机械设计课程设计(带传送).doc

机械设计基础课程设计专业：年级：学号：姓名：摘要 减速器是一种封闭在刚性壳体内的独立传动装置。其功能是用来降低转速，增大转矩，把原动机的运动和传给工作机。减速器结构紧凑，效率较高，传递运动准确可靠，使用用维修方便，可以成批量的生产，因此应用的十分广泛。 减速器主要由传动件、轴、轴承和箱体四部分组成，其传动件采用直齿轮传动。箱体采用中等强度的铸铁铸造而成。目录 第一部分 机械设计课程设计任务书 11.课程设计的内容12.课程设计的要求与数据13.课程设计应完成的工作14.收集的资料及主要参考文献1第二部分 减速器的设计与计算 21.选择传动方案22.选择电动机 2 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比34. 各轴运动参数和动力参数的计算35. 传动零件的设计计算4第三部分 设计小结 11第四部分 CAD图纸第一部分 机械设计课程设计任务书题目名称 带式运输机传动装置学生学院 专业班级姓名 学号 1.课程设计的内容设计带式运输机的传动装置。该传送设备的传动系统由电动机减速器传送带组成。设计的内容应包括：一级圆柱齿轮传动装置的总体设计；传动零件、轴、轴承、联轴器等的设计计算和选择；减速器装配图和零件工作图的设计；设计计算说明书的编写。2.课程设计的要求与数据已知条件：（1）运输带工作拉力F=3.9kN；（2）运输带工作速度v=1.4m/s；（3）卷筒直径D=300mm；（4）使用寿命：8年；（5）工作请款：两班制，连续单向运转，载荷较平稳；（6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量；（7）工作环境:室内，轻度污染环境；（8）边界连接条件：原动机采用一般工业用电动机，传动装置与工作机分别在不同底座上，用弹性连轴器连接。3课程设计应完成的工作零件工作图4张；设计说明书1份。4.收集的资料及主要参考文献机械设计第八版 高等教育出版社机械设计基础课程设计指导书 清华大学出版社 第二部分 减速器的设计与计算一选择传动方案运动简图如下：（图1）1-电动机 2、5-联轴器 3-V带传动 4-减速器 6-滚筒 7-传送带二选择电动机 根据工作要求和条件，选用Y系列三相异步电动机工作机输出功率：传动装置的总效率： 其中：是联轴器2、5的效率 是V带的传动效率 是圆柱齿轮的传动效率 是滚动轴承的传动效率 是滚筒的传动效率 电动机输出功率： 滚筒的工作转速 由于带传动常用传动比范围24，单级圆柱齿轮传动比范围35，故总传动比约为620，最小转速n为534最大为1780，在该范围内电动机的转速有：750r/min、1000r/min、1500r/min，取电动机同步转速为1000r/min，因此选择电动机行型号为：Y160L-6型号额定功率Kw满 载 时额定电流/A转速效率%功率因数Y160M-67.51797086.00.782.06.52.0三确定传动装置的总传动比和分配传动比 1.总传动比的计算： 2.分配减速器和带轮的传动比 减速器中两齿轮的传动比：; 则带轮的传动比：，由带轮的标准直径，选A型小带轮直径100，大带轮直径355. 四各轴运动参数和动力参数的计算1.轴1（与电动机相连的带轮轴） 2.轴2（减速器中的高速轴） 3.轴3（减速器中的低速轴） 4.轴4（滚筒轴）轴名效率P(Kw)转矩（）转速nr/min传动比效率输入输出输入输出电动机轴7.119701.01.0轴7.117.1170709703.550.84轴65.94215.721326830.96轴5.85.7621614891.00.99卷筒轴5.761589五传动零件的设计计算 （一）.齿轮的设计：已知输入功率（略大于小齿轮的实际功率），小齿轮的转速为：，大齿轮的转速为，传动比，两班制，平稳，转向不变，使用寿命8年。1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）按图1所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。（2）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。（3）材料选择。由机械设计第八版上表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45刚（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度相差40HBS。（4）选小齿轮的齿数，大齿轮齿数。2.按齿面接触强度设计 由设计计算公式（10-9a）进行试算，即 （1）、确定公式内的各计算值1）试选载荷系数 2）计算小齿轮传递的转矩3）由表10-7选取齿宽系数 4）由表10-6查得材料弹性影响系数。5）由图10-21d按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳极限。6）由式10-13计算应力循环次数小齿轮：大齿轮：7）由图10-19取接触批量寿命系数 8）计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S=1，由式10-12得（2）计算1）试算小齿轮的分度圆直径，带入中的较小值得 =65.14745816mm65.147mm2）计算圆周速度v3）计算齿宽b4）计算齿宽与齿高比 模数：齿高：5）计算载荷系数根据，7级精度，由图10-8可查得动载荷系数 ，直齿轮 由表10-2查得使用系数 由表10-4查得7级精度，小齿轮相对支撑为对称布置时，由 =10.67，查图10-13得所以。6）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式10-10a得7）计算模数3.按齿根弯曲疲劳强度设计公式：m（1）、确定公式内的各计算值1）由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度。2）由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数 3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，则，4）计算载荷系数 K 5）查取齿形系数 由表10-5查得 6）查取应力校正系数 7）计算大、小齿轮的,并加以比较。 ，大齿轮的数值大。（2）、设计计算m综合分析考虑，取m=2.5，按接触强度算的的分度圆直径，算出小齿轮的齿数，取则大齿轮的齿数4.几何尺寸计算（1）、分度圆直径（2）、中心距（3）、齿宽，取取，5.验算假设成立，计算有效。（二）.轴的设计：1.高速轴的运动参数 齿轮的受力 齿轮分度圆直径 2.低速轴的运动参数 齿轮分度圆直径3.轴结构的设计 1）确定最小直径 高速轴的最小直径mm 低速轴的最小直径 mm 考虑到键槽的影响，则分别取33mm和47mm。 2）确定轴各段的直径和长度如下图： 低速轴： 4.轴的强度校核计算 1）求轴上的载荷如下图所示，低速轴的水平面受力简图、垂直面受力简图及相应的弯矩图。其中水平面内：支反力 =2762N,弯矩=198893Nmm垂直面内：支反力 =898N,弯矩=64625Nmm合成弯矩M=209129Nmm扭矩T=621543Nmm 2）按弯扭合成强度校核轴的强度 轴的计算应力:=18.8MPa 轴的材料45钢的=60MPa, ,故强度够。（三）轴承选择及寿命的计算 低速轴轴承选用深沟球轴承6011，轴承的基本额定动载荷=30.2KN，基本额定静载荷=21.8KN，而轴承所受的径向载荷F=2905N，符合条件。 6011的工作寿命=211080.5h，即按365个工作日，每天两班制工作，轴承可工作36年，比预期的8年长，符合要求。同理，高速轴轴承选用6009。（四）.键连接的选择和强度计算 低速轴中与齿轮轮毂相接处的键：选择普通平键，按轴段的直径和轴段长度选=1811，L=63mm，键的许拥挤压应力=110MPa,工作状态中键的挤压力 =82MPa,