机械设计课程设计计算说明书

1、机械设计课程设计设计计算说明书设计题目：带式输送机的减速器学院 :班级 :姓名 :学号 :指导教师 :日期：目录一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、设计任务书····································传动方

2、案拟定··································电机的选择··············

3、3;·····················传动比分配····························

4、;········传动系统运动及动力参数计算· ······················减速器传动零件的计算· ·············

5、3;·············轴及轴承装置设计································减速器箱体及其附件的设计· &

6、#183;·····················减速器的润滑与密封方式的选择· ·················设计小结·······

7、·····················一、设计任务书1、设计任务：设计带式输送机的传动系统，采用单级圆柱齿轮减速器和开式圆柱齿轮传动。2、原始数据输送带有效拉力F= 5800N输送带工作速度v = 0.8 m/s输送带滚筒直径d = 315mm减速器设计寿命为5 年3、已知条件两班制工作，空载启动，载荷平稳，常温下连续（单向）运转，工作环境多尘；三相交流电源，电压为380/220V

8、。二、传动方案拟定1.电动机 2. 联轴器3. 减速器 4. 联轴器 5. 开式齿轮6. 滚筒 7. 输送带传动方案如上图所示， 带式输送由电动机驱动。 电动机 1 通过联轴器 2 将动力传入减速器 3 再经联轴器 4 及开式齿轮 5 将动力传送至输送机滚筒 6 带动输送带 7 工作。计算与说明三、电机的选择1. 电动机类型的选择由已知条件可以算出工作机所需的有效功率Fv5800 0. 8P4. 64Kww10001000联轴器效率? = 0.991滚动轴承传动效率?2 = 0.99闭式齿轮传动效率?3 = 0.97开式齿轮传动效率?4 = 0.95输送机滚筒效率?5 = 0.96传动系统总效

9、率 ?4· 2· · ·= 0.994×总= ?1?2?3 ?4 ?50.992 ×0.97 ×0.95 ×0.96 =0.83287?4.64工作机所需电机功率?= ?= 0.83287= 5.57?总由附表 B-11 确定，满足 ? ?条件的电动机额定功率 Pm = 7.5 Kw2. 电动机转速的选择输送机滚筒轴的工作转速? =60000?60000 ×0.8= 48.50?/?×315初选同步转速为 ? = 1440?/?的电动机。3. 电动机型号的选择结果Pw4. 64kw电动机额定功率

10、选为7.5Kw初选 1440r/min 的电动机根据工作条件两班制连续工作 ，单向运转，工作机所需电动机功率计电动机同步转速等， 选用 Y 系列三相异步电动机，卧式封闭结构，型号为 Y132M-4,其主要数据如下：电动机额定功率 P7.5kwe电动机满载转速 nm1440r/min电动机轴伸直径38mm电动机轴伸长度80mm四、传动比分配1、带式传送机的总传动比ia?=?1440= 29.69?48.52、各级传动比分配：由传动系统方案知?01 = 1?23 = 1按附表 B-10 查取开始齿轮传动的传动比?34 = 6由计算可得单级圆柱齿轮减速器的传动比为?29.69? =?= 4.9512

11、? ? ?1×1×6012334五、传动系统的运动及动力参数计算传动系统各轴的转速、功率和转矩计算如下0 轴（电动机轴）：?0= ? = 1440?/? = ? = 5.57?0?5.57?0 = 9550 ?0= 9550 ×1440= 36.94?01 轴（减速器高速轴）：? = ? = 1440?/?10? = ? ? = 5.57 ×0.99 = 5.5143?101?5.51431= 9550 × 1440= 36.57?1= 9550 ?1i a29. 69单级圆柱齿轮减速器传动的传动比为?12=4.95? = 1440?/?0?

12、= 5.57?0? = 36.94?·?0?1 = 1440?/?1 = 5.5143?1 = 36.57?·?2 轴（减速器低速轴）? =?14401= 290.91?/?2?4.9512? = ? ·? ·? = 5.5143 ×0.97 ×0.99 = 5.2954?2132? = 9550?= 9550 ×5.29542= 173.84? ·?2?290.912? = 290.91?/?2? = 5.2954?2? = 173.84?·?2六、减速器传动零件的设计计算1、选择齿轮材料、热处理方法考

13、虑减速器传递功率不大， 所以齿轮采用软齿面。 小齿轮选用 45 钢调质，齿面硬度为 235265HBS。大齿轮选用 45 钢，正火，齿面硬度 180215HBS；小齿轮45 钢调质HB 1=235265HBS大齿轮45 钢正火HB 2=185215HBS2、齿轮传动设计（参考机械设计基础）（1） 小齿轮转矩?1 = 36.57?·?（2） 初取载荷系数 K= 1.8（3） 选取齿宽系数 ? = 0.35?（4） 初取重合度系数 ?直齿轮传动取在1.11.9 之间，取 = 1.84-?4-1.8则?=3= 0.86?=3（5） 确定许用接触疲劳应力 ?接触应力变化总次数：? = 60?

14、= 60 ×1440 ×1 ×2400011?1 = 2.0736 ×109= 2.0736 ×10 9? = 60? ?= 60 ×290.91 ×1 ×2400022?2 = 4.189104 ×108= 4.189104 ×10 8寿命系数 ?= 0.93? = 0.9?21弹性系数 ? = 189.8?接触疲劳极限应力?= 560? = 500?1?21最小安全系数，失效概率低于100?= 1?许用接触疲劳应力为：?=?1=560?×0.9 = 504MPa?1?11?2 =?

15、2=500?×0.93 = 465MPa21?（6） 按齿面接触疲劳应力初步计算中心距a节点区域系数 ? = 2.5 ?1 = 504MPa ? = 465MPa?23500?1a = (u + 1) ?= (4.95 + 1)? 2()?3 500 ×1.8 ×36.57189.8 ×2.5 ×0.86× 0.35 ×4.95()2465= 145.52mm取a = 160mm（7） 初取齿宽 b = ?×160 = 56? = 0.35尾数取 0、2、5、8，所以取齿宽为 58mm（8） 取标准模数 m = 2

16、（9） 确定齿数?由a = 2(?1 + ?2) 有2?2× 160?1 + ?2= ?=2= 160 与u = ?2 = 4.951解得? = 27 ? = 13312?133实际齿数比 u =227 = 4.926?1 =传动比误差 4.95-4.926×100% = 0.485%4.95a = 160mmb = 58mm?= 271? = 1332（在± 5允许范围内）（10）确定载荷系数Ka)使用系数 ?, 取 ? = 1?b)动载系数 ?1 = ?1= 2 ×27 = 54?齿轮圆周速度v =?1?1 = ?×54 ×144

17、0= 4.07?/?6000060000齿轮精度取8 级，按图 8-21 ，取 ? = 1.18c)齿向载荷分布系数 ?按图 8-24 ，软吃面，对称布置?58? = ? =54= 1.074 ? = 1.111d) 齿向载荷分配系数 ?重合度 = 1.88 - 3.2 ×( ?1 +?1 ) = 1.88 -12113.2 ×( 27 + 133 ) = 1.737按图 8-25 ? = 1.26?= ? = 1 ×1.18 ×1.11 ×1.26= 1.65所以偏安全K< ?（11）确定重合系数 ?由式 8-26 ，4- ?4 -1.

18、7?= = = 0.87?33（12）确定齿宽取?1 = 63?=258?3. 验算齿根弯曲疲劳强度1) 查取齿形系数由图 8-28 ，查得 YFa12. 58 YFa22. 172) 查取应力校正系数?= 1.65 < ?偏安全?1 = 63?2 = 58?由图 8-29 查得 YSa11. 62YSa21. 833) 重合度系数0.750.75按式 8-23 ，? = 0.25 += 0.25 += 0.69?1.74) 弯曲疲劳极限应力按图 8-32 （ c）?= 240? = 220MPa?1?25) 寿命系数? = 2.0736 ×109? = 4.189104 &#

19、215;10 812按图 8-34 取? = 0.87? = 0.92?1?26)试验齿轮应力修正系数?= 27)最小安全系数，按表 8-8 ? = 1.25?8) 许用弯曲应力，按式 8-27? =?240 ×2? =×0.87 = 334.08?11.25?2 =220 ×2×0.93 = 327.36?1.259) 齿根弯曲疲劳应力，按式 8-322000?1? =?2000×1.65×36.57=×2.58 ×1.62 ×0.69?154 ×63×2= 51.15?< ?

20、1?2000×1.65×36.57=×2.17 ×1.83 ×0.69?254 ×58×2齿根弯曲疲劳强度足够= 52.79?< ?2齿根弯曲疲劳强度足够4. 大齿轮的结构设计齿宽 b = 58齿顶高 ha=m=2mm齿根高 hf=1.25m=2.5mm齿高 h=h a+h f=2.25m=4.5mm分度圆直径 d = m? = 2 ×133 = 266?2齿顶圆直径 da1=d+2h a=266+4=270mm齿根圆直径 df=d-2h f=266-5=261mm轴孔直径 ? = 62?轮毂直径 ? = 1

21、.6? = 1.6 ×62 = 99.2mm1? = 100?1轮毂长度 L = b = 58mm轮缘厚度 = ( 2.54 ) ? = 6.2510mm取 =10mm轮缘直径?= ?- 2?- 2?= 270- 2×10- 2×4.52?= 241?腹板厚度 c = 0.3b = 0.3 ×58 = 17.4mm取 c = 18mm腹板中心直径?0 = 0.5(?2 + ?1) = 0.5 ×( 100 + 241 ) = 170.5?腹板孔直径?0 =11(?2 - ?1) =( 241 - 100 ) = 35.25?44取?= 35?0

22、齿轮倒角 n = 0.5m = 0.5 ×2 = 1mm齿轮结构如下图：七轴及轴承装置设计1. 初定跨距参考课程设计 P51 图 5-1为保证滚动轴承完全放入箱体轴承孔内，计入尺寸c采用油润滑 c=35mm ，取 c=5mm考虑齿轮与内壁沿轴向不发生干涉，k8mm，取 k10mm轴承宽度，高速轴取? = 20?，低速轴 ? =1225mm齿宽 b=63mm轴的支撑跨距高速轴? = 123?1? = 2( ?+ ?) + ?+ 510 + ?11= 2(5+ 10)+63+ 10+20= 123? = 128?2低速轴?2 = 2( ?+ ?) + ?+ 510 + ?2= 2(5+

23、10) + 63+ 10+ 25= 128?2. 选择轴的材料初选 45 钢，调质处理，硬度246270HB? = 647? ?-1 = 59.7?3. 轴的结构设计与轴承、联轴器的选择1. 高速轴轴的转矩 ?1 = 36.57?·?圆周力 ?136.57= 2000 ?= 2000 × 54 = 1354.44?11径向力? = ? tan ?= 1354.44 ×tan 20 =?1?1492.98?轴截面上的弯矩?11= ?1 230.32?·?轴材料许用弯曲应力 = ?-10.123= 492.98 ×2= = 59.7?将转矩折合成当

24、量弯矩折算系数=0.63102() 2 ?+?1?11= 18.4?-1低速轴轴的转矩 ?2 = 173.84?·?圆周力 ?173.842= 2000266 = 1307.07?2= 2000 ?2径 向 力 ?2= ?2tan ?= 1307.07 ×tan 20o =475.73?轴截面上的弯矩?= ?2= 475.73 ×0.128=2?2 2230.45?·?23 10 ?+ (?)2? 22= 26.3?2? -1由于开有键槽? = ?( 1 + 5% ) = 27.6?222.高速轴的结构设计电动机伸出端直径 ? = 38?公称转矩 ? =

25、 1.2? = 41.38 ×1.2 = 49.66?·?0许用转速 n n1=1440r/min查附表 C-16，选择 LT6 型弹性套柱销联轴器轴孔直径可选 32 、35、 38、40 、42取? = 32? 长度 ? = 55?轴承选择：1? = 5 ×300 ×16 × = 12000? 2? 18.4?1? 26.3?2?2 = 27.6?选择 LT6 型弹性套柱销联轴器?= ?=?1= 677.22?2? = ? = ?1 = 246.49?222+ 246.49 = 720.68?=? = 677.22取? = 1.2对于球轴承

26、=3P = ?= 720.68 ×1.2 = 864.82?基本额定动载荷160? = ?( ?）? 106 ?由附录 D1 选取 6307 轴承?= 8753.01?B = 21mmd = 35mmD = 80mm高速轴部分尺寸如下图3. 低速轴的结构设计选取 6307 轴承转速 ? = 290.91?/?2转矩 ? = 173.84? ·?2联轴器公称转矩? = 1.2? = 173.84 ×1.2 = 208.61? ·?2查附表 C-15, 选择 LX4 弹性柱销联轴器选择 LX4 弹性柱销联轴器?2?= ?=2 = 653.54?= ?= ?2

27、 = 237.87?2?=? = 653.54 2 + 237.87 2 = 695.48?取? = 1.2 对于球轴承 =3P = ?= 695.48 ×1.2 = 834.576?基本额定动载荷160?= ?(106 ?）= 4956.36?由附录 D1 选取 6311 轴承选取 6311 轴承B = 29mmd = 55mmD = 120mm低速轴部分尺寸如下图4. 键的设计a) 高速轴联轴器处键的设计轴径为 32mm 宽 b×高 h=10×8 键长 l=45mm材料选择 45 钢 ? = 110?强度校核：4?4 ×36.57 ×103

28、? =?(?-?) 32 ×8 ×(45 - 10)= 16.32?< ?所以强度足够b)低速轴联轴器处键的设计轴径 d=50mm , 宽 b×高 h=14×9键长 l=100mm材料选择 45 钢 ? = 110?强度校核：? =4?4 ×173.84 ×103=?(?-?)50 ×9 ×(100 - 14)=17.97?< ?所以强度足够c) 低速轴齿轮处键的设计轴径 d=62mm ，宽 b×高 h=18×11键长 l=50mm材料选择 45 钢 ? = 110?强度校核：4?4

29、 ×173.84 ×103?=?(?-?)62 ×11 ×(50 - 18)=31.86?< ? ?所以强度足够键强度足够八、减速器箱体及其附件的设计1. 箱体的结构尺寸箱座壁厚 ： =0.025a+1=0.025 × 160+1=5mm，取 =10mm箱盖壁厚 1：1=0.02a+1=0.02× 160+1=4.2mm取 1=8mm箱座凸缘壁厚 b：b=1.5 =1.5 × 10=15mm；箱盖凸缘壁厚 b1：b1=1.5 1=12mm ；箱座底凸缘壁厚 P：P=2.5 =25mm；箱座上的肋厚 mm 0.85 =

30、8.5，取 m=9箱盖上的肋厚 m1?1 0.85?1 = 6.8mm 取 7mm地脚螺钉直径及数目 ?， n：d=0.036a+12=17.76mm取 M20;n=4 ；轴承旁连接螺栓直径d1：d1=0.75d =15mm ；取 M16上下箱座联接螺栓直径d2 ：d2=0.5 d =10mm ；取 M10大齿轮顶圆与箱体内壁的距离1 1.2 =12mm；取 15mm 列表如下：名称箱座壁厚 箱盖壁厚1箱座凸缘壁厚b箱盖凸缘壁厚b1箱座底凸缘壁厚P箱座上的肋厚m箱盖上的肋厚 ?1地脚螺栓数目n地螺栓直径 ?脚 螺栓通孔直径 ?螺螺栓沉头座直径 ?0栓地脚凸缘尺寸轴螺栓直径 ?1承 螺栓通孔直径 ?1旁螺栓沉头座直径 ?0螺栓部分凸缘尺寸上螺栓直径 ?2下螺栓通孔