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1、機械設計基礎 課程設計計算說明書 設計題目：設計帶式輸送機中的傳動裝置 專業(yè)年級：電氣工程系15級 學號： 學生姓名：宋 指導教師： 機械工程系 完成時間2017年7月7日 機械設計基礎課程設計任務書 學生姓名：學號：1專業(yè)：電氣工程系 任務起止時間：2017年7月3日至2017年7月7日 設計題目：設計帶式輸送機中的傳動裝置 一、傳動方案如圖1所示: 1 —電動機；2-V 3 —單級圓柱班輪減諫器 V 7f 4—聯(lián)軸器；5一帶式粒送機；6。挾輪；）7一滾動軸承 裝置方案圖 滾筒直徑d /mm 400 傳送帶運行速度v /（m/s） 運輸帶

2、上牽引力F/N 2100 每日工作時數(shù)T /h 24 傳動工作年限 5 、原始數(shù)據(jù) 單向連續(xù)平穩(wěn)轉(zhuǎn)動，常溫空載 三、設計任務： 1 .低速軸系結構圖1張（A2圖紙）； 2 .設計說明書1份。 在1周內(nèi)完成并通過答辯 啟動。 參考資料： 《機械設計》《機械設計基礎》《課程設計指導書》《機械設計手冊》 《工程力學》《機械制圖》 指導教師簽字： 2017年7月7日 錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽 錯誤！未定義書簽 目錄 （一）電機

3、的選擇 （二）傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算 （三）V帶傳動設計 （四）減速器（齒輪）參數(shù)的確定.. （五）軸的結構設計及驗算 （六）軸承根據(jù) （七）聯(lián)軸器的選擇 （八）鍵連接的選擇和計算 （九）心得體會 （一）電機的選擇 1 .選擇電機的類型和結構形式： 依工作條件的要求，選擇三相異步電機 封閉式結構 u=380v Y型 2 .電機容量的選擇 工作機的功率P工作機=F牽*V運輸帶/1000=kW V帶效率： 滾動軸承效率： 齒輪傳動效率（閉式）：x1（對） 聯(lián)軸器效率：傳動滾筒效率： 傳輸總效率= P工作機Pd 則，電機功率=kW 3 .電機轉(zhuǎn)速

4、確定 工作機主動軸轉(zhuǎn)速n工作機=60v1000=r/min d— V帶傳動比范圍：2~4一級圓柱齒輪減速器傳動比范圍：3~6 總傳動比范圍：6~24 ???電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為: ~ r/min 在此范圍的電機的同步轉(zhuǎn)速有：1500r/min,1000r/min,750r/min 依課程設計指導書Y系列三相異步電機技術數(shù)據(jù)(JB3074-82)選擇 電機的型號為；Y132M1-6性能如下表: 電機型號 功率 KW 滿載時 額定轉(zhuǎn) 矩 顧里 kg 轉(zhuǎn)速n r/min 電壓V 電流A 功率因 數(shù) Y132M1- 6 4 960 380

5、 75 (二)傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算 所選電機滿載時轉(zhuǎn)速nm=960r/min 總傳動比：i總=nm=n工作機 1 .分配傳動比及計算各軸轉(zhuǎn)速 i總=dXi 帶傳動的傳動比id=3 一級圓柱齒輪減速器傳動比i= 則高速軸I軸轉(zhuǎn)速n1=320r/min 則低速軸II軸的轉(zhuǎn)速n2=min 2 .各軸輸入功率，輸出功率 P輸出二P輸入,效率如前述。 則高速軸I軸的輸入功率P=kW, 輸出功率P，=kW, 則低速軸II軸的輸入功率Pi=kW, 輸出功率Pi/=kW。 3 .各軸輸入轉(zhuǎn)矩： 小帶輪輸入轉(zhuǎn)矩Td=?m I軸輸入轉(zhuǎn)矩T=?m II

6、軸輸入轉(zhuǎn)矩「=?m （三）V帶傳動設計 1 .確定計算功率Pc 已知電機輸出功率，依教材《機械設計基礎》表13-9,取K二, 故Pc=_。 2 .選擇普通V帶型號 已知Pc,nm,結合教材《機械設計基礎》，由圖13-15確定所使用的V帶為逸—型。 3 .確定大小帶輪基準直徑d1,d2o 由《機械設計基礎》表13-10取d1=125mm帶傳動比iD已知，則d2=idd1=375mm,取d2=375mm 4 .驗算帶速v〃―衛(wèi) 5 .求V帶基準長度和中心距（L0,a） 初定中心距a0=(d1+d2)=750mm,選a0=800mm 帶長L02a0—(d1d2)d2-d1=

7、2405mm24a。 由表13-2,對上—型帶進行選用，Ld=2480mm 則實際中心距：a a0 Ld - L0 2 6 .驗算小帶輪包角 _ 0 d2 dl _o 180 ———1 57.3 a 163 >120 合格。 7 .求V帶根數(shù)Z 已知m,d1,查表13-4,得Po= 已知傳動比iD,杳表13-6 得 AP0= 已知1,查表13-8得K=,查表_得Kl= 則V帶根數(shù)Z= Pc (P0 Po)K Kl 8 .求作用在帶輪上的壓力FQ 由《機械設計基礎》表13-1,可知A型帶每米質(zhì)量q=m 單根V帶

8、的拉力Fo=500Pc（451）qv2=155N ZvK 作用在軸上的壓力Fq=2ZRsin-1=1226N （四）減速器（齒輪）參數(shù)的確定 1 .選擇材料及確定許用應力 由《機械設計基礎》表11-1得： 小齒輪用：40MnB,熱處理方式：調(diào)質(zhì)，齒面硬度為241~286HBs 大齒輪用：ZG35SiMn,熱處理方式：調(diào)皮，齒面硬度為241~269HBs 由表11-5,取安全系數(shù)&=,Sf=o 則許用應力為： [（TH1]=oHiim1/sH=720MPa.[（Th2]=bhim2/Sh=615Mpa [（TF1]=（TFE1/SF=476MPa.[gf2[=（Tfe2/S

9、f=408MPa 2 .按齒面接觸強度設計 設齒輪按9級精度制造，按齒面接觸強度設計。 由表11-3得載荷系數(shù)K—,由表11-6得齒寬系數(shù)①d=。 小齒輪輸入功率P—, 轉(zhuǎn)矩T1二x106xP=x105N?mmn1 由表11-4可得彈性系數(shù)Ze二廂Pa 則小齒輪直徑din32KT1u1ZEZH\duH 齒數(shù)取Zi=24,Z2=iZi=101模數(shù)m=d/zi= 按表4-1,標準模數(shù)m=3,實際傳動比i=Z2/Zi= 傳動比誤差,是符合要求。d2=mZ=303mm, 齒根頂圓直徑d2a=d2+2ha=309mm,J根圓直徑d2f=d2-2hf=。 實際標準中心距離a= 齒

10、寬bdd156mm（圓整） 為補償安裝誤差，取小齒輪齒寬b1=b+5=60mm 3 .驗算輪齒彎曲強度 由圖11-8,取齒形系數(shù)YFa仁一YFa2=. 由圖11-9,取外齒輪齒根修正系數(shù)Y5al=—,YSa2= 判斷：F12KT1Y2Fa1Ysa1122MPa bmZ1 三["1] 判斷：f2F1YFa2Ysa2113MPa> YFa1YSa1 ["4 滿足條件合適 4.齒輪的圓周速度 冗d1n1 v 60x1000 對照表11-2可知、選著/一級精度是合適的 (五)軸的結構設計及驗算 1 .高速軸及低速軸的材料選擇 根據(jù)表14-1得，高速軸材料為：45鋼

11、，熱處理方式：調(diào)質(zhì) 低速軸材料為：45鋼，熱處理方式：調(diào)質(zhì) 高速軸極限強度[(tbi]=650MPa,低速軸極限強度[(tb2]=650MPa 根據(jù)表14-3得,高速軸的許用彎曲應力[(r-ib]=60MPa 低速軸的許用彎曲應力[(r-1b]=60MPa 2 .軸頸初估初選小輪軸頸，根據(jù)扭轉(zhuǎn)強度計算初估軸頸。由表14-2得常數(shù)C110 d1C3E=,結合大帶輪輪轂內(nèi)徑，圓整后暫n1 取d=25mm 大輪軸頸d2。叵=,結合聯(lián)軸器內(nèi)徑，圓整后暫取d2=40mmn2 3 .軸的徑向尺寸設計 根據(jù)軸及軸上零部件的固定，定位，安裝要求，初步確定軸的徑向尺 寸。 高速軸：(帶尺

12、寸的草圖) 各尺寸確定的依據(jù)： d1C3P(13%)25.6mm Yn(有鍵把加大3%，取d1=28mm d2=d〔+2h,軸肩高h=2C=4mm,Ud2=36mm d3=d2+2mm=38m瑕標準值d3=40mm d4=d3+2mm=42mm d5=d4+2h,軸肩高h=2q=4mm,Uds=50mm 取d6=32mm比軸承內(nèi)圈外徑小，砂輪越程梢。 d7=d3=40mm. 低速軸：（帶尺寸的草圖） 各尺寸確定的依據(jù)： d1C3p（13%）41mm \n（有鍵梢加大3%，取di=42mm d2=di+2h,軸肩高h=2C=4mm,Ud2=50mm d3=d2+2m

13、m=52m取標準值d3=55mm d4=d3+2mm=57mm d5=d4+2h,軸肩高h=2C1=4mmMd芻=65mm 取d6=47mm比軸承內(nèi)圈夕卜徑小，砂輪越程槽。 d7=d3=55mm 5.軸的軸向尺寸設計 根據(jù)軸及軸上零部件的固定，定位，安裝要求，初步確定軸的軸向尺寸。 高速軸：（帶尺寸的草圖） 各尺寸確定的依據(jù)： li=2f+3e-3mm,其中A型帶f=9mm,e=15mm貝Uli=60mm l4=b-2mm=58mmi段長度應比齒輪輪轂短2-3mm l5=,軸肩高h=2C=4mm則l5=,取l5=6mm l7=B+tj油環(huán)寬度-4mm=18+19-4=3

14、3mm 心，Ce,K:取H=10mm1=15mm軸承座寬度C=g+C2+S+10mm取C=22mm,方20mm,S=+1=，取S=8mm則C=60mm^由承蓋厚度e=,螺釘直徑取d3=8mm貝Ue=，取e=10mm聯(lián)軸器到軸承蓋的距離取K=20mm l2=K+e+(C--B)=57mml3=B++H+2mm=45mm 取l6=4mm 低速軸：(帶尺寸的草圖) 各尺寸確定的依據(jù)： l1=112-2=110mm軸段長度應比聯(lián)軸器軸孑L長度短1-2mm l4=b-2mm=54mmt段長度應比齒輪輪轂短2-3mm l5=,軸肩高h=2C=4mm則l5=,取l5=6mm l7=B+!t

15、i油環(huán)寬度-4mm=21+19-4=36mm —Ge,K:取H=10mmj=15mm軸承座寬度C=C+C2+S+5mm取C=22mm,620mm,S=+1=，取S=8mm則C=60mrn^由承蓋厚度e=,螺專丁直徑取d3=8mm貝Ue=,取e=10mm聯(lián)軸器到道軸承蓋的距離取K=20mm l2=K+e+(C--B)=54mml3=B++H+2mm=48mm 取16=4mm （六）軸承的選擇 高速軸承的主要參數(shù) 軸承代號 軸承內(nèi)徑mm 軸承外徑mm 軸承寬度mm 徑向基本額定動載荷 Cr 6208 40 80 18 低速軸承的主要參數(shù) 軸承代號 軸承內(nèi)徑

16、mm 軸承外徑mm 軸承寬度mm 徑向基本額定動載荷 Cr 6211 55 100 21 （七）聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)軸孔直徑d2=42mm輸出轉(zhuǎn)矩T=445N?m 依據(jù)《課程設計指導書》，選定聯(lián)軸器型號：TL7 聯(lián)軸器選擇表 公稱扭矩 /N?m 許用轉(zhuǎn)數(shù) /（r/min） D /mm D1 /mm D2 /mm 轉(zhuǎn)動慣量 /kg?m /kg 500 3600 190 42 （八）鍵連接的選擇和計算 軸名 安裝直 徑d/ h/mm b/mm 輪轂長度 3L /mm  mm

17、 高速 28 A 7 8 63 55 軸 42 A 8 12 60 50 低速 42 A 8 12 112 90 軸 57 A 10 16 56 45 附表1機體各部分尺寸(mm 名稱 符號 尺寸 機座壁厚 8 8 機蓋壁厚 S1 8 機座凸緣厚度 b 機蓋凸緣厚度 b1 機座底凸緣厚度 b2 20 地腳螺釘直徑 df 20 地腳螺釘數(shù)目 n 4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 d1 16 蓋與座聯(lián)接螺栓直徑 d2 12 連接螺栓d2的間距 l 180 軸承端蓋螺釘直徑

18、 d3 8 窺視孔蓋螺釘直徑 d4 8 定位銷直徑 d 10 df,d1,d2至外機壁距離 C1 26,22,18 df,d2至土兀邊緣距離 C2 24,16  軸承旁凸臺半徑 R 20 凸臺高度 h 35 外機壁與軸承座端面足隔 11 47 大齒輪端圓圓與內(nèi)為L壁距離 △1 10 齒輪端面與內(nèi)機壁足隔 △2 9 機蓋，機座筋厚 m,m 8,8 軸承端蓋外徑 D2 120,140 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 s 附表2減速器整體最大幾何尺寸及特性尺寸 (mm) 長度方向最大尺 寸 寬度方向最大尺 寸 局度

19、方向最大尺 寸 特性尺寸 參考文獻： 1機械設計基礎課程設計指導書，2009年哈爾濱理工大學機械基礎工程系編制； 2機械設計基礎第2版，胡家秀主編 （九）心得體會 為時一周的課程設計終于結束了，腦力與精力消耗很多，身心俱疲，但看到在自己手中完成的說明書與圖紙，一切付出都不算什么了。 第一天老師對相關知識講解完成后，課程設計便正式開始了。首先是零件參數(shù)的確定與選擇，第一遍時我很快完成有關計算，但它遠遠不是我想象中那樣簡單。在之后與同組同學的核對中，我與同伴發(fā)現(xiàn)了很多錯誤，前面任何一個數(shù)據(jù)的差誤，都會導致之后計算的連環(huán)錯誤。我們一點修正，多次核對，前后數(shù)據(jù)算了很多遍。之后在畫圖過程中，我們又發(fā)現(xiàn)有些范圍性數(shù)據(jù)取的并不合理，又再次對相關數(shù)據(jù)進行更換。最終的結果來之不易，也許仍有不足之處，但不留遺憾。 這次課程設計應該是我第一次進行如此完整的設計過程，我收獲很多。頭一次那么大規(guī)模的計算極大鍛煉了我的耐心與毅力，許多學 過的知識得到了運用。此次課程設計對我以后的學習來說有很大參考借鑒價值，開拓了我的眼界。在以后的學習中我將更嚴格的約束自己，爭取更大的進步。 總成績： 指導教師簽字: