机械设计基础课程设计

1、harbin university of science and t echnology rongcheng cam pub机械设计基础课程设计计算说明书设计题目：设计带式输送机中的传动装置专业年级：电气工程系15级学 号：11111111111学生姓名：宋指导教师：机械工程系完成时间2017年7月7日机械设计基础课程设计任务书学生姓名：学号:11111111111111 专业：电气工程系任务起止时间：2017年7月3 fi至2017年7月7 fi设计题冃：设计带式输送机中的传动装置一、传动方案如图1所示：二、原始数据1 电动机；2v带传动；3单级圆柱齿轮减速器4联轴器；5带式输送机；6鼓轮；

2、7滚动轴承图1带式输送机减速装置方案图三、设计任务:滚筒直径d /mm100传送带运行速度v /(m/s)1.6运输带上牵引力f/n2100每tl工作吋数t/h24传动工作年限5单向连续平稳转动，常温空载启动。1 低速轴系结构图1张(a2图纸)2.设计说明书1份。在1周内完成并通过答辩参考资料：课程设计指导书机械设计手册机械设计机械设计基础工程力学机械制图指导教师签字:2017 年 7 月 7 h（）电机的选择1（二）传动装置的运动和动力参数计算2（三）v带传动设计3（四）减速器（齿轮）参数的确定5（五）轴的结构设计及验算7（六）轴承根据12（七）联轴器的选择12（八）键连接的选择和计算12（

3、九）心得体会14（-）电机的选择1 选择电机的类型和结构形式:依工作条件的要求，选择三相异步电机封闭式结构u=380vy型2. 电机容量的选择工作机的功率p工作机=f牵运输带/1000=3.36 kwv带效率：0.96滚动轴承效率：0.99齿轮传动效率（闭式）:0.97 x 1（对）联轴器效率：0.99传动滚筒效率:0.96传输总效率“0.859h二卩工作机则，电机功率“ =191kw3. 电机转速确定工作机主动轴转速n工作机=76.43r/minndv带传动比范围：24 一级圆柱齿轮减速器传动比范围：36总传动比范围：624电动机转速的可选范围为：458.58- 1834,32 r/min在

4、此范围的电机的同步转速有：1500i7min, 1000i7min,750i7min依课程设计指导书y系列三相异步电机技术数据(jb30 74-82)选择电机的型号为；y132m1-6性能如下表：电机型号功率kw满载时额定转矩质量kg转速r/min电压v电流力功率因数y132m1-649603809.40.82.075(-)传动装置的运动和动力参数计算所选电机满载吋转速5=960 r/min总4专动比：i总= n,n = 12.56工作机1 分配传动比及计算各轴转速i 总=idxi带传动的传动比id=3一级圆柱齿轮减速器传动比=49则高速轴i轴转速n尸 320i7min则低速轴ii轴的转速n2

5、= 76.37i7min2各轴输入功率，输出功率p输出=p输入，效率如前述。则高速轴i轴的输入功率pi=3.75kw ,输出功率“ =371 kw,则低速轴ii轴的输入功率pn=3.60kw,输岀功率=156 kwo3 各轴输入转矩：小带轮输入转矩td= 38.9nmi轴输入转矩t尸111.9nmii轴输入转矩tn=450.2nm三v带传动设计1.确定计算功率pc已知电机输出功率，依教材机械设计基础表139,取ka=12,故 pc= 4.7kw o2. 选择普通v带型号已知pc, nm,结合教材机械设计基础，由图1315 确定所使用 的v带为a型。3.确定大小带轮基准直径d2o由机械设计基础表

6、1310取dl= 125mm,带传动比i。已知，则d2=io di = 375mm,取 d2= 375mm4验算带速v7tdxnxv 60x10006.3m/s5求v带基准长度和中心距(l0, a)初定中心距ao=1.5 (dl+d2)=750mm一选 ao=800mm带长 lo = 2ao h (di + d2)+(d2-d.)24(702405mm由表 13-2 ,对 a 一型带进行选用,ld= 2480mm 则实际中心距：a +号_6 验算小带轮包角a = 180。一色二x57.3° = 163。120。合格。 a7求v带根数z已知m，di ,查表134,得po= 1.37kw

7、已知传动比id，查表13-6, 得ap0= 0.1 lkw已知ai,查表 138得k"=0.96 ,查表13.2得k= 1.09则v带根数z=3.03,(乙+闷心心求作用在带轮上的压力fq曲机械设计基础表131,可知 a型带每米质量q= 0.105kg/m单根v带的拉力f°=型冬（空-1） +炉l 155nzv ka作用在轴上的压力fq=2zf（）sin=1226n（四）减速器（齿轮）参数的确定1. 选择材料及确定许用应力由机械设计基础表111得：小齿轮用：_40mnb_,热处理方式：调质,齿面硬度为241286hbs 大齿轮用:zg35simn ,热处理方式:调质,齿面硬

8、度为241269hbs 由表115 ,取安全系数sh=_lo_, sf=125 。则许用应力为：ch 1 =ohlim 1 /s h= 720mpach2= 0hlim2/sh=of i =ofe i/sf=476mpa. qf2 = <jfe2/sf= 408mpa2. 按齿面接触强度设计设齿轮按旦级精度制造，按齿面接触强度设计。由表113得载荷系数k=1.5 ,由表116得齿宽系数d=0.8。小齿轮输入功率p=375kw ,转矩 ti=955xio6x£=1.12x10nmm ,曲表114可得弹性系数ze= 188.9则小齿轮直径山彳竽x号斗鲁）齿数取 zi= 24 , z

9、2=izi= 101模数 m=di/z 1 =2.81按表4-1 ,标准模数m= 3,实际传动比i=z2亿尸4.21传动比误差,是符合要求。d2=m z2=303mm,齿根顶圆直径 d2a=d2+2ha=309mm,齿根圆直径 d2f=d2-2ht=295.5mm。实际标准中心距离a=187.5mm齿宽b = idi=56mm （圆整）为补偿安装误差，取小齿轮齿宽bi=b+5=60mm3 验算轮齿弯曲强度rtl 图 118 ,取齿形系数 yfa】= 2.76 , yfa2= 2.24 .由图119 ,取外齿轮齿根修正系数ys冲1.59 , ysa2= 1.82判断：品2kt】ymiysaibm

10、2z122mpa三ofi判断：碍签复113mpa > 62满足条件合适4 齿轮的周速度n dn60x10001.2m/s对照表112可知，选着9级精度是合适的。（五）轴的结构设计及验算1 高速轴及低速轴的材料选择根据表14-1得,高速轴材料为：45钢，热处理方式：调质低速轴材料为：45钢,热处理方式：调质高速轴极限强度rcbi>650mpa ,低速轴极限强度ab2> 650mpa根据表143得,高速轴的许用弯曲应力fc-ibl- 60mpa低速轴的许用弯曲应力k-ib1=60mpa2. 轴颈初估初选小轮轴颈，根据扭转强度计算初估轴颈。由表142得常数c110di>q=2

11、4.9mm,结合大带轮轮毂内径，圆v m整后暂取d= 25mm大轮轴颈d2>q = 39. 7mm ,结合联轴器内径，圆整后暂取d2= 40mmv n?3. 轴的径向尺寸设计根据轴及轴上零部件的固定，定位，安装要求，初步确定轴的径向尺 寸。高速轴：（带尺寸的草图）各尺寸确定的依据：d. = c?/(14-3%) = 25.6mm*(有键槽加大3%)，取d严28mm。d?二di+2h,轴肩高 h=2ci=4mm,贝lj d2=36mm。d：二d2+2mm二38mni,取标准值 ch二40mni。di 二 d3+2mni 二 42mm。d尸d4+2h, 轴肩高 h二2g二4mm,则 dkom

12、m。取ds二32mni, 比轴承内外径小,砂轮越程槽。d7=d3=40mm.低速轴：（带尺寸的草图）各尺寸确定的依据：d. = c j（14- 3%） = 4mm 也（有键槽加大3%）,取d尸4加mdz二di+2h,轴肩高 h二2ci二4mm,贝lj d2=50nmi。d：二d2+2mm二52mm,取标准值 d?二55mm。山二 d3+2mni 二 5 7 mm。dfdi+2h, 轴肩高 h=2ci=4mm,贝ij d5=65mm。取 ds二47mm, 比轴承内圈夕卜径小， 砂轮越程槽。d7=d3=55mmo5 轴的轴向尺寸设计根据轴及轴上零部件的固定，定位，安装要求，初步确定轴的轴向尺高速轴

13、：(带尺寸的草图)各尺寸确定的依据：/ i=2f+3e-3mm,其中 a 型带 f=9mni, e=15mm,贝ii i=60nmi。厶二b-2mm二58mm,轴段长度应比齿轮轮毂短2-3伽。厶二14h,轴肩高 h二2ci二4mm,贝lj厶二56mm,取 厶二6mm。厶二 b+挡 油 环 宽度-4mm 二 18+19-4 二 3 3mm。u,c, e,k:取 h二 10mm, u 二15mm,轴承座宽度 c二g+c2+ & +10mm,取 ci=22mm, c2=20mm, § 二0 025a+l=5 7nini,取 § =8mni,贝lj c=60nini。车由承

14、盖 厚度 e二1. 2d3,螺钊直径取 d3=8mm,贝9 e二96mm,取 e二10mm, 联轴器至0 轴承盖的距离取k二20mm。仏二 k+e+ (c-u - b)二 57mm, 厶二 b+u +ii+2mm 二 45mm。取 /6=4mm 0低速轴：（带尺寸的草图）各尺寸确定的依据:几=112-2=110mm,轴段长度应比联轴器轴孔长度短1-2伽。厶二b-2mm二54mm,轴段长度应比齿轮轮毂短2-3伽。厶二14h,轴肩高 h二2ci二4mm,贝lj厶二56mm,取 厶二6mm。厶二 b+挡 油 环 宽度-4mm 二 21 +19-4 二 36mm。u ,c, e, k: 取 h二 10

15、mm, u 二 15mm, 轴i 承 座宽度 c二c1+c2+ § +5mm, 取ci=22mm, c2=20mm, § 二0 025a+l=5 7nini,取 § =8mni,贝lj c=60nini。车由承盖 厚度 e二1. 2d3,螺名丁直径取 d：r=8mm,贝9 e二96mm,取 e二10mm, 联轴器至0 道轴承盖的距离取k二20mm。仏二 k+e+ (c-u b)二 54mm, 厶二 b+u +ii+2mm 二 48mm。取 z6=4mm 0（六）轴承的选择高速轴承的主要参数轴承代号轴承内径mm轴承外径mm轴承宽度加w径向基本额定动载荷cr62084

16、0801829. 5低速轴承的主要参数轴承代号轴承内径mm轴承外径mm轴承宽度加w径向基本额定动载荷cr6211551002143.2（七）联轴器的选择根据轴孔直径d2二42mm输岀转矩t= 445n<m依据课程设计指导书，选定联轴器型号：tl7联轴器选择表公称扭矩/n*m许用转数/（r/min）d/mmdi/mmd2/mm转动惯量2/kgem质量/kg5003600190420.0615.6（八）键连接的选择和计算轴名安装直径d / mm类型h / mmb /mm轮毂长度£*«(1.5 2)d键长厶/mm高速轴28a78635542a8126050低速轴42a812

17、1129057a10165645附表1 机体各部分尺寸(mm)名称符号尺寸机座壁厚d8机盖壁厚鬲8机座凸缘厚度b12.5机盖凸缘厚度bi12.5机座底凸缘厚度b220地脚螺钉直径df20地脚螺钉数目n4轴承旁联接螺栓直径di16盖与座联接螺栓直径d212连接螺栓d2的间距i180轴承端盖螺钉直径d38窥视孔盖螺钉直径d48定位销直径d10dr,dbd2至外机壁距离ci26,22,18df,d2至土兀边缘距离c224,16轴承旁凸台半径ri20凸台高度h35外机壁与轴承座端面距离h47大齿轮端面圆与内机壁距离10齿轮端面与内机壁距离9机盖，机座筋厚&8轴承端盖外径d2120,140轴承旁联接螺栓距离s附表2减速器整体最大几何尺寸及特性尺寸(mm)长度方向最大尺寸宽度方向最大尺寸高度方向最大尺寸特性尺寸参考文献:1机械设计基础课程设计指导书，2009年哈尔滨理工大学机械基础工程系编制; 2机械设计基础 第2版，胡家秀主编c九）心得体会为时一周的课程设计终于结束了，脑力与精力消耗很多，身心俱 疲，但看到在自己手中完成的说明书与图纸，一切付出都不算什么了。第一天老师对相关知识讲解完成后，课程设计便正式开始了。首 先是零件参数的确定与选择，第一遍时我很快完成有关计算，但它远 远不是我想象中那样简单。在之后