1、机械基础综合课程设计说明书设计题目：带式运输机传动装置设计学院：机械工程学院专业年级： 12 级姓名：宋东宪班级学号：机设 12-01-10指导教师：杨秋晓二一四年九月十日目 录一、课程设计任务书及其方案拟定 .- 1 -二、电动机的选择 .- 2 -三、计算总传动比及分配各级的传动比 .- 3 -四、运动参数及动力参数计算 .- 4-五、传动零件的设计计算 .- 5 -六、轴的设计计算 .- 12 -七、滚动轴承的选择及校核计算 .- 22-八、键的选择计算 .- 27 -九、联轴器的选择及校核计算 .- 28-十、减速箱的附件选择 .- 29 -十一、润滑方式的确定 .- 30-十二、心得
2、体会 .- 31-十三、参考文献 .- 32-北华大学机械工程学院宋东宪机设 12-1 20121501000323 课程设计- 1 -一、课程设计任务书及其方案拟定1、题目：带式运输机传动装置设计2、工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动，空载起动；使用期 10 年，每年 300 个工作日，小批量生产，两班制工作，运输带速度允许误差为5%。3、原始数据：表 1.1 已知数据题号 10-10运输带拉力 F(KN) 2.5卷筒直径 D(mm) 280带速 V(m/s) 1.64、传动方案：1-电动机；2-联轴器； 3-圆锥-圆柱齿轮减速器；4-卷筒；5- 运输带题目 A 图 1.1 带式运输机
3、传动示意图1）选择电动机，进行传动装置的运动和动力参数计算。2）进行传动装置中的传动零件设计计算。3）绘制传动装置中减速器装配图和箱体、齿轮及轴的零件工作图。4）编写设计计算说明书。北华大学机械工程学院宋东宪机设 12-1 20121501000323 课程设计- 2 -二、电动机的选择1、电动机类型的选择电动机分交流和直流电机两种。由于直流电机需要直流电源，结构较复杂，价格较高维护不方便，因此用交流电动机，一般用三相交流电源。交流电机有异步和同步电机两类。异步电机有笼型和绕线型，其中一普通笼型异步电机应用最多。其机构简单、工作可靠、价格便宜、维护方便。从工作要求、经济和实用角度考虑以及用 Y
4、 系列 380v三相笼型异步电动机。2、电动机功率选择1）电动机至运输带的传动总效率为(2.1)6254321总式中 分别为轴承、圆柱齿2、轮传动、圆锥齿轮传动、联轴器、卷筒的效率。由机械设计综合课程设计指导表 2-4 查得：圆锥滚子轴承（一对） =0.98；深沟球轴承（一对）1=0.99；圆柱齿轮传动 =0.97；圆锥齿轮传动23=0.96；弹性联轴器 =0.98；卷筒轴滑动轴承4 5=0.97；6传动装置的总效率： 0.8196.0.970.822 总2）工作机所需工作功率：kW41.5FvPw3）所需电机功率：kW (2.2)50.81Pwd总因载荷平稳，电机额定功率 略大于 即可，由机
5、械设edd计综合课程设计指导第六章 Y 系列电动机技术数据，选电机的额定功率 kW。5.edP3、确定电动机转速计算滚筒工作转速0.81总kW5.Ped北华大学机械工程学院宋东宪机设 12-1 20121501000323 课程设计- 3 -(2.3)min/2.10984.36.0160rDvnw 根据机械设计综合课程设计指导P19 表 2-4 推荐的传动比合理范围，取圆锥圆柱齿轮传动二级减速器传动比范围， =8-15。故电动机转速的可选范围为：ai（2.4）in/1638.72.1095-8rnia 滚 筒电 机由机械设计综合课程设计指导第六章相关资料查得，符合这一范围的同步转速有 100
6、0r/min，1500 即进行mi比较选定电机型号为 Y132M2-6，其主要性能：额定功率kW、满载转速为 。5.edPin/960rnm三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比(3.1) 79.82106wmni总2、各级传动比分配对于圆锥-圆柱齿轮减速器，为了便于加工，大锥齿轮尺寸不应过大，为此应限制高速机锥齿轮的传动比 ，一3圆 锥i般可取 所以取 =2.2；低250.i为 19.27.8总i 圆 锥速级圆柱齿轮传动比为 =4。为圆四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速（4.1）min/2.109in/2.109436.i/.in/9m6034120rnriinr圆 柱圆 锥
7、2、计算各轴的功率kW50dPmin/2.109rW1638.7电 机r/min电动机型号：Y132M2-679.8总i2.圆 锥i4为min/2.10936.4i/n901rr北华大学机械工程学院宋东宪机设 12-1 20121501000323 课程设计- 4 -=50.98=4.95 kW 501P=4.950.980.96=4.655kW（4.2）412=4.6550.990.97=4.47 kW33 =4.470.980.99=4.38kW254P3、计算各轴扭矩T0=9550 =49.740 Nm0n/T1=9550 =49.24Nm1PT2=9550 =101.88Nm(4.3）
8、2T3=9550 =390.92 Nm3n/T4=9550 =383.04 Nm4P五、传动零件的设计计算(一)高速级锥齿轮传动的设计计算1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）、选择精度等级输送机为一般工作机器，速度不高，根据教材机械设计（以下均简称教材）P210 表 10-8 选用 7 级精度（ GB10095-88）。（2） 、材料选择由教材表 10-1 选择小齿轮材料为调质钢 40Cr（调质） ，硬度148620HBS 取大齿轮材料为 45 号钢（调质） ，硬度 ，二者240HBS材料硬度相差 40 。（3）.齿数选择试选小齿轮齿数 25，大齿轮齿数 252.2=55；1Z2Z2
9、按齿面接触强度设计：（1）确定公式内的各计算值根据教材式 10-26：（5.1）3 2121 )5.0()(uTZdRRHEkWPkP38.4765.29410mNT04.3892.170.251Z552北华大学机械工程学院宋东宪机设 12-1 20121501000323 课程设计- 5 -1）根据教材有：通常取 =0.250.35，最通常用的值为R=0.35；R转矩 ；mNT49201 mNT10822）载荷系数 k=1.8；3）许用接触应力可根据教材式 10-12H=HlimkHN/SH4）根据教材式（10-15）计算应力循环次数60 n1jLh609601 （2830010）1N2.7
10、65 （5.2）910所以 =1.257 （5.3）2.0 7912圆 锥i5）由教材图 10-25d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 650MPa；齿轮的解除疲劳强度极限Hlim1550MPa；li26）由教材图（10-23）查得接触疲劳寿命系数0.89； 0.9HN1KHN27）安全系数 S1所以 = 0.89650MPa578.5MPa=0.94550MPa495MPa2Hu= =2.2；圆 锥i=189.8 （5.4）EZ12Mpa（2）设计计算1）所以小齿轮直径t =d m2.85.)3.051(.4928)4958.(32 2)计算圆周速度 V4.28m/s601 ndt3
11、)计算载荷系数910765.2N92.5.781H492md2.85t1V=4.28m/sK=2.156北华大学机械工程学院宋东宪机设 12-1 20121501000323 课程设计- 6 -系数 =1，根据 V=4.28m/s，7 级精度查图表（图AK10-8）得动载系数 =1.15v查图表（表 10-3）得齿间载荷分布系数 =1HFK根据大齿轮两端支撑，小齿轮悬臂布置查表 10-4 得=1.25 的 =1.5X1.25=1.875HKFHK得载荷系数 =2.156AVH4)按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，得= 3ttdKm5.908.162.535）计算模数 M.320.9z1m3
12、 按齿根弯曲疲劳强度校核(1)根据教材公式 10-23 有（5.14）321504FSRR aYuz.KTm1)由图（ 10-24C）查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限：,大齿轮的弯曲强度极限MPaF5201lim MPF402lim2)由图（ 10-22）取弯曲疲劳寿命系数 83.1N8.2FN3)取弯曲疲劳安全系数 S=1.4，由式（10-12）得：= =308.28Mpa1F4.152083SKFNE= =242.86Mpa 2F.02E（5.15） 4) 选载荷系数 K ft=1.35）计算当量齿数 =27.4， =133.51v1cosZ2v2cosZ6）查取齿形系数由表（10-17 ）查
13、得：YFa1=2.562 YFa2=2.1532=3.62mm1md=90.5mmMPaF5201limF42li83.01FN52=2v2cosZ133.5=1v1cs27.4 MpaF28.301642YFa1=2.56YFa2=2.06北华大学机械工程学院宋东宪机设 12-1 20121501000323 课程设计- 7 -7）查取应力校正系数由表（10-18 ）查得：YSa1=1.604 816.2SY8）计算大小齿轮的 ，并加以比较SaF013.28.306451FSaY（5.16）7.6.42FSa所以m01397.2.53.0135.01692. =1.42mm对比计算结果，由齿
14、面接触疲劳强度计算的模数 m 大于由齿面弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮的模数 m 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，可取由弯曲强度算得的模数 1.42，并就近圆标为标准值 m=2，按接触强度算得 =90.5mm 算出小齿轮齿数。 ，取1d 25.41dz46（5.17） 所以大齿轮齿数12.2X46=101.2，取 z2=1022z4、计算几何寸（1） d = =92mm146mz（2） d = =204mm220（3） =24.211darcot0391435（4） 04692（5） mm65.109.R2121（6） =38.
15、37 圆整取 =36mm =41mmb2B1YSa1=1.605YSa2=1.97m=1.42461z2=102d =92mm1d =204mm203914652R=109.65mm=41mm1B=36mm2北华大学机械工程学院宋东宪机设 12-1 20121501000323 课程设计- 8 -(二）低速级圆柱齿轮传动的设计计算1、选精度等级、材料及齿数1）材料及热处理：选择小齿轮材料为调质钢 40Cr（调质） ，硬度为HBS，1280HB大齿轮材料为调质钢 45 钢（调质） ，硬度为HBS，42二者材料硬度差为 40HBS；2）精度等级选用 7 级精度（GB 1009588） ；3）试选小
16、齿轮齿数 22，1Z大齿轮齿数 ；2842圆 柱i2、按齿面接触强度设计由教材公式（109a ）进行计算，即 （5.18）td1231tEdHKTZum （1）确定公式内的各计算数值1）转矩 =101880Nmm22）试选载荷系数 =1.61tku= 4为i3）根据教材表（10-7）选取尺宽系数 1。d4) 由教材表（10-5）查得材料的弹性影响系数 189.8EZ12Mpa5) 小齿轮的接触疲劳强度极限 650Mpa；Hlim1大齿轮的解除疲劳强度极限 =550Mpa；li26) 根据教材式（10-13 ）计算应力循环次数：60 jLh60436.361 （2830010 ） 1.2561N2n 910= 1.256 /4=0.314 （5.19）2N为i19107) 由教材图 10-23 查得接触疲劳的寿命系数：=1.61tk650MpHlim1a；Hlim2=550MpaKHN1=0.90 KHN2=0.954为iu91062.N278
