机械设计课程设计任务书——带式传输机的传动装置.doc

课 程 设 计带式传输机的传动装置设计目 录机械设计课程设计任务书3一、电动机的选择41、选择电动机的类型42、选择电动机的功率43、确定电动机转速44、计算传动装置的总传动比并分配传动比65 、计算传动装置的运动和动力参数6二、齿轮的设计81、高速级大小齿轮的设计81.1、 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数81.2、按齿面接触强度设计81.3、按齿根弯曲强度设计102、低速级大小齿轮的设计122.1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数122.2、按齿面接触强度设计122.3、按齿根弯曲强度设计14三、设计V带和带轮171、设计V带171.1、确定计算工率171.2、选择V带的带型171.3、验算带速。171.4、取V带基准长度和中心距a181.5、验算小带轮包角181.6、求V带根数Z181.7、计算V带的根数Z181.8、计算单根V带的初拉力的最小值191.9计算轴压力192、带轮设计19四、轴的设计191、高速轴的设计191.1求作用在齿轮上的力191.2、材料201.3初步确定轴的最小直径201.4通过分析比较，选用的装配方案如下202、中间轴的设计212.1求作用在齿轮上的力212.2、材料222.3、初步确定轴的最小直径222.4、通过分析比较，选用的装配方案如下223、输出轴的设计233.1求作用在齿轮上的力233.2、材料243.3、初步确定轴的最小直径243.4、通过分析比较，选用的装配方案如下24五、密封类型的选择25六、减速器箱体体结构设计26七、设计小结29八、参考资料29机械设计课程设计任务书机电工程学院_学院 机械设计制造及其自动化 专业091班 姓名 蔡志斌 设计日期 _ _ 至 指导教师_韦鸿钰 _ 教研室主任 设计题目：带式传输机的传动装置传动简图：原始数据：运输机工作拉力F= 2.5 kN运输带工作速度v= 1.6 m/s卷筒直径D= 320 mm运输机工作条件：工作时不逆转，载荷有轻微冲击；工作年限为10年，二班制；设计成果要求：减速器装配图1张。零件工作图2张。设计计算说明书1份。设计计算及说明结果一、电动机的选择1、选择电动机的类型按工作条件选用Y系列三相异步电动机。2、选择电动机的功率工作机的有效功率为：Pw=Fv/1000 kW=从电动机到工作机传送带间的总效率为：由机械设计课程设计手册表9.1可知： ：联轴器传动效率 0.99 ：滚动轴承效率 0.99（球轴承,稀油润滑） ： 齿轮传动效率 0.98 （7级精度一般齿轮传动） ：卷筒传动效率 0.96：V带效率0.96则：所以电动机所需工作功率为 3、确定电动机转速按手册表2.1推荐的传动比合理范围，二级展开式圆柱齿轮减速器传动比，而工作机卷筒轴的转速为 所以电动机转速的可选范围为符合这一范围的同步转速有1000、1500和3000三种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1500的电动机。根据电动机类型、容量和转速，由机械设计课程设计指导书表14.1选定电动机型号为Y132S-4。其主要性能如下表：电动机型号额定功率（kw）满载转速(r/min)Y132S-45.51440222.2电动机的主要安装尺寸和外形如下表：型号安装及外形尺寸ABCDEFGHKMNY132S-4214140893880103313212265230PSnABACADHDDFLL*30015442802752103203804805354、计算传动装置的总传动比并分配传动比4.1、总传动比为 4.2、分配传动比 其中：，且考虑润滑条件等因素，取=1.4初定 5 、计算传动装置的运动和动力参数 该传动装置从电动机到工作机共有三轴，依次为轴轴轴5.1、各轴的转速 I轴 II轴 III轴 卷筒轴 5.2、各轴的输入功率 I轴 II轴 III轴 卷筒轴 5.3、各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩为 I轴 II轴 III轴 卷筒轴 将上述计算结果汇总与下表，以备查用。轴名功率P/kw转矩T/(Nmm)转速n/(r/min)传动比效率电机轴4.6144010.99I轴4.55414404.60.97II轴4.418313.043.30.97III轴4.299510.98卷筒轴4.3395二、齿轮的设计1、高速级大小齿轮的设计1.1、 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1.11、按简图所示的传动方案，和老师的要求，选用直齿圆柱齿轮传动。1.12、运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB/T10095.1、22001)。1.13 、材料选择。由机械设计表10-1选择小齿轮材料为45 钢(调质)，硬度为250HBS,大齿轮材料为45钢（调质）硬度为210HBS，二者材料硬度差为40HBS。1.14、选小齿轮齿数，则大齿轮齿数取=1101.15、按课本查表10-7，取齿宽系数1.2、按齿面接触强度设计 按齿面接触疲劳强度设计，即 1.21、确定公式内的各计算数值.试选载荷系数。.小齿轮传递的转矩. 由课本表10-6查得弹性影响系数。. 由课本图10-21（d）按齿面硬度查得：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. 由课本图10-19取接触疲劳寿命系数；。. 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1，取安全系数S=1 1.22、计算. 试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。 齿数比 .计算圆周速度。 .计算齿宽和齿宽与高之比模数齿高齿宽与高之比.计算载荷系数根据，7级精度，课本图10-8查得动载系数； 直齿轮： 由课本表10-2查得使用系数； 由课本表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支撑非对称分布时，； 故载荷系数：.按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 1.3、按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式：1.31、确定公式内的各计算数值. 由课本图10-20(c)查得：小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲强度极限；.课本图10-18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，有 .计算载荷系数； 所以查课本图10-13得：所以：.查取齿形系数；由课本表10-5查得；.查取应力校正系数；由课本表10-5查得；.计算大、小齿轮的并加以比较； 大齿轮的数值大（1） 设计计算 对比计算结果，由于吃面接触疲劳强度计算的模数m大于有齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小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，可取由弯曲强度算得的模数1.51并就近圆整为标准值2mm，按接触强度算得的分度圆直径，算出小齿轮的齿数：大齿轮齿数： 1.32、几何尺寸计算（1）计算分度圆直径 （2）计算中心距 （3）计算齿轮宽度 取，2、低速级大小齿轮的设计2.1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数2.11、按简图所示的传动方案，和老师的要求，选用直齿圆柱齿轮传动。2.12、运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB/T10095.1、22001)。2.13、材料选择。由机械设计表10-1选择小齿轮材料为45钢(调质)，硬度为250HBS,大齿轮材料为45钢（调质）硬度为210HBS，二者材料硬度差为40HBS。2.14、选小齿轮齿数，则大齿轮齿数2.15、按课本查表10-7，取齿宽系数2.2、按齿面接触强度设计 按齿面接触疲劳强度设计，即 2.21、确定公式内的各计算数值.试选载荷系数。.小齿轮传递的转矩. 由课本表10-6查得弹性影响系数。. 由课本图10-21（d）按齿面硬度查得：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. 由课本图10-19取接触疲劳寿命系数；。. 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1，取安全系数S=1 2.22、计算. 试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。 齿数比 .计算圆周速度。 .计算齿宽和齿宽与高之比模数mm齿高齿宽与高之比.计算载荷系数根据，7级精度，课本图10-8查得动载系数； 直齿轮：由课本表10-2查得使用系数；由课本表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支撑非对称分布时，；故载荷系数：.按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 .计算模数 2.3、按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式：2.31、确定公式内的各计算数值. 由课本图10-20(c)查得：小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲强度极限；.课本图10-18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，有 .计算载荷系数； 所以查课本图10-13得：所以：.查取齿形系数；由课本表10-5查得；.查取应力校正系数；由课本表10-5查得；.计算大、小齿轮的并加以比较； 大齿轮的数值大（2） 设计计算 mm对比计算结果，由于吃面接触疲劳强度计算的模数m大于有齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小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，可取由弯曲强度算得的模数1.92并就近圆整为标准值2mm，按接触强度算得的分度圆直径，算出小齿轮的齿数：大齿轮齿数：，取2.32、几何尺寸计算（1）计算分度圆直径 （2）计算中心距 （3）计算齿轮宽度 取，四个齿轮的参数列表如下表齿轮模数m(mm)齿数Z齿宽B材质热处理结构形式硬度齿顶圆直径d（mm）齿根圆直径d（mm）分度圆直径d（mm）中心距a（mm）高速级小齿轮2255545钢调质齿轮轴250HBS544550140高速级大齿轮21155045钢调质腹板式210HBS234225230低速级小齿轮2388545钢调质实体式250HB807176163低速级大齿轮21257645钢调质腹板式210HBS254245250三、设计V带和带轮1、设计V带1.1、确定计算工率 由1表87查的工作情况系数，故1.2、选择V带的带型 根据，由图810选用A型。查课本表8-6和8-8取，又由课程设计指导书表9.1和9.2查取，1.3、验算带速。 因为，故带速合适。1.4、取V带基准长度和中心距a初步选取中心距a：，即：378a1.213.2齿轮端面与内机壁距离11机座肋厚 轴承端盖外径+（55.5） 150 190 240起盖螺钉直径不用太大，但要常见，起到起盖作用即可。铸造过渡尺寸h,k,rh=15k=3r=5凸台高度H根据低速机轴承座外景确定，以便于扳手操作为准通气器固定螺钉直径根据通气器上的沉孔直径确定Pw=700d=22mml=44mmd=26mml=50mmd=30mml=25mmd=54mm=30mmd=29.34mmd=30mmd=30mmd=27.55mmd=65mm七、设计小结 这次关于带式运输机上的二级展开式圆柱齿轮减速器的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们机械设计的综合素质大有用处。通过两个星期的设计实践，使我对机械设计有了更多的了解和认识.为我们以后的工作打下了坚实的基础.1机械设计是机械工业的基础,是一门综合性相当强的技术课程，它融机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、互换性与技术测量、CAD实用软件、机械工程材料、机械设计手册等于一体，使我们能把所学的各科的知识融会贯通，更加熟悉机械类知识的实际应用。2这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想;训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际反系和解决工程实际问题的能力;巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。3在这次的课程设计过程中,综合运用先修课程中所学的有关知识与技能,结合各个教学实践环节进行机械课程的设计,一方面,逐步提高了我们的理论水平、构思能力、工程洞察力和判断力,特别是提高了分析问题和解决问题的能力,为我们以后对专业产品和设备的设计打下了宽广而坚实的基础。4设计中还存在不少错误和缺点，需要继续努力学习和掌握有关机械设计的知识，继续培养设计习惯和思维从而提高设计实践操作能力。八、参考资料 机械设计 高等教育出版社 主编 濮良贵 纪名刚 机械原理 高等教育出版社 主编 孙恒 材料力学 高等教育出版社 主编 陈赛克互换性与技术测量基础 高等教育出版社 主编 胡凤兰