机械基础课程设计Word格式.doc
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1600
1.1
180
（1）工作情况：
一班制，输送机连续单向运转，载荷有轻微震动，室内工作，少粉尘。
（2）使用期限：
10年，大修期三年，每年工作300天。
（3）生产批量：
100台（属小批生产）。
（4）工厂能力：
中等规模机械厂，可加工7～8级精度齿轮。
（5）动力来源：
三相交流（220V/380V）电源。
（6）允许误差：
允许输送带速度误差。
5、设计任务
（1）设计图。
一级直齿（或斜齿）圆柱齿轮减速器装配图一张，要求有主、俯、侧三个视图，图幅A1，比例1：
1（当齿轮副的啮合中心距时）或1：
1.5（当齿轮副的啮合中心距时）。
（2）设计计算说明书一份（16开论文纸，约20页，8000字）。
目录
一传动装置的总体设计
1、传动方案的确定……………………………………………………1
2、电动机的选择………………………………………………………1
3、传动装置的总传动比的计算和分配………………………………3
4、传动装置的运动和动力参数的确定………………………………3
二传动零件的设计
1、V带设计……………………………………………………………5
2、齿轮传动设计………………………………………………………7
3、轴的设计……………………………………………………………11
4、滚动轴承的选择与校核计算………………………………………18
5、键联接的选择及其校核计算………………………………………19
6、联轴器的扭矩校核…………………………………………………20
7、减速器基本结构的设计与选择……………………………………21
三箱体尺寸及附件的设计
1、箱体的尺寸设计……………………………………………………23
2、附件的设计…………………………………………………………25
四设计心得…………………………………………………………27
五参考文献…………………………………………………………29
六主要设计一览表…………………………………………………30
七附图………………………………………………………………31
设计内容：
一、传动装置的总体设计
1、确定传动方案
本次设计选用的带式输送机的机械传动装置方案为V带传动和一级闭式齿轮传动，其传动装置见下图。
2、选择电动机
（1）选择电动机的类型
按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，电压380V，Y系列。
（2）选择电动机的额定功率
①带式输送机的性能参数选用表1的第6组数据，即：
表一
工作机所需功率为：
②从电动机到工作机的传动总效率为：
其中、、、、分别为V带传动、齿轮传动、滚动轴承、弹性套柱销联轴器和滚筒的效率，查取《机械基础》P459的附录3选取=0.95、=0.97（8级精度）、=0.99（球轴承）、=0.995、=0.96
故
③电动机所需功率为
又因为电动机的额定功率
查《机械基础》P499的附录50，选取电动机的额定功率为2.2kW，满足电动机的额定功率。
（3）确定电动机的转速
传动滚筒轴工作转速：
查《机械基础》P459附录3，V带常用传动比为i1=2~4，圆柱齿轮传动一级减速器常用传动比范围为i2=3~5（8级精度）。
根据传动装置的总传动比i与各级传动比i1、i2、…in之间的关系是i=i1i2…in，可知总传动比合理范围为i=6~20。
又因为，
故电动机的转速可选择范围相应为
符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min和1500r/min三种。
（4）确定电动机的型号
选上述不同转速的电动机进行比较，查《机械基础》P499附录50及相关资料得电动机数据和计算出总的传动比，列于下表：
方案
电机型号
额定功率kW
电机转速r/min
电机质量kg
参考
价格（元）
总传动比
同步
转速
满载转速
1
Y100L1-4
2.2
1500
1420
38
760
12.166
2
Y90S-6
1000
910
63
1022
7.797
3
Y132S-8
750
710
79
800
6.083
表二
为降低电动机重量和价格，由表二选取同步转速为1500r/min的Y系列电动机，型号为Y100L1-4。
查《机械基础》P500附录51，得到电动机的主要参数以及安装的有关尺寸（mm），见以下两表：
电动机的技术数据
电动机型号
额定功率
（kw）
同步转速
（r/min）
表三
电动机的安装及有关尺寸（mm）
中心高
H（mm）
外形尺寸
底脚安装尺寸
A×
B
地脚螺栓孔直径K
轴伸尺寸
D×
E
键公称尺寸
F×
H
100
160×
140
12
8×
表四
3、传动装置的总传动比的计算和分配
（1）总传动比12.166
（2）分配各级传动比
各级传动比与总传动比的关系为i=i1i2。
根据V带的传动比范围i1=2~4，初选i1＝3.042，则单级圆柱齿轮减速器的传动比为4，符合圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围i2=3~5（8级精度），且符合了在设计带传动和一级圆柱齿轮减速器组成的传动装置中，应使带传动比小于齿轮传动比，即i带<
i齿。
4、计算传动装置的运动和动力参数
（1）计算各轴输入功率
①0轴（电动机轴）的输出功率为：
②1轴（减速器高速轴）的输入功率：
从0轴到1轴，经过V带传动和一个联轴器，所以：
③2轴（减速器低速轴）的输入功率：
从1轴到2轴，经过一对轴承，一对齿轮传动，一对齿轮啮合传动，所以：
④3轴（滚筒轴）的输入功率：
从2轴到3轴，经过一对轴承，一个联轴器，所以：
（2）计算各轴转速
①0轴（电动机轴）的转速：
②1轴（减速器高速轴）的转速：
③2轴（减速器低速轴）的转速：
④3轴（滚筒轴）的转速：
（3）计算各轴转矩
①0轴（电动机轴）的转矩：
②1轴（减速器高速轴）的转矩：
③2轴（减速器低速轴）的转矩：
④3轴（滚筒轴）的转矩：
把上述计算结果列于下表：
参数
轴名
输入功率（kW）
转速（r/min）
输入转矩
（N.m）
传动比
传动效率
轴0（电动机轴）
14.796
3.042
0.95
轴1（高速轴）
2.09
466.798
42.758
4
0.9603
轴2（低速轴）
2.007
116.700
164.240
0.98505
轴3（滚筒轴）
1.977
161.785
表五
二、传动零件的设计
1、箱外传动件设计（V带设计）
（1）计算设计功率Pd
根据V带的载荷有轻微振动，一班工作制（8小时），查《机械基础》P296表13－6，取KA＝1.1。
即
（2）选择带型
普通V带的带型根据传动的设计功率Pd和小带轮的转速n1按《机械基础》P297图13－11选取。
根据算出的Pd＝2.42kW及小带轮转速n1＝1420r/min，查图得：
dd=80～100可知应选取Z型V带。
（3）确定带轮的基准直径并验证带速
由《机械基础》P298表13－7查得，小带轮基准直径为50～90mm（ddmin=50mm），则取dd1=80mm>
ddmin.（dd1根据P295表13-4查得）
由《机械基础》P295表13-4查“V带轮的基准直径”，得=250mm
①误差验算传动比：
（为弹性滑动率）
误差符合要求
②带速
满足5m/s<
v<
25~30m/s的要求，故验算带速合适。
（4）确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角
由式
可得0.7（80+250）2（80+250）
即231660，选取=500mm
所以有：
由《机械基础》P293表13－2查得Ld＝1600mm
实际中心距
符合要求。
3.042142080
（5）确定带的根数z
查机械设计手册，取P1=0.35KW，△P1=0.03KW
由《机械基础》P299表13－8查得，取Ka=0.95
由《机械基础》P293表13－2查得，KL＝1.16
则带的根数
所以z取整数为6根
（6）确定带轮的结构和尺寸
根据V带轮结构的选择条件，Y100L1-4型电机的主轴直径为d=28mm；
由《机械基础》P293，“V带轮的结构”判断：
当3d＜dd1（90mm）＜300mm，可采用H型孔板式或者P型辐板式带轮，这次选择H型孔板式作为小带轮。
由于dd2>
300mm，所以宜选用E型轮辐式带轮。
总之，小带轮选H型孔板式结构，大带轮选择E型轮辐式结构。
（7）确定带的张紧装置
选用结构简单，调整方便的定期调整中心距的张紧装置。
（8）计算压轴力
由《机械基础》P303表13－12查得，Z型带的初拉力F0＝55N，上面已得到=161.74o，z=6，则
（9）带轮的材料
选用灰铸铁，HT200。
2、减速器内传动件的设计（齿轮传动设计）
（1）选择齿轮材料、热处理方法及精度等级
①齿轮材料、热处理方法及齿面硬度
因为载荷中有轻微振动，传动速度不高，传动尺寸无特殊要求，属于一般的齿轮传动，故两齿轮均可用软齿面齿轮。
查《机械基础》P322表14－10，小齿轮选用45号钢，调质处理，硬度260HBS；
大齿轮选用45号钢，调质处理，硬度为220HBS。
②精度等级初选
减速器为一般齿轮传动，圆周速度不会太大，根据《机械设计学基础》P145表5－7，初选8级精度。
（2）按齿面接触疲劳强度设计齿轮
由于本设计中的减速器是软齿面的闭式齿轮传动，齿轮承载能力主要由齿轮接触疲劳强度决定，其设计公式为：
②确定载荷系数K
因为该齿轮传动
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