1、机 械 设 计 课 程 设 计 说 明 书 学校 LOGO 机械设计 论文 设计题目： * 学 院： * 专业年级： * 学生姓名： * * * 指导教师： * *年 *月 *日 机 械 设 计 课 程 设 计 说 明 书 目 录 1 设计任务书 -1 2 传动装置的总体设计 -1 3 带传动的设计计算 -4 4 齿轮传动的设计计算 -6 5 轴的设计计算 -15 6 轴的附件强度校核 -29 7 大带轮的结构与公差设计 -32 8 大齿轮的结构与公差设计 -33 9 输入轴的结构与公差设 计 -36 10 减速箱箱体结构设计 -38 11 润滑及密封 -40 总 结 -40 参考文献 -41
2、 机 械 设 计 课 程 设 计 说 明 书 - 1 - 1 设计任务书 设计题目： 带式运输机机传动装置的设计 1.1 已知条件 （ 1）机器功用 由传送带传送机器的零、部件； （ 2）工作情况 单向运输，载荷平稳，空载启动； （ 3）运动要求 输送带运动速度误差不超过 5%； （ 4）使用寿命 10 年，每年 300 天，每天两班制工作； （ 5）动力来源 三相交流电，电压 380/220V； （ 6）生产规模 小 批量生产 。 1.2 设计数据 表 1-1 本组设计数据表 带工作拉力 F（ N） 1150 带速度 V(m/s) 1.4 卷筒直径 D(mm) 240 1.3 设计要求 （
3、1）完成传动装置的计算。 （ 2） 设计传动装置中的各传动零件。 （ 3） 完成一级圆柱齿轮减速器的设计、计算机绘制减速器装配图一张（ A1）。 （ 4） 计算机绘图，绘出零件工作图三 张（ A2，大齿轮、输入轴 、大带轮 ）。 2 传动装置的总体设计 2.1 传动方案 2.1.1 设计题目： 卷筒直径 D=240mm，牵引力 F=1150N，运输带速度 V=1.4m/s，连续单向运转，载荷平稳，空载启动，使用年限 10 年，每天两班制工作，运输带的速度误差允许 5%。 机 械 设 计 课 程 设 计 说 明 书 - 2 - 2.1.2 传动装置示意图： Fv滚筒联轴器减速器三角皮带传动电动机
4、图 2-1 传动装置示意图 2.2 电动机的选择 2.2.1 电动机类型的选择 选择三相异步交流电动机。 2.2.2 电动机功率选择 工作机所需功率（查机械设计课程设计表 3-1）： KNVFP wwww 69.196.01 0 0 0 4.11 1 5 01 0 0 0 电动机至工作机总效率： 54321 90.097.099.099.096.0 2齿联2承带 所需电动机功率： KWPP Wd 78.1 电动机额定功率（查机械设计课程设计表 17-7）： dm PP KWPm 2.2 2.2.3 工作机所需转速 m in/46.1 1 124.014.3 604.1 rDVn WWW 机 械
5、 设 计 课 程 设 计 说 明 书 - 3 - 情况 1: min/940rm 43.846.111940 wmnni 2带3.1 ii 55.2带 i 31.3齿 i 情况 2： min/1430rm 83.1246.1111430 wmnni 2带3.1 ii 14.3带 i 08.4齿 i 综上所述： min/1430rm 83.12i 3带 i 28.4齿 i 2.3 确定电动机的型号 根据机械设计课程设计 P192 表 17-7选择： 表 2-1 电动机参数数据表 电动机型号 额定功率 Pm/kW 电动机转速 /(r/min) 传动比 质量 同步转速 满载转速 Y100L1 4 2
6、.2 1500 1430 12.83 34 2.4 各轴的转速 高速轴一的转速： m in/67.4 7 63/1 4 3 0/ 带1 rinn m 低速轴二的转速： m in/37.11128.4/477/ 齿12 rinn 滚筒轴三的转速： wnrnn m in/37.11123 2.5 各轴的输入功率 高速轴一的输入功率： KWPP m 112.296.02.2带1 低速轴二的输入功率： KWPP 028.297.099.0112.2齿承12 机 械 设 计 课 程 设 计 说 明 书 - 4 - 滚筒轴三的输入功率： KWPP 988.199.099.0028.223 承联 2.6 各
7、轴的输入转矩 高速轴一的输入转矩： mNnPT 31.4267.4 7 6/1 1 2.29 5 5 0/9 5 5 0 111 低速轴二的输入转矩： mNnPT 90.1 7 337.1 1 1/0 2 8.29 5 5 0/9 5 5 0 222 滚筒轴三的输入转矩： mNnPT 47.1 7 037.1 1 1/9 8 8.19 5 5 0/9 5 5 0 333 2.7 设计结论 表 2-2 传动参数的数据表 电机轴 输入轴 1 输出轴 2 滚筒轴 3 功率 P/kW 2.2 2.112 2.028 1.988 转矩T/( N m) 22.35 42.31 173.90 170.47
8、转速n/(r/min) 940 476.67 111.37 111.37 传动比 i 3.0 3.94 1 效率 0.96 0.97 0.99 3 带传动的设计计算 3.1 确定计算功率 根据机械设计教材 P156 表 8-8 KWPKP mAca 64.22.22.1 3.2 选择 V 带带型 根据机械设计教材 P157 图 8-11 KWPca 64.2 m in1430 rnn m 小轮 机 械 设 计 课 程 设 计 说 明 书 - 5 - 因此选择的带型为 Z 型。 3.3 初选小带轮直径 根据机械设计教材 P155 表 8-7 和 P157 表 8-9 mmdd 901 3.4 验
9、算带速 sm74.660/143009.014.31 md ndV 速度为合理的。 3.5 确定大带轮直径 mmdid dd 2 7 090311 带 根据机械设计教材表 8-9将直径大小选为 280mm。 3.6 确定中心距 2121 27.0 dddd ddadd mmamm 749259 取 mmao 500 3.7 计算带长 mmaddddaLoddddodo 95.1 5 9 85004190370214.35002422 221221 根据机械设计教材 P145 表 8-2.取带长 mmLd 1540 3.8 计算中心距及其变动范围 mmLLaa oddo 5 2 5.4 7 02
10、 95.1 5 9 81 5 4 05 0 02 mmLaa d 425.4471540015.0525.470015.0m i n mmLaa d 7 2 5.5 1 61 5 4 003.05 2 5.4 7 003.0m ax 3.9 验算小带轮包角 1 2 08 6 2.1 5 65 2 5.4 7 0 3.571 9 01 8 03.571 8 0 121 add dd 3.10 确定带根数 机 械 设 计 课 程 设 计 说 明 书 - 6 - 根据机械设计教材 P151 表 8-4，当 KWPca 64.2 时， KWPo 36.0 ，根据机械设计教材 P153 表 8-5， K
11、WPo 03.0 ，根据机械设计教材 P155 表8-6， 93.0K ，根据机械设计教材 P145 表 8-2， 54.1LK 。 7 2 6.454.193.003.036.0 64.2 Loo MArca KKPP PKPPZ 取 5 根 3.11 确定带的初拉力 根据机械设计教材 P149 表 8-3， mkgq 06.0 ，则单根的初拉力为： NqVVZK PKF cao 85.6874.606.074.6593.0 64.293.05.25005.2500 22 3.12 轴压力 NFZF op 53.6742862.156s in85.68522s in2 1 3.13 设计结论
12、 表 3-1 带传动设计结论表 小轮基准直径 大轮基准直径 带型 根数 中心距 带长 初拉力 90mm 280mm Z 型 5 根 500mm 1540mm 68.85N 4 齿轮传动的设计计算 4.1 基本参数确定 齿形：标准圆标斜齿 材料：根据教材 P191 表 10-1，对于小齿轮，锻造 45钢 (调质加淬火 )，齿面硬度 241-286HBS，软齿面，对于大齿轮，锻造 45钢（调质），齿面硬度 217-255HBS，软齿面。 精度等级：根据教材 P205 表 10-6通用减速器选取 8级精度。 齿数：对于小齿轮， 231Z ， 对于大齿轮， 44.98122 ZiZ ，取质数 97。
13、初选螺旋角： rad244.014 机 械 设 计 课 程 设 计 说 明 书 - 7 - 4.2 按齿面接触强度设计 4.2.1 试算小齿轮分度圆直径 321t1 12 HEHdHt ZZZZuuTKd 4.2.1.1 确定各项参数 根据机械设计教材 P204，初选载荷系数 3.1t HK ，由以上计算的输入转矩可知 mmNmNT 4231031.421 。 根据机械设计教材 P206 表 10-7，齿宽系数 1d ， 根据机械设计教材 P203 图 10-20，区域系数 433.2HK ，根据机械设计教材 P202 表 10-5，弹性影响系数 21a8.189 MPZE ， 传动比22.4
14、2397 u 。 计算重合度系数 Z r a dnt 359.0562.2014c o s20t a na r c t a nc o st a na r c t a n 14c o s12235 6 2.20c o s23a r c c o sc o s2c o sa r c c o s 111 hanZZ tat 344.305 2 9 6.094.24 528.21a r c c o s97.01223936.023a r c c o s1 r a dat 14c o s12975 6 2.20c o s97a r c c o sc o s2c o sa r c c o s 222 han
15、ZZ tat 423.234 0 8 8.094.98 792.90a r c c o s97.01297936.097a r c c o s2 r a dat 2ta nta nta nta n 21 21 tattat ZZ 14.325 6 2.20t a n4 2 3.23t a n975 6 2.20t a n3 4 4.30t a n23 6 6 3.114.323 7 5 3.04 3 3 2.0973 7 5 3.05 8 5 4.023 8 2 3.114.314ta n231ta n1 Zd 6 7 5.04 5 5.06 6 3.1 8 2 3.18 2 3.113 6
16、6 3.14134 Z 计算螺旋角系数 机 械 设 计 课 程 设 计 说 明 书 - 8 - 9 8 5.014c o sc o s Z 计算许用应力 根据机械设计教材 P212 图 10-25d，小、大齿轮接触疲劳极限 MPaHL 6001 MPaHL 5502 ，假设每年工作 300 天，则应力循环次数： 911 10373.11030082167.4766060 hLjnN 89122 10253.322.410373.160 uNLjnN h 根据机械设计教材 P208 图 10-23，得到疲劳寿命系数 98.01 HNK和06.12 HNK ，根据机械设计教材 P207，取失效概率
17、为 1%，安全系 S=1，因此可以得到如下： a5 8 81 6 0 098.0111 MPSK HLHNH a5 8 31 5 5 006.1222 MPSK HLHNH 取两者的较小者为许用应力 M P aHH 5832 4.2.1.2 计算小齿轮分度圆直径 321t1 12 HEHdHt ZZZZuuTKd 3241 5 8 3 9 8 5.06 7 5.08.1 8 94 3 3.222.4 122.41 102 3 1.43.12 tdmmd t 558.3310779.3527.0237.11011 3 43 241 4.2.2 调整小齿轮分度圆直径 4.2.2.1 计算实际载荷系数前的数据准备 圆周速度： smnV t 838.01 0 0 060 67.476558.3314.31 0 0 060 d 11 齿宽 ： mmdb td 558.33558.3311
