机械设计基础专业课程设计带式输送机传动装置.doc

机械设计基本课程设计计算阐明书 设计题目：带式输送机传动装置 目 录一 、课程设计任务书 1.1设计规定 二、传动装置运动学计算2.1 电动机选取2.2 拟定总传动比、分派传动比2.3 计算各轴功率、转速和扭矩三、带传动设计3.1 选取带剖面型号3.2 计算带传动重要尺寸和带根数四、齿轮传动计算4.1 选取齿轮材料4.2 计算和拟定齿轮传动重要参数4.3 拟定齿轮构造和重要尺寸五、轴设计计算5.1 轴初步计算5.2 轴构造设计5.3 轴强度计算六、联轴器选取七、键选取、计算八、滚动轴承选取计算九、减速器构造设计9.1 拟定箱体构造和重要尺寸9.2 减速器附件选取9.3 减速器重要零件配合性质拟定十、减速器润滑10.1 润滑方式拟定10.2 选取润滑牌号10.3 拟定润滑油量十一、设计心得十二、参照资料11 一 课程设计任务书课程设计题目：设计带式运送机传动装置（简图如下） 1V带传动 2运送带 3单级斜齿圆柱齿轮减速器4联轴器 5电动机 6卷筒原始数据：运送带工作拉力F/N 4200 运送带工作速度v/(m/s) 1.9 卷筒直径D/mm 450 1) 工作条件：两班制，持续单向运转，载荷较平稳；2）使用折旧期：8年；3）检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；4）动力来源：电力，三相交流，电压380/220V；5）运送带速度容许误差5%；6）制造条件及生产批量:普通机械厂制造，小批量生产。1.1 设计规定1.减速器装配图一张（A1）。2.零件图12张。3.设计阐明书一份。二. 传动装置运动学计算本组设计数据：数据：运送带工作拉力F/N 4200 运送带工作速度v/(m/s) 1.9 卷筒直径D/mm 450 1）外传动机构为V带传动。2）减速器为单级斜齿圆柱齿轮减速器 3) 方案简图如上图4）该方案优缺陷：该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简朴构造，并且价格便宜，原则化限度高，大幅减少了成本。减速器某些为单级斜齿圆柱齿轮减速器，这是单级圆柱齿轮中应用较广泛一种。原动机某些为Y系列三相交流异步电动机。总体来讲，该传动方案满足工作机性能规定，适应工作条件、工作可靠，此外还构造简朴、尺寸紧凑、成本低传动效率高。2.1电动机选取1）选取电动机类型按工作规定和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式构造，额定电压380V。2）选取电动机容量工作机有效功率为从电动机到工作机传送带间总效率为 由机械设计课程设计手册表17可知： ： V带传动效率 0.96； ：滚动轴承效率 0.99（球轴承）； ：齿轮传动效率 0.97 （8级精度普通齿轮传动）； ：联轴器传动效率 0.99（弹性联轴器）； ：卷筒传动效率 0.96；因此电动机所需工作功率为 3）拟定电动机转速按表132推荐传动比合理范畴，单级圆柱齿轮减速器传动比而工作机卷筒轴转速为 因此电动机转速可选范畴为符合这一范畴同步转速有750和1000r/min两种。综合考虑电动机和传动装置尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置构造紧凑，决定选用同步转速为1000电动机。依照电动机类型、容量和转速，由机械设计课程设计手册表121选定电动机型号为Y160L-6。其重要性能如下表：电动机型号额定功率/kw满载转速/(r/min)Y160L-6 11 970 2.0 2.0电动机重要安装尺寸和外形如下表：中心高外型尺寸L（AC/2+AD）HD底脚安装尺寸AB地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸DE装键部位尺寸FGD132475 345 315216 1401238 8010 38.0182.2拟定总传动比、分派传动比(1).总传动比为 (2).分派传动比考虑润滑条件等因素，初定 2.3 计算各轴功率、转速和扭矩1).各轴转速 I轴 II轴 III轴 卷筒轴 2).各轴输入功率 I轴 II轴 III轴 卷筒轴 3）.各轴输入转矩电动机轴输出转矩为 I轴 II轴 III轴 卷筒轴 将上述计算成果汇总与下表，以备查用。 轴名功率P/kw转矩T/(Nmm)转速n/(r/min)传动比效率I轴9.297030.95II轴8.74323.340.96III轴8.3980.0810.98卷筒轴8.2280.08三、带传动设计电动机输出功率 ，转速，带传动传动比i=3，每天工作16小时。3.1 选取带剖面型号1).拟定计算功率由机械设计表4.6查得工作状况系数，故2).选取V带类型 依照，由机械设计图4.11可知，选用A型带3.2 计算带传动重要尺寸和带根数1).拟定带轮基准直径并验算带速(1).初选小带轮基准直径 由机械设计表4.4，A型带轮最小基准直径为75mm，选用小带轮基准直径，而，其中H为电动机机轴高度，满足安装规定。(2).验算带速由于，故带速适当。(3).计算大带轮基准直径 依照机械设计表4.4，选用，则传动比从动轮转速 2).拟定V带中心距和基准长度 (1).由式 得 ，取(2).计算带所需基准长度 由机械设计表4.2选用V带基准长度(3).计算实际中心距 3).验算小带轮上包角 4).计算带根数 (1) 计算单根V带额定功率由和，查机械设计表4.5得依照，和A型带，查机械设计表4.7得查机械设计表4.8得，查表4.2得，于是 (2)计算V带根数 取6根。 5).计算单根V带初拉力最小值由机械设计表4.1得A型带单位长度质量，因此应使带实际初拉力。 6).计算压轴力压轴力最小值为 7).带轮构造设计 小带轮采用实心式，大带轮为辐条式，取单根带宽为15mm，取带轮宽为38mm。四、齿轮传动计算4.1 选取齿轮材料1) 选定齿轮类型、精度级别、材料、齿数。(1)按简图所示传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。(2)运送机为普通工作机器，载荷较平稳，速度不高，故选用8级精度。(3)材料选取。由机械设计表6.1大小齿轮都选用45钢调质解决，齿面硬度分别为220HBS,260HBS,两者材料硬度差为40HBS。(4)选小齿轮齿数，则大齿轮齿数(5)初选螺旋角=144.2 计算和拟定齿轮传动重要参数 (1) 设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。(2) 按齿面接触疲劳强度设计。拟定式中各项数值：因载荷较平稳，初选=1.5由机械设计表6.5，取.0由机械设计表6.3查得材料弹性影响系数由机械设计图6.19，查得普通取Z=0.750.88，因齿数较少，因此取由式（6-12），NN由图6.6查得，,按齿面硬度查图6.8得，取；取设计齿轮参数修正：由表6.2查得，由图6.10查得，由图6.13查得，普通斜齿圆柱齿轮传动取，此处则选用第一系列原则模数按齿根弯曲强度设计：由式（10-5）得弯曲强度设计公式为： 拟定公式内各计算数值 小齿轮弯曲疲劳强度极限为，大齿轮为弯曲疲劳寿命系数，取弯曲疲劳安全系数为S=1.4，由式（10-12）得，1=0.94500/1.4=335.7MPa2=0.9380/1.4=244.3MPa计算载荷系数K=11.0511.4=1.47由表10-5查得 ， ，计算大、小齿轮并加以比较。=2.651.58/335.7=0.012472.221.77/244.3=0.01608大齿轮数值大。因此可以得：=2.77由齿面接触疲劳强度计算模数m不不大于由齿根弯曲疲劳强度计算模数，由于齿轮模数m大小重要取决于弯曲强度所决定承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数乘积）关于，可取由弯曲强度算得模数2.77并就近圆整为原则值，按接触强度算得分度圆直径，算出小齿轮齿数。 大齿轮齿数，取。 这样设计出齿轮传动，满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，做到构造紧凑，避免挥霍。4.3 拟定齿轮构造和重要尺寸 中心距：取则 计算大、小分度圆直径和齿宽 拟定齿轮构造：一方面考虑大齿轮，因齿轮齿顶圆直径不不大于160mm，而又不大于500mm，故以选用腹板式构造为宜。另一方面考虑小齿轮，由于小齿轮齿顶圆直径较小，若采用齿轮构造，不适当与轴进行安装，故采用齿轮轴构造。五、轴设计计算5.1 轴初步计算一方面设计输出轴（低速轴）.输出轴上功率、转速和转矩 由上可知，.求作用在齿轮上力 因已知低速大齿轮分度圆直径 而 .初步拟定轴最小直径 材料为45钢，调质解决。依照机械设计表11.3，取，于是 ，由于键槽影响，故输出轴最小直径显然是安装联轴器处轴直径。为了使所选轴直径与联轴器孔径相适应，故需同步选用联轴器型号。 联轴器计算转矩，查机械设计表10.1，取，则： 按照计算转矩应不大于联轴器公称转矩条件，查手册，选用HL5型弹性柱销联轴器，其公称转矩为 ，符合规定。半联轴器孔径 ，故取半联轴器长度，半联轴器与轴配合毂孔长度。5.2 轴构造设计轴构造示意图如下：(1).依照轴向定位规定拟定轴各段直径和长度 1).为了满足半联轴器轴向定位规定，-段右端需制出一轴肩，故取-段直径；左端用轴端挡圈定位。半联轴器与轴配合毂孔长度，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴端面上，故-段长度应比小，现取 2).初步选取滚动轴承。因轴承同步受有径向力和轴向力作用，故选用角接触球轴承。按照工作规定并依照，查手册表6-1选用轴承代号为7011AC角接触球轴承，其尺寸为，故；而。 3). 取安装齿轮处轴端-直径；齿轮左端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂跨度为71mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴端应略短于轮毂宽度，故取。齿轮右端采用轴肩定位，轴肩高度，故取，则轴环处直径。轴环宽度，取。 4).轴承端盖总宽度为(由减速器及轴承端盖构造设计而定)。依照轴承端盖装拆及便于对轴承添加润滑脂规定，取端盖外端面与半联轴器右端面间距离，故。 5).取齿轮距箱体内壁距离，考虑到箱体锻造误差，在拟定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离，取，已知滚动轴承宽度，大齿轮轮毂长度，则 至此，已初步拟定了轴各段和长度。5.3 轴强度计算求轴上载荷：一方面依照轴构造图做出轴计算简图。作为简支梁轴支撑跨距。依照轴计算简图做出轴弯矩图和扭矩图。从轴构造图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面C是轴危险截面。现将计算处截面C处、及值列于下表。载荷 水平面H 垂直面V支反力弯矩总弯矩 ，扭矩按弯扭合成应力校核轴强度进行校核时，普通只校核轴上承受最大弯矩和扭矩截面（即危险截面C）强度。依照上表数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴计算应力 已选定轴材料为45钢，调质解决，由机械设计表11.2查得因而，故安全。然后设计输入轴（高速轴）： 已知输入轴设计成齿轮轴形式.输入轴上功率、转速和转矩 由上可知，.求作用在齿轮上力 因已知低速小齿轮分度圆直径 而 1849.1N.初步拟定轴最小直径 材料为45钢，调质解决。依照机械设计表15-3，取C=100，于是 ，由于键槽影响，故 输入轴最小直径显然是安装带轮处直径，取，依照带轮构造和尺寸，取。.齿轮轴构造设计依照轴向定位规定拟定轴各段直径和长度：1).为了满足带轮轴向定位规定，-段右端需制出一轴肩，故取-段直径； 2).初步选取滚动轴承。因轴承同步受有径向力和轴向力作用，故选用角接触球轴承。按照工作规定并依照，查手册表6-1选用轴承代号为7008AC角接触球轴承，其尺寸为，故。 3).由小齿轮尺寸可知，齿轮处轴端-直径，轴肩高度，故取，则轴环处直径，轴环宽度，取。 4).轴承端盖总宽度为(由减速器及轴承端盖构造设计而定)。依照轴承端盖装拆及便于对轴承添加润滑脂规定，取端盖外端面与半联轴器右端面间距离，故。 5).取齿轮距箱体内壁距离，考虑到箱体锻造误差，在拟定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离，取，已知滚动轴承宽度，则 至此，已初步拟定了轴各段和长度。(2).拟定轴上圆角和倒角尺寸参照机械设计表11.4，取轴端圆角六、联轴器选取（1） 类型选取.为了隔离振动和冲击，选用HL4弹性柱销联轴器。（2） 载荷计算.见轴设计。七、键选取、计算.带轮与输入轴间键选取轴径，轮毂长度，查手册，选A型平键，其尺寸为，(GB/T 1095-).输出轴与齿轮间键选取轴径，轮毂长度，查手册，选A型平键，其尺寸为，(GB/T 1095-).输出轴与联轴器间键选取轴径，轮毂长度，查手册，选A型平键，其尺寸为，(GB/T 1095-)八、滚动轴承选取计算轴承选取：输出轴上选取7011AC角接触球轴承，输入轴上选取7008AC角接触球轴承。对7011AC角接触球轴承进行校核：轴承预测寿命 . 计算输出轴承(1).已知，两轴承径向反力 由选定角接触球轴承7011AC，轴承内部轴向力 (2).由输出轴计算可知由于，故轴承被“压紧”，轴承被“放松”，得： (3). ，查手册可得 由于，故; ,故 (4).计算当量载荷、 由机械设计表8.7，取，则 (5).轴承寿命计算 由于，取，查表8.8取，角接触球轴承，取， 查手册得7011AC型角接触球轴承，则 故满足预期寿命。九、减速器构造设计9.1 拟定箱体构造和重要尺寸减速器箱体采用锻造（HT200）制成，采用剖分式构造为了保证齿轮啮合质量。机体构造应有良好工艺性，铸件壁厚为10mm，圆角半径为R=5，机体外型简朴，拔模以便。减速器机体构造尺寸如下：名称符号计算公式成果箱座壁厚10箱盖壁厚8箱盖凸缘厚度12箱座凸缘厚度15箱座底凸缘厚度25地脚螺钉直径M16地脚螺钉数目查手册4轴承旁联接螺栓直径M12机盖与机座联接螺栓直径=（0.50.6）M8轴承端盖螺钉直径=（0.40.5）M8视孔盖螺钉直径=（0.30.4）M5定位销直径=（0.70.8）6，至外机壁距离查机械设计课程设计手册表11-2161814，至凸缘边沿距离查机械课程设计手册表11-22018外机壁至轴承座端面距离=+（812）50大齿轮顶圆与内机壁距离1.210齿轮端面与内机壁距离10机座肋厚m 轴承端盖外径+（55.5） 120 9.2 减速器附件选取A 视孔盖和窥视孔机盖顶部开有窥视孔，可以看到传动零件齿合区位置，并有足够空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用M8紧固B 油螺塞：放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其她部件接近一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因而油孔处机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部支承面，并加封油圈加以密封。C 油标：油标位在便于观测减速器油面及油面稳定之处。油尺安顿部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出.D 通气孔：由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡.E 位销：为保证剖分式机体轴承座孔加工及装配精度，在机体联结凸缘长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度.F 吊钩：在机盖上直接铸出吊钩和吊环，用以起吊或搬运较重物体.9.3 减速器重要零件配合性质拟定大端盖分机体采用配合.十、减速器润滑10.1 润滑方式拟定对于单级斜齿圆柱齿轮减速器，由于传动装置属于轻型，传速较低，因此其速度远远不大于，因此采用脂润滑，箱体内选用SH0357-92中50号润滑，装至规定高度。10.2 选取润滑牌号对于滚动轴承来说，由于传动件速度不高，且难以经常供油，因此选用脂润滑。这样不但密封简朴，不适当流失，同步也能形成将滑动表面完全分开一层薄膜。10.3 拟定润滑油量对于齿轮来说，由于传动件圆周速度v 12m/s,采用浸油润滑。因而机体内需要有足够润滑油，用以润滑和散热。同步为了避免油搅动时泛起沉渣，齿顶到油池底面距离H不应不大于3050mm。对于单级减速器，浸油深度为一种齿全高，这样就可以决定所需油量，单级传动,每传递1KW需油量V0=0.350.7m3。十一、设计心得 课程设计是咱们专业课程知识综合应用实践训练，是咱们迈向社会，从事职业工作前一种必不可少过程”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言真正含义我今天认真进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实基本 说实话，课程设计真有点累然而，当我一着手清理自己设计成果，漫漫回味这几周心路历程，一种少有成功喜悦即刻使倦意顿消虽然这是我刚学会走完第一步，也是人生一点小小胜利，然而它令我感到自己成熟许多。 通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必要耐心，细致课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱：有2次由于不小心我计算出错，只能毫不情意地重来但一想起教师对咱们耐心辅导，想到此后自己应当承担社会责任，想到世界上由于某些细小失误而浮现令世人无比震惊事故，我不禁时刻提示自己，一定要养成一种高度负责，认真对待良好习惯。这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得磨练短短几周课程设计，使我发现了自己所掌握知识是真正如此缺少，自己综合应用所学专业知识能力是如此局限性，几年来学习了那么多课程，明白了实际动手能力重要课程设计的确使我你有收获，加上教师亲切勉励和协助，我顺利完毕这次课程设计。 最后，我要感谢我教师，是您敬业精神感动了我，是您教诲启发了我，是您盼望勉励了我，我感谢教师您今天又为我增添了一幅坚硬翅膀今天我为你们而骄傲，明天你们为我而自豪。十二、参照资料参照文献：1濮良贵，纪名刚机械设计(第八版).北京：高等教诲出版社，.2周元康，林昌华，张海兵.机械设计课程设计北京：重庆大学出版社，.