机械设计基础课程设计任务书27.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流机械设计基础课程设计任务书27.精品文档.机械设计基础课程设计任务书一、设计题目 带式输送机传动系统设计1电动机 2传动带 3圆柱齿轮减速器4联轴器 5滚筒 6输送胶带二、已知工作条件1） 工作情况：三班工作制，单向连续运转，载荷平稳，输送带水平放置。2） 工作环境：室内，有灰尘，最高环境温度35，通风条件一般。3） 动力来源：电力，三相交流，电压380V/220V。4） 工作寿命：8 年。5） 检修间隔期：4 年一次大修，2 年一次中修，半年一次小修。6） 制造条件：一般机械制造厂，批量生产。7） 齿轮减速器浸油润滑；取大齿轮的搅油效率=

2、0.98 搅 ；取滚筒-输送带效率 w = 0.96。三、设计任务1） 选择电动机型号。2） 选择联轴器类型和规格。3） 设计带传动及圆柱齿轮减速器。4） 绘制圆柱齿轮减速器装配工作图。5） 绘制减速器中12 个零件工作图。6） 编写设计计算说明书。四、技术参数题号参数1234102031输送带拉力F/N4500460047004800540064007500输送带速度v/（m/s）2.01.961.921.881.641.240.8滚筒直径D/mm430425420415385335280注：输送带速度允许误差5%目录设计任务书1传动方案说明4电动机的选择4传动装置运动及动力参数计算6带轮结

3、构设计7齿轮传动的计算10轴的结构设计12键的选择20轴承的选择和核对计算20联轴器的设计21润滑、密封装置的选择21减速器的设计22设计心得24参考文献25计算及说明结果一、传动方案分析1、工作条件：室内，有灰尘，最高环境温度35，通风条件一般。2、原始数据：（1）输送拉力F=7100N；（2）输送带工作速度V=0.96m/s(输送带速度允许误差5%)；（3）输送机滚筒直径300mm；（4）卷筒效率= 0.96；（5）动力来源：三相交流电源，电压为380/220伏；二、选择电动机1 选择电动机的类型 按已知的工作要求和条件，选用Y型全封闭笼式三相异步电机2 选择电动机功率工作机所需的电动机输

4、出功率为 0.960.990.970.990.990.990.96 0.86所以3、确定电动机转速卷筒轴的工作转速为 按推荐的合理传动比范围，取V带传动有传动比,单级齿轮传动比，则合理总传动比的范围为，故电动机转速的可选范围为 符合这一范围的同步转速有、，再根据计算出的容量，由表可知方案电动机型号额定功率电动机转速传动装置的传动比同步转速满载转速总传动比带齿轮1Y160L-611100097015.863.84.172Y180L-81175073011.943.53.41综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及带传动和减速器的传动比，比较二个方面可知：方案二的电动机转速低，外廓尺寸及重量较大，

5、价格较高，虽然总传动比不大，但因电动机转速低，导致传动装置尺寸较大。方案一比较适合。因此，选定的电动机型号为Y160L-6，所选的电动机的额定功率,满载转速所选的电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如下表所示。中心高H外形尺寸底脚安装尺寸地脚螺栓孔直径D轴伸尺寸装键部位尺寸FGD160365417.538525425415421101041三传动装置运动及动力参数计算1 、各轴转速 2、各轴的输入功率 3、各轴转矩 由公式计算电动机轴的输出功率Td 运动和动力参数的计算结果列于下表：轴名参数电动机轴I轴II轴卷筒轴转速n/(r/min)输入功率P/kW输入转矩T/(N*m)97010.0198.55

6、255.269.61359.5161.129.231439.6461.128.681368.23传动比i效率3.80.964.170.9610.94四、带轮结构的设计1、确定计算功率P 根据V带传动工作条件，查表11-7，可得工作情况系数KA=1.4,所以 2、选取V带型号根据、n1，图11-6选用B型V带。3、确定带轮基准直径、由表11-8、图11-6选从动轮的基准直径为根椐表11-8，选4、验算带速VV在515m/s范围内，故带的速度合适5、确定V带的基准长度和传动中心距选中心距a0一般可按下式。0.7(dd1+dd2) a02(dd1+dd2)，推出378a01080故初选中心距为500

7、mm根据式11-4计算机所需的基准长度由表11-2，选取带的基准长度Ld=2800mm按式(11-5)计算实际中心距6、验算主动轮上的包角由式（11-6）得故主动轮上的包角合适7、计算V带的根数z 由式（11-7）得 由,查表11-3可得（用内插法求），查表11-4得查表11-5得，查表11-6查的KL=1.05，所以故z=7根 8、计算V带合适的初拉力 由式（11-9）得 查表11-1得q=0.17kg/m，所以9、计算作用在带轮轴上的压力由式(11-8)得五、 齿轮传动的计算1、选择齿轮材料及精度等级小齿轮选用45刚调质，硬度为220250HBW；大齿轮选用45刚正火，硬度为170210H

8、BW。因为是普通减速器、由表12-2选8级精度。 2、按齿面接触疲劳强度设计因两齿轮均为刚质齿轮，可应用式（12-18）求出a值。确定有参数和系数如下：转矩T1 载荷系数K,查表12-4取K=1.1齿数z1和齿宽系数a，小齿轮的齿数z1取为25，则大齿轮齿数z2=104，选取a=0.4，许用接触应力，由图12-23查得，。由表12-5查得SH=1由表12-1取m=5mm确定中心距 齿宽 经圆整后取b2=130mm，b1=135mm(为了补偿安装误差，通常使小齿轮齿宽略大一些)。3、验算轮齿抗弯强度1）齿形系数YF1=2.72,YF2=2.2（图12-25）2）许用弯曲应力由图12-26查得，由

9、表12-5查得SF=1.3故故 =146Mpa=131MPa因此安全。4、齿轮的圆周速度由表12-2可知，选8级精度是合适的。六、轴的结构设计1、选择轴的材料，确定需用应力由已知条件知减速器传递的功率属中小功率，对材料无特殊要求，故选用45号钢，调制处理。由表15-1查得,由表15-3查得许用弯曲应力2、按扭转直径估算直径.根据表14.1得C=118107,又由式(14.2)得考虑到轴的最小直径处要安装大带轮，会有键槽存在，故将估算直径加大3%5%取为36.9441.51mm。由设计手册取标准直径考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，故将估算直径加大3%5%取为58.6965.67m

10、m。由设计手册取标准直径3、设计轴的结构并绘制结构草图. 由于设计的是一级减速器，要将齿轮安装在轴的正中间，轴外伸端安装大带轮。 1）确定轴上零件的位置和固定方式 要确定轴的结构形状，必须先确定轴上零件的装配顺序和固定方式。I轴：齿轮从轴的左端装入，齿轮的右端用轴肩定位，左端用套筒固定。II轴：齿轮从轴的右端装入，齿轮的左端用轴肩（或轴环）定位，右端用套筒固定。这样齿轮在轴上的位置被完全确定。齿轮的周向采用平键连接。轴承安装于齿轮两侧，其轴向用轴肩固定，周向采用过盈配合固定。2）确定各轴段的直径 如图所示I轴：轴段（外伸端）直径最小，；考虑到要对安装在轴段上的大带轮定位，同时为能很顺利的在轴段

11、上安装轴承，轴段必须满足轴承内径的标准。故取轴段的直径；，第轴为轴肩轴段是为了定位小齿轮的轴向移动，II轴：如下图a所示，最左端外伸端直径最小，；为能装上轴承则轴段、所以，；轴段、为；轴肩。3）确定各轴段的长度 I轴：查表（9.1）得联轴器长度为112mm，所以轴段长度为；因轴承宽度为16mm，则轴段长度为；轴肩厚；齿轮的齿宽为135m,则轴段长度为;为了保证齿轮端面与箱体内壁不相碰，取齿轮端面与箱体内壁的距离为15mm；为保证轴承安装在箱体座孔中；并考虑轴承的润滑，取轴承端面距箱体内壁的距离为5mm，所以轴承支点距离；轴段在轴承右端面伸出10mm，则轴段长。在轴段和轴段上分别加工出键槽，使两

12、键槽处于轴的同一圆柱母线上。查表（5.14）得轴段上的键槽公称尺寸，在轴段上的键槽公称尺寸。II轴：查表（9.1）得联轴器长度为142mm，所以轴段长度为；因轴承宽度为18mm，则轴段长度为；轴肩厚；齿轮的齿宽为130mm,则轴段长度为;为了保证齿轮端面与箱体内壁不相碰，取齿轮端面与箱体内壁的距离为15mm；为保证轴承安装在箱体座孔中；并考虑轴承的润滑，取轴承端面距箱体内壁的距离为5mm，所以轴承支点距离；轴段在轴承右端面伸出10mm，则轴段长。在轴段和轴段上分别加工出键槽，使两键槽处于轴的同一圆柱母线上。查表（5.14）得在轴段上的键槽公称尺寸，在轴段上的键槽公称尺寸。4）选定轴的结构细节，

13、如圆角、倒角、退刀槽等尺寸。 按设计结果画出轴的结构草图。见图4、按弯扭合成强度校核轴径1）、画出轴的受力图（图b）2）、作水平面内的弯矩图（图c）。支点反力为 轴： C-C截面处的弯矩为： II轴： -截面处的弯矩为： 3）、作垂直面内的的弯矩图(图d )，支点反力为轴：径向力为： 轴力： 垂直面支反力为：-截面左侧弯矩为: -截面右侧弯矩为： II轴：径向力为： 轴力： -截面左侧弯矩为: -截面右侧弯矩为：4）作合成弯矩图(图e)I轴:II轴：5、画转矩图如图f6、计算当量弯矩因减速器单向运转，故可认为转矩脉动循环变化，取系数。由图可知，I-I截面最危险，则I轴：II轴:7、校对强度故设

14、计的轴有足够强度，并有一定裕量。七、键的选择轴：由课本表10-1查得的键的长度，键宽b=12，键高h=8，键长L=60。轴段的键的长度，键宽b=14，键高h=9，键长L=50。轴段：轴段：轴：由课本表10-1查得的键的长度，键宽b=18，键高h=10，键长L=100。轴段的键的长度，键宽b=20，键高h=12，键长L=80。轴段：轴段：八、轴承的选择和核对计算I轴轴承：选用深沟球球轴承6009由于只承受纯径向的向心轴承，其当量动载荷为由课本表16-8查得=1故根据课本表16-10可得=1，查附表10.2可得=21kN, ，=836024=69120, =3,额定动载荷C1II轴轴承：选用深沟球

15、球轴承6013由于只承受纯径向的向心轴承，其当量动载荷为由课本表16-8查得=1故根据课本表16-10可得=1，查附表10.2可得=32kN, ,=836024=69120, =3,额定动载荷C1九：联轴器的选择 联轴器通常用来连接两轴并在其间传递运动和转矩，联轴器所连接的两轴，由于制造及安装误差、受载变形和温度变化等影响，往往存在着某种程度的相对位移。因此，设计联轴器时要从结构上采取各种不同的措施，使联轴器具有补偿上述偏移量的性能，否则就会在轴、联轴器、轴承中引起附加载荷，导致工作情况恶化。综上所述，故选择挠性联轴器，这种联轴器具有一定的补偿两轴偏移的能力，再根据联轴器补偿位移方法，选弹性柱

16、销联轴器，它仅用弹性柱销（通常用尼龙制成）将两半联轴器连接起来，它传递转矩的能力大、结构更简单、耐用性好，故选择弹性柱销联轴器。十：润滑、密封装置的选择 根据课本1118页，再根据齿轮的圆周速度,轴承可以用脂润滑和油润滑润滑,由于齿轮的转速是小于2m/s, 故轴承润滑采用脂润滑，为防止箱体内的轴承与润滑脂的配合，防止润滑脂流失，应在箱体内侧装挡油环，润滑脂的装填量不应超过轴承空隙体积的，在减速器中，齿轮的润滑方式根据齿轮的圆周速度而定，由于V12m/s，所以采用油池润滑，齿轮浸入油池1-2个齿高深度，大齿轮的齿顶到油底面的距离为40mm，箱体内采用SH0357-92中的50号润滑，装至规定高度

17、。轴承盖中采用毡圈油封密封。十一：减速器的设计名称符号减速器型式、尺寸关系/mm结果齿轮减速器箱座壁厚0.025a+1mm8mm8箱盖壁厚0.02a+1mm8mm8箱盖凸缘厚度 1.512箱座凸缘厚度b 1.512箱座底凸缘厚度 2.520地脚螺钉直径0.036a+1218地脚螺钉数目 na250时，n=44轴承旁连接螺栓直径 0.7514盖与座连接螺栓直径 （0.50.6）10连接螺栓的间隔150200150轴承端盖螺钉直径 （0.40.5）9检查孔盖螺钉直径 （0.30.4）8定位销直径d (0.70.8) 8、至外箱壁距离 见课本表4.2：=24：=20：=16、至凸缘边缘距离 见课本表

18、4.2：=22：=14轴承旁凸台半径 14凸台高度h根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准 30外箱壁至轴承座端面的距离 +（510）44齿轮顶圆与内箱壁间的距离 10齿轮端面与内箱间的距离 10箱盖、箱座肋厚 轴承端盖外径D+（55.5），D-轴承外径I轴：130II轴：107轴：145轴承旁连接螺栓距离 S尽量靠近，以M和M互不干涉为准，一般取S=I轴：130II轴：107轴：145十二、设计心得作为一名模具设计专业的大二学生，我觉得这次课程设计是十分有意义，同时也是十分必要的。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程”千里之行始

19、于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义在这次的课程设计过程中,综合运用先修课程中所学的有关知识与技能,结合各个教学实践环节进行机械课程的设计,一方面,逐步提高了我们的理论水平、构思能力、工程洞察力和判断力,特别是提高了分析问题和解决问题的能力,为我们以后对专业产品和设备的设计打下了宽广而坚实的基础。但同时，通过这次课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱，前期我在这方面的知识欠缺和经验不足，接受了盲目计算的教训。为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计手册是十分必要的，同时也是必不可少的。本次设计得到了指导老师的细心帮助和支持，衷心的感谢老师的指导和帮助.设计中还存在不少错误和缺点，需要继续努力学习和掌握有关机械设计的知识，继续培养设计习惯和思维从而提高设计实践操作能力。十三、参考文献1、陈立德主编.机械设计基础课程设计指导书（第三版）高等教育出版社 20072、李国斌主编.机械设计基础（含工程力学）机械工业出版社 2010选用Y型全封闭笼式三相异步电机选定的电动机型号为Y160L-6选用B型V带中心距500mZ=6.29根I轴：II轴：轴轴承：选用深沟球轴承6009型选用深沟球球轴承6013联轴器的选择:选择挠性联轴器轴承用脂润滑齿轮采用油池润滑轴承盖中采用毡圈油封密封。