机械设计计算书

1、机械设计课程设计计算说明书TOC o 1-5 h z一、传动方案拟定2二、电动机的选择2三、计算总传动比及分配各级的传动比4四、运动参数及动力参数的计算5五、传动零件的设计计算6六、轴的设计计算19七、滚动轴承的选择及校核计算33八、键连接的选择及计算36设计题目：带式运输机传动装置设计设计者：学号：指导老师：二零一一年六月计算过程及计算说明一、传动方案拟定第七组：设计带式运输机传动装置设计（1）工作条件F=4kNV=2m/sD=450mm1）工作情况：两班制工作（每班按8小时计算），连续单向运转，载荷变化不大，空载启动；输送带速度容许误差5%。2）工作环境：室内，灰尘较大，环境温度30左右。

2、3）使用期限：折旧期8年，4年一次大修。4）制造条件及批量：普通中、小制造厂，小批量。二、电动机的选择1由工作条件可以知道，空载启动，即转动惯量和启动力矩较小，即可选用应用最广的系列三相交流异步电动机，而且有结构简单，价格低廉，维修方便等优点。2电动机功率的选择：C）传动装置的总效率：由表查的，弹性联轴器n，闭式齿轮传动（级精度）n，滚动轴承n，滚筒nn滚筒=84.93r/minn总:0.8332P工=9.602kwn总i2n2n3n4=0.9XXX（2）电动机所需的工作效率：p=Fv/n总X由表查得，选取额定功率为的电动机较为合适。而功率为电动机有常用的两个型号，和两种，转速分别为和两种。、

3、确定电动机的转速：计算滚筒工作转速：筒XnXX型号总传动比对于0高速或低速级对于0高速或低速级两种型号的电机都合适，选取第二种方案4确定电动机型号电机型号:Y160L-4根据以上选用的电动机类型，所需要的额定功率及同步转速，选定电动机的型号为。主要参数：额定功率k满载转速r中心高度，轴外伸长度0轴外伸轴径m三、总传动比的分配：总电动筒2分配各级传动比高速级低速级高速或低速级四、运动参数及动力参数计算1计算各轴转速、计算各轴的功率n1=9.60XTOC o 1-5 h zn213=9.50X9n213=9.12X91311=8.67X9、计算各轴的扭矩XXXX五、传动零件的计算及设计对于高速级：

4、1选定齿轮的类型，精度等级，材料及齿）按照所选的传动方案，选用直齿圆柱齿轮TOC o 1-5 h z）运输机为一般工作机器，速度不高，选取级精度（9）材料选择。表选择小齿轮材料为（调质），硬度为H大S轮材料为钢（调质），硬度为H二者材料硬度相差。）选小齿轮齿数2大齿轮的齿数X，取。选取1、按齿轮的接触强度设计由公式计算：三土（）确定公式中的各计算数值）试选载荷系数）由图选取区域系数）小齿轮的传递转矩）由表选取齿宽系数）由表查的材料的弹性影响系数）由图按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮的接触疲劳强度极限）计算应力循环次数XXXXX）数由图取接触疲劳寿命系数）计算接触疲劳许用应力。取失效

5、率为,安全系数为（）计算计算小齿轮的分度圆的直径三士OdaaXXXXX2XXX2计算圆周速度nXnXXX计算齿宽O）计算齿宽与齿高之比模数PX齿高X计算载荷系数根据速度7级精度，由图查的动载系数直齿轮aa由表查的由表根据级精度，插补计算得0由表查的0故载荷系数：ap11.）按实际的载荷系数校正算的分度圆直径x计算模数pX、按照齿根弯曲强度计算三ppe。Ea（）确定公式内各计算数值由图查得，小齿轮弯曲疲劳强度极限o,大齿轮弯曲疲劳强度极限O）由图取弯曲疲劳寿命系数计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数aa计算载荷系数ap11.纵向重合度查齿形系数za系，从图螺旋角影响系数pP4Pc由表查的查取

6、应力校正系数由表查的计算大小齿轮的a较。a5ax大齿轮的数值较大()设计计算查得并加以比xxx对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取弯曲强度算得的模数9并取就近整圆为标准值，按接触强度算得的分度元直径算出小齿轮齿数：P8取uXX取这样设计的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到了结构紧凑，避免浪费。4几何尺寸计算计算中心距P将中心距圆整后为()按圆整后的中心距修正螺旋角()计算分度圆的直径计算齿宽对于低速级:、选定齿

7、轮的类型，精度等级，材料及齿)按照所选的传动方案，选用直齿圆柱齿运输机为一般工作机器，速度不高，选级精度(材料选择。表选择小齿轮材料为0XXXXXXTOC o 1-5 h z（调质），硬度为H大S轮材料为钢（调质），硬度为H二者材料硬度相差。）选小齿轮齿数2大齿轮的齿数X7取1选取B、按齿轮的接触强度设计由公式计算：三cpdao确定公式中的各计算数值试选载荷系数由图选取区域系数小齿轮的传递转矩由表选取齿宽系数P由表查的材料的弹性影响系数V由图按齿面硬度查的小齿轮的大齿轮的接触疲劳强度极限。接触疲劳强度极限o计算应力循环次数数由图取接触疲劳寿命系数计算接触疲劳许用应力。取失效率为,安全系数为GO

8、XGOXGOO（）计算计算小齿轮的分度圆的直径三士edagTOC o 1-5 h zXXXXX2XXX1/3计算圆周速度nXnXXX计算齿宽）计算齿宽与齿高之比模数P.齿高x计算载荷系数根据速度1级精度，由图查的动载系数直齿轮aa由表查的由表根据级精度，插补计算得0由表查的0故载荷系数：a0 xxx）按实际的载荷系数校正算的分度圆直径x计算模数、按照齿根弯曲强度计算三1TlsOaa（）确定公式内各计算数值由图查得，小齿轮弯曲疲劳强度极限a,大齿轮弯曲疲劳强度极限a）由图取弯曲疲劳寿命系数计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数aaxaax计算载荷系数ap1纵向重合度查齿形系数a系螺旋角影响系数

9、sxx,从图查得p由表查的查取应力校正系数由表查的计算大小齿轮的。并加以比较。O5O5大齿轮的数值较大()设计计算5555555对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取弯曲强度算得的模数并取就近整圆为标准值,按接触强度算得的分度元直径算出小齿轮齿数：PX1取uX9取这样设计的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到了结构紧凑，避免浪费。4几何尺寸计算计算中心距P将中心距圆整后为()按圆整后的中4距修正螺旋角P()计算分度

10、圆的直径P计算齿宽e1取5传动精度校核：2故合格六、轴的设计计算对轴I：、求轴I的功率、转速、转矩、求作用在齿轮上的力轴上的齿轮的分度圆直径2ap3初步确定轴的最小直径取系数1于是得J该轴有一个键槽最小直径增大X电机的轴外伸轴径为最小轴径应在之间即之间较为合适考虑成本及加工选取轴的最小轴径在安装联轴器处轴的直径与联轴器的孔径相适应故需要同时选取联轴器的型号。联轴器的计算转矩X计算所得应小于联轴器的公称转矩的条件查手册选取弹性套柱销其公称转矩为m半联轴器的孔径故取半轴联轴器长度半轴联轴器与轴配合的毂孔长度4轴的结构设计（）拟定轴上零件的配套方案图纸在装配图上（l根据轴向定位的要求确定轴的各段直径

11、和长度。）为满足半轴联轴器的定位要求，轴段右端需要指出一轴肩故取轴段得直径。轴承端盖的总宽度为m根据轴承端盖的拆装及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离0取。）初步选择滚动轴承。TOC o 1-5 h z轴上有径向载荷，同时也有小的轴向载荷，选取角接触球轴承。根据。，在轴承产品目录中初步选取深沟球轴承,其尺寸为XX5X。同时查的型轴承的定位轴肩高度为。所以。）由轴承处确定。安装齿轮处，取齿轮距箱体内壁之间的距离6轴承应距箱体内壁两根轴，综合考虑，。该减速箱内还有键的选取轴只有一个键，选择用平键，根据轴径及所在轴的长度，选取尺寸为XXXX85求轴上的载荷。支反力:弯

12、矩总弯矩:扭矩、按弯扭合成应力校核轴的强度。轴的危险截面只有最大弯矩和扭矩的截面，即截面。根据上表数据，及轴单向96旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取a=0.6，计算轴的应力o=3.a=V(a)=3.96轴的材料为4钢，调质处理，由表查得a=60。因此安全。对于轴i1求轴I的功率、转速、转矩=9.TOC o 1-5 h z=.m=346.09Nm、求作用在齿轮上的力N00N轴上的齿轮的分度圆直径=9.64mm=4=X3460909.64=4Nrapr=4X0s43i=00N二pXX3初步确定轴的最小直径取系数1于是得J该轴有一个键槽最小直径增大X、轴的结构设计()拟定轴上零件的配套方案图纸在

13、装配图上()根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。)初步选择滚动轴承。轴上有径向载荷，同时也有小的轴向载TOC o 1-5 h z荷，选取角接触球轴承。根据。9在轴承产品目录中初步选取角接触球轴承,其尺寸为Xx0m。0)同时查的型轴承的定位轴肩高度为。所以。)安装齿轮处，取齿轮距箱体内壁之间的距离6轴承应距箱体内壁。该减速箱内还有两根轴，综合考虑，）齿轮的左边取轴肩定位，轴肩高度）安装齿轮处，取0）轴处，5键的选取轴只有一个键，选择用平键，根据轴径及所在轴的长度，选取尺寸为XXXXo、求轴上的载荷。支反力:弯矩总弯矩:2m5m2m5m1611.2im扭矩6N6按弯扭合成应力校核轴的强度。轴

14、的危险截面只有最大弯矩和扭矩的截面，即截面。根据上表数据，及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取a,计算轴的应力a(a)11.2aa2(a)2.a轴的材料为5钢，调质处理，由表151查得a.因此安全。对于轴i1、求轴的功率、转速、转矩.77N.9m975.12Nm2、求作用在齿轮上的力轴上的齿轮的分度圆直径2aPXs31PX31、初步确定轴的最小直径取系数，于是得J该轴有一个键槽最小直径增大X轴的最小轴径在安装联轴器处轴的直径与联轴器的孔径相适应故需要同时选取联轴器的型号。联轴器的计算转矩X计算所得应小于联轴器的公称转矩的条件查手册选取弹性套柱销其公称转矩为。半联轴器的孔径故取半轴联轴器

15、长度半轴联轴器与轴配合的毂孔长度4轴的结构设计（）拟定轴上零件的配套方案图纸在装配图上（l根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。）为满足半轴联轴器的定位要求，轴段右端需要指出一轴肩故取轴段得直径。轴承端盖的总宽度为m根据轴承端盖的拆装及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离0取。）初步选择滚动轴承。轴上有径向载荷，同时也有小的轴向载荷，选取角接触球轴承。根据。，在轴承产品目录中初步选取深沟球轴承3其尺寸为XX5X。同时查的型轴承的定位轴肩高度为。所以。）取轴段，齿轮右端需要轴肩定位，轴肩为）安装齿轮处，）齿轮左边用套筒定位键的选取轴有个键，选择用平键，在联轴器处，根据轴径及所在轴的长度，选取尺寸为XX1X5求轴上的载荷。支反力:弯矩总弯矩:扭矩6按弯扭合成应力校核轴的强度。轴的危险截面只有最大弯矩和扭矩的截面，即截面。根据上表数据，及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取a.计算轴的应力Q(a)轴的材料为钢，调质处理，由表查得a。因此安全。七、滚动轴承的选择及校核计算i计算输入轴承()已经，初选轴承为两轴的受力：JJ轴承内部轴向力：按设计图，轴承为压紧端求系数查表得()计算当量动载荷1查表得()轴承寿命