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1、 重慶機電職業(yè)技術學院 課程設計說明書 設計名稱： 機械設計基礎課程設計 題 目： 帶式輸送機傳動裝置 學生姓名： 楊貴君 專 業(yè)： 機電工程 班 級： 2011級 3 班 學 號： 1260720140736 指導教師： 張海秀 日 期： 2012 年 12 月 5 日 重

2、慶機電職業(yè)技術學院 課程設計任務書 機電工程 專 業(yè) 機電一體化 年級 3 班 一、設計題目 帶式輸送機傳動裝置 已知條件： 1.工作情況：兩班制，連續(xù)單向運轉，載荷較平穩(wěn)，運輸帶速度允許誤差為0.5%； 2.使用折舊期：五年； 3.動力來源：電力，三相交流，電壓380/220V； 4.滾筒效率：0.96（包括滾筒與軸承的效率損失）。 原始數(shù)據(jù)表 參數(shù) 題號 1 2 3 4 5 運輸帶工作拉力F/（KN） 3.2 3.4 3.5 2.8 2.6 運輸帶工作速度V/（m/s） 1.5 1.6 1.

3、8 1.5 1.4 卷筒直徑D/(mm) 400 400 400 450 450 參數(shù) 題號 6 7 8 運輸帶工作拉力F/（KN） 2.4 2.2 2.1 運輸帶工作速度V/（m/s） 1.5 1.4 1.5 卷筒直徑D/(mm) 400 400 500 選擇的題號為 6 號 數(shù)據(jù)為： 運輸帶工作拉力F = 2.4 N 運輸帶工作速度v = 1.5 m/s 卷筒直徑D = 400 mm 二、主要內(nèi)容 1.擬定和分析傳動裝置的設計方案；

4、2.選擇電動機，計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)； 3.進行傳動件的設計計算及結構設計，校核軸的強度； 4.繪制減速器裝配圖； 5.繪制零件工作圖； 6.編寫設計計算說明書。 三、具體要求 本課程設計要求在2周時間內(nèi)完成以下的任務： 1.繪制減速器裝配圖1張（A2圖紙）； 2.零件工作圖2張（齒輪和軸，A4圖紙）； 3.設計計算說明書1份，約3000字左右。 四、進度安排 次序 設計內(nèi)容 時間分配（天） 1 指導老師介紹課程設計注意事項 1 2 擬定設計方案 1 3 傳動件的設計計算 2 4 畫裝配圖 2 5 畫零件圖 2 6 編寫設

5、計說明書 2 五、成績評定 指導教師 張海秀 簽名 日期 年 月 日 系主任 審核 日期 年 月 日 目錄 一 設計任務的分析 2 1.1本課程設計的目的 2 1.2 本課程設計的內(nèi)容、任務及要求 2 1.2.1課程設計的內(nèi)容 2 1.2.2課程設計的任務 2 1.2.3 課程設計的要求 2 1.3 課程設計的步驟 2 1.3.1設計準備工作 2 1.3.2 總體設計 2 1.3.3傳動件的設計計算 2 1.3.4裝配圖草圖的繪制 2 1.3.5裝配圖的繪制 3

6、 1.3.6 零件工作圖的繪制 3 1.3.7 編寫設計說明書 3 二 傳動裝置的總體設計 4 2.1選擇電動機 4 2.1.1選擇電動機類型 4 2.1.2選擇電動機功率 4 2.1.3 確定電動機轉速 4 2.2 計算總傳動比和分配傳動比 4 2.2.1計算總傳動比 4 2.2.2 分配傳動裝置的各級傳動比 4 2.3 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 5 2.3.1各軸轉速 5 2.3.2 各軸的輸入功率 5 2.3.3 各軸的輸入轉矩 5 2.4 傳動零件的設計計算 5 2.4.1箱外傳動件的設計 5 2.4.2箱內(nèi)傳動件的設計 5 2.5 減速器的結構設

7、計 6 參考文獻 7 一 設計任務的分析 1.1本課程設計的目的 1.2 本課程設計的內(nèi)容、任務及要求 1.2.1課程設計的內(nèi)容 1.2.2課程設計的任務 1.2.3 課程設計的要求 1.3 課程設計的步驟 1.3.1設計準備工作 1.3.2 總體設計 1.3.3傳動件的設計計算 1.3.4裝配圖草圖的繪制 1.3.5裝配圖的繪制 1.3.6 零件工作圖的繪制 1.3.7 編寫設計說明書

8、 1.選擇電動機 (1)擇電動機類型： 按已知工作要求和條件選用Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠型三相異步電動機。 （2） 確定電動機功率： 工作裝置所需功率： KW 式中，=7000N,=1.1m/s,工作裝置的效率取=0.94。代入上式得： = KW 電動機的輸出功率: KW 式中，為電動機軸至卷筒軸的傳動裝置總效率。 式中，V帶傳動效率=0.96，率=0.990，傳動（稀油潤滑）效率=0.975，滑塊聯(lián)軸器效率=0.98，則 ==0.89 按表2-2中Y系列電動機技

9、術數(shù)據(jù)，選電動機的額定功率為5.5KW。 (3) 確定電動機轉速 卷筒軸作為工作軸，其轉速為： r/min 經(jīng)查表按推薦的傳動比合理范圍:V帶傳動的傳動比 ＝2～4，單級圓柱齒輪傳動比＝3～5，則總傳動比合理范圍為＝6～20，可見電動機轉速的可選范圍為： ==（6～20）95.54=573.248～1146.496 r/min 符合這一范圍的同步轉速有750r/min，1000r/min為減少電動機的重量和價格，由表8-184選常用的同步轉速為1000r/min的Y系列電動機Y160L-6，其滿載轉速為960r/min 表2.1 電動機數(shù)據(jù)及總傳動比 方案

10、 電動機型號 額定功率 (kw) 電動機轉速（r/min） 總傳動比 i 同步轉速 滿載轉速 1 Y160M2-8 5.5 750 720 10.02 2 YB2M2-6 5.5 1000 960 13.40 2.計算傳動裝置的總傳動比及分配各級的偉動比 ，為使V帶傳動的外廓尺寸不致過大，取傳動比=4，則齒輪傳動比 3. 計算傳動裝置的運動及動力參數(shù) （1） Ⅰ軸計算各軸轉速 Ⅰ軸 r/min Ⅱ軸 r/min 工作軸 r/min （2） 計算各軸的功率 Ⅰ軸 KW Ⅱ軸 KW 工作軸

11、 KW （3） 計算各軸輸入轉矩 Ⅰ軸 N.m Ⅱ軸 N.m 工作軸 N.m 將以上算得的運動和動力參數(shù)列表如下： 表2.2 各軸的運動和動力參數(shù) 軸名 功率P(kw) 轉矩T(N.m) 轉速n(r/min) 傳動比i 電動機軸 4.04 37.14 Ⅰ軸 2.96 115.50 Ⅱ軸 2.56 367.92 滾筒軸 2.48 360.92 2、齒輪傳動的設計計算 （1）選擇齒輪類型，材料，精度等級及齒數(shù)。 1）根據(jù)傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。運輸機為一般工作機器，速度不高，選用8級精度。

12、考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr（調質），齒面硬度為240HBS。大齒輪選用45鋼（調質），齒面硬度240HBS；二者材料硬度相差40HBS. 2) 采用兩對齒輪同時設計 選小齒輪齒數(shù)=25，=189.8，取=100 (2)按齒面接觸疲勞強度設計 由設計計算公式進行試算即: 確定公式內(nèi)的各計算參數(shù)如下： 1）試選載荷系數(shù)=1.3 2)計算齒輪傳遞的傳矩 3)由表10-7選取齒寬系數(shù)=1 4）由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強度極限 =560Mpa ；小齒輪接觸疲勞強度極限 =530Mpa 5）由式10-13計算應力

13、循環(huán)次數(shù) 6）由課本圖查得接觸疲勞的壽命系數(shù)： ; 7）計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為1%，按一般可靠度要求選取安全系數(shù)S=1.0，由式10-12得： （3）計算 1）計算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值 2)計算齒寬b 3)計算齒寬與齒高之比 模數(shù) 齒高 5)計算載荷系數(shù) 根據(jù)v＝1.5m/s ,7級精度,由圖10－8查得動載系數(shù)=1.05 直齒輪, 6) 按實際的載荷系數(shù)校正所算分度圓直徑，由式10－10a得

14、 （4）按齒根彎曲強度設計 由式10－5得彎曲強度設計公式 1.確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ⑴由圖10-20c查的小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲強度極限 ⑵由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) ⑶計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4由式（10-12）得 []= []= 4）幾何尺寸計算 ①計算分度園直徑： d=zm=62.5 d=zm=250 ②計算中心距 ③計算齒寬 取 6.軸的設計計算 三個軸總體布置，考慮齒輪與箱體內(nèi)壁沿軸向不發(fā)生干涉，引入尺寸a=

15、1.5mm。為保證滾動軸承放入軸承座孔內(nèi)，計入尺寸s=8mm，通過中間軸大體確定齒輪箱內(nèi)軸的長度。 （一）輸入軸的設計計算 1. 高速軸的設計 1）初步確定軸的最小直徑 先按課本式15-2初步估算軸的最小直徑,選取軸的材料為45鋼,調質處理,根據(jù)課本取于是得 考慮有鍵槽，取d為42，并將直徑增大5%，則 d=35(1+5%)mm=36.75㎜.∴選d=45㎜ 2、軸的結構設計 1）擬定軸上零件的裝配 Ⅷ Ⅶ Ⅵ Ⅴ Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅰ 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段直徑和長度 a.根據(jù)之前設計的大帶輪，輪轂

16、長L=130，取，直徑 b.初步選擇滾動軸承. 因軸承只受徑向力,故選用深溝球軸承6312 dDB=6013031 所以 左端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位。由手冊查得6312型軸承的定位軸肩高度h=6，因此。 3）根據(jù)圓柱齒輪若齒根圓到鍵槽底部距離e＜2.5m,應將齒輪和軸做成一體，故設計成齒輪軸。 4）軸承端蓋的總寬度為20㎜（有減速器及軸承端蓋的機構設計而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝卸方便及對軸承添加潤滑的要求，取。 6）其他尺寸的確定 , 至此，已初步確定了軸的各直徑和長度。 3. 求軸上載荷 (1)繪制軸受力簡圖彎矩圖及扭矩圖 載荷 水平

17、面H 垂直面V 支反力 =1615.52M 3231.04N =10090.70N =1176N 彎矩M =88836N㎜ =1009.70Nmm 總彎矩 扭矩T T=100922Nmm 4.按彎曲扭轉合成應力校核軸的強度 根據(jù) == MP 前已選軸材料為45鋼，調質處理。 查表15-1得[]=55MP 〈 [] 此軸合理安全 （二）.輸出軸的設計 1. 求輸出軸上的功率P，轉速，轉矩 P=8.43KW =95.66r/min =841.6N．m 2. 作用在齒輪上的力 已知大齒輪的分度圓直徑為

18、 =303 而 F= 3. 初步確定軸的最小直徑 先按課本式15-2初步估算軸的最小直徑,選取軸的材料為45鋼,調質處理,根據(jù)課本取于是得 輸出軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 為了使所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應，,故需同時選取聯(lián)軸器的型號 查課本,選取 因為計算轉矩小于聯(lián)軸器公稱轉矩,所以選取HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器其公稱轉矩為2500N.m,半聯(lián)軸器的孔徑為55㎜ 4.軸的結構設計 1）擬定軸上零件的裝配 Ⅷ Ⅶ ⅥⅤ Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅰ 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸各

19、段直徑和長度 為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，I-II軸段右端需制出一軸肩故取,右端用軸承擋圈定位，按軸端直徑取D=67㎜，為保證軸承擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故I-II軸段的長度應比L1略小，取82mm 初步選擇滾動軸承.因軸承只受徑向力,故選用深溝球軸承6313 dDB=6514033,所以 左端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位。 3）取安裝齒輪處的軸段;齒輪的右端與左軸承之間采用套筒定位.已知齒輪的寬度為90mm,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪,此軸段應略短于輪轂寬度,故取. 齒輪的左端采用軸肩定位,軸肩高3mm,取.軸環(huán)寬度,取b=12mm. 4)軸承端蓋的

20、總寬度為20㎜（有減速器及軸承端蓋的機構設計而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝卸方便及對軸承添加潤滑的要求，取。 5）其他尺寸的確定 至此，已初步確定了軸的各直徑和長度。 3．軸上零件的周向定位 帶輪與軸的連接采用普通平鍵連接，由和由表6-1普通平鍵截面尺寸bh=128 長度為分別為L=130 4.軸上載荷。 繪制軸受力簡圖和彎矩圖及扭矩圖 載荷 水平面H 垂直面V 支反力 =805M =372N =2213N =1029N 彎矩M =4612.08N㎜ =576510Nmm 總彎矩 扭矩T T=613509.13Nmm

21、 6. 按彎曲扭轉合成應力校核軸的強度 根據(jù) == MP 〈 [] =60MP 故軸合理安全。 各軸段上的倒角和圓角 軸段 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ 軸 Ⅰ C= 2 R= 0.5 R= 0.5 R= 1.5 R= 5 R= 5 R= 1.5 C= 2 軸 Ⅱ C= 2 R= 2 R= 1.5 R= 1.5 R= 2 R= 1.5 R= 1.5 C= 2 7.滾動軸承的選擇及校核計算 根據(jù)根據(jù)條件，軸承預計壽命1636510=58400h 對于只承受純徑向力P=

22、Fr 1、計算輸入軸承 （1）初先兩軸承為深溝球軸承6312型兩軸承徑向反力： Fr = P=Fr 查得C=0.625KN ε=3 Lh===107981h＞58400h 預期壽命足夠，軸承合適。 3、輸出軸軸承校核 （1）初先兩軸承為深溝球軸承6313型兩軸承徑向反力 Fr = P=Fr 查得C=59.5KN ε=3 Lh===4107311h＞58400h 預期壽命足夠，軸承合適。 8.鍵聯(lián)接的選擇及校核計算 取[]=120Mpa （1）高速軸上鍵的校核 選用A型平鍵，bh= 128 L=-b=40-12=28mm =258N．m

23、 Mpa ＜[] (2)輸出軸上鍵的校核 選用A型平鍵 軸與聯(lián)軸器連接的鍵 bh=128 L=-b=80-12=68 Mpa >[] 軸與齒輪連接的鍵 bh=128 L=-b=80-12=68 Mpa ＜[] 9.減速器的潤滑。 （1）齒輪的潤滑方式及潤滑劑的選擇 齒輪采用浸油潤滑。即將齒輪浸于減速器油池內(nèi)，當齒輪轉動時，將潤滑油帶到嚙合處，同時也將油甩直箱壁上用以散熱。 （2）滾動軸承潤滑劑的選擇 滾動軸承采用油潤滑，齒輪轉動將潤滑油濺成油星以潤滑軸承。 四．心得與體會 這次關于帶式運輸機上的一級展開式圓柱直齒輪減速器

24、的課程設計使我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設計概念和設計過程的實踐考驗，對于提高我們機械設計的綜合素質大有用處。通過兩個星期的設計實踐，使我對機械設計有了更多的了解和認識.為我們以后的工作打下了堅實的基礎. 1、機械設計是機械工業(yè)的基礎,是一門綜合性相當強的技術課程，它融《機械原理》、《機械設計》、《理論力學》、《材料力學》、《公差與配合》、《CAD實用軟件》、《機械工程材料》、《機械設計手冊》等于一體。 2、 這次的課程設計,對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設計思想;訓練綜合運用機械設計和有關先修課程的理論,結合生產(chǎn)實際反系和解決工程實際問題的能力;鞏固、加深和擴展有關機械設計方面的知識等方面有重

25、要的作用。 3、 在這次的課程設計過程中,綜合運用先修課程中所學的有關知識與技能,結合各個教學實踐環(huán)節(jié)進行機械課程的設計,一方面,逐步提高了我們的理論水平、構思能力、工程洞察力和判斷力,特別是提高了分析問題和解決問題的能力,為我們以后對專業(yè)產(chǎn)品和設備的設計打下了寬廣而堅實的基礎。 4、 本次設計得到了指導老師的細心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導和幫助. 5、 設計中還存在不少錯誤和缺點，需要繼續(xù)努力學習和掌握有關機械設計的知識，繼續(xù)培養(yǎng)設計習慣和思維從而提高設計實踐操作能力。 參考文獻 [1] 羅玉福.機械設計基礎實訓指導[M].大連:大連理工大學出版社,2009年2月 [2] 羅玉福.機械設計基礎 [M].大連:大連理工大學出版社,2009年1月 [3] 呂天玉.公差配合與技術測量[M]:大連理工大學出版社,2008年3月 [4] 張定華.工程力學[M]:高等教育出版社, 2008年1月 16