机械课程设计计算说明书模板

**大学**学院机械设计课程设计计算说明书设计题目：设计带式输送机中的传动装置专业年级：学号：学生姓名：指导教师：机械工程系完成时间2012年9月7日机械设计课程设计任务书学生姓名：学号：专业：任务起止时间：2012年8月20日至2012年9月7日设计题目：设计带式输送机中的传动装置一、传动方案如图1所示：图1带式输送机减速装置方案二、原始数据滚筒直径d/mm传送带运行速度v/(m/s)运输带上牵引力F/N每日工作时数T/h传动工作年限单向连续平稳转动，常温空载启动。三、设计任务：1.减速器装配图1张（A0图纸）2.低速轴零件图1张（A3图纸）3.低速轴齿轮零件图1张（A3图纸）4.设计说明书1份在三周内完成并通过答辩参考资料：《机械设计》《机械设计基础》《课程设计指导书》《机械设计手册》《工程力学》《机械制图》指导教师签字：年月日目录一、电机的选择................................................................................1二、传动装置的运动和动力参数计算............................................2三、V带传动设计............................................................................4四、设计减速器内传动零件（直齿圆柱齿轮）............................5五、轴的结构设计计算....................................................................9六、轴的强度校核..........................................................................16七、校核轴承寿命..........................................................................20八、键连接的选择和计算..............................................................21九、箱体的设计..............................................................................22十、心得体会..................................................................................231一、电机的选择1.1选择电机的类型和结构形式：依工作条件的要求，选择三相异步电机：封闭式结构U=380VY型1.2电机容量的选择工作机所需的功率PW=Fv/1000=kWV带效率1：滚动轴承效率（一对）2：闭式齿轮传动效率（一对）3:联轴器效率4：工作机（滚筒）效率5(w)：传输总效率=则，电动机所需的输出功率PW=Pd/=kW1.3电机转速确定卷筒轴的工作转速W601000πvnD=r/minV带传动比的合理范围为2~4，两级圆柱齿轮减速器传动比的合理范围为8~40，则总传动比的合理范围为'i=16~160，故电动机转速的可选范围为：dW'nin=~r/min2在此范围的电机的同步转速有：依课程设计指导书表18-1：Y系列三相异步电机技术参数（JB/T9616-1999）选择电动机型号：额定功率Ped：同步转速n：满载转速nm：二、传动装置的运动和动力参数计算总传动比：mWnin2.1分配传动比及计算各轴转速取V带传动的传动比i0=则减速器传动比i=i/i0=取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比11.4ii则低速级传动比21iii2.2传动装置的运动和动力参数计算0轴（电动机轴）0dPPkW0mnnr/min0009550PTnNm1轴（高速轴）101PPkW010nnir/min31119550PTnNm2轴（中间轴）2123PPkW121nnir/min2229550PTnNm3轴（低速轴）3223PPkW232nnir/min3339550PTnNm4轴（滚筒轴）4324PPkW43Wnnnr/min4449550PTnNm以上功率和转矩为各轴的输入值，1~3轴的输出功率或输出转矩为各自输入值与轴承效率的乘积。各轴运动和动力参数如下表：表2-1各轴运动和动力参数轴名功率P/kW转矩T/Nm转速n/(r/min)传动比i效率输入输出输入输出0轴1轴2轴3轴4轴4三、V带传动设计3.1确定计算功率根据已知条件结合教材《》由图/表得到工作情况系数KA=，故Pca=KAPd=kW。3.2选择普通V带型号已知Pca，nm，结合教材《》由图/表确定所使用的V带为型。3.3确定带轮基准直径并验算带速(1)结合教材《》由图/表，初选小带轮直径dd1=mm。(2)验算带速：d1mπ601000dnvm/s，满足5m/sv30m/s。(3)计算大齿轮的基准直径d20d1didmm。3.4确定V带中心距和基础长度(1)根据d1d20d1d20.7()2()ddadd，初定中心距a0=mm。(2)计算所需的带长2d1d2d00d1d20π2()24ddLadda=mm。由图/表，对型带进行基准长度Ld=mm。(3)实际中心距dd00-2LLaamm中心距的变化范围mindmaxd0.0150.03aaLaaL~mm。53.5验算小带轮包角ood2d1118057.3dda120°合格。3.6计算V带根数Z由nm，dd1结合教材《》查图/表得P0=kW。由nm，i0，型带，查图/表得P0=kW。已知1查表得K=，已知Ld查表得KL=则V带根数ca00αL()PzPPKK，取z=。3.7计算压轴力由教材《》表，可知型带单位长度质量q=kg/m。单根V带的初拉力最小值：αca20minα2.5()500KPFqvKzv=N。压轴力的最小值：1Pmin0min()2()sin2FzF=N。四、设计减速器内传动零件（直齿圆柱齿轮）4.1高速级齿轮传动设计计算(1)选择材料及确定许用应力由教材《》表确定以下参数：表4-1高速级齿轮材料及许用应力齿轮热处理方式齿面硬度Hlim1/MPaFE1/MPa6小齿轮大齿轮由表，取安全系数SH=，SF=。则许用应力为：Hlim1H1H[]SMPaHlim2H2H[]SMPaFE1F1F[]SMPaFE2F2F[]SMPa(2)按齿面接触强度设计设齿轮按级精度制造，由教材《》表得载荷系数K=，由表得齿宽系数Φd=，由表可得弹性系数ZE=12MPa。小齿轮传递的（输入）转矩：T1=Nmm(注意单位换算)小齿轮分度圆直径：21131td1min12.32EHKTiZdimm。齿数取z1=，z2=i1z1≈，故实际传动比i1=z2/z1=。齿宽d1tbdmm（圆整）。取大齿轮齿宽b2=mm，为补偿安装误差，取小齿轮齿宽b1=b2+(5~10)=mm。模数m=d1t/z1=，按表，取标准模数m=，实际分度圆直径11dzmmm，2dmm，中心距122ddamm。(3)验算齿轮弯曲强度7由教材《》图/表，取齿形系数YFa1=,YFa2=，应力修正系数YSa1=，YSa2=。判断：1Fa11F12212zSaKTYYbm≦[σF1]判断：F1Fa2Sa2F2Fa1Sa1YYYY≦[σF2]满足条件，安全。(4)齿轮的圆周速度11π601000dnvm/s。对照表可知，选着级精度是合适的。4.2低速级齿轮传动设计计算(1)选择材料及确定许用应力由教材《》表确定以下参数：表4-2低速级齿轮材料及许用应力齿轮热处理方式齿面硬度Hlim1/MPaFE1/MPa小齿轮大齿轮由表，取安全系数SH=，SF=。则许用应力为：Hlim1H1H[]SMPaHlim2H2H[]SMPaFE1F1F[]SMPaFE2F2F[]SMPa(2)按齿面接触强度设计设齿轮按级精度制造，由教材《》表得载荷8系数K=，由表得齿宽系数Φd=，由表可得弹性系数ZE=12MPa。小齿轮传递的（输入）转矩：T2=Nmm(注意单位换算)小齿轮分度圆直径：22231td2min12.32EHKTiZdimm。齿数取z1=，z2=i1z1≈，故实际传动比i1=z2/z1=。齿宽d1tbdmm（圆整）。取大齿轮齿宽b2=mm，为补偿安装误差，取小齿轮齿宽b1=b2+(5~10)=mm。模数m=d1t/z1=，按表，取标准模数m=，实际分度圆直径11dzmmm，2dmm，中心距122ddamm。(3)验算齿轮弯曲强度由教材《》图/表，取齿形系数YFa1=,YFa2=，应力修正系数YSa1=，YSa2=。判断：1Fa11F12212zSaKTYYbm≦[σF1]判断：F1Fa2Sa2F2Fa1Sa1YYYY≦[σF2]满足条件，安全。(4)齿轮的圆周速度11π601000dnvm/s。对照表可知，选着级精度是合适的。94.3传动齿轮的主要参数表4-3传动齿轮的主要参数高速级低速级齿数z中心距a/mm模数m/mm齿宽b/mm分度圆直径d/mm齿顶高ha/mm齿根高hf/mm齿高h/mm齿顶圆直径da/mm齿根圆直径df/mm五、轴的结构设计计算5.1高速轴的计算（1轴）根据表得，高速轴材料为：，热处理方式：，许用弯曲应力[σ-1b]=MPa。(1)初估轴径初选轴径，根据扭转强度计算初估。由表得常数A0=13101PdAnmm考虑到键槽的作用，轴径增加3%为mm，圆整后暂取d1=mm。(2)轴的径向尺寸设计10根据轴及轴上零部件的固定、定位、安装要求，确定轴的结构如下图（结构草图,标注轴段，用充分的文字说明支撑计算结果）：表5-1高速轴径向尺寸确定轴段直径d/mm确定方法说明d1=d2=d3=d4=d5=d6=d7=(3)轴的轴向尺寸设计轴的结构图如下（结构草图,标注轴段长度及支撑点距离，表格内用充分的文字说明支撑计算结果）：11经验值的计算与选取：轴承端盖至箱外传动件间的距离L=箱座壁厚=联接螺栓至外箱壁的距离C1=；至凸缘边距离C2=轴承座宽度L=C1+C2++(5~10)=齿轮至机体内壁的距离2=大齿轮齿轮端面的距离3=轴承内侧至箱体内壁的距离4=（指导书38页图5-12）表5-2高速轴轴向尺寸确定轴段长度L/mm确定方法说明L1=L2=L3=L4=L5=L6=L7=l1=l2=l3=5.2中间轴的计算（2轴）根据表得，中间轴材料为：，热处理方式：，许用弯曲应力[σ-1b]=MPa。(1)初估轴径12初选轴径，根据扭转强度计算初估。由表得常数A0=23102PdAnmm(2)轴的径向尺寸设计根据轴及轴上零部件的固定、定位、安装要求，确定轴的结构如下图（结构草图,标注轴段，用充分的文字说明支撑计算结果）：表5-3中间轴径向尺寸确定轴段直径d/mm确定方法说明d1=d2=d3=d4=d5=(3)轴的轴向尺寸设计轴的结构图如下（结构草图,标注轴段长度及支撑点距离，表格内用充分的文字说明支撑计算结果）：13经验值的计算与选取：轮毂宽度与轴段长度之差=（指导书38页图5-10）齿轮至机体内壁的距离2=大齿轮齿轮端面的距离3=轴承内侧至箱体内壁的距离4=（指导书38页图5-12）表5-4中间轴轴向尺寸确定轴段长度L/mm确定