课程设计说明书带式输送传动装置.docx

重庆机电职业技术学院重庆机电职业技术学院课程设计说明书设计名称： 机械设计基础 题 目： 带式输送机传动装置 学生姓名： 郭大江 专 业：机械设计与制造（制造自动化方向）班 级： 2011级 6班 学 号： 1260720141032 指导教师： 薛燕 日 期： 2012 年 12 月 28 日重庆机电职业技术学院课程设计任务书机械设计与制造专 业 2011 年级 6 班 一、设计题目2二、主要内容2一、设计题目带式输送机传动装置二、主要内容运输带工作拉力f=_2.6_n运输带工作速度v=_1.4_m/卷筒直径d=_450_mm工作条件 ：（1） 工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，运输带速度允许误差为+5%；（2） 使用折旧期：五年；（3） 动力来源：电力，三相交流，电压380/220v；（4） 滚筒效率：0.96（包括滚筒与轴承的效率损失）。表1-2 原始数据参数题号12345运输带工作拉力f/（kn）3.23.43.52.82.6运输带工作速度v/（m/s）1.51.61.81.51.4卷筒直径d/(mm)400400400450450参数题号678运输带工作拉力f/（kn）2.42.22.1运输带工作速度v/（m/s）1.51.41.5卷筒直径d/(mm)400400500三、具体要求本课程设计要求在2周时间内完成以下的任务：（1）绘制减速器装配图1张（a2图纸，手工绘图）；（2）零件工作图2张（齿轮、轴、箱体等任选2个，a3图纸，手工绘图）；（3）设计计算说明书1份，约3000字左右。四、进度安排次序设计内容时间分配（天）1指导老师介绍课程设计注意事项12拟定设计方案13传动件和轴的设计计算24画装配图35画零件图16编写设计说明书2五、成绩评定指导教师 签名 日期 年 月 日系主任 审核 日期 年 月 日前言机械设计基础是机械专业很重要的一门基础课程。我们平时上课就是按部就搬地学习，学的比较散、知识掌握得不是很牢固、没有真正地联系贯通和通过实践检验过。此次设计课程将我们所学的知识系统地联系起来，让我们用自身所学的知识去处理实际生活中的问题，真正地做到“学以致用”。 减速器是我们日常生产中经常用到的部件，在各个行业都能用到。它在我们的生产生活中发挥着不可替代的作用，为我们带来了很多的便捷，使得我们的设备能够按需求运转从而提高生产效率，其重要性不言而喻。 本减速器说明书是本人按照课本题目要求，根据自身所学和一些参考资料设计编制而成。其中各个参数全部严格按照手册相关规定进行选择，真实而有效。本说明书系统地阐述了一级减速器的设计步骤和设计原理，以及设计参数的选取方法。由于参考资料的版本改变个别参数可能有所变化。目 录第一章 设计任务分析7第二章 带式输送机传动装置总体方案的设计82.1电机的选择82.1.1确定电动机的功率82.1.2确定电动机的转速82.2总传动比和分配传动比的确定92.3传动装置的运动和动力参数的计算9第三章 传动零件的设计计算113.1箱内传动件的设计113.1.1 选择齿轮材料及精度等级113.1.2 按齿面接触疲劳强度设计11第四章 轴的设计144.1 双轴设计初始条件144.2.1选择双轴材料154.2.3 输入轴结构的设计154.2.4输出轴的设计164.2.4验算输出轴的疲劳强度17第五章 键的选择215.1输出轴上键的选择215.2输入轴上键的选择21总 结22参考文献23第一章 设计任务分析本课题主要的目的是为了培养学生机械设计能力的一次综合训练通过课程设计使学生运用机械设计基础课程及有关选修课程的知识，起到巩固、深化、融会贯通及扩展有关机械设计方面知识的作用，树立正确的设计思想。通过课程设计的实践，培养学生分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握机械零件、机械传动装置或简单机械的一半世纪方法和步骤。提高学生机械设计的基本能力，如计算能力、手工绘图能力，使学生具有查阅设计资料的能力，学会编写一班的设计计算说明书。第二章 带式输送机传动装置总体方案的设计21、电机的选择2.1.1、确定电动机的功率电动机的功率选择是否正确，将对电动机的工作性能和经济性都能有一定的影响。由于一级减速器的传动方式为带传动，且运输带的工作拉力为2.6kn，运输带的工作速度1.4m/s，卷筒直径为450mm。则通过以下计算可确定电动机的型号：输出功率为 pd=pw/，则 工作电机的输出功率可表示为pw=fv/1000所以 电机的输出功率为pd= fv /1000=26001.4/1000又由电动机到运输带之间的传动总率为=1223245根据查表得：v带传动效率1=0.96，滚动轴承（球轴承）效率2=0.99，8级精度的一般圆柱齿轮（油润滑）齿轮传动效率3=0.97，齿轮联轴器效率4=0.99，则传动滚筒效率5=0.96（见课程设计书p9表2-3），所以 =1223245=0.960.990.9720.990.96=0.867所以 pd= fv /1000=26001.4/10000.841=4.2kw2.1.2、确定电动机的转速传动滚筒轴的工作转nw=601000v/按照常用传动机构的性能及适用范围表查得v带传动比i1=24，一级圆柱齿轮减速器的传动比i2=35，则总的传动比的合理范围为i=620，由此得电动机可选择转速的范围为：nd=inw=（620）59.44=3571189r/min。因为电机额定功率pd=4.2kw，则符合以上一些条件的同步电机的转速有1000 r/min、1000r/min、750r/min。现以同步转速为1000 r/min、1000r/min、750 r/min三方案进行比。根据功率、转速、传动比查阅相关资料并计算总传动比见下表1-1中。表1-1 电动机相关数据及其传动比方案电机型号额定功率/kw电动机转速r/min电动机质量m/kg总传动比i同步转速满载转速1y132m2-65.51000r/min960r/min84kg16 3y160m2-85.5750r/min720r/min119kg12综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量、总传动比、额定功率、满载转速可知方案2y132m2-6型电动机比较合适。因此选择的电动机型号为y132m2-6。22、总传动比和分配传动比的确定总传动比的计算总传动比i=nm/nw（nm满载转速，nw动力轴的转速）i=nm/nw=960/60=16,又v带传动比24取3则 i齿轮=i/iv带=5.323、传动装置的运动和动力参数的计算电机轴p0=pd=4.2kwn0=nm=960r/mint0=9550p0/n0=95504.2/960=42n.m输入轴p1=p0v带=4.20.96=4.032kw n1=n0/iv带=960/3=320 r/mint1=9550p1/n1=95504.032/320=120.3 n.m输出轴p2=p0齿轮轴承=4.20.970.99=4.033kw n2=n1/i齿轮=320/5.3=60.4 r/mint2=9550p2/n2=95504.033/74.4=517.7 n.m依据以上数据的表1-2、1-3表1-2 动力参数轴名功率转矩转速齿数比电机轴4.2kw42 n.m960r/min3输入轴4.032kw120.3 n.m320 r/min5.3输出轴4.033kw517.7 n.m60.4 r/min表1-2 转速齿数比电机轴输入轴输出轴转速960r/min320 r/min60.4 r/min齿数比35.3第三章 传动零件的设计计算31、箱内传动件的设计3.1.1 选择齿轮材料及精度等级小齿轮选45钢调质，硬度为220250hbs；大齿轮选用45钢正火硬度为170210hbs，由查相关资料手册选8级的精度。3.1.2 按齿面接触疲劳强度设计转矩t1=120300 n.mm载荷系数k及材料的弹性系数ze查机械设计基础p112表7-10和p113表7-11得k=1.1，ze=189.8。齿数z1、z2和齿槽宽系数齿轮齿数的设计由机械设计基础实训指导书查得：通常取小齿轮的齿数为z1=2025，因此去小齿轮的齿数为z1=22，则大齿轮齿数 z2= z1i=235.3=122为齿宽系数(查表得) =1 许用接触力由机械设计基础p110图7-25查得=560 mpa =530 mpan1=60njlh=609601552516=1.2109n2=2.8108由机械设计基础p109图7-24查得zn1=1,zn2=1.06由机械设计基础p109表7-9查得sh=1所以 =560 mpa =530 mpa所以 d1 = =61.5mmm=2.7查表取标准模数m=3主要尺寸计算d1=mz1=322=66mmd2=mz2=395=285mmb=d1=169=69=b2mmb1=b2+5=74mma=m（z1+z2）=3(22+95)=175.5mm按齿根弯曲疲劳强度校核 如果 则校核合格。确定有关系数和参数：齿形系数由机械设计基础p114表7-12查得 = 2.75 =2.18应力修正系数ys由机械设计基础p114表7-13查得ys1= 1.58 ys2=1.8许用弯曲应力由机械设计基础p111图7-26查得 = 205 =190由机械设计基础p109表7-9查得sf=1.3由机械设计基础p109图7-23查得yn1=yn2=1。所以 =158mpa=146mpa故 = =84.17 mpa =158 mpa = =76.01mpa =146 mpa齿根弯曲疲劳强度校核合格。验算齿轮的圆周速度 = =1.06m/s所以经计算、查表可知，选8级精度合适。圆柱齿轮传动参数表名称小齿轮大齿轮中心距a/mm175.5mm传动比i5.3模数/mm3齿数z9522分度圆直径d/mm66285节圆直径齿顶圆直径72291齿根圆直径58.5277.5齿宽b/mm7469材料及齿面硬度45钢 45钢第四章 轴的设计4.1 双轴设计初始条件（1）齿轮输入轴功率： （2）齿轮输出轴功率： （3）齿轮输入轴转速： （4）齿轮输出轴转速：（5）齿轮输入轴分度圆：（6）齿轮输出轴分度圆： （7）转轴受力：1）齿轮输入轴：2）齿轮输出轴：4.2.1选择双轴材料 （1）因无特殊要求，故选45钢正火，由机械设计基础p195表11-1查得=55mpa，取a=107。422双轴最小直径的计算输入=24.8输出= =40.4 最小直径与联轴器配合，故有一键槽，可将直径加大5%，即d=24.8x105%=26.1选凸缘联轴器，取其标准内孔直径d输入=28，d输出=40.4x105%=424.2.3 输入轴结构的设计输入轴的各段直径的确定与联轴器相连的轴段是最小直径，取d1=28mm联轴器定位轴肩高度取h=8mm，则d2=44mm；选6010型轴承，则d3=50mm， 输入轴上零件的轴向尺寸及其位置轴承宽度b=14mm（查表附录6得），小齿轮宽度b=744.24输出轴的设计输出轴的各段直径的确定与联轴器相连的轴段是最小直径，取d1=42mm联轴器定位轴肩高度取h=3mm，则d2=48mm；选6010型轴承，则d3=50mm；与齿轮配合的轴段直径d4=53，轴肩高度一般取h （0.07-0.1）d，则齿轮的定位轴肩高度取h=5mm，则d5=63。输出轴上零件的轴向尺寸及其位置轴承宽度b=16mm（查表附录6得），大齿轮宽度b=69，轴肩高度一般取h （0.07-0.1）d，轴环宽度b 1.4h4.2.4验算输出轴的疲劳强度（1）从动轴的受力图如图3-3所示。 图3-3(2)画水平平面的弯矩图 由上面受力分析可得： 1） 2） 求解上面1），2）方程组得： 则 如图3-4所示水平面的弯矩图图3-4（3）画竖直平面的弯矩图，通过列竖直水平面方程可得，如图3-5所示为竖直方向的受力分析。图3-51）2）3） 解方程组1）、2）、3)、得： 则 如图3-6所示竖直面的弯矩图图3-6(4)画合成弯矩图，计算合成弯矩得：如图3-7所示合成弯矩图图3-7（5）画转矩图，计算转矩得,如图3-8所示 图3-8（5）画当量弯矩图，转矩按脉动循环，取则：如图3-9所示，当量弯矩图。图3-9 由当量弯矩图可知c截面为危险截面，当量弯矩最大值为。（7）验算轴的直径 因为c截面有一键槽，所以需要将直径加大5%，则，而c截面的设计直径为50mm,所以强度足够。第五章 键的选择5.1输出轴上键的选择查机械设计基础书p175 ，表10-7 “普通键槽的尺寸与公差”查得：（1）输出轴与联轴器相配合的的键尺寸取；（2）输出轴与齿轮相配合的的键尺寸取。5.2输入轴上键的选择查机械设计基础书p175 ，表10-7 “普通键槽的尺寸与公差”查得：（1）输出轴与联轴器相配合的的键尺寸取； 总 结本课程设计研究的是一台一级直齿减速器。一级减速器主要由一对啮合直齿轮、一根输出轴、一根输入轴、两对滚子轴承、套筒、上下箱体、端盖以及若干螺栓和螺母等等。其中我们主要做的工作是齿轮的设计及齿轮的校核、轴的设计及校核、以及键和轴承的选用。本次课程设计在老师悉心的带领下我们顺利的完成了此次设计。在这个过程中我们掌握了减速器其主要零部件的基本设计及算法，掌握了减速器工作的基本原理，掌握了其工作的适用范围，掌握了其加工的工艺办法等等。本次课程设计我们也有些做得不足的地方，这