机械设计课程设计说明书改王勖-副本

1、机械设计课程设计说明书 13031144 陈启航机械设计课程设计说明书设计题目 带式运输机传动装置设计学院：自动化科学与电气工程学院学号：13031131姓名：陈启航指导教师：陈心颐前言设计背景：机械设计课程设计是各大高校工科学生的必修课，也是培养学生机械设计能力的基础课程，其重要性和意义是十分显然的。设计目的： （1）以机械系统运动方案设计与拟定为结合点，把机械设计课程中分散于各章理论和方法融会贯通起来，进一步巩固和加深学生所学的理论和知识；（2）通过拟定减速器的方案，使我们初步具有机构和零件配合的组合能力；（3）进一步提高我们运算、绘图、整理和查阅技术资料的能力；（4）通过编写说明书，培养

2、我们的表达、归纳、总结和独立思考与分析的能力。目 录机械设计课程设计任务书··········································3主要零部件的设计计算

3、传动方案的拟定·················································

4、;·4一、 电动机的选择、传动系统的运动和动力参数··························41. 电动机的选择2. 传动比分配3. 各级传动的动力参数计算4. 将运动和动力参数计算结果整理并列表二、 传动零件的设计、计算········&

5、#183;··································51. V带传动的设计2. 减速器齿轮（闭式、斜齿）设计三、 轴的设计与校核·········

6、;·······································101. 轴的初步设计2. I轴的强度校核3. II轴的强度校核四、 键联接的选择与校核···

7、83;········································141. I轴外伸端处键联接2. II轴外伸端处键联接3. II轴与大齿轮配合处键联接五、 滚动轴承的选择与校核&

8、#183;·········································151. I轴滚动轴承的校核2. II轴滚动轴承的校核六、 联轴器的选择与校核·

9、3;··········································17七、 润滑和密封形式的选择，润滑油及润滑脂牌号的选择···

10、·············17八、 其他技术说明···································&

11、#183;··············181. 箱体结构相关尺寸2. 减速器技术要求九、 参考文献······························&

12、#183;·······················19- 4 -机械设计课程设计任务书一、设计带式运输机的传动装置传动装置简图如下图所示：1运输机的数据运输带的工作拉力 F=1200N运输带的工作速度 V=1.7m/s卷筒直径 D=320mm2工作条件用于锅炉房运煤，三班制工作，每班工作四小时，空载启动，单向、连续运转，载荷平稳。 3使用期限工作期限为十年，每年

13、工作300日；检修期间隔为三年。4生产批量及生产条件小批量生产，无铸钢设备。二、设计任务1.选择电动机型号；2.确定带传动的主要参数及尺寸；3.设计减速器； 4.选择联轴器。三、具体作业1减速器装配图一张；2零件工作图两张（大齿轮、输出轴）；3 设计说明书一份。主要零部件的设计计算一、传动方案的拟定根据任务书确定传动方案为：闭式齿轮，一级斜齿轮传动二、电动机的选择、传动系统的运动和动力参数计算项目计算内容计算结果1. 电动机的选择工作机所需功率传动效率实际需要功率工作机转速电动机转速由于实际需要功率为2.35kW，由文献2表6164，电动机型号可选为Y100L24型，其额定功率为3k

14、W，满载转速1420r/min。Y100L24型额定功率3kW满载转速1420r/min2传动比分配总传动比带传动比减速器传动比由取则3各级传动的动力参数计算各轴转速（分别为小齿轮轴转速，大齿轮轴转速，输出轴转速）各轴输入功率pm 各轴输出功率pm各轴输入转矩各轴输出转矩 4将运动和动力参数计算结果进行整理并列表轴名功率P/kW转矩T/kN·mm转速n/rmin-1传动比i效率输入输出输入输出电机轴2.3515.8142030.96I轴2.2562.23345.545.05473.34.670.98II轴2.1672.145204.3202.3101.310.98卷筒轴2.1242.

15、103200.2198.2101.3一、 传动零件的设计、计算1V带传动的设计（1）各参数计算工作系数KA由文献1表13-9KA=1.1电动机计算功率PcV带型号由，由文献1图13-15，选用A型普通V带A型普通V带大小带轮基准直径d2，d1由文献1表13-101=100mm，则取d2=300mmd1=100mmd2=300mm验证V带带速带速，v在525m/s之内，合适。v=7.4m/sV带基准长度Ld和中心距a初步选取中心距a0=1.5(d1+d2)=600mm可初定a0 =600mm由文献1表13-2取Ld=1940mm得实际中心距，小带轮包角的验算合适。单根普通V带的基本额定功率传动比

16、i由n=1420n及d1=100mm，由文献1表13-4i=3.06额定功率增量由文献1表13-6有包角修正系数由文献1表13-8带长修正系数由文献1表13-2得V带根数z取2根根数单根V带的初拉力F0由文献1表13-1，有q=0.105kg/m作用在带轮上的压力FQ带轮宽度由文献1表13-11有e=15mm，f=9mmB=e+2f=15+9+9=33mmB=33mm带轮结构大带轮采用腹板式，小带轮采用整体式。（2）V带的参数尺寸列表A型带小带轮直径 d1/mm大带轮直径 d2/mm中心距 a/mm带长 Ld/mm1003006481940带根数 z初拉力 F0/N轴上载荷 FQ/N2145.

17、85762减速器齿轮（闭式、斜齿）设计（1）选择材料及确定许用应力材料选择采用软齿面的组合。初步选用齿轮8级精度。小齿面选用45号钢调质，硬度197-286HBS大齿面选用45号钢调质，硬度197-286HBS接触疲劳极限疲劳疲劳极限由文献1表11-1，有安全系数SH、SF由文献1表11-5取SH=1.0，SF=1.25SH=1.0，SF=1.25许用应力（2）按齿面弯曲强度初步计算载荷系数K由文献1表11-3取K=1.2K=1.2齿宽系数由文献1表11-6，取小齿轮转矩大小齿轮齿数z1，z2取小齿轮齿数z1=21，则大齿轮齿数z1=21z2=55实际传动比i齿形系数齿形系数初定螺旋角螺旋角系

18、数初定模数mn取mn=3mmmn=3mm确定中心距取整数值确定螺旋角分度圆直径d1，d2齿宽b1，b2取b2=54mm（2）校验接触强度当量齿数zv1，zv2齿型系数YFa1，YFa2YSa1，YSa2取YFa1=2.82，YFa2=2.33YSa1=1.58，YSa2=1.71YFa1=2.82YFa2=2.33YSa1=1.58YSa2=1.71验算接触强度安全齿轮圆周速度（3）齿轮其他传动的参数端面压力角齿顶高ha齿根高hf全齿高h顶隙cha=mn=3mmhf=1.25mn=3.75mmh= ha+ hf=6.75mmc= hf-ha=0.75mmha= 3mmhf=3.75mmh= 6

19、.75mmc= 0.75mm齿顶圆直径dada1=d1+2ha=72.32mmda2=d2+2ha=179.68mmda1=72.32mmda2=179.68mm齿根圆直径df1df1=d12hf=58.82mmdf2=d22hf=166.18mmdf1=58.82mmdf2=166.18mm齿轮结构齿轮精度小齿轮为齿轮轴大齿轮为腹板式根据上述计算可知，r=66.32mm，R=173.68mm，<10m/s所以八级精度合适。计算项目计算内容计算结果（4）齿轮传动参数列表中心距a/mm模数mn/mm螺旋角端面压力角t120318°1141.54”20°齿数齿宽/mm分度

20、圆直径/mmz1z2b1b2d1d22155605466.32173.68齿高/mm齿顶圆/mm齿根圆/mmhahfda1da2df1df233.7572.32179.6858.82166.18二、 轴的设计与校核1轴的初步设计材料选取选用45号钢，调质处理45号钢调质初估最小直径I轴：II轴：取dI=24mm取dII=30mmdI=24mmdII=30mm初选轴承I轴选用7306C，d=30mm，B=19mmII轴选用7207C，d=35mm，B=17mmI轴选用7306CII轴选用7207C2I轴的强度校核小齿轮受力切向力径向力轴向力简化为简支梁垂直面支撑反力垂直面弯矩图水平面支撑反力水平

21、面弯矩图合成弯矩计算传递扭矩图L=121mmK=83mm12183FrTIMaMbMaHF1HFtF2HMaVMaVMbVF1VF2VFaFrMaFQTIFQbbFaFtaa垂直面支撑反力垂直面弯矩计算水平面支撑反力水平面弯矩计算F在指点产生的反力F力产生的弯矩合成弯矩计算危险截面当量弯矩取=0.6危险截面的校核由文献1表14-3，45钢的，则 合适考虑键槽对轴的削弱，将d值增大5%，则d=30.23mmI轴结构合理3II轴的强度校核大齿轮受力切向力径向力轴向力简化为简支梁垂直面支撑反力垂直面弯矩图水平面支撑反力水平面弯矩图合成弯矩计算传递扭矩图MaVFaFr100TIIMaMaHF2HF1H

22、FtMaVF1vF2vFrMaTIIFaFtaa垂直面支撑反力垂直面弯矩计算水平面支撑反力水平面弯矩计算合成弯矩计算危险截面当量弯矩取=0.6危险截面的校核由文献1表14-3，45钢的，则 ，合适考虑键槽对轴的削弱，将d值增大5%，d=31.04II轴结构合理三、 键联接的选择与校核材料选择许用挤压应力选用铸铁或者45钢，取铸铁，45钢1I轴外伸端处键联接键的选择选用圆头普通平键（键8×36 GB1095-79）其中b=8mm，h=7mm，L=36mm，t=4.0mm，t1=3.3mm键8×36键的校核键选取合适2II轴外伸端处键联接键的选择选用圆头普通平键（键8×

23、;45 GB1095-79）其中b=8mm，h=7mm，L=45mm，t=4.0mm，t1=3.3mm键8×45键的校核键选取合适3II轴与大齿轮配合处键联接键的选择选用圆头普通平键（键12×50 GB1095-79）其中b=12mm，h=8mm，L=50mm，t=5.0mm，t1=3.3mm键12×50键的校核键选取合适四、 滚动轴承的选择与校核1I轴轴承的选择与校核轴承受力图Fr2Fs2FAFr1Fs1径向载荷Fr内部轴向力F确定压紧端由故轴承1压紧。轴承受的轴向载荷当量动载荷P由于而，由文献1表16-11，温度系数ft载荷系数fP由文献1表16-9，取ft=

24、1，fP=1.5ft=1fP=1.5额定动载荷C由文献2表16-3,7306C轴承的Cr=14.5Cr=25.2轴承寿命 由于，所以以轴承1的径向当量动载荷为计算依据，满足工作时间要求2II轴轴承的选择与校核轴承受力图Fr1Fs1Fr2Fs2Fa径向载荷Fr内部轴向力F确定压紧端由故轴承1压紧。轴承1压紧轴承受的轴向载荷当量动载荷P由于而，由文献1表16-11，温度系数ft载荷系数fP由文献1表16-9，取ft=1，fP=1.5ft=1fP=1.5额定动载荷C由文献2表16-3,7007C轴承的Cr=29.0Cr=29.0轴承寿命 由于，所以以轴承1的径向当量动载荷为计算依据，满足工作时间要求

25、五、 联轴器的选择与校核联轴器的选择II轴外伸端需使用联轴器选用弹性柱销联轴器HL2型(GB5014-85)弹性柱销联轴器HL2型弹性柱销联轴器HL2型的参数公称转矩Tn（N·m）许用转矩n (r/min)轴孔直径d（mm）315560024轴孔长度外径D(mm)轴孔类型键槽类型LL15238120JA联轴器的计算由文献1表17-1取工作情况系数KA=1.5，则计算转矩合适,六、 润滑和密封形式的选择，润滑油及润滑脂牌号的选择润滑方式大齿轮线速度故齿轮选用油池润滑，需油量2L左右，最高最低油面相距15mm左右dn=121r/min×20mm=2420mm·r/min<所以轴承采用脂润滑齿轮选用油池润滑轴承采用脂润滑润滑油牌号选用全损耗系统用