03/17=2.9427mm 按齿根弯1度/ 强1 度设计 弯度强度的设计公式为其中： 查得大小齿轮的弯曲疲劳强度极限分别为 查得疲劳寿命系数 K =0.92 K =0.94FN1FN2计算弯曲许用应力 FN1FN2取弯曲疲劳许用系数为S=1.4，则FN1F1FN2F2cFE1tFE20.92 x 70014二 460Mpa0.94 x 62514二 419.6Mpa计算载荷系数KK = K K
