1、- 1 -课 程 设 计 说 明 书课程名称： 机械设计基础 A 设计题目：单级圆柱齿轮减速器的一级 V 带传动专 业： 工业设计 班级： 0901 学生姓名: 欧亚军 学 号: 09405200130 指导教师: 余江鸿 湖南工业大学教务处 制年 月 日- 2 -题目名称：单级圆柱齿轮减速器的一级 V 带传动一：工作条件工作年限 15工作班制 1工作环境 灰尘极少载荷性质 轻微冲击生产批量 单件滚筒效率 0.96二：技术数据(电机转速为 600900r/min)- 3 -滚筒圆周力 F/N带速v/(m/s)滚筒直径D/mm滚筒长度L/mm2200 1.5 280 400三：设计任务1、设计计
2、算说明书一份，内容包括：传动方案的分析与拟定、原动机的选择、传动比及分配、传动装置的运动及动力参数计算、V 带传动设计、齿轮传动设计、轴的设计、轴承的选择和校核、键连接的选择和校核、联轴器的选择、箱体的结构设计、减速器附件的选择、润滑和密封、课程设计总结和参考文献。2、A1 装配图 1 张四：课程设计工作进度计划：序号 起 迄 日 期 工 作 内 容1 2011.1.32011.1.3 分配课程设计任务，发设计任务书2 2011.1.42011.1.4 分析机构运动简图3 2011.1.52010.1.6 带传动/齿轮传动设计计算4 2011.1.72011.1.8 装配图及零件图绘制5 20
3、11.1.92011.1.9 汇总主指导教师签名 余江鸿 日期： 2010 年 12 月 29 日五：主要参考资料：1 刘扬、王洪等，机械设计基础(第 1 版)，北京：清华大学出版社，北京交通大学出版社，2010 年 8 月2 王洪、刘扬，机械设计课程设计，北京，北京交通大学出版社，2010 年 3 月3 闻邦椿，机械设计手册 1(第 5 版) ，北京，机械工业出版社，2010 年 1 月4 闻邦椿，机械设计手册 2(第 5 版) ，北京，机械工业出版社，2010 年 1 月- 4 -目 录一、拟定传动方案 5二、选择电动机 6三、传动装置总传动比及其分配 7四、传动装置的运动及动力参数计算
4、8五、V 带传动设计 10六、轴的设计 13七、键连接的选择和校核 14八、课程设计总结和参考文献 15- 5 -一、拟定传动方案 结 果传动方案的分析：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，还要求结构简单、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。传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。带传动承载能力较低，在传递相
5、同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。传动方案拟定：题目：带式运输机传动装置的设计1.工作条件：1 班制，使用年限 15 年，载荷有轻微冲击，小批量生产，滚筒效率为 0.96。2.原始数据：滚筒圆周力 F=2200N；带速 V=1.5m/s；滚筒直径D=280mm，长度 L=400mm，电机转速为 600900r/min。传动简图：二:选择电动机 F=2200NV=1.5m/
6、sD=280mmL=400mm- 11 -1:电动机类型和结构型式的选择：按已知的工作要求和 条件，选用 Y 系列三相异步电动机。2:确定电动机的功率：传动装置的总效率： 总= 带2 轴承 齿轮 联轴器滚筒. 查 设计P18 表 3-3： 带=0.95，2 轴承=0.99*0.99， 齿轮=0.97， 联轴器=0.99， 滚筒=0.96 带入上式可得： 总= 带2 轴承 齿轮 联轴器 滚筒=0.8584.电机所需的工作功：Pd=FV/1000 总 =22001.5/10000.8584 =3.844kw.满足 Pe=Pd 条件的 Y 系三项交流异步电动机额定功率 Pe 应取为 4Kw.查设计P
7、112 表 12-1.选型号为 Y160M1-8 的电动机。电动机型号额定功率满载转速电流 额定转矩最大转矩额定电流Y160M1-84.0 715 9.91 2 2 63:确定电动机转速:由上表可知电动机的满载转速 nm=715r/min,工作转速 nw=60000v/D=60000*1.5/3.14*280=102.37r/min.=0.8584Pd=3.844kwPe=4Kwnm=715r/minnw=102.37r/min- 12 -三:传动装置总传动比:合理地分配各级传动比，是传动装置总体设计中的一个重要问题，它将直接影响到传动装置的外廓尺寸、重量及润滑条件。分配传动比主要考虑下列诸因
8、素。1.各级传动比一般应在常用的范围内，知常用传动机构的主要特性及适用范围。2.各级传动零件应做到尺寸协调，结构匀称，避免传动零件之间发生相互干涉或安装不便。3.在两级或多级齿轮减速器中，应使各级传动大齿轮的浸油深度大致相等，以便于实现统一的浸油润滑。4.尽量使传动装置获得较小的外廓尺寸和较小的重量。根据电动机满载转速 n =715r/min 和工作机转速 nw=102.37 mr/min,可得传动装置所要求的总传动比i = n /nw=715/102.37=6.98am分配各级传动比由传动方案知，传动装置的总传动比等于各级传动比的乘积，即 123aniiia. 查设计P19 表 3-4 取
9、i 带= 3.i =6.98ai 带=3- 13 -四:传动装置的运动及动力参数计算:在选定电动机型号、分配传动比之后，可计算传动装置的运动和动力参数，即各轴的转速、功率和转矩。计算各轴转速（r/min）:0/mni式中，n 电动机的满载转速； 电动机轴至轴的传动比。m同理， n =n / =nm/( ) 1i01in =n / =nm/( ) 22其余类推，得电动机满载 ：n =715r/min2 轴：n =n /i 带=715/3=238.33r/minm3 轴：n =n /i 齿轮=n /( ) =715/3/2.33=102.29r/min01i4 轴：n =n /i2=n /( )=
10、715/3/2.33/1=102.29r/minm012i式中 i 带电动机轴至轴的传动比(带传动)i 齿轮轴至轴的传动比(齿轮传动) 轴至轴的传动比2计算各轴的功率（kW）:P1=P =3.844kwdN2=238.33 r/minN3=102.29r/minN4=102.29 r/minP1=3.844kwP2=3.65kWP3=3.51kWP4=3.44 kW=3.工 作 机30kW- 14 -P2=P 带=3.65kWdP3= PI 轴承 齿轮=3.65 0.99 0.97 kW=3.51kWP4= PII 轴承 联轴器=3.51 0.99 0.99kW=3.44kW工作机轴功率 =P
11、 =3.440.96kW=3.30kW工 作 机 w计算各轴转矩:电动机的输出转轴:=9550 P / n =9550 3.844/715 = 51.34dTdmNmT2= 带 i 带=51.34 3 0.95 =146.32d T3=TI i 带 轴承 齿轮=0.950.993113.64 =320.64 NmT4=TII 轴承 联轴器2i=320.6410.990.99 =314.26Nm工作机输出转矩 = T = 314.260.96 =301.69工 作 机 wNm=51.34 dTNmT2=146.32T3=320.64NmT4=314.26- 15 - 17 -五:V 带传动设计:
12、带传动的主要失效形式为打滑和带的疲劳破坏。因此，带传动的设计准则为：在保证带不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度和寿命。确定设计功率 （kW） :cP由课本 P151 表 10-7 得：kA=1.1 P=3.84KW PC=KAP=1.13.844=4.23KW 选择普通 V 带截型:据 PC=4.23KW 和 n =238.33r/min 由课本 P152 图 10-8 得：选用B 型 V 带确定带轮的基准直径 d 并验证带速:初选小带轮的基准直径 查课本 P152 表 10-8.取小带轮的基准直径 d =132mmd =125mm。1min验证带速：v=( d n )/(60 1000)
13、=(3.14 132 715)/(60 1000)m/s= 1m4.94m/s 因 vd =125mm 1minv=( d n )/(60 1000)=(3.14 140 715)/(60 1000)m/s=5.24 1mm/s 因 5m/s=38.34mm1查考虑键槽影响以及联轴器孔径系列标准，查课本 P292 表 16-3，则取最细的轴径 d1=40mm轴的结构设计:轴上零件的定位，固定和装配: 单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过渡配合固定.确定轴各段直径和长度:d1
14、=40mm，考虑前面所述决定径向尺寸的各种因素，其他各段45 钢，正火处理硬度170217HBSA=118d1=40mm- 15 -直径可确定为：考虑在 处联轴器用轴肩实现轴向定位，所以，2d= +2(0.070.1) =45.648mm211取 d2=47mm齿轮和左端轴承从左侧装入，考虑装拆方便以及零件固定的要求，装轴处 应大于 ，所以，3d2= +(13)=4850mm3d2取 d3=50mm满足齿轮定位的同时,还应满足右侧轴承的安装要求 ,根据选定轴承型号确定.右端轴承型号与左端轴承相同,取=50mm7d与 用轴肩实现轴向定位，齿轮在左端用轴环定位,轴环直径6d7，所以 取 =60mm
15、6d确定各轴的长度：工段：d1=40mm 轮缘宽度 B=63mm， 长度取 L=65mm 选用 6210型深沟球轴承，其内径为 d=50mm, 宽度 B=20mm. 考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。选择轴承型号:由于 和 两处都安装轴承，初选深沟球轴承， 查设计7d3P149 表 15-4，可知，轴承代号为 6210，轴承宽度 B=20mm，安装尺寸为 =57mm.mina七：键连接的选择和校核:轴径 d1=40mm,L1=65mm 查课本 P231 表 13-10 得，选用 A 型平键，得： 键 1610 GB1096-79 l=L1-b=65-16=49mm d2=
16、47mmd3=50mm=50mm7d=60mm6L1=65mm6210B=20mm=57minadm- 15 -T=146.32N;m h=10mm 根据课本 P234（13-22）式得 p=4T/dhl=4146320/401049 =29.86MpaR(5060Mpa) 故该键合适。八：课程设计总结和参考文献：从整体上来说通过详细的计算和仔细的校核并且结合了实际情况，设计的过程基本正确.课程设计使我们对所学的知识得到了一次系统，完整的复习，让我们初步了解到机械的选择、设计与加工基本知识.课程设计的过程中，进一步增强了数据的处理和一些细节处理的能力.在设计过程中的经验教训总结：1.设计的过程
17、中必须严肃认真，刻苦专研，一丝不苟，精益求精，才能在设计思想，方法和技能各方面获得较好的锻炼与提高.2.机械设计课程设计是在老师的指导下独立完成的.必须发挥设计的主动性，主动思考问题分析问题和解决问题.3.设计中要正确处理参考已有资料和创新的关系。熟悉和利用已有的资料，既可避免许多重复的工作，加快设计进程，同时也是提高设计质量的重要保证.善于掌握和使用各种资料，如参考和分析已有的结构方案，合理选用已有的经验设计数据，也是设计工作能力的重要方面.4.整个设计过程中要注意随时整理计算结果，并在设计草稿本上记下重要的论据，结果，参考资料的来源以及需要进一步探讨的问题，使设计的各方面都做到有理有据.这
18、对设计正常进行，阶段自我检查和编写计算说明书都是必要的.5.课程设计达到了专业学习的预期目的.在几个星期的课程设计之后，进一步激发了我们对专业知识的兴趣，并能够结合实际存在的问题在专业领域内进行更深入的学习.6.在设计的过程中，还有一些小的问题还未能处理的很好，我会努力找的到不足，多加注意，以便以后能做的更好.参考文献1 刘扬、王洪等，机械设计基础(第 1 版)，北京：清华大学出版社，北京交通大学出版社，2010 年 8 月- 15 -2 王洪、刘扬，机械设计课程设计，北京，北京交通大学出版社，2010 年 3 月3 闻邦椿，机械设计手册 1(第 5 版)，北京，机械工业出版社，2010 年 1 月
