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： 电气工程系15级 学 号： 11111111111 学生姓名： 宋 指导教师： 机械工程系 完成时间 2017年 7 月 7 日机械设计基础课程设计任务书 学生姓名： 学号：11111111111111 专业：电气工程系 任务起止时间：2017年 7 月 3 日至 2017年 7 月 7 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；2—V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 /mm 400 传送带运行速度v /(m/s) 1.6 运输带上牵引力F /N 2100 每日工作时数T /h 24 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。 在1周内完成并通过答辩 传动工作年限 5 单向连续平稳转动，常温空载启动。

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： 2017年7月7日 目 录 （一）电机的选择 .............................................. 1 （二）传动装置的运动和动力参数计算............................ 3 （三）V带传动设计 ............................................ 4 （四）减速器（齿轮）参数的确定 ................................ 6 （五）轴的结构设计及验算 ...................................... 8 （六）轴承根据 ............................................... 12 （七）联轴器的选择 ........................................... 12 （八）键连接的选择和计算 ..................................... 13 （九） 心 得 体 会 ........................................... 16（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，选择三相异步电机 封闭式结构 u=380v Y型 2.电机容量的选择 工作机的功率P工作机=F牵*V运输带/1000= 3.36 kW V带效率： 0.96 滚动轴承效率： 0.99 齿轮传动效率（闭式）: 0.97 x 1 (对) 联轴器效率： 0.99 传动滚筒效率： 0.96 传输总效率= 0.859

则，电机功率工作机PPd= 3.91 kW 3.电机转速确定 工作机主动轴转速n工作机=60v1000d= 76.43 r/min V带传动比范围：2~4 一级圆柱齿轮减速器传动比范围：3~6 总传动比范围：6~24 ∴电动机转速的可选范围为： 458.58 ~ 1834.32 r/min 在此范围的电机的同步转速有： 1500r/min,1000r/min,750r/min 依课程设计指导书Y系列三相异步电机技术数据（JB30 74-82）选择电机的型号为； Y132M1-6 性能如下表：

电机型号 功率 KW 满载时 额定转矩

质量

kg 转速

n

r/min 电压V 电流A

功率

因数

Y132M1-6 4 960 380 9.4 0.8 2.0 75 （二）传动装置的运动和动力参数计算 所选电机满载时转速nm= 960 r/min 总传动比：i总=工作机nnm= 12.56 1.分配传动比及计算各轴转速 i总=iD×i 带传动的传动比iD= 3 一级圆柱齿轮减速器传动比i= 4.19 则高速轴I轴转速n1= 320r/min 则低速轴II轴的转速n2= 76.37r/min 2.各轴输入功率，输出功率 P输出=P输入，效率如前述。 则高速轴I轴的输入功率PI= 3.75 kW ， 输出功率PI＇= 3.71 kW， 则低速轴II轴的输入功率PII= 3.60 kW， 输出功率PII＇= 3.56 kW。 3.各轴输入转矩: 小带轮输入转矩Td= 38.9N?m I轴输入转矩TI= 111.9N?m II轴输入转矩TII= 450.2N?m （三）V带传动设计 1. 确定计算功率Pc 已知电机输出功率，依教材《机械设计基础》表 13-9 ，取KA=1.2,故Pc= 4.7kW 。

2. 选择普通V带型号 已知Pc，nm，结合教材《机械设计基础》，由图 13-15 确定所使用的V带为 A 型。

3. 确定大小带轮基准直径d1，d2。 由《机械设计基础》表 13-10取d1= 125mm，带传动比iD已知，则d2=iD·d1= 375mm ，取d2= 375mm

4.验算带速v 10006011ndv 6.3m/s 5.求V带基准长度和中心距（L0，a） 初定中心距0a=1.5（d1+d2)= 750mm ,选a0= 800mm 带长 021221004d-d)d(d22aaL= 2405mm 由表 13-2 ，对 A 型带进行选用，Ld= 2480mm 则实际中心距：2L-Laa0d0 837.5mm 6.验算小带轮包角 01203.57180a

dd 163°>120°合格。

7.求V带根数Z 已知n1，d1 ，查表 13-4 ，得P0= 1.37kW 已知传动比iD，查表 13-6 ， 得ΔP0= 0.11kW 已知1，查表 13-8 得K= 0.96 ，查表 13.2 得KL= 1.09 则V带根数Z=LKKPPPc)(00 3.03 ， 取 4 根 。 8.求作用在带轮上的压力FQ 由《机械设计基础》表 13-1 ，可知 A 型带每米质量q= 0.105kg/m 单根V带的拉力F0=qvKZvPc)15.2(5002= 155N 作用在轴上的压力FQ=2ZF0 sin21= 1226N （四）减速器（齿轮）参数的确定 1. 选择材料及确定许用应力 由《机械设计基础》表 11-1 得： 小齿轮用： 40MnB ，热处理方式：调质，齿面硬度为 241~286HBS 大齿轮用： ZG35SiMn ，热处理方式：调质，齿面硬度为 241~269HBS 由表 11-5 ，取安全系数SH= 1.0 ，SF= 1.25 。 则许用应力为： [σH1]=σHlim1/SH= 720MPa . [σH2]= σHlim2/SH= 615Mpa

[σF1]=σFE1/SF= 476MPa . [σF2[= σFE2/SF= 408MPa 2. 按齿面接触强度设计 设齿轮按 9 级精度制造，按齿面接触强度设计。 由表 11-3 得载荷系数K= 1.5 ，由表 11-6 得齿宽系数Φd= 0.8 。 小齿轮输入功率P= 3.75kW ， 转矩T1=9.55×610×1nP= 1.12×105N?mm ， 由表 11-4 可得弹性系数ZE= 188.9MPa 则小齿轮直径d1≥3

2112HHEdZZuuKT



齿数取Z1= 24 ，Z2=iZ1= 101 模数m=d1/z1= 2.81 按表 4-1 ，标准模数m= 3 ，实际传动比i=Z2/Z1= 4.21 传动比误差 0.02 ，是 符合要求 。d2=m Z2=303mm, 齿根顶圆直径d2a=d2+2ha=309mm,齿根圆直径d2f=d2-2hf=295.5mm。 实际标准中心距离a= 187.5mm 齿宽1ddb 56mm （圆整） 为补偿安装误差，取小齿轮齿宽b1=b+5= 60mm 3.验算轮齿弯曲强度 由图 11-8 ，取齿形系数YFa1= 2.76 , YFa2= 2.24 . 由图 11-9 ，取外齿轮齿根修正系数YSa1= 1.59 ，YSa2= 1.82 判断：12Sa1Fa111YY2ZbmKTF 122MPa ≦[σF1] 判断：112212SaFaSaFaFFYYYY 113MPa ≦ [σF2] 满足条件 合适 4.齿轮的圆周速度 60x100011ndvπ 1.2m/s

对照表 11-2 可知，选着 9 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钢 ，热处理方式： 调质 低速轴材料为： 45钢 ，热处理方式： 调质 高速轴极限强度[σB1]= 650MPa ，低速轴极限强度[σB2]= 650MPa 根据表 14-3 得，高速轴的许用弯曲应力[σ-1b]= 60MPa 低速轴的许用弯曲应力[σ-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C110