电气专业机械设计实训

1、机械设计课程设计题 目： 带式输送机传动装置 专业年级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 机械工程系完成时间： 2014 年 7 月 4 日机械设计课程设计任务书学生姓名： 学号： 专业：电气工程及其自动化任务起止时间：2014年 6 月 30 日至 2014年7 月4日设计题目：带式输送机传动装置机械原理课程设计工作内容：一传动方案如下图1所示：1电动机；2V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 带式输送机传动装置方案图二、工作条件单向连续平稳转动，常温下两班制工作，空载启动，装置寿命为7年。三、原始数据鼓轮直径d/mm400传送带运行速度V/m/s

2、1.6运输带上牵引力F/N1900四、设计任务：1.低速零部件组装图一张（A2图纸）2.设计说明书一份在一周内完成并通过答辩。资料：机械原理工程力学机械制图指导教师签字： 2014年 6 月 30 日目录（一）电机的选择3（二）传动装置的运动和动力参数计算5（三）V带传动设计6（四） 减速器（齿轮）参数的确定8（五） 轴的结构设计及验算10（六）高速轴上的轴承14（七）联轴器的选择14（八）键连接的选择和计算14（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=（1900*

3、1.6）/1000=3.04 kwV带效率： 滚动轴承效率： 齿轮传动效率（闭式）: =0.97 × 1 (对)联轴器效率： 传动滚筒： 传输总效率= 则，电机功率= 3.04/0.859=3.539 kw3.电机转速确定 工作机主动轴转速n工作机= （60*1.6）/（）=76 r/minV带传动比范围：24 一级圆柱齿轮减速器传动比范围：36 总传动比范围：420 （）电动机转速的可选范围为： 308 1528 r/min 在此范围的电机的同步转速有：750r/min 、1000r/min 、1500 r/min 依课程设计指导书67页Y系列三相异步电机技术数据（JB30 74-

4、82）选择电机的型号为； 性能如下表：电机型号功率KW满载时额定转矩质量转速nr/min电压V电流A功率因数Y112M-4 4.0 14403808.770.64 2.2 470 （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= 1440 r/min总传动比：i总= 1440/76=18.947 1.分配传动比及计算各轴转速i总=iD×i带传动的传动比iD= 3 (由表2-1可知) 一级圆柱齿轮减速器传动比i= i总/iD=18.947/3=6.316 则高速轴I轴转速n1= nm/iD =1440/3=480r/min则低速轴II轴的转速n2= n1/iD =480/6

5、.136=75.997r/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= Pd×=4×0.96=3.84 KW 输出功率PI= PI × =3.84×0.99=3.802 KW则低速轴II轴的输入功率PII= PI × =3.84×0.99×0.99 =3.764 KW，输出功率PII= 3.726 KW3.各轴输入转矩: 小带轮输入转矩Td= 25.6 I轴输入转矩TI=76.3 II轴输入转矩TII=TI·i1··=76.3×6.316&#

6、215;0.99×0.97= 462.3 I轴输出转矩TI=TI·=76.3×0.99=75.5 II轴输出转矩TII=TII·=462.9×0.99= 458.3 （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- 8 ，取KA=1.2,故Pc=KA·P= 4.8 KW 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 13-5 确定所使用的V带为 A 型。3. 确定大小带轮基准直径d1，d2。由机械设计基础表13-9 取d1= 90 mm ，带传动比iD已知，则d2=iD

7、3;d1= 270 mm 4.验算带速v = 6.786m/s 5.求V带基准长度和中心距（L0，a） ,选a0= 269mm 带长 = 1119.68mm 由表 13-2 ，对 A 型带进行选用，Ld= 1120mm 则实际中心距：269.15mm 6.验算小带轮包角=159.7 >120°合格。7.求V带根数Z已知n1，d1 ，查表 13-3 得P0= 1.07 km 已知传动比iD，查表 13-5 得P0= 0.17 km 已知1，查表 13-7 得K= 0.95 ，查表 13-2 得KL= 1 则V带根数Z= 4.07 8.求作用在带轮上的压力FQ 由机械设计基础表13

8、-1 ，可知 A 型带每米质量q=0.1kg/m单根V带的拉力: F0= 148.8N 作用在轴上的压力FQ=2ZF0 sin=2×4×148.8×sin(159.7°/2)=1171.7N（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 得：小齿轮用： 40Cr钢 ，热处理方式： 调质 ，齿面硬度为 280HBS 大齿轮用： 45号钢 ，热处理方式： 调质 ，齿面硬度为 240HBS 由表 11-5 ，取安全系数SH= 1.0 ，SF= 1.25 。则许用应力为：【H1】=Hlim1/SH=560/1=560MP

9、. 【H2】= Hlim2/SH=660/1=660MP 【F1】=FE1/SF=420/1.25=336MP . 【F2】= FE2/SF=570/1.25=456MP 2. 按齿面接触强度设计设齿轮按 7 级精度制造，按齿面接触强度设计。由表 13-3 得载荷系数K= 1.1 ，由表 11-6 得齿宽系数d= 0.8 。小齿轮输入功率P= 3.84km ，转矩T1=9.55××=9.55××=76400N·m ，由表 11-4 可得弹性系数ZE= 189.8 则小齿轮直径齿数取Z1= 24 ，Z2=iZ1= 144 模数m=d1/z1= 2

10、.45mm 按表 4-1 ，标准模数m= 2.5mm ，实际传动比i=Z2/Z1= 6 实际标准中心距离a= 210 mm 齿宽63.72×0.8=52mm（圆整）为补偿安装误差，取小齿轮齿宽b1=b+5= 57 mm 3.验算轮齿弯曲强度由图 11-8 ，取齿形系数YFa1= 2.65 , YFa2= 2.16 .由图 11-9 ，取外齿轮齿根修正系数YSa1= 1.58 ，YSa2= 1.81 判断： 123.3 【F1】判断： 84.21 【F2】满足条件 合适 4.齿轮的圆周速度 1.482m/s 对照表 11-2 可知，选着 7 级精度是合适的。（五） 轴的结构设计及验算1

11、.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号钢 ，热处理方式： 调质 低速轴材料为： 45号钢 ，热处理方式： 调质 高速轴极限强度【B1】= 650Mp ，低速轴极限强度【B2】 650Mp 根据表 14-3 得，两根轴的许用弯曲应力【-1b】= 55Mp 2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C= 110 = 22 mm，结合大带轮轮毂内径，圆整后暂取d1= 24 mm 大轮轴颈= 40.39 mm ，结合联轴器内径，圆整后暂取d2= 45 mm 3.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

12、。高速轴：（带尺寸的草图） d1d2d3d4d5d6d724mm35mm40mm42mm50mm46mm40mm各尺寸确定的依据： 低速轴：（带尺寸的草图）d1d2d3d4d5d6d745mm55mm60mm63mm70mm67mm70mm各尺寸确定的依据： 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。高速轴：（带尺寸的草图）l1l2l3l4l5l6l758mm45.6mm35mm55mm5.6mm13mm15mm 各尺寸确定的依据：低速轴：（带尺寸的草图）l1l2l3l4l5l6l7110mm52.2mm38mm50mm5.6mm16.4mm18mm各

13、尺寸确定的依据： （六）高速轴上的轴承 根据 课程设计指导书选出轴承牌号高速轴承的主要参数轴承代号轴承内经mm轴承外径mm轴承宽度mm径向基本额定动载荷Cr600840681517.0低速轴承的主要参数轴承代号轴承内经mm轴承外径mm轴承宽度mm径向基本额定动载荷Cr601260951831.2（七）联轴器的选择根据轴孔直径d2= 45mm 输出转矩T= 468.21N·m 依据课程设计指导书，选定联轴器型号： TL7 联轴器选择表公称转矩许用转数D转动惯量质量 5003600 1900.0615.6（八）键连接的选择和计算本设计减速器共需键：4 个1.高速轴上键安装轴段直径为：=

14、24 mm查表选择普通圆头平键为：h= 7 ，b= 8 ，根据对应轴段长度，确定键长L= 50 mm 2.小齿轮轴上键安装轴段直径为：= 42 mm查表选择普通圆头平键为：h= 12 ，b= 8 ，根据对应轴段长度，确定键长L= 45 mm 3.大齿轮轴上所需键安装轴段直径为：= 37 mm，查表选择普通圆头平键为：h= 8 ，b= 10 ，根据对应轴段长度，确定键长L= 40 mm 4.大轴上联轴器所需键,其安装段直径为：= 45 mm，查表选择普通圆头平键为：h= 9 ，b= 14 ，根据对应轴段长度，确定键长L= 90 mm （九）心 得 体 会 通过这次机械课程设计，对机械设计这门课程有了更加深入的理解体会，体会到了机械设计对计算能力的要求非常高，从而提高了自己的计算能力。而且培养了自