機械設計基礎課程設計17頁

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： 11111111111 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：11111111111111 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；2V帶傳動； 3單級圓柱齒輪減速器4聯(lián)軸器；5帶式輸送機；6鼓輪；7滾動軸承圖1 帶式輸送機減速裝置方案圖二、原始數據滾筒直徑d /mm400傳送帶運行速度v

2、/(m/s)1.6運輸帶上牽引力F /N2100每日工作時數T /h24傳動工作年限5單向連續(xù)平穩(wěn)轉動，常溫空載啟動。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周內完成并通過答辯參考資料：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日目 錄（一）電機的選擇1（二）傳動裝置的運動和動力參數計算2（三）V帶傳動設計3（四）減速器（齒輪）參數的確定5（五）軸的結構設計及驗算7（六）軸承根據11（七）聯(lián)軸器的選擇12（八）鍵連接的選擇和計算12（九） 心 得 體 會14（一）電機的選擇1.選擇電機的類型和結構形式

3、：依工作條件的要求，選擇三相異步電機封閉式結構u=380vY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= 3.36 kWV帶效率： 0.96 滾動軸承效率： 0.99 齒輪傳動效率（閉式）: 0.97 x 1 (對)聯(lián)軸器效率： 0.99 傳動滾筒效率： 0.96 傳輸總效率= 0.859 則，電機功率= 3.91 kW3.電機轉速確定工作機主動軸轉速n工作機= 76.43 r/minV帶傳動比范圍：24 一級圓柱齒輪減速器傳動比范圍：36 總傳動比范圍：624電動機轉速的可選范圍為： 458.58 1834.32 r/min 在此范圍的電機的同步轉速有： 1500r/

4、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據（JB30 74-82）選擇電機的型號為； Y132M1-6 性能如下表：電機型號功率KW滿載時額定轉矩質量 kg轉速nr/min電壓V電流A功率因數Y132M1-649603809.40.82.075（二）傳動裝置的運動和動力參數計算所選電機滿載時轉速nm= 960 r/min總傳動比：i總= 12.56 1.分配傳動比及計算各軸轉速i總=iD×i帶傳動的傳動比iD= 3 一級圓柱齒輪減速器傳動比i= 4.19 則高速軸I軸轉速n1= 320r/min 則低速軸II軸的轉速n2= 76.37r/

5、min 2.各軸輸入功率，輸出功率P輸出=P輸入，效率如前述。則高速軸I軸的輸入功率PI= 3.75 kW ， 輸出功率PI= 3.71 kW，則低速軸II軸的輸入功率PII= 3.60 kW，輸出功率PII= 3.56 kW。3.各軸輸入轉矩: 小帶輪輸入轉矩Td= 38.9Nm I軸輸入轉矩TI= 111.9Nm II軸輸入轉矩TII= 450.2Nm （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KA=1.2,故Pc= 4.7kW 。 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 A 型。

6、3. 確定大小帶輪基準直徑d1，d2。由機械設計基礎表 13-10取d1= 125mm，帶傳動比iD已知，則d2=iD·d1= 375mm ，取d2= 375mm 4.驗算帶速v 6.3m/s 5.求V帶基準長度和中心距（L0，a）初定中心距=1.5（d1+d2)= 750mm ,選a0= 800mm 帶長 = 2405mm 由表 13-2 ，對 A 型帶進行選用，Ld= 2480mm 則實際中心距： 837.5mm 6.驗算小帶輪包角 163°>120°合格。7.求V帶根數Z已知n1，d1 ，查表 13-4 ，得P0= 1.37kW 已知傳動比iD，查表

7、13-6 ， 得P0= 0.11kW 已知1，查表 13-8 得K= 0.96 ，查表 13.2 得KL= 1.09 則V帶根數Z= 3.03 ，取 4 根 。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 型帶每米質量q= 0.105kg/m 單根V帶的拉力F0=2= 155N 作用在軸上的壓力FQ=2ZF0 sin= 1226N （四）減速器（齒輪）參數的確定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：調質，齒面硬度為 241286HBS 大齒輪用： ZG35SiMn ，熱處理方式：調質，齒面硬度為 241269H

8、BS 由表 11-5 ，取安全系數SH= 1.0 ，SF= 1.25 。則許用應力為：H1=Hlim1/SH= 720MPa . H2= Hlim2/SH= 615Mpa F1=FE1/SF= 476MPa . F2= FE2/SF= 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K= 1.5 ，由表 11-6 得齒寬系數d= 0.8 。小齒輪輸入功率P= 3.75kW ，轉矩T1=9.55××= 1.12×105Nmm ，由表 11-4 可得彈性系數ZE= 188.9 則小齒輪直徑d1齒數取Z1=

9、24 ，Z2=iZ1= 101 模數m=d1/z1= 2.81 按表 4-1 ，標準模數m= 3 ，實際傳動比i=Z2/Z1= 4.21 傳動比誤差 0.02 ，是 符合要求 。d2=m Z2=303mm,齒根頂圓直徑d2a=d2+2ha=309mm,齒根圓直徑d2f=d2-2hf=295.5mm。 實際標準中心距離a= 187.5mm 齒寬 56mm （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YFa1= 2.76 , YFa2= 2.24 .由圖 11-9 ，取外齒輪齒根修正系數YSa1= 1.59 ，YSa2= 1.82

10、判斷： 122MPa F1判斷： 113MPa F2滿足條件 合適 4.齒輪的圓周速度 1.2m/s 對照表 11-2 可知，選著 9 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表 14-1得，高速軸材料為： 45鋼 ，熱處理方式： 調質 低速軸材料為： 45鋼 ，熱處理方式： 調質 高速軸極限強度B1= 650MPa ，低速軸極限強度B2= 650MPa 根據表 14-3 得，高速軸的許用彎曲應力-1b= 60MPa 低速軸的許用彎曲應力-1b= 60MPa 2軸頸初估初選小輪軸頸，根據扭轉強度計算初估軸頸。由表 14-2 得常數C110 = 24.9mm ，結

11、合大帶輪輪轂內徑，圓整后暫取d1= 25mm 大輪軸頸= 39.7mm ，結合聯(lián)軸器內徑，圓整后暫取d2= 40 mm3.軸的徑向尺寸設計根據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：（帶尺寸的草圖）各尺寸確定的依據： （有鍵槽加大3%）,取d1=28mm。 d2=d1+2h,軸肩高h=2C1=4mm,則d2=36mm。 d3=d2+2mm=38mm,取標準值d3=40mm。 d4=d3+2mm=42mm。 d5=d4+2h, 軸肩高h=2C1=4mm,則d5=50mm。 取d6=32mm，比軸承內圈外徑小，砂輪越程槽。 d7=d3=40mm. 低速軸：（帶尺寸的草圖

12、）各尺寸確定的依據： （有鍵槽加大3%）,取d1=42mm d2=d1+2h,軸肩高h=2C1=4mm,則d2=50mm。 d3=d2+2mm=52mm,取標準值d3=55mm。 d4=d3+2mm=57mm。 d5=d4+2h, 軸肩高h=2C1=4mm,則d5=65mm。 取d6=47mm，比軸承內圈外徑小，砂輪越程槽。 d7=d3=55mm。 5.軸的軸向尺寸設計根據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： l 1=2f+3e-3mm,其中A型帶f=9mm,e=15mm，則l 1=60mm。 l4=b-2mm=58mm,軸段長

13、度應比齒輪輪轂短2-3mm。 l5=1.4h,軸肩高h=2C1=4mm,則l5=5.6mm,取l5=6mm。 l7=B+擋油環(huán)寬度-4mm=18+19-4=33mm。 ,C, e,K:取H=10mm, =15mm,軸承座寬度C=C1+C2+10mm,取C1=22mm,C2=20mm, =0.025a+1=5.7mm,取=8mm,則C=60mm。軸承蓋厚度e=1.2d3,螺釘直徑取d3=8mm，則e=9.6mm,取e=10mm，聯(lián)軸器到軸承蓋的距離取K=20mm。 l2=K+e+(C-B)=57mm， l3=B+H+2mm=45mm。 取l6=4mm。 低速軸：（帶尺寸的草圖）各尺寸確定的依據：

14、 l 1=112-2=110mm,軸段長度應比聯(lián)軸器軸孔長度短1-2mm。 l4=b-2mm=54mm,軸段長度應比齒輪輪轂短2-3mm。 l5=1.4h,軸肩高h=2C1=4mm,則l5=5.6mm,取l5=6mm。 l7=B+擋油環(huán)寬度-4mm=21+19-4=36mm。 ,C, e,K:取H=10mm, =15mm,軸承座寬度C=C1+C2+5mm,取C1=22mm,C2=20mm, =0.025a+1=5.7mm,取=8mm,則C=60mm。軸承蓋厚度e=1.2d3,螺釘直徑取d3=8mm，則e=9.6mm,取e=10mm，聯(lián)軸器到道軸承蓋的距離取K=20mm。 l2=K+e+(C-B

15、)=54mm， l3=B+H+2mm=48mm。 取 l6=4mm。 （六）軸承的選擇高速軸承的主要參數軸承代號軸承內徑mm軸承外徑mm軸承寬度mm徑向基本額定動載荷Cr6208 40 80 18 29.5低速軸承的主要參數軸承代號軸承內徑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 43.2（七）聯(lián)軸器的選擇根據軸孔直徑d2= 42mm 輸出轉矩T= 445Nm 依據課程設計指導書，選定聯(lián)軸器型號： TL7 聯(lián)軸器選擇表公稱扭矩/Nm許用轉數/(r/min)D/mmD1/mmD2/mm轉動慣量/kgm2質量/kg 500 3600 190 42 0.06

16、15.6（八）鍵連接的選擇和計算軸名安裝直徑 d / mm類型h / mmb /mm輪轂長度鍵長L /mm高速軸28A78635542A8126050低速軸42A8121129057A10165645 附 表 1 機 體 各 部 分 尺 寸 （mm）名稱符號尺寸機座壁厚8機蓋壁厚18機座凸緣厚度b12.5機蓋凸緣厚度b112.5機座底凸緣厚度b220地腳螺釘直徑df20地腳螺釘數目n4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d116蓋與座聯(lián)接螺栓直徑d212連接螺栓d2的間距l(xiāng)180軸承端蓋螺釘直徑d38窺視孔蓋螺釘直徑d48定位銷直徑d10df,d1,d2至外機壁距離c126,22,18df,d2至土元邊緣距離c

17、224,16軸承旁凸臺半徑R120凸臺高度h35外機壁與軸承座端面距離l147大齒輪端面圓與內機壁距離110齒輪端面與內機壁距離29機蓋，機座筋厚m1,m8,8軸承端蓋外徑D2120,140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高度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（9） 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，