大三机械课程设计说明书

机械设计课程设计计算说明书设计题目：带式输送机的传动装置设计任务序号2-3专业班学号设计者指导教师北京交通大学海滨学院机械设计-2-目录一、课程设计任务...............................................................................-3-二、传动装置总体设计.......................................................................-4-三、传动件设计...................................................................................-8-四、装配草图设计.............................................................................-18-五、轴的计算与校核.........................................................................-20-六、轴承基本额定寿命计算.............................................................-27-七、键的挤压强度校核计算.............................................................-29-八、箱体结构的设计.........................................................................-30-九、设计小结......................................................................................-32-附件一..................................................................................................-33-北京交通大学海滨学院机械设计-3-一、课程设计任务设计题目：带式输送机的传动装置设计1。传动系统示意图方案2：电机→带传动→两级展开式圆柱齿轮(斜齿或直齿）减速器→工作机1—电动机；2—带传动；3—圆柱齿轮减速器；4—联轴器；5—输送带；6—滚筒2．原始数据设计带式输送机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器，原始数据如表所示：1234567皮带的有效拉力FN4000450030004000300032004200输送带工作速度vm/s0.80.851.201.001.401.301.00输送带滚筒直径dmm3153554004003553003753．设计条件1.工作条件：机械厂装配车间；两班制，每班工作四小时；空载起动、连续、单向运转，载荷平稳；2.使用期限及检修间隔：工作期限为8年，每年工作250日；检修期定为三年；3.生产批量及生产条件：生产数千台，有铸造设备；4.设备要求：固定；5.生产厂：减速机厂。4．工作量1.减速器装配图零号图1张；2.零件图2张（箱体或箱盖，1号图；中间轴或大齿轮，1号或2号图）；北京交通大学海滨学院机械设计-4-3.设计说明书一份约6000～8000字。二、传动装置总体设计一、传动方案（已给定）1.外传动为V带传动。2.减速器为两级展开式圆柱齿轮减速器。3.方案简图上面图1所示。二、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。（以下内容为计算过程及验算数据）计算及说明结果北京交通大学海滨学院机械设计-5-三、选择电动机1、选择电动机系列按工作要求及工作条件，选用三相异步电动机，封闭式扇式结构，即：电压为380VY系列的三相交流电源电动机。2、选电动机功率（1）、传动滚筒所需有效功率30001.23.610001000FVPKW工作（2）、传动装置总效率24V42ηηηηηη:2.11η0.99η0.97η0.98η0.955()η0.96η0.980.980.970.9550.96V卷筒带联轴器齿轮传动轴承联轴器齿轮传动轴承卷筒带按《机械设计课程设计》表－确定各部分效率如下：联轴器传动效率：＝齿轮传动（8级精度）传动效率：轴承传动效率：＝传动卷筒效率：＝一对V带传动效率：＝得＝＝0.788（3）、所需电动机功率3.64.57η0.788WdPPKW3、确定电动机转速(1)1000601000601.257.3/minπdπ400WVnr、传动滚筒转速查表9-2确定装置传动比范围V带i=2~4二级圆柱齿轮i=8~40所以电动机转速的可选范围N=57.3*（2~4）*（8~40）=916~9168r/min北京交通大学海滨学院机械设计-6-综合考虑，电机选择转速为1500r/min4.选择电机按工作要求和工作条件，选用Y系列三相鼠笼型异步电动机根据电动机类型、容量和转速，有电动机产品目录（表15-1）选择电动机型号为：Y132S-4其参数如下：电动机的额定功率5.5kw，（需要功率4.57KW）满载转速n=1440r/min,四、计算传动装置的传动比1.总传动比0013241440/min;57.3/min144025.1327.3WWYSnrnrnin总由选定电动机，满载荷转速＝滚筒轴转速总传动比2.分配传动比12=3.151.4iii带选择V带传动比为：齿轮传动比所以，经计算得：12=3.153.362.374iii带五、计算传动装置的运动和动力参数北京交通大学海滨学院机械设计-7-00P.η4.570.964.39=1440/3.15=457.14/min4.579550955090.98.1440IIIIIIPKWnnriPTNmn带带轴：高速轴2121222323η5.50.980.974.087457.14136.05/min3.364.08795509550284.82.136.05η4.0870.980.973.808136.0557.31/min2.37495IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIPPKWnnriPTNmnIIIPPKWnnriT轴：中间轴轴：低速轴3.808509550634.56.57.31IIIIIIPNmn数据汇总:项目电机轴高速轴I中间轴II低速轴III转速r/min1440457.14136.0557.31功率kw4.574.394.0873.808转矩N.m30.3190.98284.82634.56传动比3.153.362.374北京交通大学海滨学院机械设计-8-三、传动件设计一、V带设计1.确定计算功率查表，得V带工作情况系数1.1AK所以kKPwAcaP95752.12、选择V带型号根据Pc与n0可查表（图8-11）得此坐标点位于A型区，所以选用A型V带。3.确定大小带轮基准直径da1da2根据表8-6,8-8，取小带轮基准直径180admm4、验算带速由式5-7（机设）1116.03/601000amsndV5/30/msVms，故带速合适。5、大带轮基准直径123.1580252daiddmm根据表8-8，圆整为250mm4.确定中心距和带基准长度（1）根据式8-20ddaddaaaa2102127.00231660a初定0a=360mm（2）、按式(8-22)求带的计算基础准长度0L2120012()2()221258ddddmmddaddL查表132(机设)取带的基准长度Ld=1250mm(3)、按式(13-16机设)计算实际中心距:a北京交通大学海滨学院机械设计-9-003562dammLLa5.验算小带轮包角α1由式(13-1机设)12118057.3152.6490dddda符合6.确定V带根数Z（1）查表8-4a得P0=0.806kw(2)、由表（8-4b）查得△P0=0.17Kw(3)、由表查得（8-5）查得包角系数0.925k(4)、由表(8-2)查得长度系数KL=0.93(5)、计算V带根数Z00()5.987caLZPPPKK取Z=6根7．计算单根V带初拉力F0q由表8-3机设查得0.1kg/m202.5500(1)110.41caaqNVZPvFK8．计算对轴的压力FQ，由式（13-17机设）得102sin1716.452QZNFF9．确定带轮的结构尺寸，给制带轮工作图小带轮基准直径dd1=80mm采用实心式结构。大带轮基准直径dd2=250mm，采用腹板式结构。二、高速级减速齿轮设计（斜齿圆柱齿轮）1.齿轮的材料，精度和齿数选择因传递功率不大，转速不高，材料按表10-1选取，大齿轮采用45号钢调质，硬度为280HBS，小齿轮40Cr调质，硬度为280HBS，均用软齿面。8级精度，轮齿表面精糙度为Ra2.3，软齿面闭式传动，失效形式为占蚀。按设计方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。2.应力循环次数N由式（7-3）计算N1=60nt=60×457.14×(8×250×8)=2.4×107N2=N1/u=8.31×108/3.15=2.2×1063..选择齿轮的参数北京交通大学海滨学院机械设计-10-考虑传动平稳性，小齿轮齿数暂定为取Z1=24则Z2=Z1*i=24*3.36=80.3，取整数为80则实际传动比：123.33ziz，初选螺旋角为144、设计计算21312*1EHtHddZZKTuDu(1)试取载荷系数为Kt=1.6.(2)小齿轮的转矩为T1=90.98N.m取区域系数HZ=2.433(3)由表10-7取齿宽系数d=1.(4)由表10-6查得材料弹性影响系数EZ=189.812MPa.(5)由图10-2按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限lim1=600MPa.大齿轮接触疲劳强度极限lim2=580MPa.(6)由图10-26查得1=0.78,2=0.89则1+2=1.67(7)应力循环次数由10-19取接触疲劳寿命系数121.221.4HNHNKK接触疲劳许用应力:取失效概率为1%.安全系数为S=1.由式1lim112lim221.226007321.4550770HNHaHNHaKMPSKMPS所以H=751Mpa2.计算(1)小齿轮分度圆直径.2131253121.61.1104.3462.433189.811.673.34675146.95EHtHddZZKTuDumm北京交通大学海滨学院机械设计-11-(2)计算圆周速度1146.95457.141.12/60100601000dtnVms(3)宽度b及模数ntm1146.9546.95dtbd1111cos46.95cos141.898242.252.251.8984.2746.9510.994.27(4)0.318tan0.