机械设计基础优秀课程设计.doc

机械设计基础课程设计计算说明书设计题目： 设计带式输送机中传动装置 专业年级： 电气工程系15级 学 号： 学生姓名： 宋 指导老师： 机械工程系完成时间 7 月 7 日机械设计基础课程设计任务书学生姓名： 学号：11 专业：电气工程系任务起止时间： 7 月 3 日至 7 月 7 日设计题目：设计带式输送机中传动装置一、 传动方案图1所表示：1电动机；2V带传动； 3单级圆柱齿轮减速器4联轴器；5带式输送机；6鼓轮；7滚动轴承图1 带式输送机减速装置方案图二、原始数据滚筒直径d /mm400传送带运行速度v /(m/s)1.6运输带上牵引力F /N2100每日工作时数T /h24传动工作年限5单向连续平稳转动，常温空载开启。三、设计任务：1.低速轴系结构图1张（A2图纸）；2.设计说明书1份。在1周内完成并经过答辩参考资料：机械设计 机械设计基础 课程设计指导书 机械设计手册 工程力学 机械制图指导老师签字：7月7日目 录（一）电机选择1（二）传动装置运动和动力参数计算2（三）V带传动设计3（四）减速器（齿轮）参数确实定5（五）轴结构设计及验算7（六）轴承依据11（七）联轴器选择12（八）键连接选择和计算12（九） 心 得 体 会14（一）电机选择1.选择电机类型和结构形式：依工作条件要求，选择三相异步电机封闭式结构u=380vY型2.电机容量选择工作机功率P工作机=F牵*V运输带/1000= 3.36 kWV带效率： 0.96 滚动轴承效率： 0.99 齿轮传动效率（闭式）: 0.97 x 1 (对)联轴器效率： 0.99 传动滚筒效率： 0.96 传输总效率= 0.859 则，电机功率= 3.91 kW3.电机转速确定工作机主动轴转速n工作机= 76.43 r/minV带传动比范围：24 一级圆柱齿轮减速器传动比范围：36 总传动比范围：624电动机转速可选范围为： 458.58 1834.32 r/min 在此范围电机同时转速有： 1500r/min,1000r/min,750r/min 依课程设计指导书Y系列三相异步电机技术数据（JB30 74-82）选择电机型号为； Y132M1-6 性能以下表：电机型号功率KW满载时额定转矩质量 kg转速nr/min电压V电流A功率因数Y132M1-649603809.40.82.075（二）传动装置运动和动力参数计算所选电机满载时转速nm= 960 r/min总传动比：i总= 12.56 1.分配传动比及计算各轴转速i总=iDi带传动传动比iD= 3 一级圆柱齿轮减速器传动比i= 4.19 则高速轴I轴转速n1= 320r/min 则低速轴II轴转速n2= 76.37r/min 2.各轴输入功率，输出功率P输出=P输入，效率如前述。则高速轴I轴输入功率PI= 3.75 kW ， 输出功率PI= 3.71 kW，则低速轴II轴输入功率PII= 3.60 kW，输出功率PII= 3.56 kW。3.各轴输入转矩: 小带轮输入转矩Td= 38.9Nm I轴输入转矩TI= 111.9Nm II轴输入转矩TII= 450.2Nm （三）V带传动设计1. 确定计算功率Pc已知电机输出功率，依教材机械设计基础表 13-9 ，取KA=1.2,故Pc= 4.7kW 。 2. 选择一般V带型号已知Pc，nm，结合教材机械设计基础，由图 13-15 确定所使用V带为 A 型。3. 确定大小带轮基准直径d1，d2。由机械设计基础表 13-10取d1= 125mm，带传动比iD已知，则d2=iDd1= 375mm ，取d2= 375mm 4.验算带速v 6.3m/s 5.求V带基准长度和中心距（L0，a）初定中心距=1.5（d1+d2)= 750mm ,选a0= 800mm 带长 = 2405mm 由表 13-2 ，对 A 型带进行选择，Ld= 2480mm 则实际中心距： 837.5mm 6.验算小带轮包角 163120合格。7.求V带根数Z已知n1，d1 ，查表 13-4 ，得P0= 1.37kW 已知传动比iD，查表 13-6 ， 得P0= 0.11kW 已知1，查表 13-8 得K= 0.96 ，查表 13.2 得KL= 1.09 则V带根数Z= 3.03 ，取 4 根 。8.求作用在带轮上压力FQ由机械设计基础表 13-1 ，可知 A 型带每米质量q= 0.105kg/m 单根V带拉力F0=2= 155N 作用在轴上压力FQ=2ZF0 sin= 1226N （四）减速器（齿轮）参数确实定1. 选择材料及确定许用应力 由机械设计基础表 11-1 得：小齿轮用： 40MnB ，热处理方法：调质，齿面硬度为 241286HBS 大齿轮用： ZG35SiMn ，热处理方法：调质，齿面硬度为 241269HBS 由表 11-5 ，取安全系数SH= 1.0 ，SF= 1.25 。则许用应力为：H1=Hlim1/SH= 720MPa . H2= Hlim2/SH= 615Mpa F1=FE1/SF= 476MPa . F2= FE2/SF= 408MPa 2. 按齿面接触强度设计设齿轮按 9 级精度制造，按齿面接触强度设计。由表 11-3 得载荷系数K= 1.5 ，由表 11-6 得齿宽系数d= 0.8 。小齿轮输入功率P= 3.75kW ，转矩T1=9.55= 1.12105Nmm ，由表 11-4 可得弹性系数ZE= 188.9 则小齿轮直径d1齿数取Z1= 24 ，Z2=iZ1= 101 模数m=d1/z1= 2.81 按表 4-1 ，标准模数m= 3 ，实际传动比i=Z2/Z1= 4.21 传动比误差 0.02 ，是 符合要求 。d2=m Z2=303mm,齿根顶圆直径d2a=d2+2ha=309mm,齿根圆直径d2f=d2-2hf=295.5mm。 实际标准中心距离a= 187.5mm 齿宽 56mm （圆整）为赔偿安装误差，取小齿轮齿宽b1=b+5= 60mm 3.验算轮齿弯曲强度由图 11-8 ，取齿形系数YFa1= 2.76 , YFa2= 2.24 .由图 11-9 ，取外齿轮齿根修正系数YSa1= 1.59 ，YSa2= 1.82 判定： 122MPa F1判定： 113MPa F2满足条件 适宜 4.齿轮圆周速度 1.2m/s 对照表 11-2 可知，选着 9 级精度是适宜。（五）轴结构设计及验算1.高速轴及低速轴材料选择依据表 14-1得，高速轴材料为： 45钢 ，热处理方法： 调质 低速轴材料为： 45钢 ，热处理方法： 调质 高速轴极限强度B1= 650MPa ，低速轴极限强度B2= 650MPa 依据表 14-3 得，高速轴许用弯曲应力-1b= 60MPa 低速轴许用弯曲应力-1b= 60MPa 2轴颈初估初选小轮轴颈，依据扭转强度计算初估轴颈。由表 14-2 得常数C110 = 24.9mm ，结合大带轮轮毂内径，圆整后暂取d1= 25mm 大轮轴颈= 39.7mm ，结合联轴器内径，圆整后暂取d2= 40 mm3.轴径向尺寸设计依据轴及轴上零部件固定，定位，安装要求，初步确定轴径向尺寸。高速轴：（带尺寸草图） 各尺寸确定依据： （有键槽加大3%）,取d1=28mm。 d2=d1+2h,轴肩高h=2C1=4mm,则d2=36mm。 d3=d2+2mm=38mm,取标准值d3=40mm。 d4=d3+2mm=42mm。 d5=d4+2h, 轴肩高h=2C1=4mm,则d5=50mm。 取d6=32mm，比轴承内圈外径小，砂轮越程槽。 d7=d3=40mm. 低速轴：（带尺寸草图）各尺寸确定依据： （有键槽加大3%）,取d1=42mm d2=d1+2h,轴肩高h=2C1=4mm,则d2=50mm。 d3=d2+2mm=52mm,取标准值d3=55mm。 d4=d3+2mm=57mm。 d5=d4+2h, 轴肩高h=2C1=4mm,则d5=65mm。 取d6=47mm，比轴承内圈外径小，砂轮越程槽。 d7=d3=55mm。 5.轴轴向尺寸设计依据轴及轴上零部件固定，定位，安装要求，初步确定轴轴向尺寸。高速轴：（带尺寸草图）各尺寸确定依据： l 1=2f+3e-3mm,其中A型带f=9mm,e=15mm，则l 1=60mm。 l4=b-2mm=58mm,轴段长度应比齿轮轮毂短2-3mm。 l5=1.4h,轴肩高h=2C1=4mm,则l5=5.6mm,取l5=6mm。 l7=B+挡油环宽度-4mm=18+19-4=33mm。 ,C, e,K:取H=10mm, =15mm,轴承座宽度C=C1+C2+10mm,取C1=22mm,C2=20mm, =0.025a+1=5.7mm,取=8mm,则C=60mm。轴承盖厚度e=1.2d3,螺钉直径取d3=8mm，则e=9.6mm,取e=10mm，联轴器到轴承盖距离取K=20mm。 l2=K+e+(C-B)=57mm， l3=B+H+2mm=45mm。 取l6=4mm。 低速轴：（带尺寸草图）各尺寸确定依据： l 1=112-2=110mm,轴段长度应比联轴器轴孔长度短1-2mm。 l4=b-2mm=54mm,轴段长度应比齿轮轮毂短2-3mm。 l5=1.4h,轴肩高h=2C1=4mm,则l5=5.6mm,取l5=6mm。 l7=B+挡油环宽度-4mm=21+19-4=36mm。 ,C, e,K:取H=10mm, =15mm,轴承座宽度C=C1+C2+5mm,取C1=22mm,C2=20mm, =0.025a+1=5.7mm,取=8mm,则C=60mm。轴承盖厚度e=1.2d3,螺钉直径取d3=8mm，则e=9.6mm,取e=10mm，联轴器到道轴承盖距离取K=20mm。 l2=K+e+(C-B)=54mm， l3=B+H+2mm=48mm。 取 l6=4mm。 （六）轴承选择高速轴承关键参数轴承代号轴承内径mm轴承外径mm轴承宽度mm径向基础额定动载荷Cr6208 40 80 18 29.5低速轴承关键参数轴承代号轴承内径mm轴承外径mm轴承宽度mm径向基础额定动载荷Cr 6211 55 100 21 43.2（七）联轴器选择依据轴孔直径d2= 42mm 输出转矩T= 445Nm 依据课程设计指导书，选定联轴器型号： TL7 联轴器选择表公称扭矩/Nm许用转数/(r/min)D/mmD1/mmD2/mm转动惯量/kgm2质量/kg 500 3600 190 42 0.06 15.6（八）键连接选择和计算轴名安装直径 d / mm类型h / mmb /mm轮毂长度键长L /mm高速轴28A78635542A8126050低速轴42A8121129057A10165645 附 表 1 机 体 各 部 分 尺 寸 （mm）名称符号尺寸机座壁厚8机盖壁厚18机座凸缘厚度b12.5机盖凸缘厚度b112.5机座底凸缘厚度b220地脚螺钉直径df20地脚螺钉数目n4轴承旁联接螺栓直径d116盖和座联接螺栓直径d212连接螺栓d2间距l180轴承端盖螺钉直径d38窥视孔盖螺钉直径d48定位销直径d10df,d1,d2至外机壁距离c126,22,18df,d2至土元边缘距离c224,16轴承旁凸台半径R120凸台高度h35外机壁和轴承座端面距离l147大齿轮端面圆和内机壁距离110齿轮端面和内机壁距离29机盖，机座筋厚m1,m8,8轴承端盖外径D2120,140轴承旁联接螺栓距离s附 表 2 减 速 器 整 体 最 大 几 何 尺寸及特征尺寸 (mm)长度方向最大尺寸宽度方向最大尺寸高度方向最大尺寸特征尺寸参考文件：1 机械设计基础课程设计指导书，哈尔滨理工大学机械基础工程系编制；2 机械设计基础 第2版， 胡家秀主编（九） 心 得 体 会 为时一周课程设计最终结束了，脑力和精力消耗很多，身心俱疲，但看到在自己手中完成说明书和图纸，一切付出全部不算什么了。第一天老师对相关知识讲解完成后，课程设计便正式开始了。首先是零件参数确实定和选择，第一遍时我很快完成相关计算，但它远远不是我想象中那样简单。在以后和同组同学查对中，我和同伴发觉了很多错误，前面任何一个数据差误，全部会造成以后计算连环错误。我们一点修正，数次查对，前后数据算了很多遍。以后在画图过程中，我们又发觉有些范围性数据取并不合理，又再次对相关数据进行更换。最终结果来之不易，可能仍有不足之处，但不留遗憾。这次课程设计应该是我第一次进行如此完整设计过程，我收获很多。头一次那么大规模计算极大锻炼了我耐心和毅力，很多学过知识得到了利用。此次课程设计对我以后学习来说有很大参考借鉴价值，开拓了我眼界。在以后学习中我将更严格约束自己，争取更大进步。总 成 绩：指导老师签字： 年 月 日