机械设计课程设计

机械设计课程设计第I页共26页机械设计课程设计计算说明书题目：带式输送机传动装置作者：郭育新学号：20060352学院：机械与汽车工程学院班级：真空06-2班指导教师：朱家诚，吴天星日期：2009年1月4日机械设计课程设计第II页共26页机械设计课程设计第III页共26页目录第一章传动装置总体设计方案..................................................11.1传动方案.............................................................11.2该方案的优缺点.......................................................1第二章电动机的选择..........................................................22.1计算过程.............................................................22.2计算结果.............................................................5第三章带传动的设计计算......................................................63.1带传动的计算过程.....................................................63.2带传动的计算结果.....................................................8第四章齿轮传动的设计计算....................................................94.1高速级齿轮传动计算...................................................94.1.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数.............................94.1.2按齿面接触强度设计.............................................94.1.3按齿根弯曲强度设计............................................114.1.4几何尺寸计算..................................................124.2低速级齿轮传动计算..................................................134.2.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数............................134.2.2按齿面接触强度设计............................................134.2.3按齿根弯曲强度设计............................................154.2.4几何尺寸计算..................................................164.3圆柱齿轮传动参数表..................................................17第五章轴的结构设计.........................................................185.1初步估算轴的直径....................................................185.2初选轴承............................................................185.3轴的各段直径和轴向尺寸..............................................18第六章轴、轴承及键联接的校核计算...........................................206.1轴强度的校核计算....................................................206.2轴承寿命的校核计算..................................................226.3键联接强度的校核计算................................................23第七章联轴器的选择.........................................................24设计小结....................................................................25参考文献....................................................................26机械设计课程设计第1页共26页第一章传动装置总体设计方案1.1传动方案传动方案已给定，外传动为V带传动，减速器为二级展开式圆柱齿轮减速器。方案简图如1.1所示。η2η3η5η4η1IIIIIIIVPdPw图1.1带式输送机传动装置简图展开式由于齿轮相对于轴承为不对称布置，因而沿齿向载荷分布不均，故要求轴有较大的刚度。1.2该方案的优缺点该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速，这是两级减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边，以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。机械设计课程设计第2页共26页第二章电动机的选择2.1计算过程2.1.1选择电动机类型按工作要求和工况条件，选用三相笼型异步电动机，电压为380V，Y型。2.1.2选择电动机的容量电动机所需的功率为aawdFvPPhh==kW由电动机到运输带的传动总效率为5423421hhhhhh⋅⋅⋅⋅=a式中：1h、2h、3h、4h、5h分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和卷筒的传动效率。取96.01=h（带传动），98.02=h（球轴承），97.03=h（齿轮精度为8级），99.04=h（弹性联轴器），96.05=h（已知条件），则79.096.099.097.098.096.024=××××=ah所以08.479.04.13.2=×==adFvPhkW从表22-1[2]中可选额定功率为5.5kW的电动机。2.1.3确定电动机转速卷筒轴转速为56.6839014.34.1100060100060=×××=×=Dvnpr/min按表14-8[2]推荐的传动比合理范围，取V带传动的传动比4~2'1=i，二级圆柱齿轮减速器传动比20~8'1=i，则从电动机到卷筒轴的总传动比合理范围为80~16'=ai。故电动机转速的可选范围为5485~109756.68)80~16(''=×=⋅=ninadr/min可见，电动机同步转速可选1500r/min、和3000r/min两种。根据相同容量的两种转速，从表22-1[2]中查出两个电动机型号，再将总传动比合理分配给V带传动和减速器，机械设计课程设计第3页共26页就得到两种传动比方案，如表2.1所示。表2.1两种不同的传动比方案额定功率Ped电动机转速r/min电动机重量传动装置的传动比方案电动机型号kW同步转速满载转速kg总传动比V带减速器1Y132S1-25.5300029006443.762.74162Y132S-45.5150014406821.892.439综合考虑多电动机和传动装置的尺寸、重量和带传动、减速器的传动比，选择第1种方案，即选电动机型号为Y132S1-2，主要外形尺寸见表2.2。表2.2Y132S1-2型电动机主要外形和安装尺寸中心高H外形尺寸L×HD底脚安装尺寸A×B地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸D×E装键部位尺寸F×G132475×315216×1401238×8010×332.1.4二级减速器传动比分配按展开二级圆柱齿轮减速器推荐高速级传动比21)5.1~3.1(ii=，取214.1ii=，得73.4164.14.11=×==ii所以38.373.41612===iii2.1.5计算各轴转速按公式（2-8）[2]、（2-9）[2]和（2-10）[2]计算，得Ⅰ轴39.105874.229000===innmⅠr/min(mm)机械设计课程设计第4页共26页Ⅱ轴76.22373.439.10581===innⅠⅡr/minⅢ轴20.6638.376.2232===innⅡⅢr/min卷筒轴20.66==ⅢⅣnnr/min2.1.6计算各轴输入功率、输出功率按式（2-11）[2]、（2-12）[2]和（2-13）[2]计算各轴的输入功率，得Ⅰ轴92.396.008.4101=×=⋅=⋅=hhddⅠPPPkWⅡ轴73.397.098.092.33212=××=⋅⋅=⋅=hhhⅠⅠⅡPPPkWⅢ轴55.397.098.073.33223=××=⋅⋅=⋅=hhhⅡⅡⅢPPPkW卷筒轴44.399.098.055.34234=××=⋅⋅=⋅=hhhⅢⅢⅣPPPkW各轴的输出功率为输入功率乘轴承效率0.98，分别为Ⅰ轴84.398.092.32'=×=⋅=hⅠPPⅠkWⅡ轴66.398.073.32'=×=⋅=hⅡⅡPPkWⅢ轴48.398.055.32'=×=⋅=hⅢPPⅢkW卷筒轴37.398.044.32'=×=⋅=hⅣⅣPPkW2.1.7计算各轴的输入、输出转矩。电动机轴输出转矩44.13290008.495509550=×==mddnPTN·mⅠ轴输入转矩37.3539.105892.395509550=×==ⅠⅠⅠnPTN·mⅡ轴输入转矩20.15976.22337.395509550=×==ⅡⅡⅡnPTN·mⅢ轴输入转矩12.5122.6655.395509550=×==ⅢⅢⅢnPTN·m卷筒轴输入转矩25.49620.6644.395509550=×==ⅣⅣⅣnPTN·m各轴的输出转矩分别为各轴的输入转矩乘轴承效率0.98。机械设计课程设计第5页共26页2.2计算结果运动和动力参数计算结果整理后填入表2.3中。表2.3运动和动力参数计算结果功率P（kW）转矩T（N·m）转速n传动比效率轴名输入输出输入输出r/miniη电动机轴4.0813.4429002.740.96Ⅰ轴3.923.8435.3734.661058.394.730.95Ⅱ轴3.733.66159.20156.01223.763.380.95Ⅲ轴3.553.48512.12501.8866.2卷筒轴3.443.37496.25486.3366.21.000.97机械设计课程设计第6页共26页第三章带传动的设计计算3.1带传动的计算过程3.1.1已知条件和设计内容设计V带传动时的已知条件包括：带传动的工件条件；传动位置与总体尺寸限制；所需传递的额定功率P；小带轮转速n1；大带轮…………3.1.2设计步骤（1）确定计算功率根据工作条件——两班制，轻微冲击，由表8-7[1]查得KA＝1.2，计算功率为90.408.42.1=×==dAcaPKPkW（2）选择V带的带型根据计算功率kW90.4=caP，小带轮转速r/min02901=