机械基础课程说明14页wordWord文件下载.docx
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包装工程班级：
包工1101
学生姓名:
学号:
指导教师:
湖南工业大学科技学院教务部制
2019年6月28日
1.设计数据及要求
运输带的工作拉力:
；
运输带的工作速度：
卷筒直径：
。
本设计为降速传动，同时将电动机的输出的转矩升高。
又由上运动简图可知，本设计中的机械为二级传动机械，其中第一级为带传动（存在一定误差），第二级为齿轮传动（精度较高，可调整误差）。
故在选定电动机并计算出总传动比后要将传动比进行合理分配，以达到最佳传动效果。
1.1工作条件：
工作条件，连续单向运转，载荷平稳，空载起动，使用期限10年，小批量生产。
两班制工作，运输带速度允许误差为5％。
1.2其他设计要求：
传动装置简图：
如图1-1所示。
图1—1
2.总体设计
2.1确定传动方案：
根据设计任务书的要求和工作条件，初步选定传动方案为带式输送机传动装置。
2.2选择电动机：
电动机已经标准化、系列化。
应按照工作的要求，根据选择的传动方案选择电动机的类型、功率和转速，并在产品目录中查出其型号和尺寸。
2.2.1确定电动机的类型
根据任务书要求可知：
本次设计的机械属于恒功率负载特性机械，且其负载较小，故采用Y型三相异步电动机（全封闭结构），其结构简单，起动性能好，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体、无特殊要求的场合。
另外，根据此处工况，采用卧式安装。
2.2.2确定电动机的功率
工作机构所需要的电动机输出功率为：
式中——工作机构所需要输入功率，即指运输带主动端所需功率，；
——电动机至工作机构主动端之间的总效率。
工作机构所需功率：
式中——工作机构的工作阻力，；
——工作机构卷筒的线速度，；
——工作机构的效率。
所以
由传动装置简图分析可知：
——带传动效率；
——齿轮的轴承的效率；
——齿轮传动的效率；
——联轴器的效率；
——卷筒的轴承的效率；
——卷筒的工作效率。
由电动机至工作机构之间的总效率（包括工作机构效率）为
查【2】表9.4得：
；
（初选齿轮为八级精度）；
则有（减速器内部有两对轴承，其机械效率相同，均为）。
2.2.3确定电动机的转速
式中——电动机可选转速范围；
——分别为各级传动机构的合理传动比范围。
卷筒轴的工作转速为
按推荐的合理传动比范围，取带传动的传动比，单级齿轮传动比，则合理总传动比的范围，故电动机转速的可选范围为
符合这一范围的同步转速有、、。
再根据计算出的功率，由【2】附表2.1查出有三种适用的电动机型号。
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量以及带传动和减速器的传动比，比较三个方案可知，方案2适中，比较适合，则选。
2.2.4确定电动机的型号
根据上述确定的电动机类型，电动机功率，电动机转速，选定电动机型号为，所选电动机的额定功率，满载转速，总传动比适中，传动装置结构较紧凑。
所选电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如下表所示。
表1.所选用电动机的相关参数。
电动机型号
额定功率
电动机转速
总传动比
同步转速
满载转速
2.3计算传动装置的总传动比，分配各级传动比
电动机选定后，根据电动机的满载转速和工作机构主动轴的转速，即可求得传动装置的总传动比为
在多级传动中，传动装置的总传动比又是各级串联传动机构传动比的连乘积，应为
2.3.1计算传动装置的总传动比
已选定电动机型号为，满载转速为。
2.3.2分配传动装置的各级传动比
式中——分别为带传动和减速器的传动比。
为使带传动外廓尺寸不致过大，取。
则
2.4计算各轴的转速、功率和转矩
在减速器中，按传递的路线表示出各轴为Ⅰ、Ⅱ轴等，其上的转速为，功率（转矩）为。
2.4.1各轴的转速
式中——电动机满载转速，；
——分别为带传动、齿轮传动的传动比；
——分别为Ⅰ、Ⅱ轴的转速，。
Ⅰ轴
Ⅱ轴
Ⅱ轴转速即为工作机构的卷筒轴的转速，。
2.4.2各轴的输入功率
式中——电动机的输出功率，；
——分别为Ⅰ、Ⅱ轴的输入功率，；
——分别为电动机与Ⅰ轴、Ⅰ轴与Ⅱ轴间的传动效率。
卷筒轴的输入功率为
2.4.3各轴的转矩
式中——该轴的输入功率，；
——该轴的转速，；
——该轴所传递的转矩，。
电动机轴
卷筒轴
表2.初步计算传动参数
轴
初算转速
功率
初算转矩
Ⅰ轴
342.86
2.92
82.16
II轴
81.83
2.81
330.6
卷筒轴
2.76
324.02
带轮传动比
齿轮传动比
2.8
4.19
3.计算带传动、齿轮传动的主要参数和几何尺寸
3.1带传动的设计
①．带型号、长度、根数；
②．中心距、带轮直径、宽度；
③．安装初拉力、对轴的作用力。
3.1.1求计算功率
查【1】表13-8得，故
3.1.2选带型号
选普通带，根据，，由【1】图13-15查出此坐标点位于A型，故选用A型带。
3.1.3求大、小带轮基准直径
由【1】表13-9，应不小于，现取。
由【1】表13-9取280（虽使略有增大，但其误差小于％，故允许）。
3.1.4验算带速
带速在范围内，合适。
3.1.5求带基准长度和中心距
初步选取中心距
取，符合。
带长
查【1】表13-2，对A型带选用。
再计算实际中心距
3.1.6验算小带轮包角
，合适。
3.1.7求带根数
今，查【1】表13-3得
传动比
查【1】表13-5得
由查【1】表13-7得，查【1】表13-2得，由此可得
取4根。
3.1.8求作用在带轮轴上的压力
查【1】表13-1得，单根带的初拉力
作用在轴上的压力
3.1.9带轮结构设计
带轮结构：
腹板式
3.1.10带轮宽度的确定
根据带带轮轮缘尺寸（基准宽度制）得型带轮，故有带轮宽度，故取。
表3.所设计带传动中基本参数
带型号
长度
根数
型
1800
4
中心距
带轮直径
宽度
598.5
64
安装初拉力
对轴压力
实际传动比
147.65
1169.39
2.86
3.2齿轮传动的设计
3.2.1选择材料及确定许用应力
小齿轮用调质，查【1】表11-1可知，齿面硬度为，取硬度为，接触疲劳极限为，取，弯曲疲劳极限为，取。
大齿轮用正火，查【1】表11-1可知，齿面硬度为，取硬度为，接触疲劳极限为，取，弯曲疲劳极限为，取。
查【1】表11-5得，最小安全系数，（一般可靠度，取值稍偏高用于安全计算）。
3.2.2按齿面接触强度设计
设齿轮按8级精度制造。
查【1】表11-3可知，载荷系数（电动机，中等冲击），取。
查【1】表11-6可知，齿宽系数（软齿面，对称布置），取。
小齿轮上的转矩
查【1】表11-4得，弹性系数（锻钢），对于标准齿轮，区域系数
式中代是为了安全计算，使得两个齿轮均适用。
齿数取，则（满足传动比的前提下，尽可能使齿数互质、取奇数）。
故实际传动比，满足误差要求。
初估模数
初估齿宽
圆整取，（保证啮合，故取小齿轮比大齿轮宽）。
查【1】表4-1得，标准模数为，故实际的，
3.2.3验算轮齿弯曲强度
查【1】图11-8得，齿形系数，
查【1】图11-9得，齿根修正系数，
安全。
3.2.4齿轮的圆周速度
对照【1】表11-2可知选用8级精度是适合的。
表4.齿轮传动设计的基本参数
材料
热处理
齿数
分度圆直径
齿宽
小齿轮
45钢
调质
39
117
95
大齿轮
正火
163
492
90
模数
3
4.20
304.5
4.减速器箱体基本尺寸设计
根据【2】表中12-1中的箱体基本尺寸经验公式可算出如下数据：
4.1箱体壁厚：
箱座：
（取）；
箱盖：
（取）。
4.2凸缘：
箱座凸缘厚度；
箱盖凸缘厚度；
箱座底凸缘厚度。
4.3螺钉及螺栓：
地脚螺钉直径；
地脚螺钉数目：
轴承旁连接螺栓直径；
盖与座连接螺栓直径；
连接螺栓的间距；
轴承端盖螺钉直径；
视孔盖螺钉直径；
定位销直径（取整得）。
4.4螺钉螺栓到箱体外避距离：
查【2】表12-2得：
至箱体外壁距离为：
到凸缘边缘距离：
箱体外壁至轴承端面距离：
4.5箱体内部尺寸：
大齿轮齿顶圆与箱体内壁距离：
齿轮端面到箱体内壁的距离：
（增加散热）；
箱盖、箱座肋厚。
4.6视孔盖
由于单级减速器中心距为，故查【2】表11-2得：
窥视孔长；
窥视孔盖长；
横向螺栓分布距离；
视孔盖宽；
纵向螺栓分布距离；
螺栓孔直径；
孔数4个。
4.7其中吊耳和吊钩
吊耳环的结构设计：
根据【2】表12-3中的推荐设计公式知：
吊耳肋厚度为；
吊耳环孔径为，倒角为；
吊耳环空心到箱体外壁距离为。
吊钩的结构设计：
吊钩长；
吊钩高；
吊钩内深；
吊钩内圆半径；
吊钩厚度。
5.轴的设计
1，5—滚动轴承2—轴
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