机械厂装配车间输送带传动装置课程设计说明书

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1、 .机械课程设计说明书q课程名称: 机械设计 题目名称: 机械厂装配车间输送带传动装置设计学 院: 徐海学院 专业班级: 机自10-5班 目 录机械设计任务书机械课程设计任务书 1机械课程设计第一阶段1.1、确定传动方案21.2、电动机选择 31.3、传动件的设计 5机械课程设计第二阶段2.1装配草图设计第一阶段说明172.2轴的设计与校核172.3滚动轴承的选择212.4键和联轴器的选择22机械课程设计第三阶段3.1、减速器箱体与附件的设计233.2、润滑方式、润滑剂与密封装置的选择24机械课程设计小结4.1、机械课程设计小结 25附1：参考文献27 / 29机械课程设计任务书一、课程设计的

2、容题目D10.机械厂装配车间输送带传动装置设计设计一带式运输机传动装置（见 图1）。图2为参考传动方案。图1 带式运输机传动装置图2 参考传动方案二、课程设计的要求与数据1、设计条件： 1）机器功用 由输送带传送机器的零部件； 2）工作情况 单向运输、轻度振动、环境温度不超过35； 3）运动要求 输送带运动速度误差不超过5%； 4）使用寿命 10年，每年350天，每天16小时； 5）检修周期 一年小修；两年大修； 6）生产批量 单件小批量生产； 7）生产厂型 中型机械厂 2、设计任务 1）设计容 1、电动机选型；2、带传动设计；3、减速器设计；4、联轴器选型设计；5、其他。 2）设计工作量 1

3、、传动系统安装图1；2、减速器装配图1；3、零件图2；4、设计计算说明书一份。 3、原始数据 主动滚筒扭矩（Nm） ：1400 主动滚筒速度（m/s） ：0.8 主动滚筒直径（mm） ：380设计计算与说明结果一、机械课程设计第一阶段1.1 确定传动方案（1）、传动方案：方案：电动机直接通过带传动接在两级圆柱齿轮减速器上，该方案的优点是圆柱齿轮的设计、加工制造容易，采用卧式两级圆柱齿轮减速器。（2）、减速器部工作方式：展开式斜齿啮合和直齿啮合。（3）、减速器的总传动比为36.30，其中带传动为2，高速级为4.86,低速级为3.74。（4）、部分面形式：水平剖分面形式。（5）、轴承类型：圆锥滚子

4、轴承和深沟球轴承。（6）、联轴器类型： HL和TL系列（7）、传动方案简图如下：1.2电动机的选择1、电动机的输出功率的计算已知工作机的扭矩T和卷筒转速，则工作机输入功率：上式中：工作机的扭矩T=1400 Nm，卷筒转速：=40.22r/min V带传动效率： 1 = 0.96 4对深沟球轴承传动效率： 24 =0.994 2对8级圆柱齿轮传动效率： 32= 0.972 联轴器的传动效率：4= 0.99 滚筒传动效率：5= 0.96=0.82把上述值代入后得：=7.20KW2、电动机的输入功率P的计算：本题中起动系数 kd=1.1，故KW查表16-2得，Y系列1500r/min电动机的具体牌号

5、为：Y160M-4额定功率为：11kW; 额定转矩：2.2; 最大转矩/额定转矩：2.23、计算总传动比并确定传动比1）、计算总传动比在上面已经确定了电机满载转速为=1460r/min传动装置的总传动比 为1460/40.22=36.302）、传动比的分配 取带传动比为=2 而 而设高速级与低速级传动满足=（1.3-1.4）即：，得4.863.744、传动装置运动参数的计算 1）、各个参数说明： 、 、I、II、III轴的转速（） 、 、I、II、III轴的输入功率（） 、 、I、II、III轴的输入转矩()电动机实际输出功率（） 电动机满载转（）2）、各个轴转速的计算： n1=n/i0=14

6、60/2=730r/min n2=n1/i12=730/4.86=150.21r/min n3=n2/i23=150.21/3.74=40.16r/min3）、各个轴功率的计算：4)、各个轴扭矩的计算T1=9550P1/n1=95507.51/730=98.25T2=9550P1/n2=95507.21/150.21=458.39T3=9550P3/n3=95506.92/40.16=1645.58将以上数据列表如下：轴号转速输出功率输出扭矩传动比效率电机轴14607.9051.6720.95轴7307.5198.254.860.96轴150.217.21458.393.740.96轴40.1

7、66.921645.5810.99卷筒轴40.226.851626.491.3、传动件的设计1、V带的设计1) 确定V带型号工作情况系数KA 查表4-6计算功率Pc由Pc=KAP=1.2 x 7.9=9.48kwV带型号 根据Pc和n1值查图4.6得取A型2) 确定带轮基准直径D1和D2小带轮直径D1 查表4.7大带轮直径D2D2=(n0/n1)D1=1460/730x100=200 mm 按表4.7圆整3) 验算带速vv=D1n0/60000=x100x1460/60000要求V带速在525 m/s 围4) 确定V带长度Ld和中心距a按0.7(D1+D2) a02(D1+D2) 初选a0a0

8、=600mm，初算带基准长度LL=2 a0+ =2x600+ =1675 mm按表4.3圆整aa0+=500+(1800-1675)/25) 验证小带轮包角=180-(200-100)/662x57.36) 确定V带根数z单根V带试验条件下许用功率P0 查表4.4传递功率增量P0 查表4.5(i=200/100=2)包角系数Ka查表4.8长度系数KL查表4.3z= =4.437) 计算初拉力F0F0= = =141.45N8) 计算轴压力QQ=2zF0 =2 x 5x 141.45.4 x =1410.43 N2、齿轮的设计1、高速级圆柱齿轮设计与计算（斜齿圆柱齿轮）1） 选择齿轮材料，确定许

9、用应力 由（机械设计课本）表6.2选 ：小齿轮40Cr调质： 大齿轮45正火： 许用接触应力与齿轮材料、热处理方法、齿面硬度、应力循环次数等因素有关。 其计算公式为： 接触疲劳极限 查（机械设计课本）图64得：接触强度寿命系数 应用循环次数N 由（机械设计课本）式67：N2=N1/i12=N1/4.86查（机械设计课本）图65得；接触强度最小安全系数：，则所以取许用弯曲应力 ：由（机械设计课本）式612，弯曲疲劳强度极限 查（机械设计课本）图67，弯曲强度寿命系数 查（机械设计课本）图68弯曲强度尺寸系数 查（机械设计课本）图69弯曲强度最小安全系数：则： 2）、齿面接触疲劳强度设计计算 确定

10、齿轮传动精度等级，按，估取圆周速度，参考（机械设计课本）表6.7、表6.8选取齿轮为：2公差组8级小轮分度圆直径，由（机械设计课本）式65得齿宽系数 查（机械设计课本）表6.9，按齿轮相对轴承为非对称布置小轮齿数 ， 在推荐值2040中选大轮齿数： z2=iz1=4.8621=102.06圆整取103齿数比传动比误差： 小轮转矩 ： 载荷系数K： 使用系数 查表6.3动载系数 由推荐值1.051.4取齿间载荷分配系数 由推荐值1.01.2取齿向载荷分布系数 由推荐值1.01.2取载荷系数K 得材料弹性系数 查表6.4节点区域系数 查图63（）螺旋角系数重合度系数 ，由推荐值0.750.88取0

11、.78，齿轮模数m 按表6.6圆整m2.5m标准中心距a 圆整后取：分度圆螺旋角：小轮分度圆直径 ： 圆周速度v ： v=d1n1/60000=53.86730/60000=2.06m/s齿宽b ，大轮齿宽： 小轮齿宽 ： 3）、 齿根弯曲疲劳强度校核计算由（机械设计课本）式610 当量齿数齿形系数 查表6.5 小轮 大轮应力修正系数 查表6.5 小轮 大轮重合度 ： 解得： 重合度系数解得：故 4）、齿轮其他主要尺寸计算大轮分度圆直径： 根圆直径 ： 顶圆直径5）、 高速级圆柱齿轮几何参数项目小齿轮大齿轮模数m2.52.5齿数Z21103压力角2020分度圆直径d53.86230.02齿顶高

12、ha3.1253.125齿根高f2.52.5齿顶圆直径da58.86235.02齿根圆直径df47.6223.77中心距a144齿宽b50432、低速级圆柱齿轮设计与计算（直齿圆柱齿轮）1） 选择齿轮材料，确定许用应力 由（机械设计课本）表6.2选 ：小齿轮40Cr调质： 大齿轮45正火： 许用接触应力与齿轮材料、热处理方法、齿面硬度、应力循环次数等因素有关。 其计算公式为： 接触疲劳极限 查（机械设计课本）图64得：接触强度寿命系数 应用循环次数N 由（机械设计课本）式67： N1=60n2jLh=60150.211035016 N2=N1/i23=N1/3.74查（机械设计课本）图65得；

13、接触强度最小安全系数：，则所以取许用弯曲应力 ：由（机械设计课本）式612，弯曲疲劳强度极限 查（机械设计课本）图67，弯曲强度寿命系数 查（机械设计课本）图68弯曲强度尺寸系数 查（机械设计课本）图69弯曲强度最小安全系数：则： 2）、齿面接触疲劳强度设计计算 确定齿轮传动精度等级，按，估取圆周速度，参考（机械设计课本）表6.7、表6.8选取齿轮为：2公差组8级小轮分度圆直径，由（机械设计课本）式65得齿宽系数 查（机械设计课本）表6.9，按齿轮相对轴承为非对称布置小轮齿数 ， 在推荐值2040中选大轮齿数： z2=iz1=3.7423=72.5圆整取72.5齿数比 u=z2/z1=86/2

14、3=3.74传动比误差： 小轮转矩 ： 载荷系数K： 使用系数 查表6.3动载系数 由推荐值1.051.4取齿间载荷分配系数 由推荐值1.01.2取齿向载荷分布系数 由推荐值1.01.2取载荷系数K 得材料弹性系数 查表6.4节点区域系数 查图63（）重合度系数 ，由推荐值0.750.88取0.78，齿轮模数m 按表6.6圆整m4标准中心距a mm小轮分度圆直径 ： 圆周速度v ： v=d1n2/60000=92150.21/60000齿宽b ，大轮齿宽： 小轮齿宽 ： 3）、 齿根弯曲疲劳强度校核计算由（机械设计课本）式610 齿形系数 查表6.5 小轮 大轮应力修正系数 查表6.5 小轮

15、大轮重合度 ： 解得： 重合度系数解得：故 4）、齿轮其他主要尺寸计算大轮分度圆直径： 根圆直径 ： 顶圆直径低速级圆柱齿轮几何参数如下：项目小齿轮大齿轮模数m44齿数Z2386压力角2020分度圆直径92290齿顶高ha55齿根高f44齿顶圆直径da100298齿根圆直径df82280中心距a192齿宽b80.673.6二、机械课程设计第一阶段2.1、装配草图设计第一阶段说明 1）、减速器装备图采用三个视图与必要局部剖视图才能表达完整。根据传动件尺寸大小，参考类似的减速器装配图，估计出待设计的减速器外部轮齿尺寸，并考虑标题栏、明细栏、零件序号与技术要求等位置，选择合适的比例尺，合理的布局图面

16、。 2）、在俯视图的位置上画三根线作为传动轴1、2、3的中心线，并绘出传动件的外廓。小轮宽度应大于大齿轮510mm，二级传动件之间的轴向间隙=815mm。 3）、画出箱体壁线与减速器中心线。在俯视图上小齿轮端面与箱体壁之间间隙和大齿轮顶圆之间间隙为。4）、按纯扭矩初步估算轴径。确定轴的跨距。先按纯扭矩确定轴径，在经轴的阶梯化吧跨距准确的确定下来。按照纯扭矩计算轴径时，用降低许用扭转剪切应力的方法来计入弯矩的影响。2.2、轴的设计与校核 1、轴1的设计计算1）、计算作用在齿轮上的力 圆周力Ft=2T1/d1=298250/53.9 径向力 轴向力2）、初步估算轴的直径 选取45号钢材作为轴的材料

17、，调制处理 由式8-2：，计算轴的最小直径并加大3%以考虑键槽的影响。查表8.6 取A=115 则 =23.66高速轴工作简图如图(a)所示首先确定个段直径A段：=25mm 由最小直径算出。B段：=28mm。C段：=30mm，与轴承（深沟球轴承6206）配合，取轴承径D段：=38mm， 设计非定位轴肩取轴肩高度h=4mmE段：=46mm，将高速级小齿轮设计为齿轮轴，考虑依据课程设计指导书p116F段：=87mm, 设计非定位轴肩取轴肩高度h=4mmG段，=30mm,与轴承（深沟球轴承6360）配合，取轴承径第二、确定各段轴的长度A段：=55mm。B段：=55mm，考虑轴承盖与其螺钉长度然后圆整

18、取55mmC段：=29mm, 与轴承（深沟球轴承6206）配合,加上挡油盘长度（参考减速器装配草图设计p24）=B+3+2=16+11+2=29mmD段：=98mm。E段：，齿轮的齿宽F段：，=2-2=11-2=9mmG段：=14mm, 与轴承（深沟球轴承6360）配合,加上挡油盘长度2、轴的设计计算1）、按齿轮轴设计，轴的材料取与高速级小齿轮材料一样，40Cr，调质处理，查表15-31，取2）初算轴的最小直径因为带轮轴上有键槽，故最小直径加大3%，=45mm。根据减速器的结构，轴的最小直径应该设计在与轴承配合部分，初选圆锥滚子轴承30209，故取=45mm轴的设计图见草图，由下向上同一号轴知

19、道：首先，确定各段的直径A段:=45mm,与轴承（圆锥滚子轴承30209）配合，=27mm。B段：=50mm, 非定位轴肩，与齿轮配合,=8mm。C段：=58mm, 齿轮轴上齿轮的分度圆直径,=75mm。D段：=50mm, 。E段：=45mm， =43mm。3、轴的设计计算轴的材料选用40Cr（调质），可由表15-3查得=107所以轴的直径:=47.5mm。因为轴上有两个键槽，故最小直径加大6%，=50mm。由表13.1(机械设计课程设计指导书)选联轴器型号为LH4轴孔的直径=50mm长度L=84mm轴设计图 如下：首先，确定各轴段直径A段:=60mm, 与轴承（深沟球轴承6212）配合B段:

20、=65mm,非定位轴肩,h取5mmC段:=75mm,定位轴肩，取h=5mmD段:=65mm, 非定位轴肩，h=3.5mmE段:=60mm, 与轴承（深沟球轴承6212）配合F段:=58mm,按照齿轮的安装尺寸确定G段:=50mm, 联轴器的孔径然后、确定各段轴的长度A段:=43mm,由轴承长度，3，2，挡油盘尺寸B段:=72mm，齿轮齿宽减去2mm，便于安装C段:=10mm, 轴环宽度，取圆整值根据轴承（深沟球轴承6212）宽度需要D段:=86mm,由两轴承间距减去已知长度确定E段:=29mm,由轴承长度，3，2，挡油盘尺寸F段:=57mm,考虑轴承盖与其螺钉长度，圆整得到G段:=84mm,联

21、轴器孔长度。4、轴的校核计算第一根轴:求轴上载荷已知：设该齿轮轴齿向是右旋，受力如右图：由材料力学知识可求得水平支反力:垂直支反力:合成弯矩由图可知,危险截面在C右边W=0.1=9469=/W=14.49MPa70MPa轴材料选用40Cr 查手册符合强度条件!第二根轴和第三根轴的具体校核步骤省略，两根轴都符合强度条件。2.3、滚动轴承的选择1) 高速轴（1轴）上滚动轴承的选择因为支撑跨距不大，故采用两端固定式轴承组合方式，轴承类型选择深沟球轴承，轴承的预期寿命为h。由前计算结果所知，轴承所受径向力 N轴向力 N基本额定动载荷 KN，基本额定静载荷 KN轴承工作转速 r/min初选滚动轴承620

22、6 GBT27694 (参见附录E-2)e =0.21X=0.56 Y=2.09,径向当量动载荷因为 所以选深沟球轴承6206 GBT27694 满足要求，相关数据如下：D=62mm B=16 mmmm低速轴的轴承校核同上，具体步骤省略，符合强度。2.4、键联接和联轴器的选择1) 高速轴（1轴）由前面的计算结果知：工作转矩T=24.42 Nm，工作转速r/min选择工作情况系数 K=1.75计算转矩Nm选TL型弹性套柱销联轴器。按附录F，选用TL4联轴器，型号为:GB432384许用转矩T=63 Nm,许用转速n=5700 r/min.因T,nn,故该联轴器满足要求。选A型普通平键：初选键：b

23、=8 mm，h=7 mm，L=34 mm，l=26 mm参考文献5表4-3-18，=110MPa，=90MPa由表4-3-16， MPa MPa键的挤压强度和剪切强度都满足要求。2) 中间轴（2轴）上键联接的选择由前面的计算结果知：工作转矩T=112.33 Nm选A型普通平键。高速极大齿轮连接键：初取：b=12 mm，h=8 mm，L=32 mm，l=20 mm键 1232 GB109679参考文献5表4-3-18，=110MPa，=90MPa由表4-3-16， MPa120P0=1.32P0=0.17Ka=0.98KL=1.01Z=5F0=141.45Q=1410.43N1=2.45109N

24、2=5.041082公差组8级z1=21合格m2.5mv=2.06m/sb=45mmb2=45mmN1=5.05108N1=1.351082公差组8级u=3.74合格m4v=0.723m/sb=73.6mmFt=3645.64NFr=1361.15NFa=311.23N=25mm=25mm=28mm=30mm=38mm=46mm=54mm=30mm=38mm=55mm=55mm=29mm=29mm=98mm=45mm=45mm=41mm=50mm =8mm=58mm=75mm=50mm=60mm=65mm=75mm=75mm=65mm=60mm=58mm=50mm=43mm=78mm=10mm=62mm=29mm=57mm=84mm=14.49MPa6206 GBT27694