机械设计课程设计计算说明书带式运输机传动装置

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1、装 订 线 机械设计课程设计计算说明书 设计题目_ _专业_班 设 计 者_ 指导老师_ _年_月_日 西北工业大学 目录一：课程设计方案二：电动机的选择三：传动装置的总传动比及其分配四：计算传动装置的运动和动力参数五：带的结构设计计算 六：齿轮的结构设计七：轴的设计八：箱体的设计九：键的校核十：轴承寿命的验算十一：轴的强度校核十二：设计小结 十三：参考文献 一、 课程设计方案1传动装置简图传动简图如图1所示 图12原始数据带式运输机传动装置的原始数据如下表所示输送链牵引力F/KN输送链的速度v（m/s）链轮节圆直径D/mm1.40.8 1153工作条件连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期1

2、0年（每年300个工作日），小批量生产，两班制工作，输送机工作轴转速允许误差。传动方案： 二、电动机的选择（1）选择电动机类型按工作要求用Y型全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压为380V。（2）选择电动机容量电动机所需工作功率，按参考文献1的（2-1）为由式（2-1）得 根据已知条件，链板式输送机的传动效率机效率 传动装置的总效率查参考文献1第3章中表3-1机械传动效率概略值，确定各部分效率为：联轴器效率，球轴承传动效率（一对），带传动效率，锥齿轮（8级精度）传动效率（一对），代入得 所需电动机功率为 因仅有轻微振动，电动机额定功率略大于即可，选电动机的额定功率为1.5 kw。（3）确定电

3、动机转速链轮工作转速为 参阅参考文献【1】第十七章表177 Y系列（IP44）三相异步电动机的技术数据，选择电动机型号为Y90L4，满载 三传动装置的总传动比及其分配计算总传动比： 合理分配各级传动比：因为带轮的传动比应小于齿轮的传动比，以便使整个传动系统的尺寸较小，结构紧凑。参阅参考文献【1】第三章表32 各类机械传动的传动比，取带轮的传动比，锥齿轮的传动比 四计算传动装置的运动和动力参数传动装置运动和动力参数的计算（1）各轴转速（2）各轴功率齿轮1的输出功率带轮1的输出功率（电动机的输出功率）五、带的结构设计（1）确定计算功率由前面计算已知:V带的输出功率，带轮1转速查阅参考文献【2】第八

4、章表87 工作情况系数，工况为载荷变动小，每天工作小时数为16h，所以取计算功率（2）选择V带的带型根据计算功率和带轮1的转速，查阅参考文献【2】第八章图811 普通V带选形图，选择代型为Z型（3）确定带轮的基准直径并验算带速1）初选小带轮的基准直径查阅参考文献【2】第八章表86 V带轮的最小基准直径和表88 普通V带轮的基准直径系列，带轮1直径，计算带轮2直径，取标准值 2）验算带速v带速不宜过低或过高，一般应使，带速满足要求。（4）确定中心距a，并选择V带的基准长度1)初定中心距2）计算相应的带长。查阅表参考文献【2】表82 V带的基准长度系列及长度系数，取，3）计算中心距a及其变动范围。

5、传动的设计中心距近似为考虑到带轮的制造误差、带长误差、带的弹性及因带的松弛而产生的补充张紧的需要，常给出中心距的变动范围（5）验算小带轮的包角查阅参考文献【2】表85 包角修正系数，插值得包角修正系数（6）确定带的根数z查阅参考文献【2】表84b 单根普通V带额定功率的增量，计算根（7）确定带的初拉力查阅参考文献【2】表83 V带单位长度的质量，取计算单跟V带的所需的最小初拉力为：（8）计算带传动的压轴力， 六、齿轮的设计计算（一）齿轮的设计设计参数：1选定齿轮的精度等级、材料及齿数。1）运输机为一般工作机器，转速不高，故选用8级精度（GB10095-88）2）材料及热处理：由参考文献2表10

6、-1选择大，小齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，硬度为200HBS，二者材料硬度差为40HBS。3）试选小齿轮齿数，大齿轮齿数，取2.按按齿面接触强度设计按参考文献2式（10-21）计算，即（1）确定公式内的各计算数值1）试选K=1.12）由参考文献2图10-30选取区域系数ZH=2.53）由参考文献2表10-7选取齿宽系数R=0.34）小齿轮转距26.3N.mm5）由由参考文2表10-6查得材料的弹性影响系数7）由参考文献2图10-21d按齿面硬度插值得小齿轮的接触疲劳强度极限8）由参考文献2式（10-13）计算应力循环次数9）由参考文献2图10-19查得接触疲劳寿命系；10）计

7、算接触疲劳许用应力取失效概率为1% ，安全系数S=1.1，由参考文献2式（10-12）得当N>N。时，取（2）计算 1）计算载荷系数K 根据参考文献【3】表8-3查表得K=1.12）试计算小齿轮分度圆直径，有计算公式得其中3）计算圆周速度4）模数的计算 取标准模数为m=2.75,根据m大齿轮的分度圆直径，修正后的5）计算锥齿轮锥距R 6）计算齿宽3按齿根弯曲强度校核由参考文献2式（10-17） （1）确定计算参数1）计算分度圆锥角 2）计算当量齿数4）查取齿型系数由参考文献3表8-8插值得：；5）由参考文献2图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳极限，大齿轮的弯曲疲劳极限6）由参考文献2图1

8、0-18，查得弯曲疲劳寿命系数7）计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.1，由文献2式（10-12）得 9）计算大，小齿轮的 ，并加以比较小齿轮的数值大，所以在计算时带入（2）设计计算 m小于2.75mm符合设计要求。齿轮的其他参数： 小结： 项目d/mmzm/mmB/mmb材料齿轮齿轮149.5182.752645钢齿轮2165602645钢计算各齿轮受力情况：同理得： 七轴的设计（一）小轴的设计已知参数：， 1 小锥齿轮轴的设计1） 最小直径的确定 而 由参考文献【2】表15-3查得。所以，由于相连处有一个键的限制，所以要将轴的直径扩大3%，2） 轴与锥齿轮的链接方式的设计由，选

9、择键的尺寸为，键槽的深度为，小轴的小段小轴的小段分度圆直径3） 轴的各段的直径大各段的直径依次标记为：其中，其余的直径是在轴两端的直径的基础上，只要有轴肩的地方轴的直径就增加2mm。小轴的直径大小的确定方法和大轴一样，其中4） 轴各段长度的确定 A.小轴各段长度的确定根据大小轴的选择轴承类型，小轴的轴承为7204C,，大轴的轴承为7206C。由参考文献【1】表15-3查得7204C的D=4mm,B=14mm,7206C的D=62mm,B=16mm.轴承端盖的螺钉d=6mm,数目为4个，e=7.2mm。小承旁链接螺栓的直径轴承端盖的长度,轴承盖的总长B.大轴的各段长度的确定 2.轴的结构设计图

10、a.大轴 b.小轴 3.轴上零件的周向定位 小轴上均采用的是平键链接，配合为半联轴器与轴的周向定位采用平键连接。半联轴器与轴连接，按由参数文献2表6-1查得平键截面,键槽用键槽铣刀加工，长为32mm,保证半联轴器与轴配合有良好的对中性，故选择半联轴器与轴配合为。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为k6，齿轮与轴配合平键为：长为25mm,配合为4）确定轴上圆角和倒角尺寸参考参考文献2表15-2，取轴端倒角为，各轴肩处的圆角半径见零件图。4.联轴器的选择 根据和轴的转速n=134.33r.min查文献【1】表17-3选择型号为GJ3()，由此可得半联轴器的长度L=3

11、8mm。十、箱体结构的设计减速器的箱体采用铸造（HT200）制成，采用剖分式结构。1、 箱体有足够的刚度在箱体两边加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度。2、考虑到箱体内零件的润滑，密封散热。因其传动件速度小于12m/s，故采用侵油润油，同时为了避免油搅得沉渣溅起，分箱面到油池底面的距离H为138.5mm为保证箱盖与箱座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为0.83、箱体结构应有良好的工艺性.箱座壁厚为8mm盖壁厚为8mm，并设计一定的圆角，其半径视具体情况而定。机体外型简单，平面应有一定的斜度，拔模方便.4、附件设计（1） 视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有视孔，能看到

12、传动零件的啮合状况、润滑状态、接触斑点及齿侧间隙，并有足够的空间，以便于操作。机体上视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用钢板制成，用M8螺栓紧固（2） 油螺塞：放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。（3） 油标：油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出.（4） 通气孔：由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，引起润滑油的泄露，在机盖顶部的视孔盖上安装通气器，以便达到体内为压力平

13、衡。此处选用简易式通气器。（5）启盖螺钉：启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。钉杆端部要做成圆柱形，以免破坏螺纹.（6） 定位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度.（7） 吊耳： 在箱座上设计出吊钩，在箱盖上设计出吊耳，以便于装拆和搬运减速器。减速器机体结构尺寸如下：名称符号计算公式结果(mm)箱座壁厚8箱盖壁厚8箱盖凸缘厚度12箱座凸缘厚度12箱座底凸缘厚度20地脚螺钉直径12地脚螺钉数目4轴承旁联接螺栓直径8机盖与机座联接螺栓直径6轴承端盖螺钉直径6 n=4视孔盖螺钉直径6 n=4定位销直径4.8，至外箱壁距离

14、查参考文献【1】表5-3181313，至凸缘边缘距离查参考文献【1】表5-3161111外箱壁至轴承端盖端面距离=+（58）32大齿轮顶圆与内机壁距离8齿轮端面与内机壁距离8箱盖，箱座肋厚箱盖无箱座6.8和6.8轴承端盖外径77轴承旁联结螺栓距离77 九键的校核（一）高速轴上键的校核1）高速轴外伸端处键的校核已知轴与联轴器采用键联接，传递的转矩为，轴径为，宽度b=5mm,高度h=5mm，键长L=20mm。带轮、轴和键的材料皆为45钢，有轻微冲击，由参考文献2表6-2查得许用挤压应力=100200Mpa,取其平均值，=110Mpa。键的工作长度l=L-b=20mm-5mm=15mm,键与联轴器键

15、槽的接触高度k=0.5h=0.55mm=2.5mm.由参考文献2式（6-1）可得 故挤压强度足够。2）高速轴上齿轮处键的校核已知轴与联轴器采用键联接，传递的转矩为，轴径为，宽度b=5mm,高度h=5mm，键长L=20mm。带轮、轴和键的材料皆为45钢，有轻微冲击，由参考文献2表6-2查得许用挤压应力=100200Mpa,取其平均值，=110Mpa。键的工作长度l=L-b=20mm-5mm=15mm,键与联轴器键槽的接触高度k=0.5h=0.55mm=2.5mm.由参考文献2式（6-1）可得 故挤压强度足够。（二）低速轴上键的校核 1）低速轴上小齿轮处键的校核已知轴和齿轮采用键联接，传递的转矩为

16、，轴径为，宽度b=10mm,高度h=8mm,键长L=25mm。齿轮，轴和键的材料皆为45钢，有轻微冲击，由参考文献2表6-2查得许用挤压应力=100200Mpa,取其平均值，=110Mpa。键的工作长度l=L-b=25mm-10mm=15mm,键与齿轮键槽的接触高度k=0.5h=0.58mm=4mm.由参考文献2式（6-1）可得故挤压强度足够。 2）低速轴上外伸端处键的校核已知轴与链轮采用键联接，传递的转矩为，轴径为，宽度b=8mm,高度h=7mm，键长L=28mm。联轴器、轴和键的材料皆为45钢，有轻微冲击，由参考文献2表6-2查得许用挤压应力=100200Mpa,取其平均值，=110Mpa

17、。键的工作长度l=L-b=28mm-8mm=20mm,键与链轮键槽的接触高度k=0.5h=0.57mm=3.5mm.由参考文献2式（6-1）可得每个平键 Mpa故挤压强度足够。十轴承寿命的验算(一)高速轴上轴承的寿命校核已知参数 查参考文献3可知角接触球轴承7204C的基本额定动载荷C=14500N。1. 求两轴承受到的径向载荷和 将轴系部件受到空间力系分解为铅垂面和水平面两个平面力系。如下图：由力分析可知2. 求两轴承实际承受的轴向力和对于70000AC（7206C）型轴承，查阅参考文献【3】表10-6，轴承的派生轴向力，因此有3.求轴承当量载荷 查阅参考文献【3】表10-4，由于轴承有轻微

18、冲击，查参考文献【3】表10-5，取，则4.校核轴承寿命因为，所以按轴承2的受力大小校核 (三)低速轴上轴承的寿命校核已知参数 查参考文献1可知角接触球轴承7206C的基本额定动载荷C=23000N。3. 求两轴承受到的径向载荷和 将轴系部件受到空间力系分解为铅垂面和水平面两个平面力系。如下图：由力分析可知4. 求两轴承实际承受的轴向力和对于70000AC（7206C）型轴承，查阅参考文献【3】表10-6，轴承的派生轴向力，因此有3.求轴承当量载荷 查阅参考文献【3】表10-4，由于轴承有轻微冲击，查参考文献【3】表10-5，取，则4.校核轴承寿命因为，所以按轴承1的受力大小校核 十一轴的强度

19、校核查阅参考文献【1】表1-6 ，查阅参考文献【3】，计算大轴弯扭强度校核：（1） 轴受力分析如图：（2） 作弯矩图和扭矩图和计算弯矩图：（3） 确定危险剖面由计算弯矩图可知齿轮处为危险剖面。（4） 校核轴的强度符合强度要求。小轴弯扭强度校核（1）轴受力分析如图：（2）作弯矩图和扭矩图和计算弯矩图：(3)确定危险剖面由计算弯矩图可知轴承2处为危险剖面。（4）校核轴的强度十二.课程设计感想刚开始的时候自己认为的设计工作很简单，但是当自己亲自来操作的时候才渐渐的发现设计工作其实并不是自己想的那样简单，遇到了很多的问题，才知道在实际的工作中自己也可能会遇到这些问题，但是现在自己都还不太会解决所以在此

20、次的设计课程中也得到了锻炼，知道一个实际的工件一步一步是如何设计出来的，中间遇到了很多的实际问题，有设计错误，计算不仔细的问题，一旦出现这样的问题对设计来说就是一个严重的错误，很多的设计工作就会白费，就要推翻重来，但是最终在同学和老师的帮助下这些问题都解决了，同时也体会到一个设计人员的不易，这更加的激励了自己在以后的学习工作中要仔细，要考虑问题全面，因为这要是在实际工作中就是不可原谅的错误，这些也是我在这次的课程设计中学到的课堂中不能学到的东西，总之这次的课程设计对我们的以后的学习工作帮助巨大。十三.参考文献【1】 机械设计课程设计【2】 机械设计【3】 机械设计原理。电动机型号：Y90L4满载转速传动比设置插值计算出经过计算选带5根能够满足要求小齿轮齿数大齿轮齿数大齿轮分度圆直径小齿轮分度圆直径齿宽B=26轴的最小轴径小齿轮轴上的键满足设计要求大齿轮上的键满足设计要求- 30 -