机械设计方案课程设计方案

1、 课程设计 说 明 书 课程名称： 一级V带直齿轮减速器 设计题目：带式输送机传动装置的设计 院 系： 学生姓名： 学 号： 专业班级：模具 09-1 指导教师： 机械设计课程设计 1 / 18 设计题目：带式输送机传动装置的设计 内装：1. 设计计算说明书一份 2. 减速器装配图一张A1） 3. 轴零件图一张A3） 4. 齿轮零件图一张A3） 模具系09-1班级 设计者： 指导老师： 完成日期： 成绩：_ 2 / 18 课程设计任务书 设计题目 学生姓名 设计要求：输送机连续单向运转，工作平稳，空载启动，卷筒效率为带工作速度允许误差为年，大修期产。 1编写设计计算说明书一份。2减速器部件装配

2、图一张3绘制轴和齿轮零件图各一张。 1.机械设计课程设计指导书2.机械设计图册3.机械设计手册4.机械设计设计准备工作 1.总体设计及传动件的设计计算2. 装配草图及装配图的绘制3. 零件图的绘制 4.编写设计说明书 5.计算过程及计算说明一、 传动方案拟定工作条件：原始数据：输送机连续单向运转，工作平稳，空载启动，卷筒效率为300个工作日计算，使用年限为每班按 二、电动机选择符合这一范围的同步转速有 根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：因此有三种传支比方案：由尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第合，则选N=1000R/MIN 4、确定电动机型号根据以上选用的电动

3、机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机Y132M2-6 型号为 。其主要性能：额定功率： 三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：2、分配各级传动比（1） 据指导书，取带）（2 I=I总I齿轮 四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速N电机=NI=NN/IIII=NNIIIII 2、计算各轴的功率P=PI工作P=PIII=PPIIIII 计算各轴扭矩 、3=9550T工作= TT工作I= TTIII=99.3=TTIIIII=412.50五、传动零件的设计计算确定计算功率1.2.选择V根据P、C3. 确定带轮的基准直径1）初选小带轮的基准直径=100MMDD12）验算带速V=D

4、ND1=范围内，带速合适。在5-30M/S3）计算大齿轮的基准直径。计算大带轮的基准直径=IDD带D2由课本表9-8确定带长和中心矩4.）1根=500MM A0）由机械设计课本式2+L2A0D0=2500+3.14由课本表按机械设计课本式带式输送机传动装置的设计 、1000、和1500R/MIN。750 带的带型 N由课本图9-12得：选用A型 0.96机械设计手册查得。1所在院系 ，输送带工作速度允许误差为D并验算带速DD由课本表 材料学院综合考虑电动机和传动装置V。 ，取小带轮的基准直径9-8专业、年级、 班，每年按5%锻压08-1班 0.96，输送5%，每年按300个工作日计算，使用年限

5、为103年，两班制工作每班按8h计算）；在专门工厂小批量生 10年，大修期3年，两班制工作 8H计算）；在专门工厂小批量生产。 2方案比较适 。 960R/MIN， 5.5KW，满载转速 D1 。 ）验算带的速度 V。按课本式8-13 /601000） 1 =5.24M/S 1000）1001000/A心距中，初定2(D+ D据课本D2D1D10D2学生应完成的工作： (A0或A1； 电动机型号I /N=960/95.5=10.05 =N筒电动总Y132M2-6 =24合理）带传动比I=2.3VI1带 I带齿轮I=10.05/2.3=4.37 /I=8.87 =I总带总据手册得 I=3.86

6、齿轮I=2.3 带 ）R/MIN V=5.24M/S /2+(D /4A）0D1D2D2D12 1561MM /4500）100+250）/2+250-100） 9-6选带的基准长度L=1600MM DD=340MM 。 带N =960R/MIN =417.39/4.37=95.5(R/MIN /II齿轮N=417.39R/MIIIN KW） N0.96=4.34KW =108.13R/MI=4.52III带N 0.97=4.13KW =4.340.98齿轮轴承 9=3.97KW 7=4.130.90.9联轴器轴承工作计划： P=4.92KW NM） IP=4.67KW 4.52/960=44

7、.96 IIP=44.96I2.3 =4.48KW NM0.96=99.3III带带 I 轴承齿轮齿轮任务下达日期： 任务完成日期： 指导教师签名）： 学生签名）： 0.97=412.500.98NM 4.37 轴承联轴器TM 0.99=396.130.97N=112.6NM IT =412.15NM IIT PNM=395.67IIIC3 / 18 带式输送机传动装置的设计 摘 要：齿轮传动是应用极为广泛和特别重要的一种机械传动形式，它可以用来在空间的任意轴之间传递运动和动力，目前齿轮传动装置正逐步向小型化，高速化，低噪声，高可靠性和硬齿面技术方向发展，齿轮传动具有传动平稳可靠，传动效率高一

8、般可以达到94%以上，精度较高的圆柱齿轮副可以达到99%），传递功率范围广可以从仪表中齿轮微小功率的传动到大型动力机械几万千瓦功率的传动）速度范围广齿轮的圆周速度可以从0.1m/s到200m/s或更高，转速可以从1r/min到20000r/min或更高），结构紧凑，维护方便等优点。因此，它在各种机械设备和仪器仪表中被广泛使用。本文设计的就是一种典型的一级圆柱直齿轮减速器的传动装置。其中小齿轮材料为40Cr调质），硬度约为240HBS，大齿轮材料为45钢调质），硬度约为 级。轴、轴承、键均选用钢质材料。8215HBS，齿轮精度等级为 关键词： 减速器、齿轮、轴、轴承、键、联轴器 4 / 18 目

9、 录 机械设计课程设计计算说明书 1. 一、课 程 设 计 任 务 书1 二、摘要和关键词2 2. 一、传动方案拟定3 各部件选择、设计计算、校核 二、电动机选择3 三、计算总传动比及分配各级的传动比4 四、运动参数及动力参数计算6 五、传动零件的设计计算7 六、轴的设计计算10 七、滚动轴承的选择及校核计算12 八、键联接的选择及校核计算13 九、箱体设计14 5 / 18 机械设计课程设计 设计题目：带式输送机传动装置的设计 内装：1. 设计计算说明书一份 2. 减速器装配图一张A） 3. 轴零件图一张A） 4. 齿轮零件图一张A） 系班级 设计者： 指导老师： 完成日期： 成绩：_ 6

10、/ 18 1、电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机 、电动机功率选择：2 ）传动装置的总功率：总 ）P=FV/1000总工作 ）=25001.5/10000.83 =4.52KW P=4.52KW 工作 3、确定电动机转速： 计算滚筒工作转速： N=601000V/D 筒 =6010001.5/300 N=95.5R/MIN 滚筒=95.5R/MIN按手册推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围 。=624，则总传动比理时范围为=24带传动比。取=36IVIIAA17 / 18 N=IN故电动机转速的可选范围为筒DA ）95.5=5732292R/MIN N=624 8 /

11、 18 =1.1 8-7得：K由课本表A P=1.15.5=6.05KW P=KAC 取标准值 A=D=355MM D2 L=1600MM DA=520MM 则， 5.验算小带轮上的包角1 00 -D）/A57.3-D=180 D11D2 0 057.3）/520=180-250-100取A=500 000 120 Z 6. 确定带的根数 ）计算单根1V。带的额定功率PR =100MMD由和N8-4A根据课本表得=1000R/MIN1D1 =0.97KW P0 =0.11KW ，=960R/MINNI）得P型带，查课本表和=2.3A9-4根据01带 =0.96 K9-5根据课本表得A =0.9

12、9 8-2根据课本表得KL 由课本）得9-12P83式 0.99=1.026KW 【）K0.96P=P】PK）=。Z Z=P】【/6=6.05/1.026=5.90 圆整为根CA9 / 18 7.计算单根由机械设计课本表VMIN 0 Q=0.11KG/M，由式8-3得A型带的单位长度质量 V带的初拉力： 2Z=6 /ZVK +QV (F =5002.5- K）AMIN0A 2N 5.24+0.1165.24）=5002.5-0.96）6.05/。应使带的实际初拉力F(FMIN00 F8.计算压轴力P =157.37N F 压轴力的最小值为0 /2）=2ZF） SINF1MIN0MINQ =18

13、70N /2）157.37SIN163.47=26 2、齿轮传动的设计计算 1选定齿轮材料及精度等级及齿数 GB 10095-）机器为一般工作机器，速度不高，故选用17级精度 ）。88 =1870N ）F调制）和大齿号钢2）材料选择。由表课本表10-1选择小齿轮为45MINQ 。钢淬火）硬度为280HBS轮材料为45 ，取105。 Z=24，大齿轮齿数Z=244.37=104.88）选小齿轮齿数321 按齿面接触疲劳强度设计2 ）由设计计算公式(U+1Z/UD2.32(KTHED11 (1确定公式内的各计算数值 =1.3 1）试选载荷系数KT 2）计算小齿轮传递的转矩 6 P/NT=9.551

14、0111 6 4.34/417.39=99300=9.5510NMM=4.37 I 齿=24 Z=1.0 选取齿宽系数3由机械设计课本表10-71D=77 Z1/2 =189.8MPAZ10-6查得材料的弹性影响系数4由机械设计课本表2E NMMT=137041按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强TU 10-215由机械设计课本1 ；打齿轮的接触疲劳强度极限=500MPA度极限=550MPAHLIM 2HLIM 1 N）由机械设计课本式10-13计算应力循环次数6L 10 300=60NJLH=60417.391(16N1L1 9 10=1.202 8 810N=N/I=9.87410/4.37=

15、2.751L1L2=600MPA=0.96 =0.92K取接触疲劳寿命系数K）由图机械设计课本 710-19 HLIMZ1HN2HN1=550MPA 8）计算解除疲劳许用应力。 HLIMZ2 S=1.0 取失效概率为1%，安全系数 550/1.0MPA /S=0.92= K HLIM1H1HN1 =506MPA 8 10=9.874N500/1.0MPA = K/S=0.96 L1HIM2HN2H28 10=2.558N=480MPA L210 / 18 (2计算 较小的值）试算小齿轮分度圆直径D，代入1=0.96 KHN1K=0.98 HD1HN2 =506MPA H1 。2计算圆周速度V

16、=1.28M/S ）71.266342.86/601000V=DN/按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由课本式D= D(K/K=71.266T11T /Z1=73.187/24=3.05MM 7计算模数M：M=DD1 3.按齿根弯曲强度设计 由课本式Y/(Z M2KTYFSAFAD11 确定公式内的各计算数值1） （ ；=500MPA10-20查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限1）由课本图FE1 =380MPA 大齿轮的弯曲疲劳强度极限FE2 =0.88 =0.85 K取弯曲疲劳寿命系数K2）由课本图10-18FN2FN1 3计算弯曲疲劳许用应力。 计算载荷系数=1.764 YSA21.28=

17、1.37 1=1 K=KKKK1.07AFAVF 取齿形系数。5 =2.226 =2.65 Y由课本表10-5查得 YFA2FA1 6）查取应力校正系数 =1.764 =1.58 Y10-5查得 Y由课本表SA2SA12.22MM M Y7）计算大、小齿轮的Y/FFASA 1.58/303.57=0.01379 / YY=2.651SA1FA1F11 / 18 1.764/238.86=0.01644 =2.226Y Y/2SA2FA2F 大齿轮的数值大。 8设计计算 1/3 52 2421.371.37100.01644 /(1 M =2.2MM 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数M

18、大于齿根弯曲疲劳 M的大小重腰取决于弯曲强度的承载能力，而齿面接强度计算的模数 即模数与齿数的乘触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径 积）有关，可取由弯曲强度算得的模数2.2并就近圆整为标准值 =73.187，算出小齿轮的齿数M=2.5MM，按接触强度的的分度圆直径D1D=75MM Z=D/M=73.187/2.5=30 111D30=116 =290MM 大齿轮的齿数Z=3.8622A=183MM 这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，并做到结构紧B =75MM 凑，避免浪费。2B=80MM 4.几何尺寸计算1 2.5=75MM M=301）计算分度圆直径 D= Z11 2.5

19、=290MM D= ZM=11612 ）/2=75+290/2=183MM 2）计算中心距 A=D+ D）21 =13）计算齿轮宽度 B= D75=75MM取B=75MM B=80MM ，1D12 六、轴的设计计算 输出轴的设计计算 1、两轴输出轴上的功率P、转数N和转矩T 0.98=4.58KW P=4.67输II N=N/I=417.39/3.86=108.13R/MIN 12 T=397656NMM2 0.98=4.82 KW P=4.92输IFN=417.39 R/MIN =2018N T21F=826N NMMT=100871 R21 2、求作用在齿轮上的力F=355MM 因已知低速

20、大齿轮的分度圆直径为D=2401N T12F=2397656/355=2018N =729N /DF=2TR1T222 F0.3642=825N =2018TAN20= FT2R2 D因已知低速大齿轮的分度圆直径为=84MM 1 =2=2TF/D100871/84=2401N 1T11D=2401=39.04MM 0.3642=729N TAN20=FFMIN2T1R1D4、初步确定轴的最小直径 =25.32MM MIN1 =112A15-315-2 先按课本式）初步估算轴课本表，取，于是得 01/31/3 P= AD）4.58/108.13=39.04MM ）/ N=1122II输MIN20

21、1/31/3 =25.32MM ）P= AD4.82/417.39）=112/ N1MIN101输 、联轴器的选择5 为了使所选输出轴的最小直径与联轴器的孔相适应，故选联轴器的型 号。 T联轴器的计算转矩查课本表T,=K14-1，考虑到转矩变化很小，故取2CAA12 / 18 K=1.3，则A397656=516952.8 NMM T= KT=1.32ACAT应小于联轴器工程转矩条件，查机械设计手册，选按照计算转矩CANMM。联轴器的孔径用HL3型弹性柱销联轴器，其公称转矩为630000 轴与配合的毂孔长度度=38MMD，半联轴器长L=82MM，半联轴器1。 L=58MM16、轴承的选择 初步

22、选择滚动轴承。因轴承只受径向力的作用，故选用深沟球轴承。参基本轴隙组、标准京都记得深照工作要求，由轴承产品目录中初步取0的最小直径。选取23MM沟球轴承213，其尺寸DDT=65MM120MM 的材料为45钢，调制处理。根据。、轴上零件的周向定位 7齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。由课本表6-1查得平12MMH=20MM，键槽用键槽铣刀加工，长为63MM，同时为了B键截面保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮毂与轴配合为H7/N6；8MM12MM同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为，半联轴器50MM与轴的配合为H7/K6. 8、确定轴上圆角尺寸 45215-2参考课本表，取轴端

23、倒角为。、求轴上的载荷9 1轴 承球轴深沟寸其尺213，T=65MMDD23MM 120MM 13 / 18 2轴 =0.27MPA CA1 按弯矩合成应力校核轴的强度 =5.96MPA CA2进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。根据 ）及上图的数据，以及轴单向旋转，扭矩切应力为脉动循环课本式15-5 =0.6，轴的计算应力变应力，取 3 1/22 1/2222 ）/184/W=81263.38+0.6100871）=M+T 轴承预计寿命1CA11 =0.29MPA 576000H 1/2 1/22222/33656.9 ）/W=76462.38+0.6397656）=M

24、+T 2CA21查钢，调制处理，由课本表15-1 =6.28 MPA前已选定轴的材料为45 ，故安全。得=60MPA。因此 -1-1CA1CA2 七、滚动轴承的选择及校核计算 根据根据条件，轴承预计寿命 10=576000小时16360 =1.5 F P 、计算输入轴承1 =108.13R/MIN ）已知N=417.39R/MINNP2 114 / 18 ）取F =1.5 根据课本P263表11-9P P262=1558.5N IR1P977.5=1466.25 N =1.5P=FXF(1PIIR2 (3轴承寿命计算 =3 深沟球轴承363/(60NP=10C LH 336 36631558.5 /60320L=10C(1.5/(60NP=1044.8101H114=3.6710H57600H 366 3633(1.5L=10C/(60NP1466.25=1044.810 /6070.82H21510H57600H =1.99预期寿命足够 八、键联接的选择及校核计算 6-1） 由课本式3=2T10/KLD） P 确定上式中各系数 T=100.871NMINM T=397.656 II 12MM=6MM =0.5HK=0.511=0.5=0.5HK8MM=4MM 22 -B=63MM-12MM=51MM =LL111L=L=50MM-12MM=38MM -B222 D=