机械设计基础说明书封面讲解

1、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（第 8 组）工程学院建环 1112 班设计者洪木荣指导教师温坚广东海洋大学目录一、设计任务书 2二、传动方案的拟定 2三、电动机的选择 3四、传动系统的运动和动力参数 4五、传动零件的设计计算和校核 6六、轴的设计计算和校核 6七、滚动轴承的选择和寿命计算 10八、键和联轴器的选择 10九、润滑和密封形式的选择 11十、减速器机体各部分结构尺寸其他技术说明 11十一、参考文献 12第八组：带式输送机的传动装置设计一、设计任务书1.1 工作条件 连续单向运转，载荷平稳，空载启动，使用期 8 年；小批量生产，两班 制工作，运输带速度允

2、许误差 5%。1.2 原始数据 滚筒圆周力 F=1450N； 带速 V=1.6m/s； 滚筒直径 D=260mm1.3 运动简图二、传动方案的拟定2.1 整体方案根据设计任务书，该方案的设计分成减速器（传动部分）和工作机（执行 部分）两部分。2.2 减速器说明机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原 动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组 成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的 传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、 传动效率高和使用维护方便。本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输

3、送机。传动方案采用了两级传 动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有 过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递 的转矩，减小带传动的结构尺寸。齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现 代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。 减速器的箱体采用水平剖分式结构，用 HT200灰铸铁铸造而成。三、电动机的选择计算项 目计算过程及说明计算结果1、选择 电动机1、选择电动机类型按已知的工作要求条件，选用 Y 系列全封闭笼型三相异 步电动机w 0.8

4、5Pd 2.7kw2、选择电动机功率工作机所需功率为： PW 100F0vw 电动机输入功率为： Pd PWFv1000 w 由电动机至工作之间的总效率1 22 3 4 5式中： 1、 2、 3 、 4 、 5分别为带传动、齿轮传动的 轴承( 2 对)、齿轮传动、联轴器、及滚筒的轴承效率。 查表 2-3 可取1=0.96 、 2 =0.99 、 3=0.98、 4 =0.98、 5 =0.98 、w =0.96则 w 0.96 0.992 0.98 0.98 0.98 0.96 0.851450 1.6所以 Pd2.7kw1000 0.853. 确定电动机转速滚筒的工作转速为60 1000v

5、60 1000 1.6nw117 53r / minD 260因为由表 2-2 知，带传动的传动比 i1 2 4 ，单级齿轮 传动的传动比 i2 3 5 ，则总传动比 i的合理范围 i i1i2 6 20因此，电动机转速的可选范围为nd inw (6 20) 117.53kw (705.18 2350.6)r /minnw 117.53r /i 6 20nd(705.18 2350.6) r/min4. 确定电动机型号符合这一范围的电动机同步转速有 750r/min 、 1000r/min 、1500r/min 。根据工作机所需要的电动机输 出功率 Pd 和电动机的同步转速，由附录 B可查出适

6、用的 电动机型号分别为 Y132M-8、Y132S-6和 Y100L2-4。相 应的技术参数比较情况见下表：电动机型 号： Y132S-6电动机型 号额定功 率电动机转速 （r/min ）总传 动比Pd /kw同步转 速满载转 速Y132M-837507106.04Y132S-63100096012.17Y100L2-43150014308.17综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量以及带传动和 齿轮传动的传动比， 选择 Y132S-6型号电动机比较合适， 即电动机的额定功率 Ped =4kw，满载转速 nw =960r/ min ， 总传动比适中，传动装置结构比较紧凑。Y132S-6 型电动机

7、的主要尺寸和安装尺寸见表 2-4表 2-4 Y132S-6 型电动机的主要尺寸和安装尺寸列表中心高 H外形尺寸L (AC / 2 AD) HD地脚安 装尺寸AB地脚螺栓 孔直径 k轴伸尺寸 DE装键部位 尺寸 FG132475 345 315216 1401238 8010 33四、传动系统的运动和动力参数由已确定的电动机的型号可知：i 8.17;1、计算总传 动比和分配 各级传动比总传动比 i 8.17;取带传动比的传动比 i0 2.5 ；则齿轮转动的传动比 i1 i总 /i0 3.24 。i 0 2.5i1 3.242、计算转动 装置各轴的 运动和动力 参数1. 各轴的转速轴 n nm 9

8、60 r / min 384r / min i0 2.5轴 n n 384 r / min 118.52r / min i1 3.24滚筒轴 nw n 118.52r / minn 384r / minn 118.52 r / min nw 118.52 r / min2. 各轴的输入功率轴 P Pd 01 2.7 0.96kw 2.592kw轴P P 12 P 2 3 2.592 0.99 0.98 2.51kw滚筒轴Pw =P 23 P 2 3 2.51 0.99 0.98 2.44kwP 2.592kwP 2.51kwPw= 2.44kww=3. 各轴的输入转矩 电动机轴Pd2.7Td

9、=9550 d 9550 N m 26.86N mnd960轴P2.592T 9550 9550 N m 64.46 N mn384轴P2.51T 9550 9550 N m 202.25N m n 118.52滚筒轴P 2.44P 9550 9550 N m 196.61N m n 118.52Td=26.86 N mT 64.46 N mT 202.25N mP 196.61 N m表 2-5 运动和动力参数的计算结果列表参数轴名电动机轴轴轴滚筒轴转速 n(r/min )960384118.52118.52输入功率 P/kw2.72.5922.512.44输入转矩 T/(N m)26.86

10、64.46202.25196.61传动比 i2.53.241效率0.960.970.97五、传动零件的设计计算和校核1. 确定 V 带型 号1. 确定计算功率 PC 根据教材表 8-7 得： kA=1.2PC=KAPd=1.22.7=3.24KW2. 选择 v 带型号根据 PC、n1由教材图 8-9 得：选用 A型 V带3. 确定带轮的基准直径由教材图 8-9 得，推荐的小带轮基准直径为 80100mm取 d1=80mm=dmin=75mm4. 验算带速 vPC=3.24KWdd2=(n m/n1) d1(1- )= (970/285.29 ) 125 ( 1-0.2 )=416.5mm取 d

11、2=450mmdd2=416.5mm六、轴的设计计算和校核输出轴上的功率 P 、转速 n 和转矩 T由 上 可 知 P 2.51kw ， n 118.51r min ， T 202.25N m. 求作用在齿轮上的力因已知高速小齿轮的分度圆直径d1 mz1 2.5*32 80mm 而2T 2 202.25 105Ft5056.25Nt d 80Fr Ft tan1840.32NFa 0. 初步确定轴的最小直径材料为 45 钢，调质处理。根据机械设计 表 15-3 ，取 A0 115，于是dm in A0 3 P 31.82mmn由于键槽的影响，故 dmin 1.04dm in 33.08 mm输

12、出轴的最小直径显然是安装带轮处的直 径d ，取 d 33mm ，根据带轮结构和尺寸， 取 l 60mm 。. 齿轮轴的结构设计(1). 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径 和长度1). 为了满足带轮的轴向定位要求， - 段右 端需制出一轴肩，故取-段的直径 d 39mm ；2). 初步选择深沟球轴承。因轴承同时受有 径向力和轴向力的作用，故选用深沟球球轴承。 按照工作要求并根据 d 42mm ，查手册选 取 单 列 深 沟 轴 承 6209 ， 其 尺 寸 为 d D B 45mm 85mm 19mm ， 故 d dVII -VIII 45mm ；而lI VIII 19mm。Ft 5056.2

13、5NFr 1840.32 Nd 33mml 60mmd 39mmd 42mml I VIII19mm合，故 lVI-VII 6.5mm 。故l 60mm 。3). 由小齿轮尺寸可知， 齿轮处的轴段 V-VI的直径 dV-VI 85mm，lV-VI 73mm 。轴肩高度h 0.07 d III -IV ，故取 h 3.5mm ，则轴环处的直径 d d 48mm 。轴环宽度 b 1.4h ，取l 6.5mm ，因为要使大小齿轮对齐啮4). 轴承端盖的总宽度为 30mm( 由减速器及轴承端盖的结构设计而定 ) 。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与大带轮右端面间的距离 l

14、 30mm ，5) l 19mm(2). 轴上零件的周向定位 带轮与轴的周向定位均采用平键连接。按d 由 机 械 设 计 查 得 平 键 截 面 b h 10mm 8mm，键槽用键槽铣刀加工， 长为 50mm 。滚动轴承与轴的周向定位是由过度 配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为 m6 。(3). 确定轴上圆角和倒角尺寸 参考机械设计表 15-2 ，取轴端圆角2 45 。 至此，已初步确定了轴的各段和长度，简 图如下：. 求轴上的载荷d dVII-VIII45mmdV-VI 85mmlV-VI 73mm48mml 6.5mmlVI-VIIl 6.5mm60mm19mm输入轴的校核：输入 I

15、轴：（1）齿轮上作用力的计算： 由前面的计算可知 圆周力：Ft=2T/D=5056.45N径向力：Fr= Fttan20 0=1840.32N（2） 求齿轮作用力在垂直面的支持反力。 （见图 草稿）F1v = （Fr L/2）/L=920N;F2v = Fr - F1v =4136.09N;（3） 求齿轮作用力在水平面的支承反力 F1H = F2H = Ft/2=2528.13N（4） 求 F 力在支点产生的反力（见图 3）F1F = F （L+K）/L=719.86NF1F = F2F F=1776.76N （5）绘制垂直的弯矩图Mav= F1vL/2=262.64N m（6） 绘制水平面的

16、弯矩图（见图 5） MaH= F1HL/2=160.54N m（7） 求 F 力产生的弯矩图（见图 6） M1F= FK=2986.9210810-3=322.59 N m 在 a-a 截面处， F 力产生的弯矩为MaF= F2FL/2=45.71N m（8） 绘制合成弯矩图因 F 方向未定，所以 F 与 H、V 共面时，产生的 弯矩最大。Ma= MaF+（MaV2+ MaH 2 ） 1/2=307.82 N mM1= M1F=322.59 N m（9） 绘制扭矩图（见图 8） 由前面的计算结果可知，输入轴传递的扭矩 T=321.07Nm（10） 求危险截面的当量弯矩（见图 9） 由见图 8

17、可知 Ma M1 ,故 a-a 截面最危险，其 当量弯矩为：Me=【Ma2+（T）2】1/2 扭切应力为脉动循环应变力，取折合系数 =0.6 ，带入上式可得：Me=363.13 Nm （11）校核危险截面 a-a 的强度 选轴的材料为 45 钢，经调质处理。 查的b=650MP；a 查的【 -1b 】=60MPa 由教材公式可知，危险截面 a-a 的当量应力为：3e= Me/W= Me/0.1d3 3 =61.216KPa38400h 所以此轴承寿命符合要求，即合格(2)计算 II 轴受纯径向载荷： P=Fr=2472.89N 选深沟球轴承 6013,Cr=32.0KN;Lh=(106/60n

18、) (ft C/ fp p) 3=130948h38400h 所以此轴承寿命符合要求，即合格八、键和联轴器的选择（1）输入轴与带轮联接采用平键联接 轴径 d=32mm,L1=60mm查手册得，选用 A 型平键，得： 键 A 10 8 GB1096-2003 l= 50mm ， T=202.25N m， h=8mm p =100-120MPa3 p =4T/dhl=4 202.25/33 10 3508 =1.2MPap =100-120MPa （2）低速轴与大齿轮联接采用平键联接 轴径 d=52mm，65mm， T=196.61 Nm， h=10mm 查课本表 11-1 得 选 A 型平键 键 16 10 GB1096-20033 p=4T/dhl=4 196.61/52 10 3