机械设计基础课程设计

1、机械设计基础课程设计计算说明书设计题目：设计带式输送机中的传动装置专业年级：电气工程系 15 级学 号：学生姓名：宋指导教师：机械工程系完成时间 2017 年 7 月 7 日机械设计基础课程设计任务书学生姓名：学号： 1 专业：电气工程系任务起止时间： 2017年 7 月 3 日至 2017 年 7 月 7 日设计题目：设计带式输送机中的传动装置传动方案如图 1 所示：1电动机； 2 V 带传动； 3 单级圆柱齿轮减速器4联轴器； 5带式输送机； 6鼓轮； 7滚动轴承 图 1 带式输送机减速装置方案图二、原始数据滚筒直径 d /mm400传送带运行速度 v/(m/s)运输带上牵引力 F /N2

2、100每日工作时数 T /h24传动工作年限5单向连续平稳转动，常温空载启动。参考资料：三、设计任务：1. 低速轴系结构图 1 张(A2图纸)；2. 设计说明书 1份。在 1 周内完成并通过答辩机械设计 机械设计基础 课程设计指导书 机械设计手册 工程力学 机械制图指导教师签字：2017年 7月 7日目录（一）电机的选择 错 误!未定义书签。（二）传动装置的运动和动力参数计算 错误 ! 未定义书 签。三）V 带传动设计 错误!未定义书签四）减速器（齿轮）参数的确定 错误 !未定义书签五）轴的结构设计及验算 错 误!未定义书签六）轴承根据 错 误!未定义书签七）联轴器的选择 错 误!未定义书签八

3、）键连接的选择和计算 错 误!未定义书签九）心 得 体 会 错 误!未定义书签一）电机的选择1. 选择电机的类型和结构形式：依工作条件的要求，选择三相异步电机 封闭式结构u=380vY型2. 电机容量的选择工作机的功率 P工作机=F牵*V 运输带/1000=kWV带效率：滚动轴承效率：齿轮传动效率（闭式） : x 1 （对）联轴器效率： 传动滚筒效率： 传输总效率 =P工作机Pd则，电机功率 = kW3. 电机转速确定工作机主动轴转速 n 工作机 =60 v 1000 = r/mind36V 带传动比范围： 24 一级圆柱齿轮减速器传动比范围：总传动比范围： 624电动机转速的可选范围为： r

4、/min在此范围的电机的同步转速有：1500r/min,1000r/min,750r/min依课程设计指导书 Y系列三相异步电机技术数据( JB30 74-82 ) 选择电机的型号为； Y132M1-6 性能如下表：电机型号功率KW满载时额定转矩质量kg转速 nr/min电压 V电流 A功率因数Y132M1-6496038075二) 传动装置的运动和动力参数计算所选电机满载时转速 nm= 960 r/min总传动比：总=nmn工作机1. 分配传动比及计算各轴转速i 总=i D i带传动的传动比 i D= 3 一级圆柱齿轮减速器传动比 i =则高速轴 I 轴转速 n1= 320r/min则低速轴

5、 II 轴的转速 n2= min2. 各轴输入功率，输出功率P 输出 = P 输入 ， 效率如前述。则高速轴 I 轴的输入功率 PI =kW输出功率 PI =kW则低速轴 II 轴的输入功率 PII =kW输出功率 PII =kW3. 各轴输入转矩 :小带轮输入转矩 Td=?mI 轴输入转矩 TI =?mII 轴输入转矩 TII =?m三）V 带传动设计1. 确定计算功率 Pc已知电机输出功率，依教材机械设计基础表 13-9 ，取 KA=, 故 Pc= 。2. 选择普通 V 带型号已知 Pc，nm，结合教材机械设计基础 ，由图 13-15 确定所使用的 V 带为 A 型。3. 确定大小带轮基准

6、直径 d1， d2。D已知，由机械设计基础表 13-10 取 d1= 125mm，带传动比 i则 d2=i D d1= 375mm ，取 d2= 375mm4.验算带速 vv 60 d1n1s10005.求 V带基准长度和中心距（L0，a）初定中心距 a0=（ d1+d2）=750mm , 选 a0= 800mm带长 L0 2a0(d1 d2)2d2-d1 24a02405mm则实际中心距： a a0由表 13-2 ，对 A 型带进行选用， Ld= 2480mm Ld -L026. 验算小带轮包角0 d2 d1 01800 2 1 57.30a163 120合格。7. 求 V 带根数 Z已知

7、n1，d1 ，查表 13-4，得 P0=已知传动比 i D，查表 13-6， 得 P0=已知 1，查表 13-8 得 K = ，查表 得 KL=则 V 带根数 Z=Pc(P0P0)K K L取 4 根 。8. 求作用在带轮上的压力 FQ由机械设计基础表 13-1 ，可知 A 型带每米质量 q= m单根 V带的拉力 F0= 500 Pc （ 2.5 1） qv408MPa 按齿面接触强度设计设齿轮按 9 级精度制造，按齿面接触强度设计=155NZv K作用在轴上的压力 FQ=2ZF0 sin 1 =1226N2（四）减速器（齿轮）参数的确定1. 选择材料及确定许用应力由机械设计基础表 11-1

8、得：小齿轮用： 40MnB ，热处理方式：调质，齿面硬度为 241286HBS大齿轮 用： ZG35SiMn ，热处理 方式 ：调质， 齿面硬 度为 241269HBS由表 11-5 ，取安全系数 SH= ， SF= 。则许用应力为： H1= Hlim1 /SH=720MPa . H2= Hlim2 /S H=615Mpa F1= FE1/S F=476MPa . F2= FE2/SF=由表 11-3 得载荷系数 K= ，由表 11-6 得齿宽系数 d= 小齿轮输入功率 P= ，转矩 T1=106 P = 105N? mm ，n1由表 11-4 可得弹性系数 ZE= MPa2则小齿轮直径 d1

9、 3 2KT1 u 1 ZEZHduH齿数取 Z1= 24 ， Z2=iZ 1= 101 模数 m=d1/ z1= 按表 4-1 ，标准模数 m= 3 ，实际传动比 i=Z 2/Z1= 传动比误差 ，是 符合要求 。 d2=m Z2=303mm, 齿根顶圆直径 d2a=d2+2ha=309mm齿, 根圆直径 d2f =d2-2h f=。 实际标准中心距离 a=齿宽 b d d156mm （圆整）为补偿安装误差，取小齿轮齿宽 b1=b+5=60mm3. 验算轮齿弯曲强度由图 11-8 ，取齿形系数 YFa1= , Y Fa2=由图 11-9，取外齿轮齿根修正系数 YSa1= ，YSa2=判断：2

10、KT 1Y Fa1Y Sa1F1 2122MPabm2Z1F1判断： F 2F1YFa 2YSa2F1YFa2YSa2113MPaYFa1YSa1F2满足条件合适4. 齿轮的圆周速度d1n1v60x1000对照表 11-2 可知，选着 9 级精度是合适的五）轴的结构设计及验算1. 高速轴及低速轴的材料选择根据表 14-1 得，高速轴材料为： 45 钢 ，热处理方式： 调质 低速轴材料为： 45 钢 ，热处理方式： 调质高速轴极限强度 B1= 650MPa， 低速轴极限强度 B2= 650MPa 根据表 14-3 得，高速轴的许用弯曲应力 -1b= 60MPa 低速轴的许用弯曲应力 -1b =

11、60MPa2轴颈初估初选小轮轴颈， 根据扭转强度计算初估轴颈。 由表 14-2 得常数C110d1 C3 P1 =，结合大带轮轮毂内径，圆整n1后暂取 d1= 25mm大轮轴颈 d2 C3 P = ，结合联轴器内径，圆整后暂取 d2= 40 mm n23. 轴的径向尺寸设计根据轴及轴上零部件的固定， 定位，安装要求， 初步确定轴的径 向尺寸。高速轴：（带尺寸的草图）各尺寸确定的依据：d1 Cd 4=d3+2mm=42m。m p(1 3%) 25.6mmn (有键槽加大 3%) , 取 d1=28mm。d 2=d1+2h,轴肩高 h=2C1=4mm则, d2=36mm。d 3=d2+2mm=38

12、mm取,标准值 d3=40mm。d 5=d4+2h, 轴肩高 h=2C1=4mm则, d5=50mm。取 d6=32mm，比轴承内圈外径小，砂轮越程槽。d 7=d3=40mm.低速轴：（带尺寸的草图）各尺寸确定的依据：d1 C 3 p（1 3%） 41mmn （有键槽加大 3%）, 取 d1=42mmd 2=d1+2h, 轴肩高 h=2C1=4mm则, d2=50mm。d 3=d2+2mm=52mm取,标准值 d3=55mm。d 4=d3+2mm=57m。md 5=d4+2h, 轴肩高 h=2C1=4mm则, d5=65mm。取 d6=47mm，比轴承内圈外径小，砂轮越程槽。d 7=d3=55

13、mm。5. 轴的轴向尺寸设计根据轴及轴上零部件的固定， 定位，安装要求， 初步确定轴的轴 向尺寸。各尺寸确定的依据：l 1 =2f+3e-3mm,其中 A型带 f=9mm,e=15m，m 则 l 1 =60mm。 l 4=b-2mm=58mm轴, 段长度应比齿轮轮毂短 2-3mm。l 5=, 轴肩高 h=2C1=4mm则, l 5=, 取 l 5=6mm。l 7=B+挡油环宽度 -4mm=18+19-4=33m。m,C, e,K: 取 H=10mm, =15mm轴, 承座宽度 C=C1+C2+ +10mm取, C1=22mm,C2=20mm,=+1=,取 =8mm则, C=60m。m轴承盖厚度

14、 e=, 螺钉 直径取 d3=8mm，则 e=, 取 e=10mm，联轴器到轴承盖的距离取 K=20mm。l 2=K+e+(C- -B)=57mm， l 3=B+ +H+2mm=45m。m取 l 6=4mm。低速轴：(带尺寸的草图)各尺寸确定的依据：l 1 =112-2=110mm轴, 段长度应比联轴器轴孔长度短 1-2mm。l 4=b-2mm=54mm轴, 段长度应比齿轮轮毂短 2-3mm。l 5=, 轴肩高 h=2C1=4mm则, l 5=, 取 l 5=6mm。l 7=B+挡油环宽度 -4mm=21+19-4=36m。m, C, e,K: 取 H=10mm, =15mm轴, 承座宽度 C

15、=C1+C2+ +5mm取,C1=22mm,C2=20mm,=+1=,取 =8mm则, C=60m。m轴承盖厚度 e=, 螺钉 直径取 d3=8mm，则 e=, 取 e=10mm，联轴器到道轴承盖的距离取 K=20mm。l 2=K+e+（C- -B）=54mm， l 3=B+ +H+2mm=48m。m取 l 6=4mm。（六）轴承的选择高速轴承的主要参数轴承代号轴承内径 mm轴承外径 mm轴承宽度 mm径向基本额定动载荷 Cr6208408018低速轴承的主要参数轴承代号轴承内径 mm轴承外径 mm轴承宽度 mm径向基本额定动载荷 Cr62115510021（七）联轴器的选择根据轴孔直径 d2

16、= 42mm 输出转矩 T= 445N? m依据课程设计指导书 ，选定联轴器型号： TL7联轴器选择表公称扭矩许用转数DD1D2转动惯量质量/N/(r/m/m/m/kg/k?mmin)mmm? m2g500360019042八）键连接的选择和计算轴名安装 直径 d / mm类型h / mmb /mm轮毂长度L (1.5 2)d键长 L/mm高 速轴28A78635542A8126050低 速轴42A8121129057A10165645附 表 1 机 体 各 部 分 尺 寸（ mm）名称符号尺寸机座壁厚8机盖壁厚18机座凸缘厚度b机盖凸缘厚度b1机座底凸缘厚度b220地脚螺钉直径df20地脚螺

17、钉数目n4轴承旁联接螺栓直径d116盖与座联接螺栓直径d212连接螺栓 d2 的间距l180轴承端盖螺钉直径d38窥视孔盖螺钉直径d48定位销直径d10df ,d 1,d 2至外机壁距离c126,22,18df ,d 2 至土元边缘距离c224,16轴承旁凸台半径R120凸台高度h35外机壁与轴承座端面距离l147大齿轮端面圆与内机壁距离110齿轮端面与内机壁距离29机盖，机座筋厚m1,m8,8轴承端盖外径D2120,140轴承旁联接螺栓距离s附 表 2 减 速 器 整 体 最 大 几 何 尺寸及特性尺寸 (mm)长度方向最大尺 寸宽度方向最大尺 寸高度方向最大尺 寸特性尺寸参考文献：1 机械设计基础课程设计指导书 ，2009 年哈尔滨理工大学机械基础工程系编制2 机械设计基础 第 2 版， 胡家秀主编九) 心 得 体 会为时一周的课程设计终于结束了， 脑力与精力消耗很多， 身心俱 疲，但看到在自己手中完成的说明书与图纸， 一切付出都不算什么了。第一天老师对相关知识讲解完成后， 课程设计便正式开始了。 首 先是零件参数的确定与选择， 第一遍时我很快完成有关计算， 但它远 远不是我想象中那样简单。 在之后与同组同学的核对中， 我与同伴发