課程設計計算說明書

1、課 程 設 計 說 明 書學生姓名:朱世強學 號：2012302020114學 院:能源與動力工程學院班 級:建環(huán)121班題 目:帶式輸送機的驅動裝置指導教師： 付大鵬 職稱: 教授 2015 年 3 月 19 日目錄第1章 緒論第2章 課程設計主要技術參數(shù)說明第3章 減速器性能參數(shù)計算第4章 V帶的設計計算第5章 齒輪的設計計算第6章 軸的設計計算第7章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的設計計算第8章 箱體的結構設計第9章 減速器潤滑的選擇第十章 總結及參考文獻第一章 緒論機械設計基礎課程設計是教學基本要求規(guī)定，每個學生必須完成一個課程設計。它是機械設計課程的最后一個教學環(huán)節(jié)，也是高等工科院校大多數(shù)專業(yè)學

2、生第一次較全面的設計能力訓練，其基本目的是：1、 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，結合生產實際分析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：2、 通過制定設計方案，合理選擇傳動機構和零件類型，正確計算零件工作能力、確定尺寸和選擇材料，一級較全面地考慮制造工藝、使用和維護等要求，之后進行結構設計，達到了解和掌握機械零件、機械傳動裝置或簡單機械的設計過程和方法；3、 設計基本技能的訓練。例如計算、繪圖、熟悉和運用設計資料（手冊 、圖冊、標準和規(guī)范等）以及使用經驗數(shù)據(jù)、進行經驗估算和處理數(shù)據(jù)的能力。課程設計的進行方式：課程設計是在教師指導下由

3、學生獨立完成的。每個學生都應該明確設計任務和要求，并擬定設計疾患，注意掌握進度，按時完成。設計分階段進行，每一階段的設計都要認真檢查，沒有原則錯誤時才能繼續(xù)進行下一階段的設計，以保證設計質量，循序完成設計任務。第2章 課程設計主要技術參數(shù)說明2.1課題題目帶式輸送機的驅動裝置。要求系統(tǒng)中減速器采用斜齒輪傳動；減速器與電動機之間用V帶傳動。2.2主要技術參數(shù)說明輸送帶的有效拉力F=1750N，滾筒直徑350mm，輸送帶工作速度=2.4m/s。2.3傳動系統(tǒng)工作條件帶式輸送機在常溫下連續(xù)工作：運輸石塊：每天工作兩班（每班工作8小時）；要求設計壽命為兩年。2.4傳動系統(tǒng)方案選擇 帶式輸送機傳動系統(tǒng)簡

4、圖計算及說明結果第3章 減速器性能參數(shù)計算（一）性能參數(shù)計算 1、工作機效率 Pw=FV/1000=17502.4/1000=4.2KW2、 總效率a=1234 =0.960.97110.992 0.90 1、2、3、4和5分別為普通V帶、 齒輪、聯(lián)軸器、卷筒和軸承的效率。3、 所需電機功率 Pd=4.2/0.9=4.67KW4、 確定電機轉速 卷筒工作轉速：n=6010002.4/（350） =130.96r/min5、 根據(jù)推薦的傳動比合理范圍： i帶=24; i齒=36 總傳動比 ia=6246、 可選的電動機轉速nd=（624）190.96 =785.763143.04r/min 符合

5、這一范圍的同步轉速有1000、1500和3000r/min；根據(jù)機械零件手冊查的，有四種適用的電機型號，分別為Y132S1-2、Y132S1-4、Y132S2-4和Y132M-6四種型號的三相異步電動機。綜合考慮各種因素，選定電動機型號為Y132S1-4計算及說明電動機型號Y132S1-4結果7、傳動比分配：i總=1440/130.96=10.996 取i帶=2.80 則：i齒=3.927（二）動力運動參數(shù)計算 （1）轉速：電機滿載轉速n0=1440r/min n=n0/i帶=1440/2.80=514.29r/min n=n/i齒=514.29/3.927=130.96r/min n=n=1

6、30.96r/min （2）功率：電機輸出功率P0=Pd=4.67kw P=P01=4.670.96=4.48kw P=P25=4.480.970.99=4.30kwP=P53=4.300.991=4.26kw （3）轉矩：電機軸輸出轉矩 T0=9550Pd/n滿軸號功率（kw）n（r/min）T（N/m）04.67 144030.9714.48514.2983.2524.30130.96313.9434.26130.96310.80 =95504.67/1440=30.97N/m T=T0i帶1=83.25N/m T=Ti齒25=313.94N/m T=T53=310.80N/m 將上述數(shù)據(jù)

7、列表如下：i帶=2.80i齒=3.927計算及說明結果第4章 V帶的設計計算 （1）電機的轉速n0=1440r/min 軸轉速n=514.29r/min 查表得，工作情況系數(shù)KA=1.2，則： 計算功率Pc=KAP=1.24.48=5.38kw （2）根據(jù)Pc=5.38kw，n=514.29r/min查圖表得：可選用A型V帶，小帶輪直徑范圍d1=75100mm,取d1=100mm，則 d2=（1440/514.93）1000.98 =274.40mm 取d2=280mm，雖使n2略有減小，但其誤差小于5，故允許。 （3）驗證帶速 帶速合適 （4）求取V帶基準長度L和中心距 初步選取中心距 計算

8、及說明選A型V帶，小帶輪直徑100mm大帶輪直徑280mm結果 a0=1.5（d0+d1） =1.5（100+380） =570mm =1751.1mm 對A型帶選用Ld=1750mm，則實際中心距 aa0+=570+ =569.45mm （5）驗證小帶輪包角 =18057.3 =162120 合適 （6）求V帶根數(shù)： 傳動比i= =2.86 包角162 查表得：P0=1.32kw ，=0.17中心距為569.45mm計算及說明結果 ， 取z=4 （7）求作用在帶輪軸上的壓力FQ 查表得，單位長度V帶質量為 單根V帶的初拉力 = =149N =24149 =1177.32N第五章齒輪的設計計算

9、 1、材料的選用及許用應力的確定 小齒輪選用 40 調質處理，齒面硬度為241286HBS，大齒輪選用 調質處理，齒面硬度為241269HBS，相應的疲勞強度取均值：取4根V帶計算及說明結果 查表，取安全系數(shù)，； 2、按齒面接觸強度設計計算 查表得，載荷系數(shù)K=1.6、齒寬系數(shù)=1.1,彈性系數(shù)=188.9，取螺旋角=15，轉矩T=83.25N/m，傳動比u=3.927，螺旋角系數(shù),則: 取 ，取 計算及說明結果 取Z1=22，則Z2=85，i=，與i=3.927相比，誤差為1.8%,可用。 實際分度圓直徑 取大小齒輪的齒寬分別為： b2=65mm , b1=70mm 3、按齒根彎曲強度校核計

10、算 所以，Zv1=23.67 ， Zv2=91.43 查圖表得， Z1=22Z2=85d1=56.35mmd2=217.73mm計算及說明結果 安全 4、齒輪的圓周速度 查表可知，選用9級精度合宜的 。 5、大齒輪尺寸計算如下表所示： 模數(shù)2.5齒數(shù)z85螺旋角124131分度圓直徑d217.73齒頂高2.5齒根高3.13頂隙c0.63 6、齒輪結構設計計算 小齒輪采用齒輪軸結構，大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結構。 大齒輪有關計算： 軸孔直徑ds=56 輪轂直徑dh=1.6ds=89.6mm 輪轂長度lhb2=65mm 腹板厚度c=0.3b=19.5mm 輪緣厚度=（2.54）mn10mm計算及

11、說明結果第6章 軸的設計計算6.1軸的材料和熱處理選擇 （1） 軸的材料選擇45號鋼，并作調質處理，查表得，許用彎曲應力 （2）按扭轉強度估計最小軸徑由表查得，,取A0=110, 考慮到最細軸段要安裝聯(lián)軸器，會有鍵槽存在，故將估算直徑加大5%，取為36.99mm （3）設計軸的結構并繪制草圖 由于設計的是單級減速器，將齒輪布置在箱體內部的中央位置，軸承對稱安裝在齒輪兩齒輪兩側，故將軸的結構設計成中間大兩端小階梯軸，設計有6段軸。 確定各段軸徑 ，取d1=45mm，d2=50mm，d3=50mm，d4=56mm，d5=62mm，d6=55mm， 確定各軸段長度： （4）軸上轉矩T=314.18N

12、m計算及說明 結果（4）軸上轉矩T=314.18Nm 圓周力 徑向力 軸向力 （5）求垂直面的支承反力 =-156.10N =(1075.63+156.10)N =1231.73N 水平面上得反力 F1H=F2H=Ft/2=1442.16N (6)繪制垂直面的彎矩圖 （7）繪制水平彎矩圖 （8）繪制合成彎矩圖 計算及說明結果軸傳遞的轉矩T=314.18Nm （9）求危險截面當量轉矩 由圖可見，aa面最危險，其當量彎矩為 56mm 合格合格設計及說明結果第七章軸承、鍵和聯(lián)軸器的設計計算 1、軸承的設計計算 選用角接觸球軸承7210AC 2個，公稱接觸角=251）軸承的內部軸向力 Fs1=0.68

13、Fr1=0.68156.10=106.15N Fs2=0.68Fr2=0.681231.73=837.58 N FA+Fs1=749.81837.58 軸承壓緊端承受的軸向載荷Fa1=Fs2-Fa=837.58-643.66=193.92 N軸承放松端承受的軸向載荷 Fa2=Fs2=837.58 N 2）計算軸承1、2的當量動載荷 查表得e=0.68，壓緊端Fa1/Fr1=1.24e 放松端Fa2/Fr2=0.68 由此查表得X1=0.41，Y1=0.87，X2=1，Y2=0 當量動載荷 P1=X1Fr1+Y1Fa1 =0.41156.10+0.87193.92 =232.71N P2=X2F

14、r2+Y2Fa2 =11231.73+0=1231.73N 3）計算所需的徑向基本額定動載荷C P2P1，故以軸承的徑向當量動載荷P2 為計算依據(jù)，谷物為輕微沖擊，查表得計算及說明結果 fp=1.1,工作溫度ft=1 軸工作壽命為2年，3班制，每班工作8小時，故Lh=11680h 所以， =9998.20N 查表得軸承的徑向基本額定動載荷Cr=52.8KN 選7211AC型號的軸承適用 2.鍵的設計計算 1）從動軸外伸端d=45mm，考慮鍵在軸中部安，選擇鍵1450GB/T10962003，b=14，h=9，L=50，選45號鋼，其許用應力p=1000MPa， p=4T/dhL=4311.04

15、103/（45936） =85.33MPa90MPa 強度足夠，合格 2）與齒輪連接處d=56mm，考慮鍵槽在軸中部安裝，故同一方位母線上，選擇鍵1663GB/T10962003，b=16，h=10，L=63， p=4T/dhL=4311.04103/（5610） =38.98MPa90MPa合格計算及說明 結果 強度足夠，合格3、聯(lián)軸器的設計計算 選用剛性凸緣聯(lián)軸器，查表得聯(lián)軸器的工作情況系數(shù)KA=1.5， Tc=KAT =1.5311.04 =466.56Nm 故選用YL10型剛性凸緣聯(lián)軸器，工程尺寸轉矩Tn=630 Nm，采用J型軸孔，A型鍵 ，軸孔直徑45mm，軸孔長度84mm.第八章

16、 箱體的結構設計（單位：mm） 機座壁厚=0.025a+18 機蓋壁厚1=0.02a+18 機座凸緣厚度b=1.5=12 機蓋凸緣厚度b1=1.51=12 機座底凸緣厚度b2=2.5=20 地腳螺釘直徑df=0.036a+12=16.6520 地腳螺釘數(shù)目n=4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d1=0.75df=1516 機蓋與機座聯(lián)接螺栓直徑d212 聯(lián)接螺栓d2的間距l(xiāng)=180 軸承端蓋螺釘直徑d3=10 窺視孔蓋螺釘直徑d4=8計算及說明結果 定位銷直徑d=8 df、d1、d2至外機壁距離C1=26,22,18 df、d2至凸緣邊緣高度C2=24,16 軸承旁凸臺半徑R1=24,16 外機壁至軸承座

17、端面距離 l1=C1+C2+(812)=50 大齒輪頂圓與內機壁距離1=10 齒輪端面與內機壁距離2=10 上下機體肋厚度m1=7，m=7 從動軸端蓋外直徑130 主動軸端蓋外直徑124 軸承端蓋凸緣厚度t=8軸承旁聯(lián)接螺栓距離S=130第九章 減速器潤滑的選擇 1、潤滑方式 a齒輪v=1.2412m/s，應用噴油潤滑，但考慮成本選用浸油潤滑 b、軸承采用脂潤滑 2、潤滑油牌號及用量 a、齒輪潤滑選用159號機械油，最低最高油面距1020mm，需油量1.5L左右 b、軸承潤滑選用2L3型潤滑脂，用油量為軸承間隙的1/31/2為宜計算及說明結果第10章 總結及參考文獻 （一）總結 通過本次課程設計，使自己對所學的機械設計有了更深一步的了解，對于各方面知識之間的聯(lián)系有了實際的體會，同時也深深感到自己掌握的知識與實際還有很大的差距，在今后的學習與實踐中還會繼續(xù)努力的。 本次課程設計為時12天，自己能夠很好地完成每天的任務，但是在計算以及畫CAD圖時仍然發(fā)現(xiàn)自己的很多不足，對于零件的認