课程设计计算说明书汇总.docx
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课程设计计算说明书汇总
课程设计说明书
学生姓名:
朱世强
学号：
2012302020114
学院:
能源与动力工程学院
班级:
建环121班
题目:
带式输送机的驱动装置
指导教师：
付大鹏职称:
教授
2015年3月19日
目录
第1章绪论
第2章课程设计主要技术参数说明
第3章减速器性能参数计算
第4章V带的设计计算
第5章齿轮的设计计算
第6章轴的设计计算
第7章轴承、键和联轴器的设计计算
第8章箱体的结构设计
减速器润滑的选择
第十章总结及参考文献
第一章绪论
机械设计基础课程设计是教学基本要求规定，每个学生必须完成一个课程设计。
它是机械设计课程的最后一个教学环节，也是高等工科院校大多数专业学生第一次较全面的设计能力训练，其基本目的是：
1、理论联系实际的设计思想，训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论，结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识：
2、通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力、确定尺寸和选择材料，一级较全面地考虑制造工艺、使用和维护等要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件、机械传动装置或简单机械的设计过程和方法；
3、设计基本技能的训练。
例如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的能力。
课程设计的进行方式：
课程设计是在教师指导下由学生独立完成的。
每个学生都应该明确设计任务和要求，并拟定设计疾患，注意掌握进度，按时完成。
设计分阶段进行，每一阶段的设计都要认真检查，没有原则错误时才能继续进行下一阶段的设计，以保证设计质量，循序完成设计任务。
第2章课程设计主要技术参数说明
2.1课题题目
带式输送机的驱动装置。
要求系统中减速器采用斜齿轮传动；减速器与电动机之间用V带传动。
2.2主要技术参数说明
输送带的有效拉力F=1750N，滚筒直径350mm，输送带工作速度=2.4m/s。
2.3传动系统工作条件
带式输送机在常温下连续工作：
运输石块：
每天工作两班（每班工作8小时）；要求设计寿命为两年。
2.4传动系统方案选择
带式输送机传动系统简图
计算及说明
结果
第3章减速器性能参数计算
（一）性能参数计算
1、工作机效率
Pw=FV/1000=1750×2.4/1000=4.2KW
2、总效率a=1×2×3×4×
=0.96×0.97×1×1×0.992
0.90
1、2、3、4和5分别为普通V带、
齿轮、联轴器、卷筒和轴承的效率。
3、所需电机功率Pd=4.2/0.9=4.67KW
4、确定电机转速
卷筒工作转速：
n=60×1000×2.4/（×350）
=130.96r/min
5、根据推荐的传动比合理范围：
i带=2~4;i齿=3~6总传动比ia=6~24
6、可选的电动机转速nd=（6~24）×190.96
=785.76~3143.04r/min
符合这一范围的同步转速有1000、1500和3000r/min；根据机械零件手册查的，有四种适用的电机型号，分别为Y132S1-2、Y132S1-4、Y132S2-4和Y132M-6四种型号的三相异步电动机。
综合考虑各种因素，选定电动机型号为Y132S1-4
计算及说明
电动机型号Y132S1-4
结果
7、传动比分配：
i总==1440/130.96=10.996
取i带=2.80则：
i齿=3.927
（二）动力运动参数计算
（1）转速：
电机满载转速n0=1440r/min
nⅠ=n0/i带=1440/2.80=514.29r/min
nⅡ=nⅠ/i齿=514.29/3.927=130.96r/min
nⅢ=nⅡ=130.96r/min
（2）功率：
电机输出功率P0=Pd=4.67kw
PⅠ=P0×1=4.67×0.96=4.48kw
PⅡ=PⅠ×2×5=4.48×0.97×0.99=4.30kw
PⅢ=PⅡ×5×3=4.30×0.99×1=4.26kw
（3）转矩：
电机轴输出转矩
T0=9550×Pd/n满
轴号
功率（kw）
n（r/min）
T（N/m）
0
4.67
1440
30.97
1
4.48
514.29
83.25
2
4.30
130.96
313.94
3
4.26
130.96
310.80
=9550×4.67/1440=30.97N/m
TⅠ=T0×i带×1=83.25N/m
TⅡ=TⅠ×i齿×2×5=313.94N/m
TⅢ=TⅡ×5×3=310.80N/m
将上述数据列表如下：
i带=2.80
i齿=3.927
计算及说明
结果
第4章V带的设计计算
（1）电机的转速n0=1440r/min
轴Ⅰ转速nⅠ=514.29r/min
查表得，工作情况系数KA=1.2，则：
计算功率Pc=KA×PⅠ=1.2×4.48=5.38kw
（2）根据Pc=5.38kw，nⅠ=514.29r/min查图表得：
可选用A型V带，小带轮直径范围d1=75~100mm,取d1=100mm，则
d2==（1440/514.93）×100×0.98
=274.40mm
取d2=280mm，虽使n2略有减小，但其误差小于5％，故允许。
（3）验证带速
带速合适
（4）求取V带基准长度L和中心距
初步选取中心距
计算及说明
选A型V带，小带轮直径100mm
大带轮直径280mm
结果
a0=1.5（d0+d1）
=1.5×（100+380）
=570mm
=1751.1mm
对A型带选用Ld=1750mm，则实际中心距
a≈a0+=570+
=569.45mm
（5）验证小带轮包角
=180°－×57.3°
=162°>120°合适
（6）求V带根数：
传动比i==
=2.86
包角162°
查表得：
P0=1.32kw，=0.17
中心距为569.45mm
计算及说明
结果
，
取z=4
（7）求作用在带轮轴上的压力FQ
查表得，单位长度V带质量为
单根V带的初拉力
=
=149N
=2×4×149×
=1177.32N
第五章齿轮的设计计算
1、材料的选用及许用应力的确定
小齿轮选用40调质处理，齿面硬度为241~286HBS，大齿轮选用调质处理，齿面硬度为241~269HBS，相应的疲劳强度取均值：
取4根V带
计算及说明
结果
查表，取安全系数，；
2、按齿面接触强度设计计算
查表得，载荷系数K=1.6、齿宽系数=1.1,弹性系数=188.9，取螺旋角=15°，转矩TⅠ=83.25N/m，传动比u=3.927，螺旋角系数,则:
取
，取
计算及说明
结果
取Z1=22，则Z2=85，i=，与i=3.927相比，误差为1.8%,可用。
实际分度圆直径
取大小齿轮的齿宽分别为：
b2=65mm,b1=70mm
3、按齿根弯曲强度校核计算
所以，Zv1=23.67，Zv2=91.43
查图表得，
Z1=22
Z2=85
d1=56.35mm
d2=217.73mm
计算及说明
结果
安全
4、齿轮的圆周速度
查表可知，选用9级精度合宜的。
5、大齿轮尺寸计算如下表所示：
模数
2.5
齿数
z
85
螺旋角
12°41′31″
分度圆直径
d
217.73
齿顶高
2.5
齿根高
3.13
顶隙
c
0.63
6、齿轮结构设计计算
小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构。
大齿轮有关计算：
轴孔直径ds=56
轮毂直径dh=1.6ds=89.6mm
轮毂长度lh≈b2=65mm
腹板厚度c=0.3b=19.5mm
轮缘厚度δ=（2.5~4）mn≈10mm
计算及说明
结果
第6章轴的设计计算
6.1轴的材料和热处理选择
（1）轴的材料选择45号钢，并作调质处理，查表得，许用弯曲应力
（2）按扭转强度估计最小轴径
由表查得，,取A0=110,
考虑到最细轴段要安装联轴器，会有键槽存在，故将估算直径加大5%，取为36.99mm
（3）设计轴的结构并绘制草图
由于设计的是单级减速器，将齿轮布置在箱体内部的中央位置，轴承对称安装在齿轮两齿轮两侧，故将轴的结构设计成中间大两端小阶梯轴，设计有6段轴。
确定各段轴径，取d1=45mm，d2=50mm，d3=50mm，d4=56mm，d5=62mm，d6=55mm，
确定各轴段长度：
（4）轴上转矩T=314.18Nm
计算及说明
结果
（4）轴上转矩T=314.18Nm
圆周力
径向力
轴向力
（5）求垂直面的支承反力
=-156.10N
=（1075.63+156.10）N
=1231.73N
水平面上得反力
F1H=F2H=Ft/2=1442.16N
（6）绘制垂直面的弯矩图
（7）绘制水平弯矩图
（8）绘制合成弯矩图
计算及说明
结果
轴传递的转矩T=314.18Nm
（9）求危险截面当量转矩
由图可见，a—a面最危险，其当量弯矩为
<56mm
合格
合格
设计及说明
结果
第七章轴承、键和联轴器的设计计算
1、轴承的设计计算
选用角接触球轴承7210AC2个，公称接触角α=25°
1）轴承的内部轴向力
Fs1=0.68Fr1=0.68×156.10=106.15N
Fs2=0.68Fr2=0.68×1231.73=837.58N
FA+Fs1=749.81<837.58
∴轴承压紧端承受的轴向载荷
Fa1=Fs2-Fa=837.58-643.66=193.92N
轴承放松端承受的轴向载荷
Fa2=Fs2=837.58N
2）计算轴承1、2的当量动载荷
查表得e=0.68，压紧端Fa1/Fr1=1.24＞e
放松端Fa2/Fr2=0.68
由此查表得X1=0.41，Y1=0.87，X2=1，Y2=0
∴当量动载荷
P1=X1Fr1+Y1Fa1
=0.41×156.10+0.87×193.92
=232.71N
P2=X2Fr2+Y2Fa2
=1×1231.73+0=1231.73N
3）计算所需的径向基本额定动载荷C
∵P2＞P1，故以轴承的径向当量动载荷P2
为计算依据，谷物为轻微冲击，查表得
计算及说明
结果
fp=1.1,工作温度ft=1
轴工作寿命为2年，3班制，每班工作8小时，故Lh=11680h
所以，
=9998.20N
查表得轴承的径向基本额定动载荷Cr=52.8KN
∴选7211AC型号的轴承适用
2.键的
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