机械设计基础课程设计详细计算带图纸.docx
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机械设计基础课程设计详细计算带图纸
.
学号：
课程设计
一．前
铸造车间型砂输送
题
目
设备的传动装备设计
教学院
机电工程学院
专
业
机械制造及自动化
班
级
08机电专2
姓
名
邓子云
2010年
6月10日
指导教师
*********
言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
6
二．电动机的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
6
三．总传动比和分配传动比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
7
四．运动与动力参数的计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
8
五．带传动的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
8
六．齿轮传动的设计计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
10
七．减速器箱体基本尺寸设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
12
八．轴的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
14
九．联轴器的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
19
十．对轴承的校核⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
19
十一．
普通平键的选择及校核⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
20
十二．
润滑方式与密封形式的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
22
十三．
设计小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
22
十四．
参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
23
十五．
附图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
24
2009～2010学年第2学期
《机械部件设计》课程设计任务书
设计名称
带式运输机
班级
08机电专2
地点J2—502
传动装置设计
一、课程设计目的
课程设计是机械设计基础课程重要的实践性教学环节。
课程设计的基本目的是：
1．综合运用机械设计基础和其它先修课程的知识，分析和解决机械设计问题，进一步巩固、
加深和拓宽所学的知识。
.
.
2．通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意见，熟悉掌握机械设计
的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。
3．通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进行全面的机
械设计基本技能的训练。
二、课程设计内容
课程设计的内容主要包括：
分析传动装置的总体方案；选择电动机；传动系统计算；传动零件、轴、轴承、联轴器等的设计计算和选择；装配图和零件图设计；编写设计计算说明书。
课程设计中要求完成以下工作：
1．减速器装配图1张（A1图纸）；
2．减速器零件图2张（A3图纸）；
3．设计计算说明书1份。
附：
（一）设计数据
原始数据
题
号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
运输带拉力F（N）
3000280027002600260025002750310030002900
运输带速度
1.8
2.2
2.4
2.5
2.6
2.7
2.5
2.1
2.3
2.4
V（m/s）
滚筒直径D（mm）
300
330
340
350
360
380
380
300
360
320
（二）工作条件
该传动装备单向传送，载荷有轻微冲击，空载起动，两班制工作，使用期限
10年（每年按
300天计算），运输带容许速度误差为5%。
（三）运动简图
（四）设计计算说明书
内容
0、封面（题目、
班级、姓名、学
号、指导老师、时间）
1、目录（标题、
页次）
2、设计任务书（装订原发的设计任务书）
3、前言（题目分析、传动方案的拟订等）
4、电动机的选择，传动系统计算（计算电动机所需的功率、选择电动机、分配各级传动比，
计算各轴转速、功率和扭矩）
5、传动零件的设计计算（带传动设计计算，齿轮传动设计计算）
6、轴的设计计算及校核
7、轴承的选择和计算
.
.
8、键联接的选择和校核
9、联轴器的选择
10、箱体的设计（主要结构和设计计算及必要的说明）
11、润滑和密封的选择、润滑剂的型号及容量、减速器的附件及说明
12、设计小结（设计体会、本次设计的优缺点及改进意见等）
13、参考资料（资料的编号[]，作者，书名，出版单位和出版年、月）
三、进度安排
第14周周一电动机选择和机械传动系统计算、带传动的设计计算周二齿轮传动的设计计算、低速轴的设计
周三低速轴的校核、高速轴的设计、轴承的选择、联轴器的选择
周四轴承的校核、普通平键的选择及校核、箱体的结构设计、润滑方式和密封型式
的选择等
周五减速器装配图的草图设计
第15周周一～周二画减速器装配图
周三画零件图
周四编写课程设计说明书；课程设计总结
周五答辩
四、基本要求
课程设计教学的基本要求是：
1．能从机器功能要求出发，分析设计方案，合理地选择电动机、传动机构和零件。
2．能按机器的工作状况分析和计算作用在零件上的载荷，合理选择零件材料，正确计算零件
工作能力和确定零件主要参数及尺寸。
3．能考虑制造工艺、安装与调整、使用与维护、经济性和安全性等问题，对零件进行结构设
计。
4.绘图表达设计结果，图样符合国家制图标准，尺寸及公差标注完整、正确，技术要求合理、
全面。
5.在客观条件允许的情况下，初步掌握使用计算机进行设计计算和使用计算机绘制装配图、
零件图的方法。
机电基础教研室
一．前言
1.题目分析
运动简图
.
根据任务书的要求，我们得知本设计为降速传动，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。
2.原始数据：
运输带的有效拉力：
运输带的有效速度：
F=3100N
v=2.1m/s
滚筒直径：
D=300mm
二．电动机的选择
1.选择电动机类型：
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）即可达到所需要求。
另外，根据此处工况，采用卧式安装。
2.选择电动机的功率：
工作机功率：
P
Fv
6.51kW
1000
工作机所需电动机输出功率：
P
P
（
为传动总机械效率）
由任务书中的运动简图分析可知：
1——V带传动效率；
4
——联轴器的效率；
2——齿轮传动的轴承效率；
5
——滚筒轴承的效率；
3——齿轮传动的效率；
6
——滚筒效率。
查【2】表1-7得：
1
4
0.96、
0.97、
2
5
0.99、
0.98、
3
6
0.97、
（初选齿轮为八级精度）
0.96。
则有：
2
34560.960.99
2
0.970.970.980.960.83（减速器内部有
2对轴承，其机械效率
12
相同，均为
2）
3.确定电动机转速：
滚筒转速为：
60
1000v
n
133.69r/min
D
取V带传动的传动比范围为：
i1'24
取单级齿轮传动的传动比范围为：
i2'
3
5（工程经验）
则可得合理总传动比的范围为：
i'
i1'i2'
620
.
.
故电动机转速可选的范围为：
nd'
i'n802.14
2673.8r/min
查【2】表12-1，得满足要求的可选用电动机转速为：
970r/min、1460r/min。
为了使得电动机与传动装置的性能
均要求不是过高，故择中选用
1460r/min的转速。
其初定总传动比为：
nd
1460
i
10.92
n
133.69
综上，可选定电动机型号为：
Y160M-4。
其相应参数列于表
1：
表1.所选用电动机的相关参数。
电动机型号
额定功率
同步转速
满载转速
总传动比
Y160M-4
11KW
1500r/min（4级）
1460r/min
10.92
三．总传动比和分配传动比
1.总传动比：
由上一步算得知i10.92
2.分配传动比：
由工程经验知顶分配传动比除了满足
i1'
24、i2'
35外，还应满足i1
i2。
故取：
V带
传动比为i1
2.79，齿轮传动比为i2
i
3.914。
i1
四．
运动与动力参数的计算
1．各轴转速：
nd
1460
n
523.3
Ⅰ轴：
Ⅰ
523.3r/min
；Ⅱ轴：
Ⅱ
Ⅰ
133.7r/min
。
n
i1
n
i2
2.79
3.914
2．各轴功率：
Ⅰ轴：
Ⅰ
1=7.840.96=7.5264kW
；
P=P
Ⅱ轴：
P=P
23=7.526
0.990.97=7.228kW
。
ⅡⅠ
3．各轴转矩：
P
7.5264
Ⅰ轴：
Ⅰ
Ⅰ
9550
137.35N
m
；
T
nⅠ
523.3
TⅡ
PⅡ
7.228
m
Ⅱ轴：
nⅡ
9550
516.29N
。
133.7
表2.初步计算传动参数
功率（kW）
初算转速（r/min）
初算转矩（N*m）
Ⅰ轴
7.5264
523.3
137.35
II轴
7.228
133.7
516.29
带轮传动比齿轮传动比
2.793.914
.
.
五．带传动的设计
a.带型号、长度、根数；
b.中心距、带轮直径、宽度；
c.安装初拉力、对轴作用力。
1．求计算功率
带轮Ⅰ（小）输入功率：
P
7.84kW，根据任务书所述要求及所选电动机（三相一步电动机，工作于
16小时
内（两班制），载荷变动小（带式输送机））查【1】表13-8，得工况系数：
KA
1.2。
故有PC=PKA
9.408kW。
2．选V带型号：
由于此处传动功率适中，考虑到成本，故选用普通V带。
根据PC=9.408kW、n
1460r/min查【1】图13-15，
可得该交点位于A、B型交界处，且稍偏向B型，故选用B型V带。
3．挑小径（求大小带轮基准直径）：
查【1】表13-9可知d1125mm（带轮直径不可过小，否则会使带的弯曲应力过大，降低其寿命）
。
查【2】表
12-4得d1320mm（小轮下端不可超过电动机底座，
否则于地面相干涉，
设计不合理）。
查【1】表13-9下方d1
推荐值，稍比其最小值大即可，故取d1132mm。
n1
d1
（1）
1460
0.010.02为滑动率（见
由【1】式13-9得d2
132（10.02）360.9mm，其中
n2
523.3
【1】的211页，此取0.02）。
查【1】表13-9下方带轮直径推荐值，寻其最近值得
d2355mm。
虽d2实际取之交原定只小，但
实
际
传
动
比
i1''
d2
）
123
355
2.744
，
其
误
差
d1（1
（1
0.02）
i1
i
''
w1
1
100%
1.65%
5%
，故满足误差范围。
i1
4．验算带速：
v
d1n1
3.14159
132
1460
10.09m/s，在v
525m/s内，适合。
（功率恒定时，速度越大则受
1000
60
1000
60
力越小；但根据公式
qv2
c
知，速度越大会使带的安装初拉力及其对轴压力增大，故应适中；根据工程实践，
A
得此范围
5到25间）
5．估中定周长及反求实中（求
V带基长与中心距
a）:
初步估算中心距：
a0
1.5（d1
d2）
1.5（132
355）
730.5mm，为圆整计算，取
a0
750mm（满足
0.7（d1
d2）
a0
2（d1
d2），工程经验）。
.
.
由【1】式13-2得带长：
L0
2a0
（d1
d2）
（d1d2）
2
4a0
2344.03mm，查【1】表13-2，对于B型带选用
2
带长Ld
2500mm。
再由【1】式13-16反求实际中心距：
a
a0
Ld
L0
828mm。
2
6．验算小轮包角：
由【1】式13-1得：
1180
d2
d1
57.3
164.57
120，合适。
a
7．求V带根数z：
由【1】式13-15得：
z
Pc
。
此处n11460r/min,d1
132mm查【1】表13-3
得P0
2.82kW；
P）K
（P0
KL
根据
i
''
2.744，查【】表
13-5
得
P
0.46kW
；由
164.57
查【1】表
13-7
得
K
0.95
，查【】
1
1
表13-2
得KL1.03
。
故z
9.408
2.93，取整z
3根。
（2.82
0.46）
0.95
1.03
8．求作用在带轮轴上的压力
FQ:
查【1】表13-1得q
0.17kg/m。
由【1】式13-17得F0
500Pc
（
2.5
1）
2
zv
K
qv270.86N为其安装初拉力。
作用在轴上的压力为：
FQ
2zF0sin
1
1610.45N。
2
9．V带轮宽度的确定：
查【1】表13-10得B型带轮e
19
0.4,fmin
11.5，故有带轮宽度
B
2（e
fmin）
61
0.8，故取B62。
表3.所设计带传动中基本参数
带型号
长度
根数
B型
2500mm
3根
中心距
带轮直径
宽度
828mm
d1=132,d2=355
61mm
安装初拉力
对轴压力
实际传动比
270.86N
1610.45N
2.744
六．齿轮传动的设计计算
1.选择材料及确定许用应力：
小齿轮：
初选45钢，调制处理。
查【1】表11-1得知其力学性能如下：
硬度197
286HBS，接触疲劳极限Hlim550
620MPa（取
585计算，试其为线性变化取均值）
，弯曲疲
劳极限
FE410480MPa（取445计算）。
大齿轮：
初选45钢，正火处理（当大小齿轮都为软齿面时，考虑到校齿轮齿根较薄，弯曲强度较低，且受载次
.
.
数较多，故在选择材料和热处理时，一般使小齿轮齿面硬度比大齿轮高20-50HBS）。
查【1】表11-1得知其力学
性能如下：
硬度156217HBS，接触疲劳极限Hlim350400MPa（取375计算），弯曲疲劳极限FE280340MPa
（取310计算）。
由表【1】11-5得：
SHlim1.13,SFmin1.（3一般可靠度，取值稍偏高用于安全计算）。
由此得：
[
[
H1
F1
]
Hlim
1
518MPa，[
H2]
Hlim2
332MPa
SHlim
SHlim
]
FE1
342MPa，[
F2]
FE2
238MPa
SFmin
SFmin
；
。
2.按齿面接触强度设计：
根据前计算i
10.92,
升级会员 