1、机械设计课程设计计算说明书设计题目 专 业 班 级 姓 名 完成日期 运输带工作拉力 F= 2300 N运输带工作速度 v = 1.1 m/s卷筒直径 D= 250 mm工作条件：两班制工作，常温下连续单向运转，空载起动，载荷平稳，室内工作，环境有轻度粉尘，每年工作 300 天，减速器设计寿命 10 年，电压为三相交流电（220V/380V）.目 录一、 运动参数的计算4二、 带传动的设计 6三、 齿轮的设计 8四、 轴的设计 12五、 齿轮结构设计18六、 轴承的选择及计算19七、 键连接的选择和校核23八、 联轴器的选择 24九、 箱体结构的设计 24十、 润滑密封设计26一运动参数的计算
2、1电动机的选型1）电动机类型的选择按工作要求选择 Y 系列三相异步电机，电压为 380V。2）电动机功率的选择滚筒转速： 601.84.0min25vrnD负载功率:KW/3./.2wPFV电动机所需的功率为： kwadp（其中： 为电动机功率， 为负载功率， 为总效率。 ）dp a为了计算电动机所需功率 ，先确定从电动机到工作机只见得总效率 ，设 、d a1、 、 分别为 V 带传动、闭式齿轮传动（齿轮精度为 8 级） 、滚动轴承和234联轴器的效率查机械设计课程设计表 2-2 得 =0.95 =0.97 =0.99 =0.9912343a12430.957.90.8折算到电动机的功率为:
3、2.58 kw0wdap选取额定功率未 3kw3）电动机转速的选择选择常用的同步转速为 1500 r/min 和 1000 r/min。4）电动机型号的选择电动机型号额定功率同步转速满载转速总传动比轴外伸轴径轴外伸长度Y100L2-43.0kw1500 r/min1430 r/min17.02 28mm60mmY132S-63.0kw1000 r/min960 r/min11.43 38mm80mm为了合理分配传动比，使机构紧凑，选用电动机 Y132S-62计算传动装置的总传动比和分配传动比(1)总传动比: 960i1.438.mawn（2）选择带传动的传动比 1i（3）齿轮的传动比 21.4
4、3.8ai3计算传动装置的运动和动力参数：（1）计算各轴的转速:I轴转速： 1/960/32/minImnir2/3.8.IIi/iIIr（2）各轴的输入功率I 轴上齿轮的输入功率:1w34.160.952.715PKWII 轴输入功率： .28.60I2III 轴输入功率： 4.607.92.5II3（3）各轴的转矩电动机的输出转矩：11950/n52.71/308.26mTPN9694II/./.7III 运动和动力参数如下表轴号 转速n/(r/min)输入功率P（kW）转矩 T（）mN传动比 i电动机轴 960 2.858 28.431 3轴 960 2.715 81.0263.81轴
5、83.99 2.607 296.426轴 83.99 2.556 290.6271二带传动的设计1. 确定计算功率查课本表 8-7 得： 1.AK,式中 为工作情况系数， 为传递的额定.3kcaAPkW p功率,即电机的额定功率.2. 选择带型号根据 ， ,查课本图 8-11 选用带型为 A 型带.ca1.Ak3. 选取带轮基准直径 2d1）初选小带轮基准直径 查课本表 8-6 和表 8-8 取小带轮基准直径 10dm2）验算带速 v10965.3/60dmnVs在 525m/s 范围内，故 V 带合适3）计算大带轮基准直径 2130ddi查课本表 8-8 后取 215dm4. 确定中心距 a
6、 和带的基准长度根据课本式 8-20 ，初步选取中心距 05ma所以带长, =dL11220 0()2()675m4ddaa查课本表 8-2 选取基准长度 得实际中心距6L0 75522da由 8-24 式得中心距地变化范围为 438510mm5. 验算小带轮包角 1，包角合适。21808059da 6. 确定 v 带根数 z1）计算单根 V 带额定功率 rP由 和 查课本表 8-4a 得0dm1n960/in0.9576kpW转速 ，传动比 ,查课本 8-4a 得1n96/ir131查课本表 8-2 得 .LK查课本表 8-5,并由内插值法得 =0.9460()(0.9576.1)0.946
7、.0.9rLP kW2）带的根数 3.carpZ故选 Z=4 根带。7.计算初拉力由 8-3 得 q=0.1kg/m，单根普通带张紧后的初拉力为 20min5137.zvFqN（ .-K）（ ）8.计算作用在轴上的压轴力 p10 192sin2437.si82pFz N9.V 带轮的结构设计（1）B=（Z-1）t+2s=（4-1）16+210=68mm、小带轮的设计采用材料 HT150 铸铁D 1=100mm3d，d 为电机轴的直径 d=38mm， 且 300mm，故采用腹板式。腹板上不开孔。1Da)、部分结构尺寸确定：d1=1.8d=1.838=69mm0.2.6312.CBm1050waD
8、hL=1.8d=1.838=69mm、大带轮的设计由于 D 2=300mm， 故采用孔板式。a） 、有关结构尺寸如下：d=38mm; 第 I 轴直径d1=1.838=69mmL=1.8d=381.8=69mm2302.530waDhm三.齿轮的设计1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）根据传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。（2）运输机为一般工作状态的机器，转速不高，故齿轮选择 8 级精度。（3）材料选择根据课本表 10-1：小齿轮材料为 40Cr（调质） ，硬度 280HBS大齿轮材料为 45 钢（调质）HB 2=240大小齿轮齿面的硬度差为 280240=40，是合理的。当运转过程中较硬
9、的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面，会起较明显的冷作硬化效应，提高了大齿轮齿面的疲劳极限，从而延长了齿轮的使用寿命。（4）选小齿轮的齿数 Z1=23；则大齿轮齿数 Z2= Z1=3.8123=87.6，去 Z2=8i2、按齿面接触疲劳强度设计由由设计公式（10-9a）进行试算，即 2131.ttdHkTZ（1）确定公式内的各计算数据1)、试选 Kt=1.3；2)、 ；1T8.026Nm810263)、由课本表 10-7 选取 d=1；4)、由课本表 10-6 查得材料的弹性影响系数 ZE=189.8 12MPa5）由图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的解除疲劳强度极限 lim160HMPa大齿
10、轮的解除疲劳强度极限 lim250HMPa6）由课本式 10-13 计算应力循环次数 81h1hN0njL6j31(8310)9.28829.2.403i7）由课本图 10-19 取接触疲劳寿命系数 KNH1=0.90，K NH2=0.958）计算接触疲劳许用应力去失效概率 1%，安全系数 S=1，由课本式（10-12 ）得1lim0.96540NHKMPaS2li2 2.（2）计算1）试算小齿轮分度圆直径 d1t2131 22.806.189.()56.27ttdHkTZm2)、计算圆周速度V= = =1.01m/s10ndt6.2873013)、计算齿宽 16.2870.btdm4）计算齿
11、宽和齿高的比 bh模数 160.287/3.61ttmz齿高 h=2.25 =5.898mmt=60.287/5.898=10.22bh5)计算载荷系数根据 v=1.01m/s，8 级精度，由课本图 10-8 查得动载荷系数 KV=1.10直齿轮 1HFK由课本表 10-2 查得使用系数 1AK由课本表 10-4 用插值法查得 8 级精度、小齿轮相对支承对称布置时1.349H由 ， 查得0.2bh.K1.30FK故载荷系数 49.8AVH6)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式（10-10a）得 331 1.4860.276.07ttKd7）计算模数 1.2.743mmz3、按齿根弯曲强度设计由课本式（10-5）得弯曲强度计算公式 2132tFaSdkTYz（1）确定公式内的各个计算数值1）由课本图 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 150FEMPa大齿轮的弯曲疲劳强度极限 2380FEMPa2）由课本图 10-18 取弯曲疲劳寿命系数 , 1.8FNK2.9FN3)计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数 S=1.4，由课本式（10-12）得10.85 314.29FNEKMPaS2297.
