机械课程设计方案报告

1、机械设计课程设计报告书题目带式输送机传动装置学院（系）：年级专业：学 号：学生姓名：指导教师：、传动方案分析设计题目为带式输送机传动装置。已知载荷 F=1757 N,载荷性质为 微振，卷筒直径D=0.23 m，速度V=2.85 m/s，使用地点为室外，要求小 批量生产，使用年限为五年一班。1(| 21zd1 1D二、电动机选择传动装置的运动和动力参数计算2.1电动机方案确定2.1.1电动机类型和结构形式选择选择丫系列（IP44）三相异步电动机。该系列电动机为封闭自扇 冷式鼠笼型三相异步电动机，效率高，节能，堵转转矩高、噪声低、振动 小。运动安全可靠。能防止灰尘、铁屑和其他杂物侵入电动机内部。2

2、.1.2电动机容量确定工作机是同步带传动，n w=0.96F V 1757 2.85输出功率：PW5.216KW10001000 0.96wn 1为联轴器效率（弹性联轴器），n 1=0.99 ； n 2为齿轮传动效率（8 级精度齿轮传动），n 2=0.97 ； n 3为轴承效率（滚动轴承），n 3=0.99.总效率：a 1 2 30.0.97 0.90 0.922电动机的输出功率：P P 5216 5.657 KWa0.9222.1.3电动机转速选择（附电动机主要性能参数表）工作机的转速：n60 1002D601000 2.85230236 8 r/min一级圆柱齿轮减速器推荐传动比:i=1-

3、8;电动机的转速 no=n*i<236.8*8 r/min =1894.4 r/min;根据功率Pd和转速n°,查表可得选择电动机为 丫系列(IP44)三相 异步电动机丫160-6.设小齿轮所在轴为传动比为：ia(2) 各轴转速：n9704.096n236 81轴，大齿轮所在轴为2轴;n1= n 0 =970 r/min; n 3=n2la236 8 r/min4 096电动机主要性能参数电机型号额定功率P/kW同步转速r/mi n满载转速nr/mi n满载效率/%Y160M-67.51000970862.2传动装置总传动比确定(3) 各轴输入功率:Fd =6.450kwRR1

4、6.450 0.99 6.3860 (kw)PR236 386 0.97 0.99 6 1320( kw)F3R31 6.132 0.98 Q99 5.9490( kw)(4)各轴输入转距：Td9550Rdnm9550 6-45063 5030 (Nm)970T163503 0 99 62 8720( N -m)TzTia3262 872 4.096 0.98 0.972473 ( N-m)31 247 3 0.98 0.99 239 930 ( N -m)三、传动零件的设计计算3.1齿轮传动设计方案根据设计条件：齿轮米用闭式软齿面由机械设计课程设计指导手册查得小齿轮：45钢，调质处理，硬度1

5、972866HBS,取HB!=240接触疲劳极限 Hlim 550620MPa ；取 Hlim1 580MPa弯曲疲劳极限 fe 410480MPa ;取 FE1 450MPa大齿轮：45钢，正火处理，硬度156217HBS, HB2 190MPa接触疲劳极限 Him 350 400MPa；取 屮说 370MPa弯曲疲劳极限 FE 280 340MPa;取 FE2 320MPa取安全系数：Sf1.25Sh1.0Sh1.0H lim 2370SH1.0FE1450Sf1.25FE2320SF1.25H1H 2F1F2 H Iim1 580580MPa370MPa360MPa256MPa3.2齿轮

6、传动设计计算3.2.1齿轮传动参数设计设齿轮按8级精度制造，载荷性质为微振，根据机械设计基础。查表11-3,取载荷系数K=1.1。查表11-6可知，齿宽系数d 1 ;查表11-4可知，弹性系数 ZE 188.0 ； T1=62.872 N*m;u=i=4.096(1) 计算小齿轮分度圆直径d12u 1Zhu H223"321162872 104 096 1232 £1.04 09665 63nm(2)齿宽bbdd1165 63mm65 63mm取 d70mryb175mm(4)初选齿数小齿轮齿数Z1=25;大齿轮齿数Z2乙ia254. 09621898370102模数md.

7、65 63m 12 6 mm乙 25圆整模数，按表4-1,取m=3 mm;中心距aa d260 248a154mm2 2对中心距进行圆整，取 a=195 mm;实际齿数为：Z1=25; Z2=105;实际传动比：相对误差i105254.24. 24. 096100%2. 5%4.096(7)圆柱齿轮相关数据查表可知：齿顶高系数为ha；顶隙系数c =0.25.模数m3 mm分度圆直径d175 mmd 2315 mm齿顶咼 h aha*m1 .033 mm齿根高 h f(h* *aC )m3. 75 mm全齿高 hhahf6.75 mm齿顶圆直径d a 1d 12ha81 mm齿顶圆直径da2d2

8、2ha321 mm齿根圆直径d a1d 1 -2h67 . 5 mm齿根圆直径d a 2d 2 -2hf307 . 5 mm中心距 a195mm322齿轮传动强度校核验算轮齿弯曲强度(1)齿形系数YFa、Ysa由图11 -8 Ya12. 73 馄2. 23由图 11 -1.58监1.82F1F2的计算2 1.162 872F12. 7370 32251.58 10338Mpa F1360MPaF2f 1 YFa2YSa2Y0YSa12.23 1. 82382. 73 1. 5836Mpa F2256MPa(3)齿轮的圆周速度d1n175970v3. 81m/ s60 1000 60 1000对

9、照表112可知选用8级精度合适。四、轴的计算4.1轴径初估根据轴的功率进行估算。4.2轴系结构设计方案分析4.2.1高速轴结构设计方案分析（1）初选材料 选用45钢，正火处理，其主要性能如下：硬度 170217HBS ;强度极限 B 600MPa;屈服极限 S 300MPa;弯曲疲劳极限 ,275MPa;（2）初算轴径3dmin =c ' n =10*' 970 =20.2mm（3）轴的结构设计根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。取1轴的最小轴径 d仁30mm其他轴径分别为 38mm 40mm 42mm 47mm 40mm轴的

10、结构图如下所示:422低速轴结构设计方案分析(1初选材料选用 45 钢,调质，b 650MPa, s 36°MPa(2) 初算轴径d2=cYn =108：；6.132=32mm236. 8(3) 轴的结构设计根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强 度的原则，主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。由于从动 轴的尺寸计算后得出可以安装齿轮，故从动轴选用普通轴取从动轴的最小轴径 d仁40mm其他轴径分别为 48mm 50mm 52mm 57mm 50mm轴的结构图如下所示:571 1Ji<t>40*48<i>50曲52LITT4.3轴系结构强度校核（选择一根轴即可

11、） 高速轴的强度校核：圆周力2Ti di296246103=2406.5 NFn = 法向力 C0S2406.5cos 202560.9 Na求垂直面支反力F1v 旦 8759437.95N2 2F2v Fr F1v 437.95Nb求水平面支反力c垂直面弯矩M v=o.5F2vL=2i678.5(N mn)v' =0.5F2vL=21678.5(Nmm水平面弯矩 M H=0.5F2H L=59560.9 (N合成弯矩 M = - M v M H =63383.42(NM ' = v M H =63383 4匕 N mmd转矩T Ft?d2 2406.5123 295999.N

12、gmm圆周力Fr =Ftan2406.5 ta n20当量弯矩 Me=M aT =109100.2 Nmn)875.9 NmmrrnTTlTrnTrnrrrnTmTrTrnrrTmTTrmTrrTn i丨 re计算危险截面处轴的直径：轴的材料选用45钢，调质处理，并查表得:3 109100.280.1 60B = 650 （查表 14 1）, b=60MPa （表 14 3）=26.3 mm考虑到键槽对轴的削弱，将d值加大5%贝U d=27.61mm < 35mm经校核所设计的从动轴轴径合适。五、键的选择及键联接的强度计算5.1键联接方案选择（1）1 轴外伸端 D=30 mm,故选键 G

13、B/T10962003, b=10 mm, L=50mm , h=8mm,选 45号钢。(2) 1轴与小齿轮配D=42 mm,考虑键在轴中部安装故选键GB/T10962003, b=12 mm, L=33 mm , h=8 mm,选 45 号钢。(3) 2轴外伸端 D=40 mm,故选键 GB/T10962003, b=12 mm, L=50mm , h=8 mm,选 45号钢。(4) 2轴与大齿轮配合D=52 mm,考虑键在轴中部安装故选键 GB/T10962003, b=16 mm, L=49 mm , h=10 mm,选 45 号钢。5.2键联接的强度计算(1)1轴外伸端所选键，选45号

14、钢，其许用挤压力 p =100MPa4Thld4678303087016.15 <则强度足够，合格1轴与小齿轮配合所选键，选45号钢，其许用挤压力 p =100MPa4Tihid46783016.15 <30870则强度足够，合格4Tihld46783030_8_7016.15 <p =100MPa(3) 2轴外伸端所选键，选45号钢，其许用挤压力则强度足够，合格(4) 2轴与大齿轮配合所选键，选45号钢，其许用挤压力 p =100MPa4Tihld46783016.15 <30870则强度足够，合格。六、滚动轴承的选择和基本额定寿命计算6.1滚动轴承选择方案及固定方案

15、考虑轴受力较小且主要是径向力，故选用深沟球轴承主从动轴承根据轴径值查机械设计课程设计指导书选择主动轴轴承：6208从动轴轴承：6210各2个(GB/T276-1993),两轴承受纯径向载荷。两个轴承中的一个采用轴承盖和轴肩固定， 另一个采用定距环和轴承盖 固定。6.2滚动轴承基本额定寿命计算完成计算后说明寿命(安全)要求与经济性的矛盾七、联轴器选择由于减速器载荷较平稳，速度不高，无特殊要求，考虑拆装方便及经济 问题，故选用弹性柱销联轴器。轴1的最小轴径：d1min=20.2 mm;轴2的最小轴径：d2min=32.0 mm;轴 1 转速为：n1=970 r/min;轴 2 的转速为：n2=23

16、6.8 r/min。将机器启动时的惯性力和工作中的过载等因素考虑在内，联轴器的计算转矩Tc为：转矩变化很小，选取工作情况系数为：Ka=1.5.。Tci=Ka*T 1=1.5*62.872 N*m =94.308 N*m ；Tc2=Ka*T 2=1.5*247.3 N*m=370.95 N*m ；根据机械设计课程设计指导手册表15-4，因为Tc<Tn； n<np；所以轴1处的联轴器选取LT5;轴2处的联轴器选取LT7;联轴器主要参数型号公称转矩T/(N*m)许用转速n/(r/mi n)轴孔直径d/mm轴孔长度L/mm外径D/mm材料轴孔 类 型键 槽 类 型LT51253600301

17、50130HT200Y型A型LT750028004065190HT200Y型A型八、润滑与密封的选择8.1润滑方案对比及确定齿轮润滑是？油润滑大齿轮齿轮的速度：V=3.81m/s>3m/s。轴承的润滑选择油雾润滑。8.2密封方案对比及确定a .箱座与箱盖凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法b、观察孔和油孔等处接合面的密封在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封C、轴承孔的密封闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部轴的外伸端与透盖的间隙， 选用橡胶密封圈加以密封。九、其它技术说明9.1 减速器附件选择方案箱体主要结构尺寸计算 :箱座壁厚： =8mm 箱座凸缘厚度： b

18、=12mm箱盖厚度： 1 =8mm 箱盖凸缘厚度： b1 =12mm 箱底座凸缘厚度： b2 =2.5 =20mm箱座、箱盖肋厚：m=0.85S =6.8mm大齿轮顶与内箱壁距离： 1=10mm小齿端面到内箱壁距离： 2 =10mm地脚螺栓 M16 ，数量 6个。9.1.1 通气器 减速器在运转时，箱体内温度升高，气压增大，对密封不利，所以在 箱体上方安装通气器， 可以使膨胀的气体自由溢出， 保证压力平衡， 提高 箱体缝隙处的密封性能。本减速器在室外工作，所以选择室外的通气器。 生产批量为小批，通气器和窥视孔盖采用焊接的结构。工作环境为室外， 所以选用较为完善的通气器， 其内部做成各种曲路，

19、并有金属滤网，可以减少停车后灰尘随空气进入机体内。9.1.2 油标 用于检查油池油面高度，以保证箱体内有正常的油量。游标尺常放置 在便于观察减速器油面及油面稳定处， 确定油标尺的高度和角度， 应使油 孔位置在油面以上，以免油溢出。设计时，应使箱座油标尺座孔的倾斜位置便于加工和使用，座孔表面 要铣沉孔。9.1.3 螺栓及吊环螺钉吊环螺钉用于拆卸箱盖，也允许用来吊运轻型减速器。9.1.4 其它附件油塞：放油孔的位置在油池的最低处， 箱体上放油孔内的内螺纹的小径 与油池的底面在同一高度， 保证箱体内的润滑油和杂志能够排净。 放油孔 用螺塞封住，在箱体外壁上有 5mm 高的凸台，凸台上加工 3mm 深

20、的鱼 眼坑，加油圈，保证密封效果。9.2 减速器主要结构配合要求键、轴承、端盖、联轴器、中心距 说明配合精度要求与经济性的矛盾 9.3 减速器主要技术要求安装1. 减速机的组装、部装以及总装一定要按装配工艺顺序进行。 不能发生工 艺干涉，如轴中间的齿轮还没装，便现把轴端的轴承装配。2、未经技术检查科检查合格、验收、未打印和油漆未干的零件一概不准 装配。3、任何相互配合的表面尽量不要在装配时修正，要求配作零件、象键和 键槽的修配除外。4、滚动轴承在装到轴上之前应先在油中预热 80-100 摄氏度，并要做热膨 胀计算，力的传递应通过滚动轴承的内环， 装配时将未打印的一面向支承 面装靠。5、减速机机

21、盖、机座对合面尽量不要采用任何垫片进行密封6、装配前零件要进行清洗，滚动轴承要用汽油或质量好的清洗机清洗， 绕后用压缩空气吹干。7、减速机装配后进行试验车，试运转的转速应接近减速机额定转速，严 禁在试车时的润滑油内加入研磨剂和杂质， 齿面接触率要达到规定的等级 要求。8、减速机合格后，由技术检验部分打印并出鉴定书，未经过检验合格的 减速机不能进行机器装配和入库， 成品包装好的减速机要有合格证和安装 保养须知。拆卸：整台减速器的拆卸如有整台同型号、 同传动比的减速器备件时， 已损坏的减速器可整台更换。 分别卸下减速器高速轴端、 从动轴端的连接 螺栓，使减速器与传动系统脱开， 卸下地脚螺栓后， 整台减速器即可卸下。 十、设计小结本次的课程设计，我学到了很多，收获了很多。这是大学以来第一次 设计这么大的装配图， 当把图纸发下来的时候， 面对空白的图纸， 都不知 道从何下笔。 通过查阅资料和老师