北航机械课程设计说明书最新版.docx

机械设计课程设计计算说明书设计题目 带式运输机传动装置设计 自动化科学与电气工程学院（系）120312班设计者 万海咏 学 号 12031026 指导教师 陈心颐 2015 年 5 月 14 日 北京航空航天大学 前言本设计为机械设计基础课程设计的内容，是先后学习过画法几何、机械原理、机械设计、材料力学、加工工艺学等课程之后的一次综合的练习和应用。本设计说明书是对一级减速器传动装置设计的说明，（减速器）使用广泛，本次设计是根据已知的使用条件和使用参数以及安装参数自行设计机构形式以及具体尺寸、选择材料、校核强度，并最终确定形成图纸的过程。通过设计，我们回顾了之前关于机械设计的课程内容，加深了对很多概念的理解，将理论应用到实际中，并对设计的一些基本思路和方法有了初步的了解和掌握。I目录机械零件课程设计任务书1一、题目：设计（带式运输机的传动装置）齿轮减速器1二、设计任务1三、具体作业2主要零部件的设计计算3一、传动方案的确定3二、电动机的选择、传动系统的运动和动力参数31电动机的选择32传动比分配43各级传动的动力参数计算44将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表5三、传动零件的设计、计算51V带传动的设计52减速器齿轮（闭式、斜齿圆柱齿轮）设计7四、轴的设计与校核101高速轴（齿轮轴）设计102低速轴设计：13五、键联接的选择与校核151高速轴外伸端处键联接162低速轴与大齿轮配合处键联接163 低速轴外伸端处键联接17六、轴承的选择与校核171、高速轴承172、低速轴承18七、联轴器的选择与计算19八、润滑与密封形式，润滑油牌号及用量说明20九、箱体结构相关尺寸20十、感想与总结22十一、参考资料22II北京航空航天大学2015年机械综合设计课程设计计算说明书机械零件课程设计任务书一、题目：设计（带式运输机的传动装置）齿轮减速器传动装置简图如右图所示。1运输机的数据：运输带的工作拉力F=1150 (N)运输带的工作速度V=1.5 (m/s)运输带的滚筒直径D=280 (mm)滚筒轮中心高度H=300 (mm) (附：运输带绕过滚筒的损失用效率计，取效率=0.97）。) 2工作条件：1电动机；2V带传动;3减速器（斜齿）；4联轴器；5带式运输机；用于锅炉房运煤，三班制工作，每班工作四小时，空载启动，连续、单向运转，载荷平稳。3使用期限：工作期限为10年，每年工作300日；检修期间隔为三年。4生产批量及生产条件：小批量生产，无铸钢设备。二、设计任务1选出电动机型号；2确定带传动的主要参数及尺寸；3设计该减速器；4选择联轴器。三、具体作业1减速器装配图一张；2零件工作图两张（大齿轮、输出轴）；3说明书一份。主要零部件的设计计算一、传动方案的确定项目-内容设计计算依据和过程计算结果采用一级带传动和一级闭式齿轮传动。采用一级带传动和一级闭式齿轮传动。优点（1）带传动具有成本低，维护方便的优点。（2）带传动有减震和过载保护功能。缺点（1）外形尺寸大，传动比不恒定。（2）效率较低，寿命短，不是在繁重的工作要求和恶劣的工作条件下工作。二、电动机的选择、传动系统的运动和动力参数项目-内容设计计算依据和过程计算结果1电动机的选择电动机类型选择Y系列Pw =1.725kw电动机所需功率PwPw=FV/1000=11501.5/1000=1.725kw传动效率实际需要功率工作机转速电动机转速由于通常带传动的传动比，减速器，所以电动机的转速范围r/min。常用的电动机转速为750r/min、1000r/min和1500r/min，而选用1500r/min较为经济。综上，电动机型号可选为Y100L1-4 型，其额定功率为2.2kW，满载转速1420r/min。Y100L1-4型额定功率2.2kW满载转速1420r/min2传动比分配总传动比带传动比减速器传动比由取则3各级传动的动力参数计算各轴转速(分别为小齿轮轴转速和大齿轮轴转速）各轴输入功率各轴输入转矩低、高速轴，滚筒轴的输出功率或输出转矩分别为各轴的输入功率或输入转矩乘轴承效率0.99。4将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表轴名功率P/kW转矩T/转速n（r/min）传动比i效率输入输出输入输出电动机轴1.9913.381420高速轴1.911.8938.5438.15473.3330.96低速轴1.831.81170.95169.24102.234.630.96滚筒轴1.791.77167.22165.55102.2310.98三、传动零件的设计、计算1V带传动的设计（1）各参数计算工作系数KA由文献1表13-9得KA=1.1电动机计算功率V带型号选择由，由文献1图13-15，选用A型普通V带A型普通V带大小带轮基准直径d2，d1由文献1表13-10取d1=100mm，则取d2=300mmd1=100mmd2=300mm验证V带带速带速在530m/s范围内，合适v=7.44m/sV带基准长度Ld和中心距a初步选取中心距a0=1.5(d1+d2)=1.5(100+300)=600mm由文献1表13-2取Ld=1940mm得实际中心距小带轮包角的验算合适单根普通V带的基本额定功率传动比由n=1420r/min及d1=100mm，由文献1表13-4i=3.06额定功率增量由文献1表13-6得包角修正系数由文献1表13-8得带长修正系数由文献1表13-2得V带根数取2根根数单根V带的初拉力F0由文献1表13-1，有q=0.105kg/m作用在带轮上的压力FQ（2）V带的参数尺寸列表A型带小带轮直径 d1/mm大带轮直径 d2/mm中心距 a/mm带长 Ld/mm100300647.51940带根数 z初拉力 F0/N轴上载荷 FQ/N2125.95497.82减速器齿轮（闭式、斜齿圆柱齿轮）设计（1）选择材料和精度选择材料考虑大小齿轮都采用45钢热处理小齿面选用调质，硬度197286HBS，平均取242HBS；大齿面选用表正火，硬度156217HBS，平均取221HBS小齿面硬度比大齿面大20HBS左右，符合要求小齿面选用45钢调质大齿面选用45钢正火精度选择按8级精度设计（2）各参数计算计算许用应力由文献1表11-5取SH=1.0，SF=1.25 按齿面接触强度设计由文献1表11-3取，表11-6取初选，所以 由文献1表11-4取齿数取 ，则实际传动比为：模数，根据表4-1取实际的，取中心距取验算轮齿弯曲强度由文献1图11-8取图11-9取符合强度要求齿轮的圆周速度（3）齿轮参数列表中心距a/mm模数mn/mm螺旋角1402.5齿数齿宽/mm分度圆直径/mmz1z2b1b2d1d21988403549.720230.280齿高/mm齿顶圆/mm齿根圆/mmhahfda1da2df1df22.53.12554.720235.28043.470224.030四、轴的设计与校核项目-内容设计计算依据和过程计算结果1高速轴（齿轮轴）设计材料选取选用45号钢调制，45号钢调质按扭转强度估算轴径轴的空间受力分析输入转矩：小齿轮圆周力：小齿轮径向力：小齿轮轴向力：带轮拉力： 计算轴承支点的支反力，绘出水平和垂直弯矩水平面垂直面计算并绘制合成弯矩图计算转矩计算并绘制当量弯矩计算危险截面处轴的直径满足强度要求轴合格2低速轴设计：材料选取选用45号钢，调质45号钢调质按扭转强度估算轴径 轴的空间受力分析输入转矩：圆周力：径向力：轴向力： 计算轴承支点的支反力，绘出水平和垂直弯矩水平面垂直面计算并绘制合成弯矩图计算并绘制当量弯矩按弯扭合成应力校核轴强度故轴满足强度要求轴合格五、键联接的选择与校核项目-内容设计计算依据和过程计算结果1高速轴外伸端处键联接材料选择选用45号钢，取45钢，取键的选择选用圆头普通平键（GB1096-2003）根据d1=18mm及外伸端长度，选择键66，其b=6mm,h=6mm,L=25mm 键66键的校核键选取合适2低速轴与大齿轮配合处键联接材料选择选用45号钢45号钢键的选择选用圆头普通平键（GB1096-2003）根据d2=36mm及外伸端长度，选择键108，其中b=10mm，h=8mm，L=30mm键108键的校核所以采用双键选取双键3 低速轴外伸端处键联接材料选择选用45号钢，取45钢，取键的选择选用圆头普通平键（GB1096-2003）根据轴径d=30mm，选择键87，其中b=8mm，h=7mm，L=70mm键87键的校核键选取合适六、轴承的选择与校核项目-内容设计计算依据和过程计算结果1、高速轴承轴承主要性能参数轴承6306性能参数C0r=15.2kN轴承受力情况选择e=0.26 X=0.56 Y=1.71则X1=0.56 Y1=1.71则X1=0.56 Y1=1.71X1=0.56Y1=1.71冲击载荷系数fd=1.2fd=1.2当量动载荷PBPA,选择PB作为计算标准轴承寿命综上，轴承合格2、低速轴承轴承主要性能参数轴承6007性能参数C0r=10.5kN轴承受力情况选择e=0.26 X=0.56 Y=1.71则X=0.56 Y=1.71则X=0.56 Y=1.71X1=0.56Y1=1.71冲击载荷系数fd=1.2fd=1.2当量动载荷PBPA,选择PB作为计算标准轴承寿命综上，轴承合格七、联轴器的选择与计算项目-内容设计计算依据和过程计算结果联轴器的选择低速轴外伸端需使用联轴器选用弹性柱销联轴器LX2型(GB/T 5014-2003)弹性柱销联轴器LX2型联轴器参数公称转矩Tn（Nm）许用转矩n(r/min)轴孔直径d（mm）560630030轴孔长度外径D(mm)轴孔类型键槽类型L82120YA八、润滑与密封形式，润滑油牌号及用量说明项目-内容设计计算依据和过程计算结果润滑方式齿轮线速度故轴承选用脂润滑轴承采用油脂润滑齿轮采用油池润滑润滑脂牌号选用钠基润滑脂牌号ZN-3(GB492-89)ZN-3密封形式机座与机盖凸缘结合面的密封选用在接合面涂密封胶或水玻璃的方式观察孔和放油孔等处的密封选用石棉橡胶纸垫片密封轴承端盖处的密封采用毡圈油封轴承处用挡油环防止润滑油甩入轴承内部九、箱体结构相关尺寸项目-内容设计计算依据和过程计算结果长宽高441mm148mm549mm箱座壁厚箱盖壁厚1箱座凸缘厚b箱盖凸缘厚b1箱座底凸缘厚b2=8mm1=8mmb=1.5=12mmb1=1.51=12mmb2=2.5=20mm=8mm1=8mmb=12mmb1=12mmb2=20mm地脚螺栓直径dfdf=17.04mm地脚螺钉数目a250时，轴承旁连接螺栓直径箱盖与箱座连接螺栓直径窥视孔盖螺钉直径 取 取定位销直径取大齿轮顶圆与内壁距离1齿轮端面与内壁距离211.2，取1=10mm2，取2=10mm1=10mm2=10mm外箱壁与轴承座端面距离l1轴承端盖凸缘厚tl1=c1+c2+(58)=40mmt=(11.2)d3=8mml1=40mmt=8mm附件：销定位235钢A8起盖螺钉起盖1Q235M10油塞排油1Q235M16通气器透气1Q235M16油标