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重庆机电职业技术学院课程设计说明书设计名称： 机械设计基础课程设计 题 目： 设计带式输送机传动装置 学生姓名： 黄 模 专 业： 数控技术 班 级： 2008级3班 学 号： 1260720110382 指导教师： 赵雷 日 期： 2010 年 1 月 14 日重庆机电职业技术学院课程设计任务书 数控技术 专 业 2008 年级 3 班 一、设计题目带式输送机传动装置已知条件：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0.5%；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）。原始数据表已知条件题号12345输送带工作拉力F/(N)32003000280026002400输送带工作速度v/(m/s)1.71.71.71.71.7滚筒直径D/mm400400450450450选择的题号为 5 号，其数据为：运输带工作拉力F = 2400 N运输带工作速度v = 1.7 m/s卷筒直径D = 450 mm二、主要内容1.拟定和分析传动装置的设计方案；2.选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数；3.进行传动件的设计计算及结构设计，校核轴的强度；4.绘制减速器装配图；5.绘制零件工作图；6.编写设计计算说明书。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）；2.零件工作图2张（齿轮和轴，A4图纸）；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月28日2拟定设计方案12月28日12月29日3传动件和轴的设计计算12月29日12月31日4画装配图1月4日1月7日5画零件图1月8日1月9日6编写设计说明书1月9日1月10日五、成绩评定指导教师 签名 日期 年 月 日系主任 审核 日期 年 月 日目 录一、设计任务的分析1二、传动装置的总体设计12.1电动机的选择12.2分配传动装置各级传动比22.3计算传动装置的运动和动力参数2三、齿轮的设计33.1选择齿轮材料及精度等级43.2按齿轮接触疲劳强度设计43.3主要尺寸计算53.4按齿根弯曲疲劳强度校核53.5验算齿轮的圆周速度6四、低速轴的设计和校核64.1选择轴材料64.2估算轴的最小直径64.3轴的结构设计64.4验算轴的疲劳强度4.5键的选择五、高速轴的设计与校核5.1估算轴的最小直径5.2轴的结构设计5.3验算轴的疲劳强度5.4验算轴的直径六、箱体结构和尺寸的确定七、课程设计心得体会八、参考文献一、设计任务的分析机械设计基础课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、专业基础课及部分专业课之后进行的。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？这次课程设计就为我们提供了良好的实践平台，是一次理论联系实际的训练。本次课程设计要求用AutoCAD绘制零件图，手工绘制装配图，这对我是一次很好的全方位的锻炼。作为数控专业的学生，掌握几门制图软件是必备的技能，通过绘制零件图，可以使我更熟练的使用AutoCAD软件。而手工绘制装配图可以提高我的基本绘图能力，磨练我的耐力。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。二、传动装置的总体设计2.1选择电动机1. 选择电动机的类型和结构形式按已知的工作要求和条件,选用Y型全封闭笼型三相异步电动机2.确定电动机的功率所需电动机的输出功率为 =工作机所需的工作功率为所以 = 电动机至运输带之间的总效率（包括工作机效率）为 按表2-3确定各部分效率为：V带传送效率=0.96，滚动轴承效率=0.99，齿轮传动效率=0.97，联轴器=0.99，传动滚筒效率=0.96，则 =0.960.99=0.867所以 =4.71KW3确定电动机转速滚筒轴的工作转速为 =按推荐的传动比合理范围，取V带传动的传动比=24，一级圆柱齿轮减速器的传动比=35，则总传动比的合理范围为i=620，故电动机转速的可选范围为 =i*=（620）72.19=4331444r/min符合这一范围的同步转速有750r/min,1000r/min,现以同步转速750r/min,1000r/min两种方案进行比较，根据功率及转速，查本书附录5得到电动机相关参数，并将计算的总传动比列于表2-1中：表2-1 电动机数据及总传动比 方案电动机型号额定功率/KW电动机转速/（r/min）总传动比同步转速满载转速1Y132M2-65.5100096013.302Y160M2-85.57507209.97综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量以及总传动比，可知方案1比较适合，因此选定电动机型号为Y132M2-62.2分配传动装置各级传动比由表2-2取V带传动的传动比=3，则齿轮的传动比为=4.432.3计算传动装置的运动和动力参数1.各轴转速 轴(高速轴) =320r/min 轴(低速轴) =72.23r/min 滚筒轴 =72.23r/min2.各轴的输入功率 轴 =4.710.96=4.52 KW 轴 =4.520.990.97=4.34 KW滚筒轴 =4.340.990.99=4.25 KW3.各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩为=9550=9550=46.85N可得其他各轴的输入转矩为轴 =9550=9550=134.89N轴 =9550=9550=573.82N滚筒轴=9550=9550=561.92N运动和动力参数的计算结果列于表2-2中，供以后的设计计算使用表2-2 各轴的运动和动力参数轴名功率P/kw转矩转速传动比电动机轴4.7146.859603轴4.52134.893204.43轴4.34573.8272.231滚动轴4.25561.9272.23三、齿轮的设计本节齿轮的设计中所涉及的公式、表格、图形均出自参考文献1机械设计基础。3.1选择齿轮材料及精度等级 小齿轮选用45钢调质，硬度为220250HBS;大齿轮选用45钢正火，硬度为170210HBS，因为是普通减速器，由表77选择8级精度，要求齿面粗糙度3.26.3 3.2按齿轮接触疲劳强度设计 因两齿轮均为钢质齿轮，可应用式（720）求出值，确定有关参数与系数。1.转矩 =9.55=9.55=1.35Nm2.载荷系数K及材料的弹性系数查表710取K=1.1，查表711取=189.83.齿数和齿宽系数取小齿轮的齿数=20,则大齿轮齿数=88,因单级齿轮传动为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，故由表714选取=14.许用接触应力 由图725查得=560Mpa，=530Mpa =60nj=60=3.99 =0.90由图724查得=1.06,=1.16 (允许有一定的点蚀)由表79查得=1由公式可得 =593.6Mpa =614.8Mpa故=61.30mm m=3.065mm由表72取标准模数m=4mm3.3主要尺寸计算 b=经圆整后取 a=3.4按齿根弯曲疲劳强度校核 由式（721）求出则校核合格确定有关系数和参数1.齿形系数由表712查得 2.应力修正系数 由表713查得3.许用弯曲应力由图7-26查得由表79查得由图723查得由式(7-16)得 故齿根弯曲疲劳强度校核合格3.5验算齿轮的圆周速度v v=由表7-7可知，选8级精度是合适的四、低速轴的设计和校核本节低速轴的设计中所涉及的公式、表格、图形均出自参考文献1机械设计基础。4.1选择轴材料因无特殊要求，故选45钢，正火，查表11-1得4.2估算轴的最小直径 d因最小直径与联轴器配合，故有一键槽，可将轴径加大5%，即d=44.8547.093，选凸缘联轴器，取标准内孔直径d=48mm。4.3轴的结构设计如图4-1所示，齿轮由轴环、套筒固定，左端轴承采用端盖和套筒固定，右端轴承采用轴肩和端盖固定。齿轮和左端轴承从左侧装拆，右端轴承从右侧装拆。图4-1 轴的结构设计1.轴的各段直径的确定与联轴器相连的轴段是最小直径，取定位轴肩的高度取h=3mm,则肩高度取h=3.5mm,则与齿轮配合的轴段直径，齿轮的定位轴肩高度取h=5mm,则。2.轴上零件的轴向尺寸及其位置轴承宽度b=20mm,齿轮宽度端盖宽度为20mm，箱体内侧与轴承端面间隙取=2，齿轮与箱体内侧的距离分别为=20mm,=20mm,联轴器与箱体之间的间隙=50mm.与之对应的轴各段长度分别为轴环取轴承的支承跨度为 L=44mm+78mm+8mm+14mm=144mm4.4验算轴的疲劳强度1.画输出轴的受力简图如图4-2(a)所示2.画水平平面的弯矩图如图4-2 (b)所示。通过列水平平面的受力平衡方程，可求得 ，- =7175N，则3.画竖直平面的弯矩图如图4-2 (c)所示。通过列竖直平面的受力平衡方程，可求得 N, 则4.画合成弯矩图如图4-2（d）所示。 N5.画转矩图如图4-2（e）所示。 T=9.556.画当量弯矩图如图4-2（f）所示。转矩按脉动循环，取，则 由当量弯矩可知C截面为危险截面，当量弯矩最大值为 图4-2 轴的强度校核7.验算轴的直径 d因为C截面有一键槽，所以需要将直径加大5%，则d=48105%=50.4mm而C截面的设计直径为59mm ，所以强度足够。4.5键的选择1与齿轮连接2与联轴器连接 五、高速轴的设计与校核5.1估算轴的最小直径 d因最小直径与联轴器配合，故有一键槽，可将轴径加大5%，即d=27.628.98mm选凸缘联轴器，取标准内孔直径d=30mm5.2轴的结构设计同理，参考轴的结构设计，既而可求得轴的各段直径，分别可求得轴上零件的轴向尺寸及其位置参考低速轴。5.3验算轴的疲劳强度可求出可求得 ，- =1687.5N，则 N, 则 N T=9.55转矩按脉动循环，取，则 由当量弯矩可知C截面为危险截面，当量弯矩最大值为 5.4验算轴的直径 d因为C截面有一键槽，所以需要将直径加大5%，则d=30.2105%=31.71mm而C截面的设计直径为43mm ，所以强度足够。六、箱体结构和尺寸的确定 减速器箱体结构及其工艺性的好坏，对提高加工精度和装配质量、提高生产率和便于检修维护等方面有直接影响。减速器在在装配时，为了便于装配，箱盖和箱座的分界面应与齿轮轴线重合。此外，箱体必须有足够的刚度，以免在工作时产生过大的变形而影响齿轮、轴承的正常工作。由此可见，在箱体的结构尺寸设计中应考虑箱体要具有合理的结构、足够的刚度和良好的加工工艺性。 箱体采用铸造，力求形状简单、壁厚均匀、过渡平缓、金属不要局部积聚。参照指导书24页确定减速器箱体主要结构尺寸如下表所示。表6-1 减速器箱体的主要结构尺寸名称符号尺寸确定（）箱座