机械课程设计——机械设计说明书.doc

实训(论文)说明书题 目： 院 （系）： 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 目 录设计任务书3电动机的选择5计算传动装置的运动和动力参数6轴的设计计算9键联器于键的算则计算11参考资料目录12机械设计课程设计任务书设计题目：带式运输机的传动装置的设计一带式运输机的工作原理带式运输机的传动示意图如图1、电动机2、带传动3、齿轮减速4、轴承5、联轴器、6、鼓轮7、运输带二 工作情况：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，有灰尘，环境最高温度35；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，电压380/220V；5 运输带速度容许误差：5%；6 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。三 原始数据 题号参数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10运输带工作拉力F/N 1500 2200 2300 2500 2600 2800 3300 4000 4500 4800运输带工作速度v/(m/s) 1.1 1.15 1.2 1.25 1.3 1.35 1.4 1.45 1.5 1.5卷筒直径D/mm 200 250 310 410 230 340 350 400 420 500注：运输带与卷筒之间卷筒轴承的摩擦影响已经在F中考虑四传动方案带单级直齿轮圆柱齿轮减速器 五 设计内容1. 电动机的选择与运动参数计算；2. 直齿轮传动设计计算3. 轴的设计4. 滚动轴承的选择5. 键和连轴器的选择与校核；6. 装配图、零件图的绘制7. 设计计算说明书的编写带传动不用绘制六 设计任务1 减速器总装配图一张2 齿轮、轴零件图各一张3 设计说明书一份七 设计进度1、 第一阶段：总体计算和传动件参数计算2、 第二阶段：轴与轴系零件的设计3、 第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制4、 第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写八 评分细则1、设计任务说明书. 30分2、图纸质量 30分3、进度检查表(每天进行一次进度检查) 20分4、原始文稿 20题号运输带工作拉力F/(N)运输带工作速度V/（m/s）卷筒直径D/(mm)15001.45350传动方案设计及说明一、电动机的选择1、 电动机型号的选择:该装置的工作状况是：载荷平稳，单向旋转，两班制，连续单向运转，室内工作，有灰尘，环境最高温度35所以选用Y系列三相异步的电动机，全封闭自冷结构，电压380V。2、确定电动机的功率(1) 电动机的总效率：=d*c *l *y *z *z *z 查表可得：V带传动d=096 联轴器的效率 l=0.99 运输带的效率y=0.90 闭式齿轮传动效率c=0.97 每根轴上一对轴承的机械效率z=0.99 可得电动机的总效率=0.81（2）工作机所需功率Pw Pd=FV/1000*=(1500N*1.45m/s)/1000*0.81=2.7kw3、 确定电动机的转速 卷筒的轴的转速：nw= 60*1000*v/d=60*1000*1.45/（3.14*350）=79.16r/min 取V带传动比I=24,一级圆柱齿轮减速器传动比I=35,则总传动比合理范围为i=620，则电动机的转速范围为：n=i* nw=(620)*79.16 =4741580r/min 4、电动机的型号：根据电动机的额定功率PedPd及工作情况，选用Y100L2-4X型号的电动机，其参数如下：电动机型号额定功率/kw满载转速/(r/min)堵转转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩Y100L2-4X314202.22.2二、计算传动的装置的总传动比i并分配传动比1、总传动比i i=Nm/Nw=1420/79.16=17.942、分配各级传动比 =i1*i2将总传动比分配到各级传动中，使之满足i=i1*i2*i3*iN，V带传动比选为i1，齿轮传动比为i2。经分析：i1=3 ，i2= i/i1=17.94/3 =5.98三、计算传动装置的运动参数和动力参数 电动机轴转速：Nm=1420r/min 功率：Pd=2.7 kW输入转矩：Td=9.55*106* Pd / Nm =9.55*106*(2.7/1420)=1.82*104 Nmm轴转速:N1=Nm=1420r/min功率:p1 = Pd =2.7 kW转矩:T1 =Td=1.82*104Nmm轴转速：N=N1/i1r=1420/3=473.33r/min功率：p=dP1=2.7*0.96=2.59kW转矩：T=9.55*106* P / N=9.55*106*(2.59/473.33)=5.22*104Nmm轴转速:N1=Nm=79.15r/min功率: p=zcP2=2.7*0.99*0.97=2.49kW转矩: T= 9.55*106*P / N=9.55*106*(2.49/79.15)=3*105Nmm轴转速: N= N=79.15r/min功率: p=zlp=2.49*0.99*0.99=2.44kW转矩: T=9.55*106* P / N=9.55*106*(2.44/79.15) =2.94*105Nmm四、各轴间的传动比 i电轴-=1i-= N1/ N=1420/473.33=3i-= N/ N=473.33/79.15=5.98i-= N/ N=5.98/5.98=1五、齿轮的设计1、选择齿轮材料齿轮材料热处理硬度小齿轮45号钢调制260HBS大齿轮45号钢正货200HBS2、按齿面接触强度设计 (1) 极限应力 Hlim=0.87HBS+380=0.87*260+380=606.2 Mpa Hlim=0.87HBS+380=0.87*120=0.87*200+380=554 Mpa 以下的计算取用两式的最小值 (2)齿轮分度圆直径dt确定式中个参数值载荷系数Kt=1.2齿宽系数d1区域系数=2.5材料弹性影响系数 Ze=189.8Mpa许用接触应力 =554Mpa小齿轮名义转矩 T=9.55*106* P / N=9.55*106*(2.59/473.33)=5.22*104Nmm 算得dt80mm3、几何计算（1）分度圆直径 d1=mz1=1.5*30=45mm d2=mz2=1.5*120=180mm （2）中心距的选择 a=(d1+d2)/2=（45+180）/2=112.5mm（3） 齿数 z1=30 ，z2=120 （4） 模数 m= d1/z1=1.5（5）齿宽 b=d1*d=45mm b2=b=45mm b1=45+510mm b1=(5055) 取b1=51mm(6) 顶圆直径 da1=d1+2ha=m(z1+2)=80mm , da2= d2+2ha=m(z2+2)=332.5mm(7) 根圆直径 df1=d1-2hf=m(z1-2.5)=41.25mm , df2= d2-2hf=m(z2-2.5)=176.25mm 3、校核齿根弯曲疲劳强度1、许用齿根应力（1）极限应力 = 0.7HBS+275=0.7*260=457Mpa =0.7HBS+275=0.7*200=415Mpa（2）安全系数 Sf=1.4（3）许用齿根应力 F1=Flim/1.4=326Mpa F2=Flim/1.4=296 Mpa 2、校核齿根应力复合齿形系数 Yfs1=4.12, Yfs2=4 =2KT1/bdm* Yfs1=2*1.4*1.82*104*4.12/45*45*1.5=69Mpa =*(Yfs2/Yfs1)=69*(4/4.12)=71Mpa因为, 故弯曲疲劳强度足够结果合适六、轴的设计1、轴的设计（1）初选轴承的材料和型号初选轴承型号：由于轴上无轴向力，可选深沟球轴承6004，内孔直径d=20mm,外径D=42mm，宽度B=12mm；材料为45号钢 调质 硬度260HBS,同理，轴可选深沟球轴承6407，内孔直径d=100mm,外径D=25mm，宽度B=1.5mm。 初选轴承的材料和型号初选轴承型号：由于该轴在减速器运作中受到一定的轴向力,选用深沟球轴承 6006，内孔直径d=30mm,外径D=55mm，宽度B=13mm；材料为45号钢 调质 硬度200HBS，同理，轴可选深沟球轴承6407，内孔直径d=100mm,外径D=25mm，宽度B=1.5mm。（2）求轴轴的作用力 由于轴为普通轴，故压力角需按标准值，即=20轴：Fr=Ft*tan=580*tan20=211N当量动载荷Fp1=Fp2= 轴：Fr=Ft*tan=3333*tan20=1213N当量动载荷Fp1=Fp2=（3）估算轴和轴的最小直径 查表得c=118轴：mm考虑到键槽的影响，则d= 1.03*23.6=24.3mm取标准直径 d=25mm轴：mm考虑到键槽的影响，则d= 1.03*35.4=36.5mm取标准直径 d=38mm（3）计算轴轴的实际寿命 初定轴轴参数 类别型号基本额度动载荷C/N温度系数ft载荷系数fp寿命指数轴承的转速/(r/min)轴60049.38113473.33轴640756.90113473.33轴600613.211379.15轴640756.911379.5 轴承预期寿命为Lh。=8*24*365=70080h经计算轴的寿命Lh=945000h, 由于Lh。Lh，故6004轴承可用。经计算轴的寿命Lh=862497h, 由于Lh。Lh，故6407轴承可用。经计算轴的寿命Lh=643500h, 由于Lh。Lh，故6006轴承可用。经计算轴的寿命Lh=862497h, 由于Lh。Lh，故6007轴承可用。七、联轴器的选取 计算联轴器的转矩T=K* T3 根据传动装置的工作条件和查表得K取1.5 则Tc=1.5*300=450 Nm 由于计算转矩Tc不超过联轴器的公称转矩Tn,即Tc=Tn;转速n不超过联轴器的需用转速n,即n=n;轴端直径一般在联轴器的孔径范围内，故选用弹性套柱联轴器,型号为HL6选用联轴器的参数联轴器型号公称转矩/（Nm）轴孔直径/mm轴孔长度/mmTL3弹性联轴器63048112八、键的选择轴两键的选择经考虑，选用平链接，根据轴的键根据最小直径d查表选用平头普通键GB/1096_1079 b=8mm h=7mm L=14mm轴的键根据最小直径d查表选平头普通键GB/1096_1079 b=10mm h=8mm L=23mm轴两键的选择经考虑，选用平链接，根据轴的最小直径d查表选用平头普通键GB/1096_1979 b=8mm h=7 L=14mm轴的键根据最小直径d查表选用平头普通键GB/1096_1079 b=16mm h=10mm L=23mm进度检查表6.23 计算电动机的功率和转速选择电动机的型号并检验匹配；6.24 计算传动装置的总传动比并分配传动比并检查与所选电动机的数据是否匹配；6.25 计算传动装置的运动参数和动力参数和各轴间的传动比并检查与电动机参数和和传动比是否匹配；6.26 设计齿轮并