1、机械设计课程设计计算说明书机械设计课程设计任务书学生姓名： 学号： 专业任务起止时间设计题目：设计带式输送机中的传动装置一、 传动方案如图 1 所示：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 /mm 400传送带运行速度 v /(m/s) 1.6运输带上牵引力 F /N 1900每日工作时数 T /h 24传动工作年限 5单向连续平稳转动，常温空载启动。三、设计任务：1.低速轴零件图 1 张（A3 图纸）2.低速轴齿轮零件图 1 张（A3 图纸）3.设计说明书 1 份在 1 周内完成并通过答
2、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教师签字目 录一、电机的选择 1二、传动装置的运动和动力参数计算 2三、V 带传动设计 3四、设计减速器内传动零件（直齿圆柱齿轮）5五、轴的结构设计计算 6六、校核轴承寿命 11七、键连接的选择和计算 11八、箱体的设计 11九、心得体会 121一、电机的选择1.1 选择电机的类型和结构形式：依工作条件的要求，选择三相异步电机：封闭式结构U=380 VY 型1.2 电机容量的选择工作机所需的功率 PW=Fv /1000= 3.04kWV 带效率 1：0.95滚动轴承效率（一对） 2：0.98闭式齿轮传动效率（一对）
3、 3:0.97联轴器效率 4：0.99工作机（滚筒）效率 5(w)：0.96传输总效率 =1 23 3 4 5 =0.841则，电动机所需的输出功率 PW=Pd/=3.61kW1.3 电机转速确定卷筒轴的工作转速 = 76.4 r/minW601vnDV 带传动比的合理范围为 24，一级圆柱齿轮减速器传动比的合理范围为 37，则总传动比的合理范围为 =628，故电动机转速i的可选范围为：=458.41528r/min dWni2在此范围的电机的同步转速有：750r/min、1000 r/min、1500 r/min依课程设计指导书表 18-1：Y 系列三相异步电机技术参数（JB/T9616-1
4、999）选择电动机型 号：Y112M-4 额定功率 Ped：4kW同步转速 n：1500r/min 满载转速 nm：1440r/min二、传动装置的运动和动力参数计算总传动比： 18.85mWni总2.1 分配传动比及计算各轴转速取 V 带传动的传动比 i0=3则减速器传动比 i=i/i0=6.282.2 传动装置的运动和动力参数计算0 轴（电动机轴） 3.61kW0dP1440r/minmn23.94Nm0095Tn1 轴（高速轴） 3.43kW101P480r/min0ni68.24Nm11950Tn32 轴（低速轴） 3.26 kW2123P76.43 r/minni407.34 Nm2
5、2950Tn3 轴（滚筒轴） 3.16kW324P76.43r/minn394.84Nm33950Tn以上功率和转矩为各轴的输入值，13 轴的输出功率或输出转矩为各自输入值与轴承效率的乘积。各轴运动和动力参数如下表：表 2-1 各轴运动和动力参数功率 P/kW 转矩 T/Nm轴名输入 输出 输入 输出转速n/(r/min) 传动比 i 效率 0 轴 3.61 23.94 14401 轴 3.43 3.36 68.24 66.88 480 3 0.952 轴 3.26 3.19 407.34 399.19 76.43 6.28 0.953 轴 3.16 3.13 394.84 386.94 76
6、.43 1 0.97三、V 带传动设计3.1 确定计算功率根据已知条件结合教材机械设计基础 由图/表 13-9 得到工作情况系数 KA=1.3，故 Pca=KAPd= 4.46 kW。3.2 选择普通 V 带型号已知 Pca，n m，结合教材机械设计基础 由图/表 13-15 确定4所使用的 V 带为 A 型。3.3 确定带轮基准直径并验算带速(1) 结合教材 机械设计基础由图/表 13-4 ，初选小带轮直径 dd1=90mm。(2) 验算带速： 6.79m/s，满足 5m/s120合格。ood2118057.3a3.6 计算 V 带根数 Z由 nm，d d1 结合教材机械设计基础查图/表 1
7、3-4 得P0=1.07kW。由 nm，i 0，A 型带，查图/表 13-6 得P 0= 0.17 kW。已知 1 查表 13-8 得 K=0.96，已知 Ld 查表 13-2 得 KL=1.00 则5V 带根数 3.74，取 z= 4。ca0L()PzK四、设计减速器内传动零件（直齿圆柱齿轮）4.1 齿轮传动设计计算(1) 选择材料及确定许用应力由教材机械设计基础表 11-1 确定以下参数：表 4-1 高速级齿轮材料及许用应力齿轮 热处理方式 齿面硬度 /MPaHlim/MPaFE小齿轮 40MnB 调制 241286 HBS 700MPa 600MPa大齿轮 ZG35SiMn 调制 241
8、269 HBS 600MPa 500MPa由表 11-5，取安全系数 SH=1.0，S F=1.25。则许用应力为：700 MPa 600MPaHlim11SHlim22S480 MPa 400MPaFE1 FE22(2) 按齿面接触强度设计设齿轮按 9 级精度制造，由教材机械设计基础表 11-3 得载荷系数 K=1.0，由表 11-6 得齿宽系数 d=1.0，由表 11-4 可得弹性系数 ZE=189.8 。12MPa小齿轮传递的（输入）转矩：T 1=68240Nmm (注意单位换算)小齿轮分度圆直径：41.72 mm。2131t dmin2. EHKiZd6齿数取 z1=21，z 2=iz
9、1 132，故实际传动比 i1=z2/ z1=6.28。齿宽42 mm（圆整） 。取大齿轮齿宽 b2=50 mm，为补偿安装误d1tb差，取小齿轮齿宽 b1=b2+(510) =60mm。模数 m=d1t/z1=1.99，按表4-1，取标准模数 m=2，实际分度圆直径42mm， 264mm，中心距 153mm。1dzd12a(3) 齿轮的圆周速度1.06m/s。160nv对照表 11-2 可知，选 9 级精度是合适的。4.2 传动齿轮的主要参数表 4-2 传动齿轮的主要参数高速轮 低速轮齿数 z 21 132中心距 a /mm 153模数 m /mm 2齿宽 b /mm 60 50分度圆直径
10、d/mm 42 264齿顶高 ha /mm 2 2齿根高 hf /mm 2.5 2.5齿高 h /mm 4.5 4.5齿顶圆直径 da /mm 46 268齿根圆直径 df /mm 38 260五、轴的结构设计计算5.1 高速轴的计算（1 轴）根据表 14-1 得，高速轴材料为：45 钢，热处理方式：7调制，许用弯曲应力 -1b=65 MPa。(1) 初估轴径初选轴径，根据扭转强度计算初估。由表 14-2 得常数 A0=11021.0mm1310PdAn考虑到键槽的作用，轴径增加 3%为 21.63mm，圆整后暂取d1=22mm。(2) 轴的径向尺寸设计根据轴及轴上零部件的固定、定位、安装要求
11、，确定轴的结构如下图：表 5-1 高速轴径向尺寸确定轴段直径 d/mm 确定方法 说明d1=22 d1=22 初估轴径d2=28 d2=d1+3C1d3=35 d3=d 轴承内圈直径d4=40 d4=d3+3C1 高速齿轮d6=40 d6=d4d7=35 d7=d3 轴承内圈直径(3) 轴的轴向尺寸设计8轴的结构图如下：经验值的计算与选取：轴承端盖至箱外传动件间的距离 L=L+2-4-B=35 箱座壁厚 =8联接螺栓至外箱壁的距离 C1= 23；至凸缘边距离 C2= 20轴承座宽度 L=C1+C2+(510)=57齿轮至机体内壁的距离 2=10大齿轮齿轮端面的距离 3=60轴承内侧至箱体内壁的
12、距离 4=10（指导书 38 页图 5-12）表 5-2 高速轴轴向尺寸确定轴段长度 L /mm 确定方法 说明L1=70 L1键长 L 比四根皮带轮略宽L2=35 L2=L 与 L相等L3=27 L3=L+2+3- LL4=7 L4=2-3 由 2 估算得出L5=60 L5=3 齿轮宽度L6=7 L6=L4L7=24 L7=4+B+3-3l1=57 l1= L5/2+L6+B/2+4+3l2=57 l2= L5/2+2+B/2+4l3=77 l3=L1/2+L2+B/295.2 低速轴的计算（2 轴）根据表 14-1 得，低速轴材料为：45Cr 合金钢，热处理方式：调质，许用弯曲应力 -1b
13、=75MPa。(1) 初估轴径初选轴径，根据扭转强度计算初估。由表 14-2 得常数 A0=10034.94mm2310PdAn考虑到键槽的作用，轴径增加 3%为 35.99mm，圆整后暂取d1=36mm。(2) 轴的径向尺寸设计根据轴及轴上零部件的固定、定位、安装要求，确定轴的结构如下图：表 5-5 低速轴径向尺寸确定轴段直径 d/mm 确定方法 说明d1=50 d1= d4d2=60 d2=d3-4C1d3=55 d3=d4+3C1d4=50 d4=d（ 轴承内径） 轴承内圈直径10d5=45 d5=d6+3C1d6=40 d6=d 联轴器轴孔直径表 5-6 所选用联轴器的主要参数型号 公
14、称转矩 Tn /Nm 许用转速 nr/min 轴孔直径 d /mm 轴孔长度 L /mm 轴孔长度 L1 /mmTL7 500 3600 40 112 84(3) 轴的轴向尺寸设计轴的结构图如下：经验值的计算与选取：轴承端盖至箱外传动件间的距离 L=33 箱座壁厚 =8联接螺栓至外箱壁的距离 C1= 23；至凸缘边距离 C2= 20轴承座宽度 L=C1+C2+(510)=57齿轮至机体内壁的距离 2=10大齿轮齿轮端面的距离 3=50轴承内侧至箱体内壁的距离 4=10表 5-7 低速轴轴向尺寸确定轴段长度 L /mm 确定方法 说明L1=27 L1=B+4+1L2=7 L2=2-3L3=49
15、L3 3有齿轮宽度决定L4=36 L4= B+4+211L5=33 L5= LL6=110 L6 L（联轴器孔长）由联轴器孔的长度 L 决定l1=96 l1= L6/2+L5+B/2l2=53 l2=L3/2+L4-B/2l3=54 l3=L1+3-B/2+L2+L3/2六、校核轴承寿命表 7-1 所选用的轴承主要参数轴名称 轴承代号 d / mm D / mm B /mm Cr / kN高速轴 6007 35 62 14 16.2低速轴 6010 50 80 16 22.0轴承设计要求寿命 4000060000 hhL七、键连接的选择和计算本设计减速器共需键：3 个。表 8-1 键的主要参数
16、轴名 安装直径 d / mm 类型 h / mm b /mm轮毂长度/ mm(1.52)Ld键长 L /mm高速轴 22 A 型 6 6 40 6555 A 型 10 16 90 45低速轴40 A 型 8 12 70 90八、箱体的设计表 9-1 铸铁减速器箱体的主要结构尺寸（mm）名称 符号 尺寸12机座壁厚 8机盖壁厚 1 8机座凸缘厚度 b 12机盖凸缘厚度 b1 12机座底凸缘厚度 b2 20地脚螺钉直径 df 18地脚螺钉数目 n 8轴承旁联接螺栓直径 d1 14盖与座联接螺栓直径 d2 9连接螺栓 d2 的间距 l 170轴承端盖螺钉直径 d3 8窥视孔盖螺钉直径 d4 3定位销
17、直径 d 7df,d1,d2 至外机壁距离 C1 23df,d2 至凸缘边缘距离 C2 20轴承旁凸台半径 R1 20凸台高度 h 200外机壁与轴承座端面距离 l1 49大齿轮端面圆与内机壁距离 1 10齿轮端面与内机壁距离 2 10机盖，机座筋厚 m1,m m1 7，m 7轴承端盖外径 D2 102，120轴承旁联接螺栓距离 s 120九、心得体会在这次课程设计中，我感触最深的当属查阅了各种设计书和指导书，有时为了选择一个合适的轴承，需要查阅大量的资料，从材料到加工工艺，需要考虑13许多因素。为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计书是十分必要的，同时也是必不可少的。设计每种零件都要先从标准件考虑，然后向标准件靠拢，所设计的每个尺寸都要进行仔细而严谨的考虑，凭空猜想只能是浪费时间。另外，也要感谢刘老师在这次课程设计中给予我们的支持与帮助。
