机械设计课程设计说明书模板综述.docx
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机械设计课程设计说明书模板综述
燕山大学
机械设计课程设计说明书
题目：
带式输送机传动装置
学院（系）：
机械工程学院
年级专业：
09级机械设计及理论
学号：
090101010322
学生姓名：
乔旋
指导教师：
许立忠
教师职称：
教授
目录
一、设计任务书..................................................................
二、传动方案分析.............................................................
三、电动机的选择和参数计算........................................
四、传动零件的设计计算.................................................
五、轴的设计......................................................................
六、键的选择校核............................................................
七、轴承的校核...................................................................
八、联轴器的选择及校核................................................
九、密封与润滑的选择....................................................
十、减速器附件及说明...................................................
十一、装配三维图........................................................
十二、设计小结.............................................................
参考资料...................................................................
二、传动方案分析
2.1.传动系统的作用：
作用：
介于机械中原动机与工作机之间，主要将原动机的运动和动力传给工作机，在此起减速作用，并协调二者的转速和转矩。
2.2传动方案的特点：
特点：
结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。
由于电动机、减速器与滚筒并列，导致横向尺寸较大，机器不紧凑。
但齿轮的位置不对称，高速级齿轮布置在远离转矩输入端，可使轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形部分地抵消，以减缓沿齿宽载荷分布有均匀的现象。
2.3电机和工作机的安装位置：
电机安装在远离高速轴齿轮的一端；
工作机安装在远离低速轴齿轮的一端。
2.4画传动系统简图：
设计及计算过程
结果
三、电动机的选择和参数计算
电动机是标准部件，设计时要根据工作机的工作特性，工作环境和工作载荷等条件，选择电动机的类型、结构容量和转速。
1、选择电动机类型和结构形式
由于生产单位一般多采用三相交流电源，因此无特殊要求时应选三相交流电动机，又有三相异步电动机应用最广泛，所以根据用途选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自冷式结构。
2、选择电动机的容量（功率）
由于减速器工作载荷较稳定，长期连续运行，所选电动机的额定功率等于或稍大于所需的工作功率Pd即Ped≥Pd，电动机就能安全工作。
（1）卷筒的输出功率
（2）电动机输出功率Pd
传动装置的总效率
式中
、
、…为从电动机至卷筒轴的各传动机构和轴承的效率。
弹性柱销联轴器
=0.99；圆柱齿轮传动
=0.97；滚动轴承
=0.98；则
故
电动机计算公式和有关数据皆引自《机械设计课程设计指导手册》第9页~第11页、第119页
主要参数：
Pw=1.41Kw
设计及计算过程
结果
3、转速：
卷筒转速:
电机转速nd=（8~40）
=452.80~2264r/min
选择同步转速为1000r/min的电动机，如下表：
电动机型号
额定功率（kw）
同步转速（r/min）
满载转速（r/min）
起动转矩/额定转矩
最大转矩/
额定转矩
Y100L-6
2.2
1000
940
2.0
2.0
4、传动比分配
（1）各轴转速：
Ⅰ轴
Ⅱ轴
Ⅲ轴
卷筒轴
（2）各轴的输入功率
Ⅰ轴
Ⅱ轴
Ⅲ轴
传动装置总传动比
的确定及其分配公
式和有关数据皆引自
《机械设计课程设计
指导手册》第12页
~第15页
设计及计算过程
结果
卷筒轴
（3）各轴的输入转矩
电动机的输出转矩Td为：
Ⅰ轴
Ⅱ轴
Ⅲ轴
卷筒轴
轴号
功率P
/kw
转矩T
/（N·m）
转速n
/（r·min）
传动比i
效率
电机轴
1.66
16.86
940
1.00
0.99
1轴
1.64
16.69
940
4.80
0.95
2轴
1.56
76.15
195.83
3.46
0.95
3轴
1.48
250.46
56.60
1.00
0.97
卷筒轴
1.44
243.00
56.60
表2运动和动力学参数
设计及计算过程
结果
四、传动零件的设计计算
1、高速级齿轮的设计
1.1选精度等级、材料及齿数
1）材料及热处理；
选择小齿轮材料为45钢，调质，硬度为240±10HBS，大齿轮材料为45钢，正火，硬度为200±10HBS，二者材料硬度差为40HBS。
2）精度等级选用8-7-7级精度；
3）选小齿轮齿数z1＝20
大齿轮齿数
取
＝96；
误差
4）初选
=15°φd=1.1
1.2按齿面接触强度设计
因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算
（1）载荷系数
动载系数Kv=1.07
齿轮计算公式和有关数据皆引自《机械设计》第76页~第98页
斜齿圆柱齿轮主要参数：
45号钢调质
HB1=240HBS
HB2=200HBS
z1=20
z2=96
=15°
φd=1.1
Kv=1.07
设计及计算过程
结果
齿间载荷分配系统
，齿向载荷分配系数
则
（2）计算小齿轮传递的转矩
（3）查得区域系数
（4）重合度系数
因
，取
，
（5）螺旋角系数
（6）弹性影响系数
（7）按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限应力σHlim1＝590MPa；大齿轮疲劳强度极限应力σHlim2＝470MPa；
（8）应力循环次数
取疲劳寿命系数
;
（允许有点蚀）
（9）接触疲劳许用应力
取失效概率为1％，安全系数S＝1，由式（10－12）得
σHlim1=590MPa
σHlim2=470MPa
设计及计算过程
结果
取
（10）试算小轮分度圆直径d1t
（11）实际圆周速度
（12）修正载荷系数：
按
查得动载系数
（13）校正分度圆直径
（14）计算法向模数
取
（15）中心距
圆整取
（16）修正螺旋角
（17）修正由于
之值改变较小，所以不需要修正
.
d=38.95mm
=
设计及计算过程
结果
（27）计算分度圆直径
（17）齿宽
圆整取
mm，
mm
1.3齿根弯曲强度校核
（1）重合度系数
（2）螺旋角系数
（3）当量齿数
，
（4）齿形系数
（5）应力修正系数
（6）弯曲疲劳极限应力及寿命系数
，
mm
mm
1
设计及计算过程
结果
（7）弯曲疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1
（8）弯曲应力
结论：
强度足够
所以：
第一级齿轮的参数为
齿轮类型
齿数
分度圆直径mm
齿宽mm
中心距mm
螺旋角
模数
传动比
齿顶高系数
顶隙系数
小齿轮
20
41.38
53
120
14.84º
2
4.8
1
0.25
大齿轮
96
198.62
46
1.4.结构设计
大齿轮为锻造结构，小齿轮为齿轮轴
S=1
设计及计算过程
结果
2.低速级齿轮的设计及其计算
2.1选精度等级、材料及齿数
1）材料及热处理；
选择小齿轮材料为45钢，调质，硬度为240±10HBS，大齿轮材料为45钢，正火，硬度为200±10HBS，二者材料硬度差为40HBS。
2）精度等级选用8-7-7级精度；
3）选小齿轮齿数z1＝20
大齿轮齿数
，圆整取z2＝70；
误差
4）初选
=14°φd=1.1
2.2按齿面接触强度设计
因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算
（7）载荷系数
动载系数Kv=1.0
齿轮计算公式和
有关数据皆引自
《机械设计》
76页~第98页
斜齿圆柱齿轮主
要参数：
45号钢
调质
HB1=240HBS
HB2=200HBS
Z1＝20
Z2＝70
=14°
φd=1.1
Kv=1.0
=1.62
=1.75
设计及计算过程
结果
齿间载荷分配系统
，齿向载荷分配系数
则
（8）计算小齿轮传递的转矩
（9）查得区域系数
（10）重合度系数因
>1,取
=1
（11）螺旋角系数
（12）弹性影响系数
（13）按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限应力σHlim1＝590MPa；大齿轮疲劳强度极限应力σHlim2＝470MPa；
（14）应力循环次数
取疲劳寿命系数
;
（允许有点蚀）
（15）接触疲劳许用应力
取失效概率为1％，安全系数S＝1，由式（10－12）得
=3.37
σHlim1＝590MPa
σHlim2＝470MPa
设计及计算过程
结果
取
（10）试算小轮分度圆直径d1t
（11）实际圆周速度
（12）修正载荷系数：
按
查得动载系数
（13）校正分度圆直径
（14）计算法向模数
取
（15）中心距
圆整取
（16）修正螺旋角
（17）修正由于
之值改变较小，所以不需要修正
.
d=58.05mm
设计及计算过程
结果
（27）计算分度圆直径
（17）齿宽
圆整取
=69mm，
mm
2.3齿根弯曲强度校核
（1）重合度系数
（2）螺旋角系数
（3）当量齿数
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