机械设计基础课程设计说明书

1、机械设计基础课程设计说明设计题目：带式输送机传动装置设计 专业班级:装控2015-02学生姓名:曹梦菲指导教师:河北工程大学材料工程学院2017年6月10日成绩:学 号:150640214姚贵英(3)滚筒直径:D= 350 mm、机械设计基础课程设计任务书、设计题目：胶带输送机传动系统设计1、机器得功能要求胶带输送机就是机械厂流水作业线上运送物料常用设备之一1 输送带；2 滚筒;3 联轴器;4 减速器；5 V 带传动；6 电动机2、机器工作条件3、工作装置技术数据班级:装控 2015 02 班学号：150640214学生姓名：曹梦菲，其主要功能就是由输送带完成运送机器零、部件得工作。其传动示意

2、图参见图1 1。(1)载荷性质单向运输，载荷较平稳;(2)工作环境(3)运动要求室内工作,有粉尘，环境温度不超过 35 C;输送带运动速度误差不超过5%;滚筒传动效率为0、96;(4)使用寿命8 年，每年 350 天，每天 16 小时;(5)动力来源电力拖动，三相交流，电压380/220V ;(6 )检修周期半年小修，二年中修，四年大修;(7 )生产条件中型机械厂，批量生产。(3)滚筒直径:D= 350 mm、(1)输送带工作拉力：F=220 0 kN;(2)输送带工作速度：V= 2、4 m / s；、设计任务1、设计工作内容（1）胶带输送机传动系统方案设计（包括方案构思、比选、决策（2）选择

3、电动机型号及规格 ;（3）传动装置得运动与动力参数计算;4）减速器设计 （包括传动零件、 轴得设计计算， 轴承、连接件、 润滑与密封方式选择，机体结构及其附件得设计）5）V 带传动选型设计；（6）联轴器选型设计;7）绘制减速器装配图与零件工作图（8）编写设计说明书;（9）设计答辩。2、提交设计成品需要提交得设计成品：纸质版、电子版 （以班级学号中文姓名作为文件名 ）各1份。内 容包括：（1）减速器装配图一张;（2）零件图 2 张 （完成得传动零件、轴与箱体得名称）（3）设计计算说明书一份 .三、设计中应注意事项1、计算与绘图应交替进行 , 并注意随时整理结果，列表保存。2、 设计中要贯彻标准。

4、 （标准件与标准尺寸）3、全面考虑问题 : 强度、结构、加工工艺等。4、 设计应有创造性 , 多方案比较，择优选用。5、 设计过程中注意培养独立工作能力。6、提交得设计成品应符合指导教师给出得格式要求。四、完成时间要求在 2017年 6 月10 日之前完成全部设计任务。指导教师：姚贵英2017 年 4 月2 1日目录绪论?错误!未定义书签。 总设计方案 .1传动方案特点 ?错误 !未定义书签。2 计算传动装置总效率 ?错误 !未定义书签。电动机得选择 .第一章第二章2、2、第三章3、1 选择电动机类型：？错误!未定义书签。.错. 误 ! 未定义书签。错. 误 ! 未定义书签。）；3、 2 选择

5、电动机得功率 :1?3、 3 确定电动机转速 : .第四章.错. 误 ! 未定义书签。总传动比与分配传动比?错误!未定义书签。1总传动比？错误!未定义书签。 2 分配传动比： .运动与动力参数得计算 ?错误!未定义书签。4、4、第五章5、1 各轴转速 : .5、2各轴功率：.5、3 各轴转矩： ?错误!未定义书签。第六章 带传动得设计 .6、1 求计算功率 .6、 2 选 V 带型号：?错误!未定义书签。6、 3 求大小带轮基准直径： .6、4 验算带速：？昔误!未定义书签。6、5求 V 带基长与中心距 a： ?错误!未定义书签。6、 6 验算小轮包角： .错. 误!未定义书签。6、7 求 V

6、 带根数Z： .错误!未定义书签。6、 8 求作用在带轮轴上得压力： ?错误!未定义书签。6、 9V 带轮宽度得确定： . 错. 误!未定义书签。 第七章 齿轮传动得设计计算 ?错误!未定义书签。7、1 选择材料及确定许用应力： ?错误!未定义书签。7、 2 按齿面接触强度设计 ： .错. 误!未定义书签。7、3 验算齿轮弯曲强度：.错误!未定义书签。7、 4 齿轮得圆周速度 ： . 错. 误!未定义书签。 第八章 轴得设计?错误!未定义书签。8、1 选择高速轴得材料、热处理方式 ：?错误!未定义书签。8、2初步估算高速轴最小直径： .8、 3 高速轴得结构设计 ： .(1)径向尺寸： .(2

7、)轴向尺寸： ?错误!未定义书签。错. 误 ! 未定义书签。.错. 误!未定义书签。.2.错. 误!未定义书签。.3.错. 误 ! 未定义书签。.6.错. 误!未定义书签。 .错. 误!未定义书签。8、 4 对高速轴进行弯扭强度校核： .错. 误!未定义书签。8、5选择低速轴得材料、热处理方式： ?错误!未定义书签。 8、6初步估算低速轴最小直径： ?错误!未定义书签。7 低速轴得结构设计： .错. 误!未定义书签。(1)径向尺寸： .错. 误! 未定义书签。(2)轴向尺寸：?错误!未定义书签。联轴器及箱体得选择 .对轴承得校核 ?错误!未定义书签。8、第九章第十章.错.误!未定义书签。10、

8、 1 对轴承 6208 得寿命计算： ?错误!未定义书签。10、2 对轴承 6212 得寿命计算： ?错误!未定义书签。第十一章 普通平键得选择及校核 ?错误!未定义书签。11、1 带轮处键连接 ： .11、2小齿轮处键连接： .11、 3 大齿轮处键连接 ： .错.误!未定义书签。.错.误!未定义书签。.错.误!未定义书签。11、4联轴器处键连接：？错误!未定义书签。第十二章 润滑方式与密封形式得选择 .12、1润滑方式：.12、2密封方式：.参考资料 .错. 误!未定义书签。.错. 误!未定义书签。.1.5.第一章 绪论机械设计课程就是培养学生具有机械设计能力得技术基础课。就是机械设计课程

9、得实践性教学环节， 同时也就是高等工科院校大多数专业学生 第一次全面得设计能力训练 , 其目得就是：1）通过课程设计实践，树立正确得设计思想 ,增强创新意识 , 培养综合运用机械设计课程与其她先修课程得得理论与实际知识去分析与解决机 械设计问题得能力。2）学习机械设计得一般方法，掌握机械设计得一般规律。3）通过制定设计方案 ,合理选择传动机构与零件类型 , 正确计算零件得工作能力，确定尺寸及掌握机械零件，以较全面得考虑制造工艺 , 使用与 维护要求， 之后进行结构设计， 达到了解与掌握机械零件， 机械传动装置或简单 机械得设计过程与方法 .（4）学习进行机械设计基础技能得训练，例如：计算、绘图

10、、查阅 设计资料与手册、运用标准与规范等。第二章 总设计方案2、1传动方案特点1、组成：传动装置由电机、 V 带、减速器、工作机组成 .2、特点 ： 齿轮相对于轴承对称分布 .3、确定传动方案：考虑到电机转速高， V 带具有缓冲吸振能力，将 V 带设置在 高速级.选择V带传动与一级直齿圆柱齿轮减速器2、2计算传动装置总效率工作机所需电动机输出功率 ：（为传动总机械效率） 由任务书中得运动简图分析可知 ：课程设计则V 带传动效率； 齿轮传动得轴承效率； -联轴器得效率 ;查【 2】表 1-7 得：（初选齿轮为八级精度 ）则有：1 223 4 5 60.96 0.9920.97 0.97 0.98

11、 0.96 0.83（减速器 内部有 2 对轴承，其机械效率相同，均为 ）第三章 电动机得选择3、1选择电动机类型:根据任务书要求可知 :本次设计得机械属于恒功率负载特性机械 ,且其负载较 小,故采用Y型三相异步电动机（全封闭结构）即可达到所需要求。另外，根据此 处工况 ,采用卧式安装 .3、2选择电动机得功率:工作机功率 :工作机所需电动机输出功率： （为传动总机械效率）3、3确定电动机转速：滚筒转速为：取 V 带传动得传动比范围为 :取单级齿轮传动得传动比范围为 :（工程经验） 则可得合理总传动比得范围为： 故电动机转速可选得范围为 :查【2】表 12-1,得满足要求得可选用电动机转速为：

12、970 r/min、1440 r/min。为了使得电动机与传动装置得性能均要求不就是过高，故择中选用1440 r/min得转速。其初定总传动比为 :综上,可选定电动机型号为：丫132M4。其相应参数列于表 3-1:表 3-1 、电动机得相关参数。电动机型号额定功率同步转速满载转速总传动比Y132Mk47、5KW1500 r /min （4 级）1440 r/min10、99-滚筒轴承得效率；- 滚筒效率 .第四章总传动比与分配传动比4、1总传动比:由上一步算得知4、2分配传动比：由工程经验知顶分配传动比除了满足、外，还应满足。故取：V带传动比为，齿轮 传动比为.第五章运动与动力参数得计算5、1

13、各轴转速:I轴：；n轴：。5、2各轴功率:I轴：；n轴：。5、3各轴转矩:I轴：；n轴：。表5 1、初步计算传动参数功率(kW)初算转速(r/min) 初算转矩(N * m)I轴6、11516、 13113、05II 轴5、8713 1、87425、10带轮传动比齿轮传动比2、793、914第六章 带传动得设计6、1求计算功率带轮（小 ）输入功率 :,根据任务书所述要求及所选电动机（三相一步电动机 ,工作于 16 小时内，载荷变动小（带式输送机 ）查【 1】表 13-8,得工况系数：。故有。6、2选V带型号:由于此处传动功率适中 ,考虑到成本,故选用普通 V 带。根据、查【1】图1315，可得

14、该交点位于 A 型区域，故选用 A 型 V 带.6、3求大小带轮基准直径：查【1】表 139 可知（带轮直径不可过小 ,否则会使带得弯曲应力过大，降低 其寿命）。查【2】表12-4 得（小轮下端不可超过电动机底座，否则于地面相干涉, 设计不合理）。查【1】表 13-9 下方推荐值，稍比其最小值大即可，故取。由【1】式 139得，其中为滑动率（见【1】得 211页，此取0、02）。查【1】表 13-9下方带轮直径推荐值，寻其最近值得。虽实际取之较原定值小， 但实际传动比 ,其误差，故满足误差范围。6、4验算带速:，在内，适合。（功率恒定时，速度越大则受力越小；但根据公式知 ,速度越大会 使带得安

15、装初拉力及其对轴压力增大，故应适中 ;根据工程实践，得此范围 5 到 25 间）6、5求V带基长与中心距a：初步估算中心距 :,为圆整计算,取（满足,工程经验）。由【1】式 13-2 得带长：，查【1】表 13- 2,对于 A 型带选用带长。 再由【 1】式1316反求实际中心距 :.6、6验算小轮包角:【1】式 13-1得：，合适。1】式13-15 得:。此处查【1】表 133 得；根据,查【1】表13-5 得；由查6、7求V带根数z：【1】表 13 7 得査【1】表 13-2 得。故,取整根.6、8求作用在带轮轴上得压力:查【1】表13- 1 得.由【1】式 1317 得为其安装初拉力。

16、作用在轴上得压力为：。6、9V带轮宽度得确定:查【1】表13 10得 A 型带轮，故有带轮宽度，故取.表6 1、带传动中基本参数带型号长度根数A 型140 0mm7 根中心距带轮直径宽度450mmd1=80，d2=21248mm安装初拉力对轴压力实际传动比317、27N4392、92N2、7047、1选择材料及确定许用应力:小齿轮:初选45 钢，调制处理。查【1】表 11-1 得知其力学性能如下：硬度,接触疲劳极限（取585 计算，试其为线性变化取均值），弯曲疲劳极限（取 445 计算）。大齿轮:初选 45 钢，正火处理.查【1】表 11 1 得知其力学性能如下： 硬度，接触疲劳极限（取 37

17、 5计算），弯曲疲劳极限（取 310计算）. 由表【1】11-5 得：（一般可靠度,取值稍偏高用于安全计算）.由此得：，;，。7、2按齿面接触强度设计:根据前计算可得齿轮传动所需传动比为，I轴实际转速为.设齿轮按 8 级精度制造 査【1】表 11-3 得（电动机，中等冲击），此取1、3计 算.查【1】表 116得齿宽系数为（软齿面，对称分布），此取 1 计算.则小齿轮上转 矩为：。齿数取（软齿面，硬齿面），则有，取整得（满足传动比得前提下，尽可能使两齿数 互质）。端面压力角:第七章齿轮传动得设计计算a1= arccosz1cos /(z1+2ha) =arccos2OXcos20 /(20+2

18、X1)= 31、331*2=arccosz2cos /(z2+2ha)= arccos9 3Xcos20/(93+2X1) =23、09 端面重合度:=z1(tana1-tan )+z2(tana2tan )/2n20X(tan31、331-tan20 )+93x(tan23、09 -tan20 ):/2n1、702 重合度系数:Z 错误！错误!查【1】表 11-4 取（锻钢），令取，故有：上公式中所代就是为了安全计算，使得两齿轮均适用。齿数取（软齿面，硬齿面）,则有，取整得（满足传动比得前提下，尽可能使两齿数 互质）.故实际传动比；其误差为；故满足误差范围。初估模数为，查【1】表4-1 得标

19、准模数为，故实际分度圆直径为：.中心距为：. 初估齿宽为：，圆整取（保证啮合，故取小齿轮比大齿轮宽 5 到 10 毫米）。7、3验算齿轮弯曲强度:查【1】图11 8,可得齿形系数；齿根修正系数. 由【1】式1 5 知:,。安全。7、4齿轮得圆周速度:,对照【1】表 112 知即可，故选取 8 级便可达到要求。 表 7-1、齿轮传动设计得基本参数材料热处理齿数分度圆直径齿宽齿顶咼齿根高小齿轮45 钢调制27819033、7 5大齿轮45钢正火1053158533、75模数齿形角中心距320 198第八章轴得设计& 1选择高速轴得材料、热处理方式:由于无特殊要求，选择最常用材料 45钢，调

20、制处理。查【1】表 14-1得知: 硬度：;强度极限：；屈服极限:;弯曲疲劳极限:.查【1】表 14 3 得：弯曲需用应力（静）。& 2初步估算高速轴最小直径:由【1】式 14-2得:,查【1】表 14 2 得（取 118 计算）。故，由于开了一个键 槽，故（圆整）.8、3高速轴得结构设计：根据高速轴上所需安装得零件，可将其分为 7 段，以表示各段得直径，以表示各 段得长度。（处安装大带轮，处安装轴承端盖，处安装一号轴承与套筒，处安装小齿 轮，处安装二号轴承） （1）径向尺寸: 根据常用结构，取；查【2】1-27 知倒角倒圆推荐值为：，故孔（大带轮）倒角推 荐值为1mm,故取,由于查【

21、2】表 7- 12 得知毡圈系列中要求得轴径均为 0、5圆整数，故此修正为；此先选轴承为 6208 型号轴承（无轴向力，故选深沟球 轴承，直径系列选 2 号轻系列；为便于安装及轴上尺寸基准，选 08号内径），查表 1 知所选轴承内径为 40mm,且轴承宽度，故取；为方便加工测量，取（此也为小齿 轮内孔直径）;查表得安装直径，故查表选取“,故;对齿轮内孔倒角1、6mm， 故取（取 52mm）;由于对称分布故，.（2）轴向尺寸: 选取脂润滑方式;为防止箱体内部润滑油渐到轴承上冲走润滑脂，将轴承与箱 体内壁距离取大于 8mm （由于所选套筒长度25mm,故轴承断面到箱体内壁得 距离取15mm）,为适

22、宜齿轮传动时散热，取齿轮距箱体内壁为（此取 10mm），故 有；套筒档齿轮时，为保证精度取，故同时将修正为 ；轴环取，故取；由于安装时 齿轮箱体轴承均对称分布，取，（包括越程槽尺寸）；轴承到端盖内壁得距离，前所 选轴承端盖螺钉知：由【2】11-10 中公式得轴承端盖厚度，查【2】表 3-9 可取 A 级 M8 非全螺线得螺栓（即）此时取端盖到大带轮得扳手空间为，此时取。图 8-1 高速轴结构示意图8、4对高速轴进行弯扭强度校核:据【1】式 111 可求得:圆周力，径向力（标准安装，故压力角为 20）;根据 前轴得结构设计可得：带轮中心到一号轴承中得距离；一号轴承到齿轮中心得距 离；齿轮中心到二

23、号轴承中心得距离；故有两轴承中心距为。（1）求垂直面得支承反力：根据受力分析，可列方程：（齿轮在两轴承中心）。故可求得：。（2）求水平支撑反力：（3）带轮对轴得作用力在指点产生得反力：；（外力 F 作用方向与带传动得布置有关，在具体布置尚未确定前，可按最不利情 况考虑）.（4）绘制垂直面得弯矩图（如图 b）:（5）绘制水平面得弯矩图（如图C）:（6）力产生得弯矩图（如图d）:(7)求合成弯矩图(如图 e): 考虑最不利情况，直接由公式得(其中 )。(8) 折合当量弯矩(如图 f) ：由前算出，查【 1】中 246 面“由转矩性质而定得折合系数 知故，。(9) 作转矩图(如图g)由【1】造成式:

24、V轴承da3-17 得：根据大带轮得内孔宽（取 1、5计算）,为防止由于加工误差 带轮晃动，取；确定轴承润滑方 rt t35 516.13 18064.55mm r/min（1.2）105mm r / min，故(10)计算危险截面处轴得许用直径：已知轴上安装小齿轮得截面为危险截面，故由【1】式 14-6 可得：。由此可知，此 轴安全.图 8-2高速轴弯扭强度校核图& 5选择低速轴得材料、热处理方式:由于无特殊要求，选择最常用材料45 钢，调制处理。查【1】表 14-1 得知: 硬度:;强度极限:;屈服极限:;弯曲疲劳极限：.查【1】表14-3 得：弯曲需用应力（静）& 6初步

25、估算低速轴最小直径：由【1】式 14-2 得：查【1】表 14-2得（取118 计算）。由前计算可知：，故，由 于开了一个键槽，故。& 7低速轴得结构设计:根据低速轴上所需安装得零件，可将其分为6段，以表示各段得直径，以表示各 段得长度。（处安装联轴器，处安装轴承端盖，处安装三号轴承与套筒,处安装大齿轮, 处安装四号轴承） （1）径向尺寸: 联轴器得初步选择：根据低速轴得计算转矩与转速查【2】表 8 2 可选用凸缘联 轴器，型号为“”，可得其轴孔直径为，深孔长度为。根据上所选联轴器，取；根据密封毡圈得标准，取；根据此处尺寸选择6212 型号 轴承（查表知所选轴承内径为 60mm，外径为

26、 110mm,且轴承宽度），故取;为方便 测量取；查表得安装直径，故查表 113 选取“”，故;查【2】127 知倒角 倒圆推荐值为：，故孔（大齿轮）倒角推荐值为 2mm,故取；为对称分布，故取。（2） 轴向尺寸: 确定轴承润滑方式：v轴承d3 n； 35 516.13 18064.55 mm r / min（1.52）105mm r / min故选取脂润滑方式。根据上定箱体两内壁间得宽度可算得大齿轮到箱体内壁得距离为12、5mm，为防止箱体内部润滑油渐到轴承上冲走润滑脂，将轴承与箱体内壁距离取大于8mm（为套筒尺寸此取 27、5mm），故有；套筒档齿轮时，为保证精度取，故同 时将修正为；由于

27、安装时齿轮箱体轴承均对称分布，取；（包括越程槽尺寸）；轴承 到端盖内壁得距离，由于轴承外径为 110mm故，选端盖螺钉为，由【2】11-10 中公式得轴承端盖厚度，查【2】表 3-9 可取 A 级 M8 非全螺线得螺栓（即）此时 取端盖到大带轮得扳手空间为，故此取，由上选联轴器可知。图 83 低速轴结构设计示意图III第九章联轴器及箱体得选择根据前选出得联轴器设计得低速轴校核得知，轴满足要求，故联轴器定为:表 91箱体及其附件主要尺寸名称符号公式与计算结果取值箱座壁厚0、025a+3=0、025X169、5+3=5、2取 8mm箱盖壁厚S10、0 2a+3= 0、02 X 169、5+3=4、

28、4取 8mm箱盖凸缘厚度b11、5S1=1、5X8=12取 12mm箱座凸缘厚度b1、521、5X8=12取 12mm箱体内堂一亠一 !. j 箱座底凸缘厚度b22、5S=2、5X8=2 0取 20mm地脚螺钉直df0、036a+12=0、036X169、5+12=18取M20径1地脚螺钉数na1、221、2X8=9、6取 12齿轮端面与内箱壁距离A 8取16箱盖、箱座肋厚ml、m0、85 =0、85X8=6 8取 7第十章 对轴承得校核10、1对轴承62 0 8得寿命计算：将任务书中得使用期限换算为小时得其使用寿命必须大于44800 小时。根据【1】式16-2知其寿命计算为，查【1】附表 1 可知其径向基本额定动载荷为，而球轴 承取，由上轴得校核计算得知其当量动载荷为，故带入公式得：其寿命为，满足要求。10、2对轴承6 2