成都理工机械设计基础 课程设计

1、 机械设计基础课程设计说明书设计题目：学院：专业班级：学姓号：名：指导教师：日期：设计题目：设计皮带运输机械传动装置，双班制工作，有轻度振动，小批量生产，单向传动，轴承寿命2年，减速器使用年限为6年，运输带允许误差5%。原始数据：运输带有效应力（F/N）：1650运输带速度V（m/s）：1.5卷筒直径D (mm：280设计内容：1 设计一级圆柱齿轮减速器，计算三角带传动。2 绘制齿轮减速器装配图一张。（A3纸打印）；绘制从动轴上的齿轮零件工作图；（A4纸打印）绘制从动轴零件工作图；（A4纸打印）3 写出设计计算说明书一份。（打印装订）第一章皮带运输机传动方案的论证一传动方案的分析与研究总体设计

2、包括机械系统运动方案选择，原动机类型选择，执行机构设计，传动方案设计。根据题目所给工作条件：双班制，有轻微振动，小批量生产，单向传动，轴承寿命2年，减速器使用年限为6年，运输误差允许误差5%，可知会出现载荷变动，过载和发热，所以采用V 带传动连接过载保护，减速装置采用闭式圆柱齿轮传动类型，减速器与工作机的连接采用联轴器，由于有轻微振动，可能发生过载，所以选用弹性联轴器。二.合理性评估与改进给出的传动方案，采用V 带传动和圆柱齿轮机构，工作可靠，传动效率高，方便制造，环境适应性好，宽度较大。第二章电动机的选择1.电动机类型选择：采用Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机。2.电动机容量计算：电

3、动机容量的额定功率工作机所需电动机输出功率卷筒轴的输出功率=3.电动机转速范围的确定=102.32r/min4.选择电动机的同步转速容量相同的电动机有4中同步转速可供选用3000r/min额定功率型号（kw）Y100L2-150043Y132S-6Y132M-810007509607102.02.02.02.0637914302.22.338（r/min）（r/min）75010001500根据容量和转速，由有关手册查出有3中可供选择同步转速满载转速堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩质量/kg综合考虑总传动比及尺寸大小，选取Y100L2-4型第三章计算传动装置的总传动比及分配各级传动比1.传动比

4、普通v 带，2. 转速n=n/=1430/3.5=408.6（r/min）n II =/=408.6/3.994=102.3（r/min）相对误差=（102.3-102.32）/102.32-0.0002<5%实际总传动比i=3.功率第四章计算各轴的功率和转矩转矩T轴功率P/kWn/(r/minT(N.mi 输入轴输出轴1.921.79408.6102.344.75166.513.53.9940.940.93第四章普通V 带传动设计1.计算功率P CK A 1.4由工作条件查表得工作情况系数P C Pd K A 1.4×34.2(kW2.选V 带型号，使用普通V 带由P C 4

5、.2KW,n=1430/min,查表得选用A型带。初选小齿轮直径为d=100mm则打带轮直径D=圆整以后D 取D=355mm,此时卷筒转速误差任然小于3.验算带速：v=d ×n/60/10007.511m/sv 在525m/s之间，可取之。4.确定中心距a,带长(基准长度Ld ，：初步确定中心距a 0:a 0=1.5圆整初选a 0=700mm,得初定的V 带基准长度L 0。(d 2-d 1 2L 0=2a 0+(d2138mm1+d 2 +查V 带的长度系列表，取L d 2240mm。则实际中心距aa 0+(Ld -L 0/2=751mm。5.验算小带轮包角11180°57

6、.3°×（d2-d 1）/a160.5°>120°6.带的根数z带数z =上述选择合适。P c0+L查教材表13-3得p=1.32kw由式13-9得实际传动比i=查表13-5得P0=0.17k=160.5查表13-7得K a =0.96由此得Z=2.77取3根查表13-2得K L =1.06第五章减速器的齿轮传动设计1.选择材料及确定需用应力小齿轮选用ZG 340-640，硬度179-207HBS成都理工大学机械设计课程设计大齿轮选用ZG 310-570, 硬度163-197HBS 由机械零件设计手册查得Hlim1=310-340MP a , F

7、E1=240-270MP a , S H =1.0Hlim2=280-330MP a , F E2=210-250MP a , S F =1.25由H 1=H lim1=330MP aSH lim 2=300MP aS H 1=208MP a S F2=192MP a S FH 2=F 1=F 2=2. 按齿面接触强度设计齿轮按8等级精度制造由于原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对成布置，一般按照中等冲击载荷计算。取K=1.1弹性系数ZE=188.0取齿宽系数u=i=2.5小齿轮上的转矩T 1=9550P 1/n 1=44000(N m =72.4mm齿数取Z1=29

8、，则Z2=29×3.994=115.8取Z2=111故实际传动比i=3.83模数齿宽，取b2=60mm，b1=65mm取m=2.5mm，实际的d1=zm=292.5mm=72.5mm，d2=1112.5mm=277.5mm中心距3.验算齿轮弯曲强度齿形系数YFa1=2.64，YSa1=1.62YFa2=2.21，YSa2=1.80由式（11-5），安全。4.计算齿轮圆周转速VV=选择8级精度过高，所以选用9级精度是合宜的。传动比误差故误差合理第六章减速器装配图机座壁厚机盖壁厚机座凸缘厚度机座底凸缘厚度机盖凸缘厚度地脚螺钉直径地脚螺钉数目轴承旁连接螺栓直径机盖与机座联接螺栓直径联接螺栓

9、d2的间距轴承端盖螺钉直径窥视孔盖螺钉直径定位销直径d L n b881220122041512150200108101816轴承旁凸台半径凸台高度外机壁至轴承座端面距离大齿轮齿顶圆与内机壁距离h30609.6齿轮端面与内机壁距离机盖机座肋厚轴承端盖外径8m0.85轴承端盖凸缘厚度轴承旁连接螺栓距离上表为装配图的各项数据准备画出减速器的装配草图t 12s 1.输入轴（高速轴）结构设计高速轴轴的材料选择、热处理方式，许用应力的确定。选择45钢正火。硬度达到170217HBS,抗拉强度b =600MPa，屈服强度e =355MPa。-1b =60MPa（1）计算d 1，按下列公式初步计算出轴的直径

10、，输出轴的功率P和扭矩T取C=107最小直径计算（查机械设计基础教材表153取c=107）考虑键槽，故其直径要增加0.05到0.07，此处取0.07选择标准直径（2）计算d 2（h=0.07+3）因d 2必须符合轴承密封元件的要求，经查表，取d 2=30mm；（3）计算d 3按d 3大于的原则，且d 3必须与轴承的内径一致，查手册P64-65定d 3=35mm。轴承采用6207GB/T276-1994号D=72mmd=35mm轴承盖采用凸缘式轴承盖e=9.6mm=112mm=92mm（4）计算d 4与小齿轮连接d 4=72.5mm（5）计算d 5d 5d 3=35mm ，同一轴上的轴承选择同一

11、型号，以便减少轴承座孔镗制和减少轴承类型。计算轴各段长度（1）计算L 1（2）计算L 2=m+e+1520=40（3）计算L 3挡油环宽度=（4）计算L 4此段为小齿轮的齿宽（5）计算L 52.输出轴（低速轴）结构设计低速轴的材料选择、热处理方式，许用应力的确定。选择45钢正火。硬度达到170217HBS,抗拉强度b =600MPa，屈服强度e =355MPa。-1b =60MPa（1）计算d 1，按下列公式初步计算出轴的直径，输出轴的功率P和扭矩T取C=107最小直径计算（查机械设计基础教材表153取c=110）考虑键槽，且低速轴要与弹性联轴器连接，故对进行圆整选择标准直径（2）计算d 2h

12、 取2到3因d 2必须符合轴承密封元件的要求，经查表，取d 2=40mm；采用6211轴承B=21mmD=100mm轴承盖采用凸缘式轴承盖e=1.2取8e=9.6mm（3）计算d 3，且d 3必须与轴承的内径一致，圆整d 3=55mm（4）计算d 4与小齿轮连接圆整标准直径，一般取0,2,5,8尾数取（5）计算d 5d 5' =d 4+2h h=0.07*60+3=7.2d 5=75mm；取（6）计算d 6d 6=d 3=45mm ，同一轴上的轴承选择同一型号，以便减少轴承座孔镗制和减少轴承类型。确定各轴长度（1）计算L 1与联轴器相连接取（2）计算L 2L 2又选取联轴器型号LT2所

13、以+所以取=65mm（3）计算L 3=36mm（4）计算L 4L 4=(1.21.5d4-2=65-2=68mm（5）计算L 5L 5=b =1.4d 4=1.4(0.070.1 d 4+3=10mm（6）计算L 63.输入轴强度校核计算(1计算齿轮受力圆周力：F t =2T2/d2=1276N径向力:Fr =Ft tan作用在带轮端上的外力F=516(见教材p210K=60mmL=106mm是直齿轮，故轴向力：F a 0N（2）按许用应力校核轴的弯曲强度1.轴的受力简图（图 A）2.求支持反力垂直面支反力F 1v =F2v =Fr /2=232N水平面支反力F 1H =F2H =Ft /2=

14、638NF 在支点产生的反力=292N=F+=808N3.作弯矩图垂直弯矩M av ' =M av =0.5LF 2V =13N . m水平弯矩MaH =0.5LF 1H =84N . mF 产生的弯矩M2F=F.K=31Na-a 截面F 产生的弯矩MaF=F1F.L/2=15N.m4.求合成弯矩，作出合成弯矩图（图 E）M a =M aF =100N . m=100N.m传递的转矩T=.=46N.m最危险截面当量弯矩104N.m轴的材料选用45好钢正火处理=60MPa则d=26mm由前面轴的设计可知道，齿轮轴径为72.5mm 所以轴的强度适合。4.输出轴强度校核计算 L=+2+轴肩-

15、B=125mmK=+-B/2=133圆周力：F t =2T2/d2=1276N径向力:Fr =Ft tan作用在带轮端上的外力F=0.25*2T输/D。=166N是直齿轮，故轴向力：F a =0N按许用应力校核轴的弯曲强度1 轴的受力简图（图A）2 求支持反力垂直面支反力F 1v =F2v =Fr /2=232N水平面支反力F 1H =F2H =Ft /2=638N=177N=F+=343N3 作弯矩图垂直弯矩M av ' =M av =0.5LF 2V =14.5N . m水平弯矩MaH =0.5LF 1H =40N . mF 产生的弯矩M2F=F.K=22Na-a 截面F 产生的弯

16、矩MaF=F1F.L/2=11N.m4 求合成弯矩，作出合成弯矩图（图 E）M a =M aF =54N . m=54N.m传递的转矩T=.=46N.m最危险截面当量弯矩113N.m轴的材料选用45好钢正火处理=60MPa则d=13mm由前面轴的设计可知道，齿轮轴径为60mm 所以轴的强度适合。5.轴承的寿命计算高速轴查手册P65知，=25.5KN=15.2KN向心轴承只承受径向载荷时，当量载荷P=由教材式16-2可知轴承寿命7.003低速轴查手册P65知，=43.2KN=29.2KN向心轴承只承受径向载荷时，当量载荷P=由教材式16-2可知轴承寿命1.36普通平键及其校核1）根据工作条件，有

17、轻微振动，输入轴与大齿轮连接采用平键连接。此段=20mm=33因为装在轴端所以采用c 型平键查手册表10-9b=6mmh=6mmL=30mm选用键c615GB/T1096-2003强度校核=57合格2）输出轴与大齿轮的连接此段d =60mmb=18mm选h=11mmL=68mmL=50mm选用A 型键标准键1850GB/T1096-2003强度校核=31合格4 输出轴与联轴器的连接此段d=30mmb=8mm选标准键8L=85mmL=50mm选用A 型键h=7mm强度校核=合格第八章减速器箱体及其附件结构设计1. 减速器机体是用以支持和固定轴系零件并保证传动件的啮合精度和良好的润滑及轴系可靠密封

18、的重要零件，其重量占减速器总重的3050，因此必须考虑传动质量，加工工艺及成本等。2. 切削且承压性能好。3. 结构形式减速器机体采用剖分式，剖分面与传动件的轴线平面成都理工大学机械设计课程设计 重合，设置一个剖分面。 3. 设计机体注意的问题： (1 机 体 要 具 有 足 够 的 刚 度 ， 并 且 应 首 先 保 证 轴 承 座的刚度，使其有足够的壁厚，并在轴承座附近设置加强肋；在轴承座 孔附近应做处凸台，使座孔两侧的联接螺栓距离尽量靠近，以提高轴承 座处的联接刚度。 1）确定减速器中心高度尺寸 H H=/2+30.75+20=192mm 2确定轴承座旁凸台尺寸 h 和箱盖大端面圆弧半径及小端面圆弧半 径。 H 的高度应大于轴/2 小于轴承外径 D/2 取 h=30mm 大圆弧半径：=+=141.25+9.6+8=158.85 小圆弧半径=+=56.35 3减速器附件结构设计 1 窥视孔和视孔盖 减速器中心距 a=175mm 所以视孔盖尺寸