严岑琪机械设计专业课程设计计算说明指导书.doc

第一章 设计任务书
1.1设计题目
原料车间一运输冷料带式运输机，由电动机经一级减速传动装置，该减
速传动装置系由单级齿轮减速器配合其它传动件组成。该带式运输机折合每日两班工
作制，工作期限5年。设计此传动装置。
技术参数：
运输机主动鼓轮轴输入端转矩/
主动轮直径
运输带速度
500
350
1.5

工作条件：
工作年限
工作班制
5
2

1.2 传动方案分析和确定

第二章 传动装置运动和运动参数选择和计算

2.1减速器结构 本减速器箱体设计为剖分式、铸造箱体
2.2电动机选择
（1）工作机输入功率
=60×1000×／﹙π﹚=60×1000×1.8／350π =81.893r/min
=×/9550=（500×81.893/9550）kw=4.288kw
（2）总效率
齿轮为7级精度，滚动轴承为角接触轴承，联轴器为弹性联轴器，链传动为开式链传动。

（3）所需电动机输出功率

查《机械零件设计手册》得 = 5.5 kw
电动机选择 Y132S-4 n满 = 1440 r/min

2.3传动比分配
减速器总传动比
取 则

2.4运动参数及动力参数计算
功率 计算：

转速 计算：

转矩 计算：

将上述数据列表以下：
轴号
功率
转速
转矩
I
5.023
720
66.625
II
4.873
175.61
265.003
III
4.791
175.61
260.516

第三章 V带传动设计计算
3.1 设计分析
V带传动设计计算
设计条件：水平对称部署，，电机转速，
从动轮转速，天天工作16个小时。
3.2 计算过程
设计过程所用图、表由《机械设计基础》查得。
（1）计算功率 由表13-6查得，故

（2）选一般V带型号 依据、查图13-12选择A型V
带
（3） 选择小带轮基准直径 参考表13-7和图13-12得小
带轮基准直径为，故

取
（4）验算带速
在5～25范围内，带速适宜。
（5） 确定带长和中心距 按公式
选 则

查表13-2，取，同时查得
实际中心距为
（6）验算小带轮包角

包角适宜。
（7） 确定V带根数
由表13-5查得、 A型V带
，其中传动比，
由表13-9得，由表13-8得，则

由表13-10得，由表13-2得，则V带根数为
，取根。
（8）计算张紧力 由表13-1查得

（9）计算压轴力

3.3 带轮结构设计

第四章 齿轮传动设计计算
4.1 设计分析
齿轮传动设计计算
设计条件：7级精度、对称部署、单向转动、载荷平稳、、

4.2选材 小齿轮 45钢 调质处理 230HBS
大齿轮 45钢 正火处理 200HBS
4.3确定基础参数
4.4接触疲惫强度计算 设计过程中所用图、表由《机械设计基础》查得
（1）计算小齿轮转矩 （得数错误）
（2）确定载荷系数 因为载荷平稳，由表11-4取
已知齿轮为7级精度，调质处理，并初设，由表11-5取
对于7级精度软齿面齿轮，由表11-9取
齿轮在轴上对称部署，轴刚性大，软齿面，由表11-8取，
由图11-7取
所以，该斜齿轮圆柱齿轮传动载荷系数为

（3）确定弹性系数、节点区域系数、重合度系数和螺旋角系数
钢对钢弹性系数查表11-6得，初设，
则由图11-9 可查得节点区域系数，重合度系数
对斜齿轮可取，

由此可得

螺旋角系数
（4）计算许用接触应力 因为大齿轮硬度比较低，其强度较差，故接
疲惫强度按大齿轮计算即可。
大齿轮45钢，正火处理，200HBS，由图11-10取，
按表11-7查得其失效概率为1%得。
大齿轮许用接触应力为
（5）计算小齿轮分度圆直径

（6）验算速度 ，
和初设相符。
4.5确定传动尺寸
（1）确定模数 ，取
（2）确定中心距 ，
中心距应圆整为整数，取

（3）确定螺旋角

（4）确定齿轮分度圆直径

（5）确定齿宽 ，取

4.6弯曲疲惫强度验算
（1）确定齿形系数、应力修正系数、重合度系数及螺旋角系数
小齿轮当量齿数为，大齿轮当量
齿数为。查图11-12和图11-13得

重合度系数因已知故
螺旋角系数
（2）计算许用弯曲应力 小齿轮45钢，调质处理，硬度为230HBS，查
图11-14得
因为，查图11-15，可取尺寸系数
失效概率为1%，查图11-7得安全系数
计算许用弯曲应力

（3）验算弯曲疲惫强度

4.7齿轮相关参数计算
（1)小齿轮参数计算
分度圆直径；
齿顶圆直径；
齿根圆直径；
旋向：右旋。
（2）大齿轮参数计算
分度圆直径；
齿顶圆直径；
齿根圆直径；
旋向：左旋。
参数
主动轮
从动轮
模数/mm
2
2
齿数
28
115
齿宽/mm
65
60
分度圆直径/mm
57.175
234.825
齿顶圆直径/mm
59.175
236.825
齿根圆直径/mm
54.675
232.325
螺旋角

中心距/mm
146
旋向
右旋
左旋
精度等级
7级

4.8齿轮结构设计

第五章 轴设计和计算
5.1轴I设计和计算
设计条件：
轴上齿轮分度圆直径
设计中用到图、表由《机械设计基础》查得
（1）选材 选择45钢并经过调质处理，由表15-1和表15-3查得
硬度为217～255HBS，
（2） 轴长估算 参考《机械设计课程设计》对轴长进行估算
轴总长：

带轮到邻近轴承部分长为：

轴承之间长为：
一个轴承到齿轮中心距离为：
（3）画轴空间受力简图，图1

（4）作水平面内弯矩图,图2

截面C左侧弯矩为

截面C右侧弯矩为

截面A处弯矩为

（5）作垂直面内弯矩图，图3

截面C处弯矩为
（6）作合成弯矩图，图4
截面C左侧合成弯矩为

截面C右侧合成弯矩为

截面A处合成弯矩为
（7）作转矩图，图5
（8）作当量弯矩图，图6

（9）计算危险截面处直径
A处：
C处：
因C处有键槽，故将直径扩大5%，即
D处：
因D处有键槽，故将直径扩大5%，即

5.2 轴设计和计算
设计条件：
轴上齿轮分度圆直径
设计中用到图、表由《机械设计基础》查得
（1）选材 选择45钢并经过调质处理，由表15-1和表15-3查得
硬度为217～255HBS，
（2）轴长估算 该轴轴承之间长度应和轴I轴承之间长度相同，
即
（3）画轴空间受力简图，图1
在数值上
（4）作水平面内弯矩图,图2

截面C左侧弯矩为
截面C右侧弯矩为
（5）作垂直面内弯矩图，图3

（6）作合成弯矩图，图4

截面C左侧合成弯矩为

截面C右侧合成弯矩为

（7）作转矩图，图5
（8）作当量弯矩图，图6

（9）计算危险截面处直径
C处：
因C处有键槽，故加大5%，即
B处、D处
B处、D处也加大5%，即

第六章 轴承选择和计算
6.1 轴I两端轴承选择和计算
设计条件：预期使用寿命为29200h 轴承内径，
转速，选择公称接触角为型轴承
设计中用到图、表由《机械设计基础》查得

（1）计算轴承1、2轴向负荷

（2）计算轴承1、2内部轴向力

因为
故
（3）计算轴承1、2当量动负荷 由表17-8查得型轴承，
而
查表17-8得

（4）计算所需径向基础额定动负荷
因为， 故以轴承1当量动负荷为计算依据，因为轻微
冲击负荷，查表17-6得，工作温度正常，查表17-5得
所以，

由《机械设计常见标准》查得型轴承径向基础额定动负荷
，符合设计要求。

6.2 轴两端轴承选择和计算
设计条件：预期使用寿命为29200h 轴承内径，
转速，选择公称接触角为型轴承
设计中用到图、表由《机械设计基础》查得

（1）计算轴承1、2轴向负荷

（2）计算轴承1、2内部轴向力

因为，
故
（3）计算轴承1、2当量动负荷 由表17-8查得型轴承，
而
查表17-8得

（4）计算所需径向基础额定动负荷
因为， 故以轴承1当量动负荷为计算依据，因为轻微
冲击负荷，查表17-6得，工作温度正常，查表17-5得
所以，

由《机械设计常见标准》查得型轴承径向基础额定动负荷
，符合设计要求。

第七章 键选择及计算

7.1 轴I外伸端键选择和计算
（1）键选择
该处用键联接带轮和轴I，由第三章V带设计及带轮结构设计可知，
带轮和轴接触部分轴长为，
故键长为
由电动机外伸端直径及第五章轴 设计可知，该处轴直径设定为
，依据以上数据选择键型。
由《机械设计课程设计》查表5-1，选择A型一般平键 GB1096-90
材料为45钢。
（2）键校核
因为轮毂材料为铸铁，故其强度最弱，按其挤压应力进行校核。
该处键联接有轻微冲击，查《机械设计基础》表10-11得
，
，符合设计要求。
7.2 轴 键选择和计算
（1）键选择
该处用键联接从动轴和从动齿轮，由第四章齿轮设计和计算可知，该
处齿轮和轴接触部分长度为齿宽，故，
故键长为 ，由《机械设计课程设计》
查表5-1，选键长为
由第五章轴设计和计算可知，该处直径为，由《机械设计
课程设计》查表5-1，选择A型一般平键 GB1096-90
材料为45钢。
（2）键校核
齿轮轮毂材料为45钢，按其挤压应力进行校核。
该处键联接有轻微冲击，查《机械设计基础》表10-11得
，
，符合设计要求。

第八章 联轴器选择
8.1 从动轮外伸端联轴器选择
设计条件：
（1）选择类型 考虑到转速较低，传输功率不太大，安装时不易确保完全同
轴线，故选择弹性柱销联轴器。
（2）计算名义转矩 由《机械设计基础》查表18-1取，

（3）选择型号 参考《机械设计课程设计表6-4》按GB5014-8
选择联轴器型号为，选择Y型孔，A型键，轴直
径为，孔长。
8.2 大链轮处联轴器选择
设计条件：

（1）选择类型 考虑到转速较低，传输功率不太大，安装时不易确保完全同
轴线，故选择弹性柱销联轴器。
（2）计算名义转矩 由《机械设计基础》查表18-1取，

（3）选择型号 参考《机械设计课程设计表6-4》按GB5014-8
选择联轴器型号为，选择Y型孔，A型键，轴直
径为，孔长。

第九章 相关参数验证及误差分析

9.1 确定正确传动比及误差分析
（1）正确传动比计算
、

（2） 传动比误差分析

符合设计误差要求。

9.2 轴长误差分析
依据最终装配图测量计算轴I总长为

符合设计误差要求。