课程设计计算说明书

1、课 程 设 计 说 明 书学生姓名:朱世强学 号：2012302020114学 院:能源与动力工程学院班 级:建环121班题 目:带式输送机的驱动装置指导教师： 付大鹏 职称: 教授 2015 年 3 月 19 日目录第1章 绪论第2章 课程设计主要技术参数说明第3章 减速器性能参数计算第4章 V带的设计计算第5章 齿轮的设计计算第6章 轴的设计计算第7章 轴承、键和联轴器的设计计算第8章 箱体的结构设计第9章 减速器润滑的选择第十章 总结及参考文献第一章 绪论机械设计基础课程设计是教学基本要求规定，每个学生必须完成一个课程设计。它是机械设计课程的最后一个教学环节，也是高等工科院校大多数专业学

2、生第一次较全面的设计能力训练，其基本目的是：1、 理论联系实际的设计思想，训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论，结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识：2、 通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力、确定尺寸和选择材料，一级较全面地考虑制造工艺、使用和维护等要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件、机械传动装置或简单机械的设计过程和方法；3、 设计基本技能的训练。例如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册 、图册、标准和规范等）以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的能力。课程设计的进行方式：课程设计是在教师指导下由

3、学生独立完成的。每个学生都应该明确设计任务和要求，并拟定设计疾患，注意掌握进度，按时完成。设计分阶段进行，每一阶段的设计都要认真检查，没有原则错误时才能继续进行下一阶段的设计，以保证设计质量，循序完成设计任务。第2章 课程设计主要技术参数说明2.1课题题目带式输送机的驱动装置。要求系统中减速器采用斜齿轮传动；减速器与电动机之间用V带传动。2.2主要技术参数说明输送带的有效拉力F=1750N，滚筒直径350mm，输送带工作速度=2.4m/s。2.3传动系统工作条件带式输送机在常温下连续工作：运输石块：每天工作两班（每班工作8小时）；要求设计寿命为两年。2.4传动系统方案选择 带式输送机传动系统简

4、图计算及说明结果第3章 减速器性能参数计算（一）性能参数计算 1、工作机效率 Pw=FV/1000=17502.4/1000=4.2KW2、 总效率a=1234 =0.960.97110.992 0.90 1、2、3、4和5分别为普通V带、 齿轮、联轴器、卷筒和轴承的效率。3、 所需电机功率 Pd=4.2/0.9=4.67KW4、 确定电机转速 卷筒工作转速：n=6010002.4/（350） =130.96r/min5、 根据推荐的传动比合理范围： i带=24; i齿=36 总传动比 ia=6246、 可选的电动机转速nd=（624）190.96 =785.763143.04r/min 符合

5、这一范围的同步转速有1000、1500和3000r/min；根据机械零件手册查的，有四种适用的电机型号，分别为Y132S1-2、Y132S1-4、Y132S2-4和Y132M-6四种型号的三相异步电动机。综合考虑各种因素，选定电动机型号为Y132S1-4计算及说明电动机型号Y132S1-4结果7、传动比分配：i总=1440/130.96=10.996 取i带=2.80 则：i齿=3.927（二）动力运动参数计算 （1）转速：电机满载转速n0=1440r/min n=n0/i带=1440/2.80=514.29r/min n=n/i齿=514.29/3.927=130.96r/min n=n=1

6、30.96r/min （2）功率：电机输出功率P0=Pd=4.67kw P=P01=4.670.96=4.48kw P=P25=4.480.970.99=4.30kwP=P53=4.300.991=4.26kw （3）转矩：电机轴输出转矩 T0=9550Pd/n满轴号功率（kw）n（r/min）T（N/m）04.67 144030.9714.48514.2983.2524.30130.96313.9434.26130.96310.80 =95504.67/1440=30.97N/m T=T0i带1=83.25N/m T=Ti齿25=313.94N/m T=T53=310.80N/m 将上述数据

7、列表如下：i带=2.80i齿=3.927计算及说明结果第4章 V带的设计计算 （1）电机的转速n0=1440r/min 轴转速n=514.29r/min 查表得，工作情况系数KA=1.2，则： 计算功率Pc=KAP=1.24.48=5.38kw （2）根据Pc=5.38kw，n=514.29r/min查图表得：可选用A型V带，小带轮直径范围d1=75100mm,取d1=100mm，则 d2=（1440/514.93）1000.98 =274.40mm 取d2=280mm，虽使n2略有减小，但其误差小于5，故允许。 （3）验证带速 带速合适 （4）求取V带基准长度L和中心距 初步选取中心距 计算

8、及说明选A型V带，小带轮直径100mm大带轮直径280mm结果 a0=1.5（d0+d1） =1.5（100+380） =570mm =1751.1mm 对A型带选用Ld=1750mm，则实际中心距 aa0+=570+ =569.45mm （5）验证小带轮包角 =18057.3 =162120 合适 （6）求V带根数： 传动比i= =2.86 包角162 查表得：P0=1.32kw ，=0.17中心距为569.45mm计算及说明结果 ， 取z=4 （7）求作用在带轮轴上的压力FQ 查表得，单位长度V带质量为 单根V带的初拉力 = =149N =24149 =1177.32N第五章齿轮的设计计算

9、 1、材料的选用及许用应力的确定 小齿轮选用 40 调质处理，齿面硬度为241286HBS，大齿轮选用 调质处理，齿面硬度为241269HBS，相应的疲劳强度取均值：取4根V带计算及说明结果 查表，取安全系数，； 2、按齿面接触强度设计计算 查表得，载荷系数K=1.6、齿宽系数=1.1,弹性系数=188.9，取螺旋角=15，转矩T=83.25N/m，传动比u=3.927，螺旋角系数,则: 取 ，取 计算及说明结果 取Z1=22，则Z2=85，i=，与i=3.927相比，误差为1.8%,可用。 实际分度圆直径 取大小齿轮的齿宽分别为： b2=65mm , b1=70mm 3、按齿根弯曲强度校核计

10、算 所以，Zv1=23.67 ， Zv2=91.43 查图表得， Z1=22Z2=85d1=56.35mmd2=217.73mm计算及说明结果 安全 4、齿轮的圆周速度 查表可知，选用9级精度合宜的 。 5、大齿轮尺寸计算如下表所示： 模数2.5齿数z85螺旋角124131分度圆直径d217.73齿顶高2.5齿根高3.13顶隙c0.63 6、齿轮结构设计计算 小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构。 大齿轮有关计算： 轴孔直径ds=56 轮毂直径dh=1.6ds=89.6mm 轮毂长度lhb2=65mm 腹板厚度c=0.3b=19.5mm 轮缘厚度=（2.54）mn10mm计算及

11、说明结果第6章 轴的设计计算6.1轴的材料和热处理选择 （1） 轴的材料选择45号钢，并作调质处理，查表得，许用弯曲应力 （2）按扭转强度估计最小轴径由表查得，,取A0=110, 考虑到最细轴段要安装联轴器，会有键槽存在，故将估算直径加大5%，取为36.99mm （3）设计轴的结构并绘制草图 由于设计的是单级减速器，将齿轮布置在箱体内部的中央位置，轴承对称安装在齿轮两齿轮两侧，故将轴的结构设计成中间大两端小阶梯轴，设计有6段轴。 确定各段轴径 ，取d1=45mm，d2=50mm，d3=50mm，d4=56mm，d5=62mm，d6=55mm， 确定各轴段长度： （4）轴上转矩T=314.18N

12、m计算及说明 结果（4）轴上转矩T=314.18Nm 圆周力 径向力 轴向力 （5）求垂直面的支承反力 =-156.10N =(1075.63+156.10)N =1231.73N 水平面上得反力 F1H=F2H=Ft/2=1442.16N (6)绘制垂直面的弯矩图 （7）绘制水平弯矩图 （8）绘制合成弯矩图 计算及说明结果轴传递的转矩T=314.18Nm （9）求危险截面当量转矩 由图可见，aa面最危险，其当量弯矩为 56mm 合格合格设计及说明结果第七章轴承、键和联轴器的设计计算 1、轴承的设计计算 选用角接触球轴承7210AC 2个，公称接触角=251）轴承的内部轴向力 Fs1=0.68

13、Fr1=0.68156.10=106.15N Fs2=0.68Fr2=0.681231.73=837.58 N FA+Fs1=749.81837.58 轴承压紧端承受的轴向载荷Fa1=Fs2-Fa=837.58-643.66=193.92 N轴承放松端承受的轴向载荷 Fa2=Fs2=837.58 N 2）计算轴承1、2的当量动载荷 查表得e=0.68，压紧端Fa1/Fr1=1.24e 放松端Fa2/Fr2=0.68 由此查表得X1=0.41，Y1=0.87，X2=1，Y2=0 当量动载荷 P1=X1Fr1+Y1Fa1 =0.41156.10+0.87193.92 =232.71N P2=X2F

14、r2+Y2Fa2 =11231.73+0=1231.73N 3）计算所需的径向基本额定动载荷C P2P1，故以轴承的径向当量动载荷P2 为计算依据，谷物为轻微冲击，查表得计算及说明结果 fp=1.1,工作温度ft=1 轴工作寿命为2年，3班制，每班工作8小时，故Lh=11680h 所以， =9998.20N 查表得轴承的径向基本额定动载荷Cr=52.8KN 选7211AC型号的轴承适用 2.键的设计计算 1）从动轴外伸端d=45mm，考虑键在轴中部安，选择键1450GB/T10962003，b=14，h=9，L=50，选45号钢，其许用应力p=1000MPa， p=4T/dhL=4311.04

15、103/（45936） =85.33MPa90MPa 强度足够，合格 2）与齿轮连接处d=56mm，考虑键槽在轴中部安装，故同一方位母线上，选择键1663GB/T10962003，b=16，h=10，L=63， p=4T/dhL=4311.04103/（5610） =38.98MPa90MPa合格计算及说明 结果 强度足够，合格3、联轴器的设计计算 选用刚性凸缘联轴器，查表得联轴器的工作情况系数KA=1.5， Tc=KAT =1.5311.04 =466.56Nm 故选用YL10型刚性凸缘联轴器，工程尺寸转矩Tn=630 Nm，采用J型轴孔，A型键 ，轴孔直径45mm，轴孔长度84mm.第八章

16、 箱体的结构设计（单位：mm） 机座壁厚=0.025a+18 机盖壁厚1=0.02a+18 机座凸缘厚度b=1.5=12 机盖凸缘厚度b1=1.51=12 机座底凸缘厚度b2=2.5=20 地脚螺钉直径df=0.036a+12=16.6520 地脚螺钉数目n=4 轴承旁联接螺栓直径d1=0.75df=1516 机盖与机座联接螺栓直径d212 联接螺栓d2的间距l=180 轴承端盖螺钉直径d3=10 窥视孔盖螺钉直径d4=8计算及说明结果 定位销直径d=8 df、d1、d2至外机壁距离C1=26,22,18 df、d2至凸缘边缘高度C2=24,16 轴承旁凸台半径R1=24,16 外机壁至轴承座

17、端面距离 l1=C1+C2+(812)=50 大齿轮顶圆与内机壁距离1=10 齿轮端面与内机壁距离2=10 上下机体肋厚度m1=7，m=7 从动轴端盖外直径130 主动轴端盖外直径124 轴承端盖凸缘厚度t=8轴承旁联接螺栓距离S=130第九章 减速器润滑的选择 1、润滑方式 a齿轮v=1.2412m/s，应用喷油润滑，但考虑成本选用浸油润滑 b、轴承采用脂润滑 2、润滑油牌号及用量 a、齿轮润滑选用159号机械油，最低最高油面距1020mm，需油量1.5L左右 b、轴承润滑选用2L3型润滑脂，用油量为轴承间隙的1/31/2为宜计算及说明结果第10章 总结及参考文献 （一）总结 通过本次课程设计，使自己对所学的机械设计有了更深一步的了解，对于各方面知识之间的联系有了实际的体会，同时也深深感到自己掌握的知识与实际还有很大的差距，在今后的学习与实践中还会继续努力的。 本次课程设计为时12天，自己能够很好地完成每天的任务，但是在计算以及画CAD图时仍然发现自己的很多不足，对于零件的认