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1、 机械设计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： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 机械工程系完成时间 2012年 9 月 7 日机械设计课程设计任务书学生姓名： 学号： 专业：材型任务起止时间：2012年 8 月 20 日至 2012年9 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二、原始数据滚筒直径d /mm450传送带运行速度v /(m/s)1.4运输带上牵引力F /N2500每日工作时数T /h16传动工作年限7单向连续平稳转动，常温空载启动。三、设计任务：1.减速器装配图1张（A0图纸）2.低速轴零件
2、图1张（A3图纸）3.低速轴齿轮零件图1张（A3图纸）4.设计说明书1份在三周内完成并通过答辩参考资料：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：2012年 8 月 19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4四、设计减速器内传动零件（直齿圆柱齿轮）5五、轴的结构设计计算9六、轴的强度校核15七、校核轴承寿命23八、键连接的选择和计算24九、箱体的设计24十、心得体会25一、电机的选择1.1 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=380 VY型1.2 电机容量的选择工作机所需的
3、功率PW=Fv /1000= 3.5kWV带效率h1： 0.96 滚动轴承效率（一对）h2： 0.99 闭式齿轮传动效率（一对）h3: 0.97 联轴器效率h4： 0.99 工作机（滚筒）效率h5(hw)： 0.96 传输总效率h= 0.825 则，电动机所需的输出功率Pd = PW /h= 4.24 kW1.3 电机转速确定卷筒轴的工作转速= 59.42 r/minV带传动比的合理范围为24，两级圆柱齿轮减速器传动比的合理范围为840，则总传动比的合理范围为=16160，故电动机转速的可选范围为：= （950.72 9507.2） r/min 在此范围的电机的同步转速有： 750r/min
4、1000r/min 1500r/min 3000r/min 依课程设计指导书表18-1：Y系列三相异步电机技术参数（JB/T9616-1999）选择电动机型 号： Y132S-4 额定功率Ped： 5.5kw 同步转速n： 1500r/min 满载转速nm： 1440 r/min 二、传动装置的运动和动力参数计算总传动比： 24.234 2.1 分配传动比及计算各轴转速取V带传动的传动比i0= 3 则减速器传动比i=i/i0= 8.078 取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比 3.363 则低速级传动比 2.402 2.2 传动装置的运动和动力参数计算0轴（电动机轴） 4.242 kW 1440
5、 r/min 28.133 Nm1轴（高速轴） 4.072 kW 480 r/min 81.106 Nm2轴（中间轴） 3.910 kW 142.703 r/min 261.616 Nm3轴（低速轴） 3.755 kW 59.421 r/min 603.495 Nm4轴（滚筒轴） 3.680 kW 59.42 r/min 591.451 Nm以上功率和转矩为各轴的输入值，13轴的输出功率或输出转矩为各自输入值与轴承效率的乘积。各轴运动和动力参数如下表：表2-1 各轴运动和动力参数轴名功率P/kW转矩T/Nm转速n/(r/min)传动比i效率h输入输出输入输出0轴4.2428.1314401轴4
6、.074.0380.0280.2148030.962轴3.913.87261.62259.00142.733.360.963轴3.763.72603.50597.4759.422.400.964轴3.683.64591045585.5459.4210.98三、V带传动设计3.1 确定计算功率根据已知条件结合教材机械设计由图/表 8-7 得到工作情况系数KA= 1.2 ，故Pca=KAPd= 5.09 kW。3.2 选择普通V带型号已知Pca，nm，结合教材 机械设计 由图/表 8-11 确定所使用的V带为 A 型。3.3 确定带轮基准直径并验算带速(1) 结合教材 机械设计 由图/表 8-6
7、，初选小带轮直径dd1= 90 mm。(2) 验算带速： 6.79 m/s，满足5m/sv120合格。3.6 计算V带根数Z由nm，dd1结合教材机械设计查图/表 8-4a得P0=1.0644 kW。由nm，i0， A 型带，查图/表 8-4b 得DP0= 0.1682 kW。已知a1查表 8-5 得Ka= 0.94 ，已知Ld查表 8-2 得KL= 0.99 则V带根数 4.424 ，取z= 5 。3.7 计算压轴力 由教材 机械设计 表 8-3 ，可知 A 型带单位长度质量q= 0.10 kg/m。单根V带的初拉力最小值：= 129.02 N。压轴力的最小值：=1267.01 N。四、设计
8、减速器内传动零件（直齿圆柱齿轮）4.1 高速级齿轮传动设计计算(1) 选择材料及确定许用应力由教材机械设计表 10-7 确定以下参数：表4-1 高速级齿轮材料及许用应力齿轮热处理方式齿面硬度/MPa/MPa小齿轮40Cr调制280560450大齿轮45调制240510320由表 10-1 ，取安全系数SH= 1 ，SF= 1.4 。则许用应力为： 560 MPa 510 MPa 321.429 MPa 228.571 MPa(2) 按齿面接触强度设计设齿轮按 7 级精度制造，由教材 机械设计 表 10-7得载荷系数K= 1.4 ，由表 10-7 得齿宽系数d= 1 ，由表 10-6可得弹性系数
9、ZE= 189.8 。小齿轮传递的（输入）转矩：T1= 81016 Nmm (注意单位换算)小齿轮分度圆直径： 61.825 mm。齿数取z1= 24 ，z2=i1z1 81，故实际传动比i1=z2/ z1= 3.375 。齿宽 62 mm（圆整）。取大齿轮齿宽b2= 62 mm，为补偿安装误差，取小齿轮齿宽b1=b2+(510) = 67 mm。模数m=d1t/z1= 2.538 ，按表 10-1 ，取标准模数m= 2.5 ，实际分度圆直径 60 mm， 202.5 mm，中心距 131.25 mm。(3) 验算齿轮弯曲强度由教材 机械设计 图/表 10-5 ，取齿形系数YFa1= 2.65
10、 , YFa2= 2.22 ，应力修正系数YSa1= 1.58 ，YSa2= 1.77 。判断： 94.834 F1判断： 92.128 F2满足条件，安全。 (4) 齿轮的圆周速度 1.508 m/s。对照表 10-22 可知，选着 7 级精度是合适的。4.2 低速级齿轮传动设计计算(1) 选择材料及确定许用应力由教材 机械设计 表 10-1 确定以下参数：表4-2 低速级齿轮材料及许用应力齿轮热处理方式齿面硬度/MPa/MPa小齿轮40Cr调制280560450大齿轮45调制240510320由表 ，取安全系数SH= 1 ，SF= 1.4 。则许用应力为： 560 MPa 510 MPa
11、321.428 MPa 228.571 MPa(2) 按齿面接触强度设计设齿轮按 7 级精度制造，由教材 机械设计 表 10-7 得载荷系数K= 1.3 ，由表 10-7 得齿宽系数d= 1 ，由表 10-6 可得弹性系数ZE= 189.8 。小齿轮传递的（输入）转矩：T2= 261616 Nmm (注意单位换算)小齿轮分度圆直径： 90.444 mm。齿数取z1= 30 ，z2=i1z1 73 ，故实际传动比i1=z2/ z1= 2.433 。齿宽 91 mm（圆整）。取大齿轮齿宽b2= 91 mm，为补偿安装误差，取小齿轮齿宽b1=b2+(510) = 96 mm。模数m=d1t/z1=
12、3.0148 ，按表 10-1，取标准模数m= 4 ，实际分度圆直径 120 mm， 292 mm，中心距 206 mm。(3) 验算齿轮弯曲强度由教材 机械设计 图/表 10-5 ，取齿形系数YFa1= 2.52 , YFa2= 2.236 ，应力修正系数YSa1= 1.625 ，YSa2= 1.756 。判断： 63.769 F1判断： 60.908 F2满足条件，安全。 (4) 齿轮的圆周速度 0.897 m/s。对照表 10-22 可知，选着 7 级精度是合适的。4.3 传动齿轮的主要参数表4-3 传动齿轮的主要参数高速级低速级齿数 z24813073中心距a /mm131.25206模数 m /mm2.
