哈工大机械设计课程设计说明书

目录一课程设计任务书...........................1二设计要求.................................2三设计步骤.................................21.传动装置总体设计方案..................22.电动机的选择...........................23.确定传动装置的总传动比和分配传动比....44.齿轮的设计.............................55.滚动轴承和传动轴的设计.................76.键联接设计.............................137.箱体结构的设计........................148.润滑密封设计..........................15四设计小结.................................16五参考资料.................................17带式输送机传动装置设计计算说明书第1页一课程设计任务书课程设计题目：带式输送机传动装置设计设计带式运输机传动装置（简图如下）1——输送带2——滚筒3——联轴器4——减速器5——V带传动6——电动机1.设计条件：1）机器年产量：大批；2）机器工作环境：清洁；3）机器载荷特性：平稳；4）机器最短工作年限：5年2班。2.原始数据：运送带工作拉力F/KN运输带工作速度v/(m/s)卷筒直径D/mm1.7801.2300带式输送机传动装置设计计算说明书第2页二.设计要求1.减速器装配图一张。（三视图，A0图纸）2.绘制轴、齿轮零件图各一张。（A3图纸）3.设计计算说明书一份。三.设计步骤1.传动装置总体设计方案1）外传动机构为V带传动。2）减速器为一级展开式圆柱齿轮减速器。3)方案简图如下图：1——输送带；2——滚筒；3——联轴器；4——减速器；5——V带传动；6——电动机2、电动机的选择1）选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V。带式输送机传动装置设计计算说明书第3页2）选择电动机的容量工作机的有效功率为kwvPw136.2F从电动机到工作机传送带间的总效率为543321由《机械设计课程设计》表9-1[1]可知：1：V带传动效率0.962：滚动轴承效率0.99（球轴承）3：齿轮传动效率0.97（8级精度一般齿轮传动）4：联轴器传动效率0.99（弹性联轴器）5：卷筒传动效率0.96所以电动机所需工作功率为kwPPwd487.2833.0/136.23）确定电动机转速而工作机卷筒轴的转速为min/39.76d/100060rvnw所以电动机转速的可选范围为：min)36.1833~34.458(min39.76)24~6('rrninwd综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000minr的电动机。根据电动机类型、容量和转速，由《机械设计课程设计》表15-1带式输送机传动装置设计计算说明书第4页选定电动机型号为Y132S-6。其主要性能如下表：电动机型号额定功率/kw满载转速/(r/min)额定转矩启动转矩额定转矩最大转矩Y132S-639602.02.03.计算传动装置的总传动比i并分配传动比(1).总传动比i为57.1239.76/960wmnni(2).分配传动比iii考虑润滑条件等因素，初定3i19.4i1).各轴的转速电机轴min960rnnm错误!未找到引用源。轴min320mrinn错误!未找到引用源。轴min37.76rinn卷筒轴min37.76rnnw2).各轴的输入功率带式输送机传动装置设计计算说明书第5页电机轴kwPPd487.2错误!未找到引用源。轴kwPP388.221错误!未找到引用源。轴kwPP293.223卷筒轴kwPP247.224卷3）.各轴的输入转矩mmNnPTmdd46610474.2960487.21055.91055.9电机轴mmNTTd410474.2错误!未找到引用源。轴mmNiTT42110125.7错误!未找到引用源。轴mmNiTT52310867.2卷筒轴mmNTT52410810.2卷将上述计算结果汇总与下表，以备查用轴名功率P/kw转矩T/(N·mm)转速n/(r/min)传动比i效率电机轴2.487410474.296030.96错误!未找到引用源。轴2.388410125.73204.190.96错误!未找到引用2.293510867.276.3710.98带式输送机传动装置设计计算说明书第6页源。轴卷筒轴2.247510810.276.374.齿轮的设计1）选定材料及确定许用应力(1)按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。(2)材料选择。由《机械设计基础》表6.22[2]选择齿轮材料为合金铸钢（调质），小齿轮硬度为300HBS，MPa7201limH,MPa270Flim1,大齿轮为合金铸钢（调质），硬度为260HBS，MPa6502limH,260Flim2MPa,二者材料硬度差为40HBS。(3)由《机械设计基础》表11-5[2],取1SH，25.1SF，MPaSH720/720S][HHlim1H1MPaSH390/650S][HHlim2H2MPaPa216M25.1/702S][FFlim1F1MPaPa208M25.1/260S][FFlim2F22）按齿面接触强度设计齿数取26z1，则109z81.3z12取载荷系数为K=1.1，齿宽系数1d(《机械设计基础》表6.5,6.6)[2]小齿轮上的转矩mmNnPT425110127.7105.95带式输送机传动装置设计计算说明书第7页mm92.4619.4119.41.110127.71.16.7516.753243211650][uuKTdd模数8.12692.46dm11z取m=2mm中心距mmmmdd1352218522a21齿宽mmmmdd52521b1取mm60b,mm52b21,3）验算齿轮弯曲强度齿形系数（由《机械设计基础》图11-8和图11-9[2]可得）69.2Y1F，19.2Y2F齿形系数与需用弯曲应力的比值为：0125.021669.211FFY0105.20819.222FFY11FFY较大，故需校核小齿轮的弯曲强度：][97.70P2626010127.769.21.122224121F11FMPaaMzbmYKT校验合格5.滚动轴承和传动轴的设计(一).高速轴的设计Ⅰ.输在轴上的功率P、转速n和转矩T由上可知：kwP388.2，min320rn，mmNT410125.7带式输送机传动装置设计计算说明书第8页初步确定轴的最小直径:材料为45Cr，正火处理。根据《机械设计基础》表14-2【2】取100C，于是mm55.19320388.210033'minmmnPdＣ，由于键槽的影响，故mmdd30.2004.1'minmin输出轴的最小直径显然是安装带轮处的直径1d，取mmd221，根据带轮结构和尺寸，取mml501。齿轮轴的结构设计初步确定了轴的各段和长度。带轮处d1=22mm50mm油封处d2=25mm45mm左端轴承处d3=d2+5=30mm17mm齿轮处d4=d3+3=35mm68mm轴环处d5=d4+5=40mm10mm右段轴承处d6=30mm27mm(2).轴上零件的周向定位由《机械设计课程设计》表11-28[1]查得带轮与轴的周向定位采用平键连接。按1d选用普通平键368。(二).低速轴的设计Ⅰ.输出轴上的功率P、转速n和转矩T由上可知kwP247.2，min37.76rn，mmNT51081.2Ⅱ.求作用在齿轮上的力带式输送机传动装置设计计算说明书第9页因已知低速大齿轮的分度圆直径mm218d2圆周力：KNdTFt288.122径向力：NFFtr2.469tanⅢ.初步确定轴的最小直径材料为40Cr，正火处理。根据《机械设计基础》表14-2[2]，取100C，于是mm07.3137.7629.210033'minmmnPdＣ，由于键槽的影响，故mmdd31.3204.1'minmin输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径1d。为了使所选的轴直径1d与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩TKTAca，查《机械设计基础》表14-1[2]，取5.1AK，则：mNmmTKTAca432N1088.25.15按照计算转矩caT应小于联轴器公称转矩的条件，查《机械设计课程设计》表13-1[1]，选用LX2型联轴器，半联轴器的孔径mmd35~30，故取mmd351，半联轴器与轴配合的毂孔长度mmL60Ⅳ.轴的结构设计初步确定了轴的各段和长度。数据统计如下表：联轴器处d1=35mm60mm油封处d2=35+5=40mm45mm右端轴承处3d=40+5=45mm32mm带式输送机传动装置设计计算说明书第10页齿轮处d4=48mm.50mm轴环处d5=56mm10mm左端轴承处6d=d3=45mm30mm(2).轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按4d由《机械设计课程设计》表11-28[1]查得齿轮与轴的连接，选用普通平键4514，同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为5010。滚动轴承与轴的周向定位是由过度配合来保证的。Ⅴ.求轴上的载荷作轴的空间受力简图（图1）作水平面受力图及弯矩图（图2）N22782.1351502028.656.5242.9340002F2F1AHLdLFKFarQNLdFFRQBH5.67232/F-L/2kFammNFMAHCHL1499002dmmNdFMMCHLCHR1802002ammNKFMQBH372800作垂直面受力图及弯矩图（图3）带式输送机传动装置设计计算说明书第11页mmN510388.2Tmm469002NLFMAVCV作合成弯矩（图4）mm157100NMCLmmNMCR372800作转矩T图（图5）mmNT310214作当量弯矩图（图6）mmNMmmNMmmNMTMMBCRCL199595394300157100)(22e带式输送机传动装置设计计算说明书第12页可知，I处截面当量弯矩最大，故应对此进行校核mmNMB394300e由表查得，对45钢MPaMP55][a6001-b故按《机械设计基础》（11.3）[2]得MPadMeBB3.43451.03943001.033e因此该轴符合要求(三).滚动轴承的校核轴承的预计寿命hLH29200283655'(1)轴承选择：已知min320rn，min37.76rn；内径分别为30mm与45mm。选择深沟球轴承6206C与6209C。(2).轴承寿命计算由于21PP，取NP5.2110，角接触球轴承，取310，1tf'3664691825.21102980011006010)(6010HtHLhhPCfnL）（故满足预期寿命。6