机械设计基础说明书封面汇总

1、机械设计课程设计计算说明书设计题目：带式输送机的传动装置设计（第8组）工程学院建环 1112班设计者洪木荣指导教师温坚广东海洋大学目录一、设计任务书 2二、传动方案的拟定 2三、电动机的选择 3四、传动系统的运动和动力参数 4五、传动零件的设计计算和校核 6六、轴的设计计算和校核 6七、滚动轴承的选择和寿命计算 10八、键和联轴器的选择 10九、润滑和密封形式的选择 11十、减速器机体各部分结构尺寸其他技术说明 11十一、参考文献 12第八组：带式输送机的传动装置设计一、设计任务书1.1工作条件连续单向运转，载荷平稳，空载启动，使用期 8年；小批量生产，两班 制工作，运输带速度允许误差土 5%

2、1.2原始数据滚筒圆周力F=1450N带速 V=1.6m/s；滚筒直径D=260mm1.3运动简图二、传动方案的拟定2.1整体方案根据设计任务书，该方案的设计分成减速器（传动部分）和工作机（执行 部分）两部分。2.2减速器说明机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原 动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组 成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的 传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、 传动效率高和使用维护方便。本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传 动，第

3、一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有 过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递 的转矩，减小带传动的结构尺寸。齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现 代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。 减速器的箱体采用水平剖分式结构，用 HT200灰铸铁铸造而成。三、电动机的选择计算项 目计算过程及说明计算结果1选择 电动机1、选择电动机类型按已知的工作要求条件，选用丫系列全圭寸闭笼型三相异 步电动机炯 W =0.85Pd =2.7 kw2、选择电

4、动机功率工作机所需功率为：PW =Vw电动机输入功率为：Pd=FV1000"w 由电动机至工作之间的总效率式中："1、吗、口 3、口 4、“ 5分别为带传动、齿轮传动的轴承（2对）、齿轮传动、联轴器、及滚筒的轴承效率。 查表2-3可取6=0.96、n2=0.99、n3=0.98、口4 =0.98、n5=0.98、% =0.96则% = 0.96 汉 0.992 汉 0.98疋 0.98汉 0.98疋 0.96 = 0.85厂1450F.6 °F所以 Pd =2.7kw1000X0.853.确定电动机转速滚筒的工作转速为60 0000V60況1000況1.6“.nw

5、 一-117 53r/ minnD兀 x 260因为由表2-2知，带传动的传动比i1 =24，单级齿轮传动的传动比i2=35，则总传动比I的合理范围ii1'i2 =6 20因此，电动机转速的可选范围为血=入=（6 20）勺17.53kw = （705.182350.6）r /minnw =117.53r/ mi' = 620nd =(705.18 2350.6) r/mi n4.确定电动机型号符合这一范围的电动机同步转速有 750r/min、1000r/min、1500r/min。根据工作机所需要的电动机输出功率Pd和电动机的同步转速，由附录 B可查出适用的电动机型号分别为 Y

6、132M-8 Y132S-6和Y100L2-4。相 应的技术参数比较情况见下表：电动机型 号：Y132S-6电动机型 号额定功 率电动机转速(r/mi n )总传 动比Pd/kw同步转 速满载转 速Y132M-837507106.04Y132S-63100096012.17Y100L2-431500 :14308.17综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量以及带传动和 齿轮传动的传动比，选择丫132S-6型号电动机比较合适， 即电动机的额疋功率 Ped=4kw,满载转速nw=960r/min， 总传动比适中，传动装置结构比较紧凑。Y132S-6型电动机的主要尺寸和安装尺寸见表 2-4表2-4 丫

7、132S-6型电动机的主要尺寸和安装尺寸列表中心高H外形尺寸LX(AC/2+AD)XHD地脚安 装尺寸A :xB地脚螺栓 孔直径k轴伸尺寸D XE装键部位 尺寸F XG132475345X315216 33四、传动系统的运动和动力参数由已确定的电动机的型号可知：i =8.17;1计算总传 动比和分配 各级传动比总传动比i =8.17;取带传动比的传动比i° = 2.5;则齿轮转动的传动比h=i总/i° =3.24。i°=2.5i1 =3.242、计算转动 装置各轴的 运动和动力 参数1.各轴的转速I 轴 n【=960r / min= 38

8、4r / minio 2.5U 轴 n =山=384 r/min= 118.52r/min u i13.24滚筒轴 门=n = 118.52r/minn i =384r / minn口= 118.52r/ min nw =118.52r / min2.各轴的输入功率I轴 p = PJ01 =2.7x0.96kw = 2.592kwU轴甩=pi 12 = pi23 = 2.592x 0.99x 0.98 = 2.51kw滚筒轴Pv=P 23 =Pl? 23 =2.51 汉 0.99 汇 0.98 = 2.44kwPi= 2.592kwPu = 2.51kwPw= 2.44kw3.各轴的输入转矩电

9、动机轴Fd2 7Td =9550 d 9550 汉一N m 26.86N mnd960I轴P2 592T 9550 1 9550 乂 N m 64.46N *m nz384U轴P2 51J 9550 u 9550汇N m 202.25N *mun118.52滚筒轴Pjn2.44Ph 9550 山9550 汉N m -196.61 N 仃n 山118.52Td=26.86N mT = 64.46N m口 = 202.25NPm = 196.61N 仃i表2-5运动和动力参数的计算结果列表参数轴名电动机轴I轴U轴滚筒轴转速 n (r/min)960384118.52118.52输入功率P/kw2.

10、72.5922.512.44输入转矩T/(N m)26.8664.46202.25196.61传动比i2.53.241效率口0.960.970.97五、传动零件的设计计算和校核1.确定V带型 号1. 确定计算功率Pc根据教材表8-7得：kA=1.2Pc*Pd=1.2 X 2.7=3.24KW2. 选择v带型号根据PC、n1由教材图8-9得：选用A型V带3. 确定带轮的基准直径由教材图8-9得，推荐的小带轮基准直径为 80100mm取 d1=80mm>=dmin=75mm4. 验算带速vPc=3.24KWdd2=(nn1) - d1(1- E )= (970/285.29 )X 125 X

11、( 1-0.2 ) =416.5mm取 d2=450mmdd2=416.5mm六、轴的设计计算和校核输出轴上的功率P)i、转速和转矩Th由上可知 P = 2.51kw , n = 118.51r/min ,T = 202.25N mn.求作用在齿轮上的力因已知高速小齿轮的分度圆直径= mz1 = 2.5*32 = 80mm而2T 2 x 202.25 x105Ft = 5056.25 Nt d80Fr = Ft tan。=1840.32NFa =0川.初步确定轴的最小直径材料为45钢，调质处理。根据机械设计表15-3，取A。=115，于是dmin = A0 jP = 31.82mm由于键槽的影

12、响，故1dmin =1.04dmin = 33.08 mm输出轴的最小直径显然是安装带轮处的直 径du，取d“ = 33mm，根据带轮结构和尺寸， 取 = 60mm。IV .齿轮轴的结构设计(1).根据轴向定位的要求确定轴的各段直径 和长度1).为了满足带轮的轴向定位要求，1 -U段右 端需制出一轴肩，故取U-川段的直径=39mm ;2).初步选择深沟球轴承。因轴承同时受有 径向力和轴向力的作用，故选用深沟球球轴承。 按照工作要求并根据=42mm，查手册选 取单列深沟轴承6209，其尺寸为 d 汉 D 汉 B = 45mm 汉 85mm 汉 19mm，故d 皿百=dvi|-VIII = 45m

13、m ；而I -VIII - 19mm。Ft=5056.2NFr =1840.32Nd=33mm"=60mmdu=39mmd皿=42mm1 w | -VIII -19mm取l出=6.5mm，因为要使大小齿轮对齐啮48mmd 皿=d VII-VIII二 45mmdV-VI 二 85mmlV-VI =73mmd应卫=d可l w_v 二 6.5mrIvi-vii = 6.5mm3).由小齿轮尺寸可知，齿轮处的轴段V-VI的直径 dV-VI = 85mm , lV-VI = 73mm。轴肩高度h - 0.07d|_|V，故取 h = 3.5mm，则轴环处的直径dw: d刑=48mm。轴环宽度b

14、 _ 1.4h ,合，故 lVI-VII =6.5mm。4). 轴承端盖的总宽度为30mm (由减速器 及轴承端盖的结构设计而定)。根据轴承端盖的 装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖 的外端面与大带轮右端面间的距离l =30mm，故 1口二 60mm。5)l 皿=19mm(2) .轴上零件的周向定位带轮与轴的周向定位均采用平键连接。按 di由机械设计查得平键截面 b h = 10mm 8mm，键槽用键槽铣刀加工， 长为50mm。滚动轴承与轴的周向定位是由过度 配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为 m6。(3) .确定轴上圆角和倒角尺寸参考机械设计表15-2，取轴端圆角2 45。至此，已

15、初步确定了轴的各段和长度，简 图如下：V .求轴上的载荷输入轴的校核： 输入1轴：(1)齿轮上作用力的计算： 由前面的计算可知圆周力：Ft=2T/D=5056.45N径向力：Fr= Fttan20 °=1840.32N(2) 求齿轮作用力在垂直面的支持反力。(见图草稿)F1v = (Fr L/2)/L=920N;F2v = Fr - F1v =4136.09N;(3) 求齿轮作用力在水平面的支承反力F1H =F2H = Ft/2=2528.13N(4) 求F力在支点产生的反力(见图3)F1F = F (L+K) /L=719.86NF1F = F2F - F=1776.76N(5)绘

16、制垂直的弯矩图Mav= F1v- L/2=262.64N m(6)绘制水平面的弯矩图(见图5)MaH= F1H L/2=160.54N m求F力产生的弯矩图(见图6)M1F= F- K=2986.92X 108X 10-3=322.59 N m 在a-a截面处，F力产生的弯矩为MaF= F2F- L/2=45.71N m(8) 绘制合成弯矩图因F方向未定，所以F与H V共面时，产生的 弯矩最大。Ma= MaF+( MaV+ Mabf ) 1/2=307.82 N mM1= M1F=322.59 N- m(9) 绘制扭矩图(见图8)由前面的计算结果可知，输入轴传递的扭矩T=321.07N m(1

17、0) 求危险截面的当量弯矩(见图 9) 由见图8可知Ma> M1，故a-a截面最危险，其 当量弯矩为：Me=【Ma+ ( a T) 2】1/2扭切应力为脉动循环应变力，取折合系数a=0.6，带入上式可得：Me=363.13 N m(11)校核危险截面a-a的强度 选轴的材料为45钢，经调质处理。查的(T b=650MPa 查的【(T -1b 】=60MPa由教材公式可知，危险截面a-a的当量应力为：3；(T e= Me/W= Me/0.1d3 =61.216KPa<l 故此轴满足强度要求，安全。【(T -1b】七、滚动轴承的选择和寿命计算根据根据条件，轴承预计寿命16X 300X

18、8=38400小时(1) 计算1轴受纯径向载荷：P=Fr=1840.32N选深沟球轴承6209,Cr=31.5KN;查表可得fp=1.1 , ft=1.Lh=(106/60n)X (ft C/ fp p)3=529995.61h>38400h所以此轴承寿命符合要求，即合格(2) 计算II轴受纯径向载荷：P=Fr=2472.89N 选深沟球轴承6013,Cr=32.0KN;Lh=(106/60n)X (ft C/ fp p)3=130948h>38400h所以此轴承寿命符合要求，即合格八、键和联轴器的选择(1) 输入轴与带轮联接米用平键联接轴径 d=32mm,k=60mm查手册得，选

19、用A型平键，得：键 A 10 X 8 GB1096-2003l= 50mm ，T=202.25N m h=8mm(T p =100-120MPa(T p =4T/dhl=4 X 202.25/33 X 10 X 50X 8=1.2MPa<(T p =100-120MPa(2) 低速轴与大齿轮联接米用平键联接轴径 d=52mm 65mm， T=196.61 N - m， h=10mm查课本表11-1得选A型平键键 16X 10GB1096-2003(T p=4T/dhl=4 X 196.61/52 X 10 3 X 55 X 10=8.3Mpa<(T p =100-120MPa(3)

20、 输出轴与大齿轮联接用平键联接轴径 d=40mml=82mm ，T=196.61 N -m, h=8mm查课本表11-1得选A型平键键 12X 8GB1096-2003(T p=4T/dhl=4 X 196.61/40 X 10 3 X 72 X 8=11.3Mpa<(T p =100-120MPa九、润滑和密封形式的选择1.齿轮的润滑：根据齿轮圆周速度V的大小可以确定。由 于V=1.2m/s< 12m/s,所以可以采用油池润滑。 大齿轮进入油池一定的深度，齿轮运转时将润滑 油带至啮合区，同时也甩到机体内壁上，借以散 热。机体内的装油量主要依据一级齿轮圆周速度 V,当V较大时，浸入深度约为一个齿高；当 V 较小(0.5-0.8m/s )时，可达到齿轮半径的1/6.2轴承的润滑采用的润滑方式时脂润滑。为了防止轴承中 的润滑脂被减速器内齿轮啮合时挤出的油冲刷、 稀释而流失，应在轴承内侧设置挡油板。轴承空 隙内润滑脂的填入量与轴承的速度有关。由于轴 承的转速 nl=285.29r/min< 1500r/min ，所以润 滑脂填入量不得超过轴承空