机械设计基础课程设计任务书--机械厂装配车间输送带传动装置设计

机械设计基础课程设计计算说明书设计题目 机械厂装配车间输送带传动装置设计 院 系 材料科学与工程学院 班 级 材料科学与工程 目 录机械设计基础课程设计任务书- 1 -一、机械课程设计第一阶段- 2 -1.1 确定传动方案- 2 -1.2电动机的选择- 3 -1.3、传动件的设计- 6 -1、V带的设计- 6 -2、齿轮的设计- 7 -二、机械课程设计第二阶段- 20 -2.1、装配草图设计第一阶段说明- 20 -2.2、轴设计及校核- 20 -1、高速轴的设计计算- 20 -2、中间轴的设计计算- 25 -3、低速轴的设计计算- 27 -2.3、键的设计- 29 -2.4、轴承的校核- 32 -三、机械课程设计第三阶段- 34 -3.1、轴与齿轮的关系- 34 -3.2、端盖设计- 34 -3.3、减速器箱体的设计- 36 -3.4、润滑方式、润滑剂及密封装置的选择- 38 -四、课程设计小结- 39 -参考文献- 41 -机械设计基础课程设计任务书题目D7：机械厂装配车间输送带传动装置设计1、设计条件1) 机器功用 由输送带传送机器的零、部件；2) 工作情况 单向运输、轻度振动、环境温度不超过35；3) 运动要求 输送带运动速度误差不超过5%；4) 使用寿命 10年，每年350天，每天16小时；5) 检修周期 一年小修，两年大修；6) 生产批量 单件小批生产；7) 生产产型 中型机械长。2、原始数据1) 主动滚筒扭矩T=900N·m；2) 主动滚筒速度v=0.8m/s；3) 主动滚筒直径D=320mm。3、 设计任务1) 设计内容 电动机选择；带传动设计；减速器设计；联轴器选型设计；其他。2) 设计工作量 传动系统安装图1张；减速器装配图1张；零件图2张；设计计算说明书一份。4、 设计要求减速器设计成展开式二级减速器；为了减小难度，全齿轮都设计为直齿轮。- 41 -设计计算及说明结果一、机械课程设计第一阶段1.1 确定传动方案（1）、传动方案：方案：电动机直接通过带传动接在两级圆柱齿轮减速器上，该方案的优点是圆柱齿轮的设计、加工制造容易，采用卧式两级圆柱齿轮减速器。（2）、减速器内部工作方式：展开式直齿啮合。（3）、减速器的总传动比为30.16，其中带传动为2，高速级为4.42低速级为3.41。（4）、部分面形式：水平剖分面形式。（5）、轴承类型：圆锥滚子轴承和深沟球轴承。（6）、联轴器类型： HL和TL系列（7）、传动方案简图如下：1.2电动机的选择1、电动机的输出功率的计算已知工作机的扭矩T（Nm）和卷筒转速（r/min），则工作机输入功率：P'=Tn'9550（kW） （1.2-1）上式中：工作机的扭矩T=900 N·m，卷筒转速：n'=60×1000v/D=60×1000×0.8/（3.142×320）r/min=47.74r/min （1.2-2） V带传动效率： 1 = 0.96 4对深沟球轴承传动效率： 24 =0.994 2对8级圆柱齿轮传动效率： 32 = 0.972 联轴器的传动效率： 4 = 0.99 滚筒传动效率： 5 = 0.96其中，=1243245 （1.2-3）把上述值代入（1.2-1）后得：P'=900×47.749550×0.82kW=5.49kW2、确定电动机型号：电动机所需额定功率P和电动机输出功率P'有以下关系：PKP' （1.2-4）式中K为功率储备系数。本题中起动系数Kd=1.2，故 PKdP'=1.2×5.49kW=6.588kW查表16-2得，Y系列1500r/min电动机的具体牌号为：Y132M-4-B3型额定功率为：7.5kW;满载转速：1440r/min； 额定转矩：2.2； 最大转矩/额定转矩：2.2 3、计算总传动比并确定传动比分配1）、计算总传动比在上面已经确定了电机满载转速为=1440r/min及工作机的转速为n'=47.74r/min，传动装置的总传动比 为：1440/47.74=30.16 （1.2-5）2）、传动比的分配 总传动比等于各级传动比的连成积，即 i=i1i2i3in （1.2-6） 取带传动比为=2, ，设高速级与低速级传动满足=（1.3-1.4），即： ， （1.2-7）则有i=i01.3i232，得：4.423.414、传动装置运动参数的计算 1）、各个参数说明： nI、nII、nIIII、II、III轴的转速（） PI 、PII、PIIII、II、III轴的输入功率（） TI 、TII、TIIII、II、III轴的输入转矩()P0电动机实际输出功率（kW） 电动机满载转（）2）、各个轴转速的计算： nI=ni0=1440/2=720r/min nII=n1i12=720/4.42=162.90r/min nIII=n2i23=162.9/3.41=47.78r/min 3）、各个轴功率的计算： PI=P012=6.288×0.96×0.99=5.98 kW PII=P123=5.98×0.99×0.97=5.74kW PIII=P223=5.74×0.99×0.97=5.51kW 4)、各个轴扭矩的计算 TI=9550P1n1=9550×5.98/720=79.32N·m TII=9550P2n2=9550×5.74/162.9=336.51N·m TIII=9550P3n3=9550×5.51/47.78=1101.31N·m将以上数据列表如下：轴号转速n(r/sin)输出功率P(kW)输出扭矩T(N·m)传动比效率电机轴14406.28841.70220.95轴7205.9879.324.420.96轴162.95.74336.513.410.96轴47.785.511101.310.99卷筒轴47.785.451089.321.3、传动件的设计1、V带的设计1) 确定V带型号工作情况系数KA 查表13-8计算功率Pc 由Pc=KAP=1.2 x 7.5=9kW （1.3-1）V带型号 根据Pc和n1（电动机满载转速n1=1440r/min）值，查图13-152) 确定带轮基准直径D1和D2小带轮直径D1 查表13-9大带轮直径D2 D2=(n1/nI)·D1=1440/720x100=200 mm 按表13-9圆整。（1.3-2）3) 验算带速vv=·D1·n1/60000=x100x1440/6000=7.54m/s要求V带速在525 m/s 范围内,合适。4) 确定V带长度Ld和中心距a按0.7(D1+D2) a02(D1+D2)， （1.3-3）即210mm a0600mm 初选a0=600mm，初算带基准长度LL=2a0+ （1.3-4） =2x600+ =1675 mm按表13-2圆整aa0+=500+(1800-1675)/2=562.5mm（1.3-5）5) 验证小带轮包角=180°-D2-D1a×51.3°=180°-(200-100)/562.5x57.3°=169.8°120°，合适。（1.3-6）6) 确定V带根数z单根V带试验条件下许用功率P0 查表13-3传递功率增量P0 查表13-5(i=200/100=2)包角系数K 查表13-7长度系数KL 查表13-2z= （1.3-7） =4.43，取5根。7) 求作用在带轮轴上的压力FQ查表13-1得q=0.1kg/m,单根V带的初拉力F0= （1.3-8） =作用在轴上的压力FQ=2z F0sin12 （1.3-9）=2×5×190.82×sin169.8°2=1900N 2、齿轮的设计0、传动件的设计说明 1）、闭式传动 采用软齿面 HBS 2）、齿轮的结构与齿轮的尺寸有关。齿轮的材料是根据齿轮尺寸决定的，尺寸小时采用锻钢（40、45钢）；尺寸大时（如圆柱齿轮d > 500mm）时，由于受到锻造设备能力的限制，采用铸钢。当毛坯的制造方法不同时，齿轮的结构也不同，也就是齿轮结构必须与毛坯的制造方法相适应。故不同的尺寸的齿轮要视其材料而决定结构。 3）、圆柱齿轮在强度计算中得到的齿宽应作为大齿轮齿宽，而小齿轮宽度应该取得大一些。一般，以补偿轴安装误差，保证足够的齿宽接触。 4）、齿轮传动的参数及尺寸分别进行标准化，也不能圆整，而有的尺寸则不能标准化，也不能圆整，如圆柱齿轮模数、压力角、中心距应该标准化，而齿数、齿宽及其他结构尺寸应该圆整；齿顶圆直径、齿根圆直径、齿高、齿顶高、齿根高等则不能圆整小数点后至少保留2位准确数字，而啮合角、螺旋角等则应计算到度、分、秒。 5）、开式的传动： 开式的传动主要失效形式是磨损，故按弯曲强度计算时，所得的模数要增大10%20%，并取标准值。作为动力传动的齿轮，其最小模数不得小于1.5，开式齿轮要采用耐磨性较好的材料。 由于开式齿轮往往是悬臂式布置故而刚度小，因此齿宽小一些，以避免大的载荷集中。1、 高速级圆柱齿轮设计及计算（直齿圆柱齿轮）1） 选择齿轮材料，确定许用应力 由（机械设计课本）表11-1选：小齿轮40Cr调质： 大齿轮45正火： 许用接触应力与齿轮材料、热处理方法、齿面硬度、应力循环次数等因素有关。 其计算公式为：H=HlimsHMPa （1.3-10）式中Hlim为试验齿轮失效概率为1/100时的接触疲劳强度极限值，它与齿面硬度有关，查表11-1得：对于一般可靠度（失效概率1/100）：安全系数，则H1=700/1=700N/mm200/最小安全系数- 9 - 9 - 9 - 9 - 9 - 9 - 9 - 9 -