1、.机械设计基础课程设计计算说明书设计题目带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器系机械系专业材料成型及控制工程班级15-1设计者孙新凯指导教师2017 年06 月12 日.目录一、设计任务书0二、带式运输送机传动装置设计1三、普通 V 带传动的设计4四、斜齿圆柱齿轮传动设计6五、滚动轴承和传动轴的设计10六、轴键的设计18七、联轴器的设计18八、润滑和密封19九、设计小结20十、参考资料20一.设计任务书一 .设计题目设计带式输送机传动装置。二.工作条件及设计要求.1. 工作条件：两班制，连续单项运转，载荷较平稳室内工作，有粉尘，环境最高温度 35；2. 使用折旧期： 8 年;3. 检查间隔期：四年一
2、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 380/220V5. 运输带速允许误差为 5%。6.制造条件及批量生产：一般机械厂制造，小批量生产。三.原始数据第二组选用原始数据： 运输带工作拉力F=2200N运输带工作速度V=1.1m/s卷筒直径 D=240mm四.设计任务1.完成传动装置的结构设计。2.完成减速器装备草图一张（A1）。3.完成设计说明书一份。二.带式运输送机传动装置设计电动机的选择1.电动机类型的选择： 按已知的工作要求和条件， 选用 Y 型全封闭笼.型三相异步电动机2.电动机功率的选择：PE =Fv/1000=2200*1.1/1000=2.4
3、2kw3. 确 定 电 动 机 的 转 速 ： 卷 筒 工 作 的 转 速n W =60*1000/(*D)=60*1000*1.1/(3.14*240)=87.58r/min4.初步估算传动比：由机械设计基础表14-2，单级圆柱齿轮减速器传动比 =620电动机转速的可选范围；n d =i v n w=(620)87.58=(525.481751.6) r/min因为根据带式运输机的工作要求可知，电动机选1000r/min 或1500r/min 的比较合适。5.分析传动比，并确定传动方案（ 1）机器一般是由原动机，传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力， 变换其运动形式以
4、满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。 传动装置是否合理将直接影响机器的工作的性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要结构简单，制造方便，成本低廉，传动效率高和使用维护方便。本设计中原动机为电动机、工作机为皮带输送机。传动方案采用两级传动，第一级传动为带传动， 第二级传动为单级圆柱齿轮减速器选用 V 带传动是 V 带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大， 但有过载保护的优点， 还可以缓和和冲击振.动。齿轮传动的传动效率高， 使用的功率和速度范围广、 使用寿命较长。由于本运输送机是在室内， 考虑工作的背景和安全问题， 固在齿轮区采用封闭式，可达到更好的
5、效果。故其方案示意图如下图所示：6.传动装置的总功率由图1可知：总带承齿承联承卷由机械设计手册表1-5 可知。初选弹性联轴器、球轴承、8级齿轮精度查表可知总=096*099*0.97*0.99*099*0.99*0960.867.电动机所需的工作功率.PPE2.42 2.81KWd0.86总查机械设计课程设计手册表12-1可知。符合同步转速1000r/minY132S-6 和 1500r/minY100L2-4适合，考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格比较，则选n=1500r/min。即确定这里取Y100L2-4 其额定功率 Ped3KW ，满载转速为 1430r/min。8.分配传动比i 总
6、n满143016 .33n w87 .58又i 总i 带i 齿考虑润滑条件为使两级大齿轮直径相近取i 带=4则 i 齿 =4.1 9.计算各轴的转速轴 n1=nm=1430r/min轴 n=n/i 1=1430/4=357.5r/min轴 n= n/i =357.5/4.1=87.2r/min卷筒轴 nw = n=87.2r/min10.计算各轴的功率轴 p1=pd=2.81kw轴 p=322.670.990.97=2.56kw轴 p =p 32=2.670.990.97=2.56kwP 卷 = p42=2.560.990.99=2.51kw.11. 计算各轴的转Td=9.55 106Pd/n
7、 m=1.88 104N/mmT1=Td=1.88 104N/mmT =9.55 106P/n =7.13 104 N/mmT轴 =T 3 2i =2.82 105N/mm卷筒轴 T 卷=T 42=2.76 105N/mm12. 运动和动力参数计算结果列出表轴名轴轴轴卷筒轴参数转速 n（r/min ）1430357.587.287.2输入功率 P（kw）2.812.672.562.51输入转矩 T()1.887.13 2.82 2.76 104N/mm104N/m105N/m105N/mmmm传动比 i44.11效率0.950.960.98三 . 普通 V 带传动的设计设计说明书.步骤（ 1）
8、计算功率（ 2）选择带型（ 3）确定带轮基准直径（ 4）验算带速（ 5）计算带长计算及说明结果查机械设计基础表7-8 可知取 K A1.2K A1.2则 PCK A P实1.2* 2.813.37kwPC3.37Kw据 PC3.37Kw 和 n11430r/min 由图 10-3 可知 A 型选 A 型带由机械设计基础表 7-9 可知，确定 d d 190 mmd d190 mm则 dd 2id d1 4 * 90360mmd d2355 mm查机械设计基础表取标准值d d2355 mmVd d1 n 1* 90 * 14306 . 74 m/sV=6.74 因为60 * 100060 * 1
9、0005m/sv 25m/s 符合要求初定中心距0.7 （90355） a02 （90355）a0750mm初选V 带中心距 a =750mm0取 a0750mm（ d d22L2240 mm带的基准长度 L d02a 0（ d d1d d1 ）dd d2）4a 02L d02222mm由 机 械 设 计 基 础 表7-3选 取 相 近 的L d2240 mm（6）确定中心aa0L dL d0759mm2距amina0.015L d725mma=759 mmamaxa0.03L d826mm（7）验算包角00a 160o90o1 160 0118057 .3（ d d2d d1）符 合.要求（
10、8）确定带的据和n1，查机械设计基础表7-5可知0P1.07kwdd1P=1.070根数 Z查表 7-6可知 P00.17. 由小轮包角查表 7-7P00.17K0.95 。查表 7-3 可知 K L 1.06 .则有取 Z=4ZPC3.9(1.070.17)0.95 1.06(9) 单根 V 带 由机械设计基础 查表 7-2 得 A 型 V 带的单位质量的的初拉力长度 q=0.1kg/m 所以 F0500P C( 2.5 - 1) qv 2125 NF0125NZVK（10）作用在FQ2 ZF 0sin （1） 985 NFQ985N2轴的力小带轮采用实心式dd1=75mm大带轮为轮辐式dd
11、2 =300mm由机械设计基础表 7-2 取单根带宽为 13mm取带轮宽为 52mm轮毂宽度 48mm四. 圆柱齿轮传动设计设计说明书步骤计算及说明结果（1）选选用斜齿圆柱齿轮传动 ，小齿轮选用 45钢调质处理， 硬度为择齿轮217255HBS;齿轮类大齿轮选用 45 钢正火，硬度为 169217HBS。因为是普通减型材料速器，有机械设计基础表 9-1 选用 8级精度。和精度小齿轮选用 45 钢调质处度为 230HBS;大齿轮选用正火，硬度为 190HBS.(2) 接触 两齿轮均为刚质齿轮，由式 9-3 可求出 d1 值，先确定有关参数疲 劳 强 与系数；查表 9-4 取 K=1.2K=1.2
12、度设计9.5510 6 2.67T1N m 7 .13 10 4 N mmT1 7.13 10 4 N mm 载 荷357.5系 K 小 齿小齿轮齿数取 Z124 . 则大齿轮齿数为 Z2 98, 单级齿轮传动Z124Z 2 98 d 1轮 转 矩对称布置，由表9-8 取齿宽系数 d 1T1由图 9-6查得H lim1 580Mpa H lim1580Mpa 齿 数 H lim2390MpaZ1 和 齿 H lim2390Mpa 查表 9-7 查得安全系 SH1.0 。按预期寿命宽 系 数10 年，单向运转，两班制工作，计算应S H1.0d 许 用接 触 应力 H初 选 螺旋 角 =13 o
13、一般 在8o25o. 许 用接 触 应 H lim 1580 1力 H 1Mpa580MpaS H1 H HH H lim 2390Mpa 390 Mpa d1 2KT1/ 由式（ 9-3 ）得 H 21SHd*u-1/u(ZEZHZ ) 2 1/357.22mm分度圆直径12580Mp390Mpa（3）几d 157 .22 cos 13取标准模数 m=2.5mm.m=2.5m242 .31 查表 8-2.z 1何尺寸1d =61.86mm计算1n 1d =mZ /cos =2.5 24/0.97=61.86mmd2= mnZ2 /cos =2.5 98/0.97=252.58mmd2=252
14、.58mmb2=dd2=161.86=61.86mmb2=65mmb1=b2+(5 10)=66.86 71.86mm圆取整 b1=70mmb2=65mm则b 1=70mm（3）几a m （ Z1Z 2） 2157.21 取 a=157mma 157 mm.何尺寸计算（4）按根据式 , 如 F F , 查得 Flim1 433 .5Mpa齿根弯 F lim 2324. 6 Mpa F 1曲疲劳由表 9-7查得 Y =4.15Y=3.94Fs2Fs1F 2强度校核重合度系数 Y按式（ 9-8 ）计算得 Y=0.25+0.75/1.66=0.7433.5Mp324.6Mp许用弯曲应力齿形系数及应力
15、修正系数强度校核螺旋角系数 Y=1- * /120 o=1-1*14.07 o/120 o=0.88计算大小齿轮的YFS/ F并加以比较YFS1/ F1=4.15/433.5=0.0096Y FS2/ F2=3.94/324.6=0.0121 F143. 52M由表可知小齿轮较弱故代入大齿轮数据进行校核有 F 1 F1=2KT1/bd 1mn* Y FS1*Y*Y=2*1.2*7.13*104*4.15*0.7*0.88/70*61.86*2.5=43.52f da , 所以 A轴承压紧 C 放松 则轴向力为 ;.Fa1=555+132=687N 向左 F a2=461.6N 向右因 F a1
16、/cor=687/22000=0.031Fa2/cor=461.6/22000=0.021查表 e 1=0.43e2=0.40所以 Fda=e 1FH1=0.43*1154=496.22N当量动载荷的求解Fa1/F H1=687/1154=0.595e 1径向 x=0.44 轴向 Y=1.3Fa1/F H1=461.6/330=1.398e2x=0.44Y=1.4P=fP（xFr +YFa）由机械设计基础表11-8 取 f P=1.2Pra =1.2*(0.44*1154+1.3*687)=1681.032Prc =1.2*(0.44*330+1.4*461.6)=949.28故只需对 A 轴
17、承进行校核检验 A 轴承的寿命基本额定动载 26.5kw由Lh=(10 6/60n)*(c/Pra ) 3=(10 6/60*87.2)*(26500/1681.032)3=748171.06. 128 年8 年六 . 轴键的设计1. 带轮与输入轴间键轴径 d=25 轮毂长度 L=35mm 查机械设计课程设计手册表4-1选择 A 型平键b=8 h=7 L=28 (GB/T/1095-2003)3. 输出轴与齿轮间键的选择轴径d=63轮毂长度L=70mm小型平键 ;b=18 h=11 L=56 (GB/T/1096-2003)3. 输出轴与联轴器间键的选择d=38 L=59A型平键b=10h=8
18、 L=50mm (GB/T/1096-2003)七联轴器的设计（1）类型选择由于两轴相对位移很小， 运转平稳，且结构简单，对缓冲要求不高，故选用弹性柱销联。.（2）载荷计算由可知其中 K A 为工作情况系数，由课本表5-2 得 K A 1.3计算转矩 TcK A T1.3 162.37211.081N m（3）型号选择根据 Tc ，轴径 d，轴的转速n， 查标准 GB/T 5014-2003，选用 HL2型弹性柱销联，其额定转矩Tn315N m 许用转速n=5600r/min。因为 TC211.081N mTn故符合要求八 . 润滑和密封1. 密封由于选用的电动机为低速，常温，常压的电动机则可
19、以选用毛毡密封。毛毡密封是在壳体圈内填以毛毡圈以堵塞泄漏间隙， 达到密封的目的。毛毡具有天然弹性， 呈松孔海绵状，可储存润滑油和遮挡灰尘。轴旋转时，毛毡又可以将润滑油自行刮下反复自行润滑。2润滑(1) 对于齿轮来说，由于传动件的的圆周速度v 12m/s, 采用浸油润滑，因此机体内需要有足够的润滑油，用以润滑和散热。同时为了避免油搅动时泛起沉渣，齿顶到油池底面的距离H不应小于 3050mm。.对于单级减速器，浸油深度为一个齿全高， 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。(2) 对于滚动轴承来说，由于传动件的速度不高，且难以经常供油，所以选用润滑脂润
20、滑。这样不仅密封简单，不宜流失，同时也能形成将滑动表面完全分开的一层薄膜。九.设计小结机械设计课程设计是我们机械类专业学生第一次较全面的机械设计训练，是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性环节。(1) 通过这次机械设计课程的设计， 综合运用了机械设计课程和其他有关先修课程的理论， 结合生产实际知识， 培养分析和解决一般工程实际问题的能力，并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。(2) 学习机械设计的一般方法， 掌握通用机械零件、 机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。(3) 进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。参考资料1 鲍莉主编、机械设计基础、河南科学技术出版社。.3 吴宗泽高志 清华大学罗圣国李威 北京科技大学主编、机械设计课程设计手册（第四版）、高等教育出版社。.
