机械设计基础课程设计(共17页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上机械设计基础课程设计计算说明书设计题目： 设计带式输送机中的传动装置 专业年级： 电气工程系15级 学 号： 学生姓名： 宋 指导教师： 机械工程系完成时间 2017年 7 月 7 日专心-专注-专业机械设计基础课程设计任务书学生姓名： 学号：111 专业：电气工程系任务起止时间：2017年 7 月 3 日至 2017年 7 月 7 日设计题目：设计带式输送机中的传动装置一、 传动方案如图1所示：1电动机；2V带传动； 3单级圆柱齿轮减速器4联轴器；5带式输送机；6鼓轮；7滚动轴承图1 带式输送机减速装置方案图二、原始数据滚筒直径d /mm400传送带运行速度v /(

2、m/s)1.6运输带上牵引力F /N2100每日工作时数T /h24传动工作年限5单向连续平稳转动，常温空载启动。三、设计任务：1.低速轴系结构图1张（A2图纸）；2.设计说明书1份。在1周内完成并通过答辩参考资料：机械设计 机械设计基础 课程设计指导书 机械设计手册 工程力学 机械制图指导教师签字：2017年7月7日目 录（一）电机的选择1.选择电机的类型和结构形式：依工作条件的要求，选择三相异步电机封闭式结构u=380vY型2.电机容量的选择工作机的功率P工作机=F牵*V运输带/1000= 3.36 kWV带效率： 0.96 滚动轴承效率： 0.99 齿轮传动效率（闭式）: 0.97 x

3、1 (对)联轴器效率： 0.99 传动滚筒效率： 0.96 传输总效率= 0.859 则，电机功率= 3.91 kW3.电机转速确定工作机主动轴转速n工作机= 76.43 r/minV带传动比范围：24 一级圆柱齿轮减速器传动比范围：36 总传动比范围：624电动机转速的可选范围为： 458.58 1834.32 r/min 在此范围的电机的同步转速有： 1500r/min,1000r/min,750r/min 依课程设计指导书Y系列三相异步电机技术数据（JB30 74-82）选择电机的型号为； Y132M1-6 性能如下表：电机型号功率KW满载时额定转矩质量 kg转速nr/min电压V电流A

4、功率因数Y132M1-649603809.40.82.075（二）传动装置的运动和动力参数计算所选电机满载时转速nm= 960 r/min总传动比：i总= 12.56 1.分配传动比及计算各轴转速i总=iDi带传动的传动比iD= 3 一级圆柱齿轮减速器传动比i= 4.19 则高速轴I轴转速n1= 320r/min 则低速轴II轴的转速n2= 76.37r/min 2.各轴输入功率，输出功率P输出=P输入，效率如前述。则高速轴I轴的输入功率PI= 3.75 kW ， 输出功率PI= 3.71 kW，则低速轴II轴的输入功率PII= 3.60 kW，输出功率PII= 3.56 kW。3.各轴输入转

5、矩: 小带轮输入转矩Td= 38.9Nm I轴输入转矩TI= 111.9Nm II轴输入转矩TII= 450.2Nm （三）V带传动设计1. 确定计算功率Pc已知电机输出功率，依教材机械设计基础表 13-9 ，取KA=1.2,故Pc= 4.7kW 。 2. 选择普通V带型号已知Pc，nm，结合教材机械设计基础，由图 13-15 确定所使用的V带为 A 型。3. 确定大小带轮基准直径d1，d2。由机械设计基础表 13-10取d1= 125mm，带传动比iD已知，则d2=iDd1= 375mm ，取d2= 375mm 4.验算带速v 6.3m/s 5.求V带基准长度和中心距（L0，a）初定中心距=

6、1.5（d1+d2)= 750mm ,选a0= 800mm 带长 = 2405mm 由表 13-2 ，对 A 型带进行选用，Ld= 2480mm 则实际中心距： 837.5mm 6.验算小带轮包角 163120合格。7.求V带根数Z已知n1，d1 ，查表 13-4 ，得P0= 1.37kW 已知传动比iD，查表 13-6 ， 得P0= 0.11kW 已知1，查表 13-8 得K= 0.96 ，查表 13.2 得KL= 1.09 则V带根数Z= 3.03 ，取 4 根 。8.求作用在带轮上的压力FQ由机械设计基础表 13-1 ，可知 A 型带每米质量q= 0.105kg/m 单根V带的拉力F0=

7、2= 155N 作用在轴上的压力FQ=2ZF0 sin= 1226N （四）减速器（齿轮）参数的确定1. 选择材料及确定许用应力 由机械设计基础表 11-1 得：小齿轮用： 40MnB ，热处理方式：调质，齿面硬度为 241286HBS 大齿轮用： ZG35SiMn ，热处理方式：调质，齿面硬度为 241269HBS 由表 11-5 ，取安全系数SH= 1.0 ，SF= 1.25 。则许用应力为：H1=Hlim1/SH= 720MPa . H2= Hlim2/SH= 615Mpa F1=FE1/SF= 476MPa . F2= FE2/SF= 408MPa 2. 按齿面接触强度设计设齿轮按 9

8、 级精度制造，按齿面接触强度设计。由表 11-3 得载荷系数K= 1.5 ，由表 11-6 得齿宽系数d= 0.8 。小齿轮输入功率P= 3.75kW ，转矩T1=9.55= 1.12105Nmm ，由表 11-4 可得弹性系数ZE= 188.9 则小齿轮直径d1齿数取Z1= 24 ，Z2=iZ1= 101 模数m=d1/z1= 2.81 按表 4-1 ，标准模数m= 3 ，实际传动比i=Z2/Z1= 4.21 传动比误差 0.02 ，是 符合要求 。d2=m Z2=303mm,齿根顶圆直径d2a=d2+2ha=309mm,齿根圆直径d2f=d2-2hf=295.5mm。 实际标准中心距离a=

9、 187.5mm 齿宽 56mm （圆整）为补偿安装误差，取小齿轮齿宽b1=b+5= 60mm 3.验算轮齿弯曲强度由图 11-8 ，取齿形系数YFa1= 2.76 , YFa2= 2.24 .由图 11-9 ，取外齿轮齿根修正系数YSa1= 1.59 ，YSa2= 1.82 判断： 122MPa F1判断： 113MPa F2满足条件 合适 4.齿轮的圆周速度 1.2m/s 对照表 11-2 可知，选着 9 级精度是合适的。（五）轴的结构设计及验算1.高速轴及低速轴的材料选择根据表 14-1得，高速轴材料为： 45钢 ，热处理方式： 调质 低速轴材料为： 45钢 ，热处理方式： 调质 高速轴

10、极限强度B1= 650MPa ，低速轴极限强度B2= 650MPa 根据表 14-3 得，高速轴的许用弯曲应力-1b= 60MPa 低速轴的许用弯曲应力-1b= 60MPa 2轴颈初估初选小轮轴颈，根据扭转强度计算初估轴颈。由表 14-2 得常数C110 = 24.9mm ，结合大带轮轮毂内径，圆整后暂取d1= 25mm 大轮轴颈= 39.7mm ，结合联轴器内径，圆整后暂取d2= 40 mm3.轴的径向尺寸设计根据轴及轴上零部件的固定，定位，安装要求，初步确定轴的径向尺寸。高速轴：（带尺寸的草图）各尺寸确定的依据： （有键槽加大3%）,取d1=28mm。 d2=d1+2h,轴肩高h=2C1=

11、4mm,则d2=36mm。 d3=d2+2mm=38mm,取标准值d3=40mm。 d4=d3+2mm=42mm。 d5=d4+2h, 轴肩高h=2C1=4mm,则d5=50mm。 取d6=32mm，比轴承内圈外径小，砂轮越程槽。 d7=d3=40mm. 低速轴：（带尺寸的草图）各尺寸确定的依据： （有键槽加大3%）,取d1=42mm d2=d1+2h,轴肩高h=2C1=4mm,则d2=50mm。 d3=d2+2mm=52mm,取标准值d3=55mm。 d4=d3+2mm=57mm。 d5=d4+2h, 轴肩高h=2C1=4mm,则d5=65mm。 取d6=47mm，比轴承内圈外径小，砂轮越程

12、槽。 d7=d3=55mm。 5.轴的轴向尺寸设计根据轴及轴上零部件的固定，定位，安装要求，初步确定轴的轴向尺寸。高速轴：（带尺寸的草图）各尺寸确定的依据： l 1=2f+3e-3mm,其中A型带f=9mm,e=15mm，则l 1=60mm。 l4=b-2mm=58mm,轴段长度应比齿轮轮毂短2-3mm。 l5=1.4h,轴肩高h=2C1=4mm,则l5=5.6mm,取l5=6mm。 l7=B+挡油环宽度-4mm=18+19-4=33mm。 ,C, e,K:取H=10mm, =15mm,轴承座宽度C=C1+C2+10mm,取C1=22mm,C2=20mm, =0.025a+1=5.7mm,取=

13、8mm,则C=60mm。轴承盖厚度e=1.2d3,螺钉直径取d3=8mm，则e=9.6mm,取e=10mm，联轴器到轴承盖的距离取K=20mm。 l2=K+e+(C-B)=57mm， l3=B+H+2mm=45mm。 取l6=4mm。 低速轴：（带尺寸的草图）各尺寸确定的依据： l 1=112-2=110mm,轴段长度应比联轴器轴孔长度短1-2mm。 l4=b-2mm=54mm,轴段长度应比齿轮轮毂短2-3mm。 l5=1.4h,轴肩高h=2C1=4mm,则l5=5.6mm,取l5=6mm。 l7=B+挡油环宽度-4mm=21+19-4=36mm。 ,C, e,K:取H=10mm, =15mm

14、,轴承座宽度C=C1+C2+5mm,取C1=22mm,C2=20mm, =0.025a+1=5.7mm,取=8mm,则C=60mm。轴承盖厚度e=1.2d3,螺钉直径取d3=8mm，则e=9.6mm,取e=10mm，联轴器到道轴承盖的距离取K=20mm。 l2=K+e+(C-B)=54mm， l3=B+H+2mm=48mm。 取 l6=4mm。 （六）轴承的选择高速轴承的主要参数轴承代号轴承内径mm轴承外径mm轴承宽度mm径向基本额定动载荷Cr6208 40 80 18 29.5低速轴承的主要参数轴承代号轴承内径mm轴承外径mm轴承宽度mm径向基本额定动载荷Cr 6211 55 100 21

15、43.2（七）联轴器的选择根据轴孔直径d2= 42mm 输出转矩T= 445Nm 依据课程设计指导书，选定联轴器型号： TL7 联轴器选择表公称扭矩/Nm许用转数/(r/min)D/mmD1/mmD2/mm转动惯量/kgm2质量/kg 500 3600 190 42 0.06 15.6（八）键连接的选择和计算轴名安装直径 d / mm类型h / mmb /mm轮毂长度键长L /mm高速轴28A78635542A8126050低速轴42A8121129057A10165645 附 表 1 机 体 各 部 分 尺 寸 （mm）名称符号尺寸机座壁厚8机盖壁厚18机座凸缘厚度b12.5机盖凸缘厚度b1

16、12.5机座底凸缘厚度b220地脚螺钉直径df20地脚螺钉数目n4轴承旁联接螺栓直径d116盖与座联接螺栓直径d212连接螺栓d2的间距l180轴承端盖螺钉直径d38窥视孔盖螺钉直径d48定位销直径d10df,d1,d2至外机壁距离c126,22,18df,d2至土元边缘距离c224,16轴承旁凸台半径R120凸台高度h35外机壁与轴承座端面距离l147大齿轮端面圆与内机壁距离110齿轮端面与内机壁距离29机盖，机座筋厚m1,m8,8轴承端盖外径D2120,140轴承旁联接螺栓距离s附 表 2 减 速 器 整 体 最 大 几 何 尺寸及特性尺寸 (mm)长度方向最大尺寸宽度方向最大尺寸高度方向

17、最大尺寸特性尺寸参考文献：1 机械设计基础课程设计指导书，2009年哈尔滨理工大学机械基础工程系编制；2 机械设计基础 第2版， 胡家秀主编（九） 心 得 体 会 为时一周的课程设计终于结束了，脑力与精力消耗很多，身心俱疲，但看到在自己手中完成的说明书与图纸，一切付出都不算什么了。第一天老师对相关知识讲解完成后，课程设计便正式开始了。首先是零件参数的确定与选择，第一遍时我很快完成有关计算，但它远远不是我想象中那样简单。在之后与同组同学的核对中，我与同伴发现了很多错误，前面任何一个数据的差误，都会导致之后计算的连环错误。我们一点修正，多次核对，前后数据算了很多遍。之后在画图过程中，我们又发现有些范围性数据取的并不合理，又再次对相关数据进行更换。最终的结果来之不易，也许仍有不足之处，但不留遗憾。这次课程设计应该是我第一次进行如此完整的设计过程，我收获很多。头一次那么大规模的计算极大锻炼了我的耐心与毅力，许多学过的知识得到了运用。此次课程设计对我以后的学习来说有很大参考借鉴价值，开拓了我的眼界。在以后的学习中我将更严格的约束自己，争取更大的进步。总 成 绩：指导教师签字： 年 月 日