哈理工荣成电气机械设计基础

1、 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 12-5 班 学 号： 1230070526 学生姓名： 宋 徽 指导教师： 迟明善 电气工程系完成时间 2014年 7 月 6 日机械设计基础课程设计任务书学生姓名：宋徽 学号：1230070526 专业：电气12-5班任务起止时间：2014年6月30日至2014年7月6日设计题目：设计带式输送机中的传动装置一、传动方案如图1所示：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；7滚动轴承图1 带式输送机减速装置方案图二、原始数据滚筒直径d /mm250传送带运行速度v /(

2、m/s)1.2运输带上牵引力F /N3000每日工作时数T /h16传动工作年限7单向连续平稳转动，常温空载启动。三、设计任务1.低速轴系结构图1张（A2图纸）；2.设计说明书1份。参考资料：机械设计 机械设计基础 课程设计指导书 机械设计手册 工程力学 机械制图指导教师签字： 2014年 6月 28 日 目 录（一）电机的选择1（三）V带传动设计5（四）减速器（齿轮）参数的确定7（五）轴的结构设计及验算9（六）轴承11（七）联轴器的选择12（八）键连接的选择和计算12（九）心 得 体 会12（一）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Y系列自扇冷式笼型三相异步电动机。封

3、闭式结构，U=380V。2.电机容量的选择1）工作机的功率：3.6kw2）V带效率： 0.96 3）滚动轴承效率：0.993 4）齿轮传动效率（闭式）:0.97 1 对=0.975）联轴器效率：0.99 6)卷筒效率：0.96 传输总效率= 0.86 则，电机的功率= 4.17kW。3.电机转速确定1）工作机主动轴转速： 92r/min。2）电动机转速范围V带传动比范围：=24；一级圆柱齿轮减速器传动比范围：=35；则总传动比范围：620电动机转速的可选范围为：552 1840 r/min 在此范围的电机的同步转速有： 1500r/min和1000r/min的电动机 3）电动机的选取由表18-

4、1 Y系列三相异步电机技术数据知，应选择电机的型号为：Y132s-4型 ，其性能如下表所示。电动机型号额定功率KW满载转速r/min堵转转矩最大转矩额定转矩额定转矩Y132s-4 5.5 14402.2 2.2 4）电机主要外形与安装尺寸机座号极数ABCDEFGHKLABACADHDY132S-44或6216140893880103313212475280270210315中心高H外形尺寸L×(AC/2+AD) ×HD地脚安装尺寸A×B地脚螺栓孔直径 K轴伸尺寸D×E装配部位尺寸 F×GD132475×(270/2+210) 

5、5;315216×1401238×8010×图：电机外形图（二）传动装置的运动和动力参数计算所选电机满载时转速= 1440 r/min。总传动比：=15.65 1.分配传动比及计算各轴转速1）带传动的传动比：= 3 2）一级圆柱齿轮减速器传动比：=5.22 3）高速轴I轴转速=480 4）低速轴II轴的转速=92 2.各轴输入功率、输出功率和转矩的计算由公式=，得1）高速轴I轴的输入功率：=5.28kW； 2）高速轴I轴的输出功率：=5.23kW3）低速轴II轴的输入功率：= 5.1 kW4）低速轴II轴的输出功率：=5kW5）各轴输入转矩的计算小带轮输入转矩=9

6、549= 36N·m I轴输入转矩=9549= 104N·m II轴输入转矩=9549= 529N·m （三）V带传动设计1.确定计算功率已知电机输出功率，由机械设计基础表 13-8 知，取=1.2,故= 6.6KW 2.选择普通V带型号已知，由教材机械设计基础的图 13-5 知，可确定所使用的V带为 A 型。3.确定大小带轮基准直径，由机械设计基础表 13-9 ，选取= 125mm ，带传动比已知，则 375mm 4.验算带速v 9.42m/s 5.求V带基准长度和中心距（，）1）初定中心距=1.5（）= 750mm ，选= 750mm 2）确定带的基准长度=

7、2305mm 由表 13-2，对 A 型带进行选用，= 2500mm 。3）确定中心距aa848mm 4）验算小带轮包角 163.1°>120°合格。6.求V带根数Z查表 13-3和13-5 ，得=1.92KW，=0.17KW ；已知1，查表 13-7 ，得= 0.95；查表13-2，得= 1.09 。 则V带根数Z= 4 7.求作用在带轮上的压力由机械设计基础表 13-1 ，可知 A 型带每米质量q= 0.1kg/m 1）单根V带的拉力=2= 151.77N 2）作用在轴上的压力=2ZF0 sin= 1200.82N 。（四）减速器（齿轮）参数的确定1. 选择材料及

8、确定许用应力 由机械设计基础表 11-1 得：小齿轮用： 45 ，热处理方式： 调质 ，齿面硬度为 240HBS 大齿轮用： 45 ，热处理方式： 正火 ，齿面硬度为 200HBS 由表 11-5 ，取安全系数SH= 1.0 ，SF= 1.25 。则许用应力为：【H1】=Hlim1/SH= 620Mpa . 【H2】= Hlim2/SH= 400Mpa 【F1】=FE1/SF= 496Mpa . 【F2】= FE2/SF= 320Mpa 2. 按齿面接触强度设计设齿轮按 8 级精度制造，按齿面接触强度设计。由表 11-3 得载荷系数K= 1.2 ，由表 11-6 得齿宽系数d= 1.0 。小齿

9、轮输入功率P= 5.28KW ，转矩T1=9.55××= 105050N·mm 由表 11-4 可得弹性系数ZE= 188 则小齿轮直径d1=74.58mm齿数取Z1= 25 ，Z2=iZ1= 130 模数m=d1/z1= 3.0 按表 4-1 ，标准模数m= 3，实际传动比i=Z2/Z1= 5.2 实际标准中心距离a= 233 齿宽 75mm（圆整）为补偿安装误差，取小齿轮齿宽b1=b+5= 80mm 3.验算轮齿弯曲强度由图 11-8，取齿形系数YFa1= 2.75, YFa2= 2.22 .由图 11-9，取外齿轮齿根修正系数YSa1= 1.6 ，YSa2=

10、 1.83 判断： 65.74 【F1】判断： 60.70 【F2】满足条件，合适。 4.齿轮的圆周速度 1.88m/s 对照表 11-2 可知，选着 8 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 ，热处理方式： 调质 低速轴材料为： 45 ，热处理方式： 调质 高速轴极限强度B1= 650Mpa ，低速轴极限强度B2= 650Mpa 根据表 14-3 得，高速轴的许用弯曲应力-1b= 60Mpa 低速轴的许用弯曲应力-1b= 60Mpa 2轴颈初估初选小轮轴颈，根据扭转强度计算初估轴颈。由表 14-2 得常数C= 110

11、= 24.46mm ，结合大带轮轮毂内径，圆整后暂取d1= 26mm 大轮轴颈= 41.94mm ，结合联轴器内径，圆整后暂取d2= 42mm 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： d1=25,d2=35,d3=40,d4=45,d5=50,d6=46,d7=40 各尺寸确定的依据：确定各轴段的直径将估算轴径d=26作为外身端直径d1，与大带轮相连，考虑相配第二段直径选择d2=35，第三段d3=40，第四段d4=45，第五段d5=50，第六段d6=46，第七段d4=40。 (单位：mm)低速轴：D1=42,D2=50, D3=55, D4

12、=60,D5=70, D6=62 ,D7=55各尺寸确定的依据：将估算轴径d=42作为外身端直径D1=42,与联轴器相配，考虑联轴器用轴肩实现轴向定位，取第二段直径为50，齿轮和左端轴承从左侧装入，考虑装拆方便及零件固定的要求，轴承D3应大于D2，考虑滚动轴承直径系列，取D3=55，为便于齿轮拆装与齿轮配合出周静D4应大于D3取D4=60，D5=70，D6=62 ,D7=55。4.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寸。高速轴：L1=60,L2=45,L3=25,L4=65,L5=5,L6=6,L7=15各尺寸确定的依据：根据轴径查表，再根据轴段长度确定

13、健长L，确定健宽b健长L，轴承座A=b+2（C+H），确定轴承座 根据联轴器的尺寸确定L1（略短） L4=b-（23），确定L4=72 L5=1.4h，确定L5 L7=B,B轴承宽度，确定L7 转动零件与不动零件志坚应有间隔以免干涉，H=1015mm，确定H 考虑误差通常取38mm，确定轴承至内壁距离C=C1+C2+&+(510)mm ，确定C=42 根据机械设计手册确定轴承盖厚度e 根据更换轴承盖满足的条件确定联轴器直轴承盖的距离K L2=K+e+(C-B)，确定L2 L3=B+0+（23）mm ，确定L3 L6=H+0-L5(对称) ， 确定L6低速轴：L1=110,L2=40,L

14、3=33,L4=72,L5=8,L6=6,L7=18各尺寸确定的依据：根据轴径查表，再根据轴段长度确定健长L，确定健宽b健长L，轴承座A=b+2（C+H），确定轴承座 根据联轴器的尺寸确定L1（略短） L4=b-（23），确定L4=72 L5=1.4h，确定L5 L7=B,B轴承宽度，确定L7 转动零件与不动零件志坚应有间隔以免干涉，H=1015mm，确定H 考虑误差通常取38mm，确定轴承至内壁距离C=C1+C2+&+(510)mm ，确定C=42 根据机械设计手册确定轴承盖厚度e 根据更换轴承盖满足的条件确定联轴器直轴承盖的距离K L2=K+e+(C-B)，确定L2 L3=B+0+

15、（23）mm ，确定L3 L6=H+0-L5(对称) ， 确定L6（六）轴承根据 课程设计指导书选出轴承牌号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mm径向基本额定动载荷Cr600840681517.0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mm径向基本额定动载荷Cr601155901830.2（七）联轴器的选择根据轴孔直径d2= 42mm ,输出转矩T= 500N/m 依据课程设计指导书，选定联轴器型号： TL7 联轴器选择表公称转矩许用转数DD1D2转动惯量质量 500 360019025420.0615.6（八）键连接的选择和计算轴名安装直径 d / mm类型h / mmb /mm轮毂长度键长L /mm高速轴25A78455545A9148060低速轴42A8128010060A111811066参考文献：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