机械设计基础课程设计计算说明书第一部分设计任务书机械设计课程设计任务书设计题目：输送传动装置的设计传动简图：原始数据：参数输出轴功率P/kW 输出轴转速n （r/min）数据 5.5 70工作条件：轻微振动载荷；单向传动；室内工作。

使用期限：长期使用。

生产批量：成批。

工作机速度（或转速）允许误差：±5%。

设计工作量：1.减速器装配图1张（A0或A1）；2.零件工作图：低速轴、大齿轮，共2张。

η2=0.98 η3=0.98 η4=0.95 ηv=0.96 ηa=0.849第二部分选择电动机2.1电动机类型的选择按照工作要求和工况条件，选用三相笼型异步电动机，电压为380V，Y型。

2.2确定传动装置的效率查表得：滚动轴承的效率：η2=0.98闭式圆柱齿轮的效率：η3=0.98开式圆柱齿轮的效率：η4=0.95V带的效率：ηv=0.96总效率ηa=ηv·η23·η3·η4=0.8492.3选择电动机容量工作机所需功率为电动机所需额定功率:输出轴转速：查课程设计手册表选取推荐的合理传动比范围，V带传动比范围为：2～4，一级圆柱齿轮传动比范围为：3～6，开式圆柱齿轮传动比范围为：4～6，因此合理的总传动比范围为：24～144。

电动机转速的可以选择的范围为n d=i a×n w=(24～144)×70=1680～10080r/min。

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、价格、重量、和减速器、开式齿轮传动传动比等因素，选定电机型号为：Y132S2-2的三相异步电动机，额定功率P en =7.5kW ，满载转速为n m =2915r/min ，同步转速为n t =3000r/min 。

方案电机型号额定功率(kW)同步转速(r/min) 满载转速(r/min) 1 YE3-Y160L-8 7.5 750 720 2 Y160M-6 7.5 1000 970 3 Y132M-4 7.5 1500 1440 4Y132S2-27.530002900图3-1电机尺寸2.4确定传动装置的总传动比和分配传动比中心高外形尺寸 地脚安装尺寸地脚螺栓孔直径 轴伸尺寸 键部位尺寸 H L ×HDA ×BK D ×E F ×G 132475×315 216×1401238×8010×33i a =41.643 i v =3 i c =4i 1=3.47（1）总传动比的计算由选定的电动机满载转速n m和工作机主动轴转速n w，可以计算出传动装置总传动比为：（2）分配传动装置传动比取普通V带的传动比：i v=3取开式圆柱齿轮传动比：i c=4减速器传动比为2.5动力学参数计算1.电机轴的参数2.高速轴的参数3.低速轴的参数4.工作机轴的参数各轴转速、功率和转矩列于下表轴名称转速n/(r/min)功率P/kW转矩T/(N•m)电机轴2915 6.6821.88高速轴971.67 6.3562.41低速轴280.02 6.1208.04工作机轴70.01 5.74782.99第三部分V带传动的设计1.求计算功率P c由表9-7,查得工作情况系数KA=1.1可得2.选择带型根据P ca=7.35kW，和小带轮转速n1=2915,由图9-8，选用A型。

3.确定带轮基准直径KA=1.1P ca=7.35kW由表9-3取小带轮d d1=90mm则由大带轮的基准直径由表9-3，取d d2=280mm。

4.验算带速在5m/s～25m/s范围内,带速合适。

5.中心距与带长初选中心距为a0=560mm则带长由表9-2，选用带的基准长度Ld=1750mm 计算实际中心距6.验算小带轮包角适合7.确定v带的根数d d1=90mm d d2=280mm v=13.73m/s a0=560mm Ld=1750mmα1=161.1°查表9-4和9-5,用查得P0=1.66kW,∆P0=0.352kW 查表9-6可得Kα=0.952查表9-2得K L=1由此可得取z=48.求单根v带的初拉力F0根据表9-1查得q=0.105kg/m9.计算作用在轴上的压力(1)带轮结构设计1）小带轮的结构设计小带轮的轴孔直径d=38mm因为小带轮d d1=90小带轮结构选择为实心式。

因此小带轮尺寸如下：P0=1.66kW ∆P0=0.352kW Kα=0.952K L=1z=4q=0.105kg/m F0=128.6NF p=1014.84Nd=38mm代号名称计算公式代入数据尺寸取值内孔直径d电机轴D=38mm38mm 分度圆直径dd190mm da dd1+2ha90+2×2.7595.5mm 轮毂直径d1(1.8～2)d(1.8～2)×3876mm B(z-1)×e+2×f(4-1)×15+2×963mmL(1.5～2)d0(1.5～2)×d076mm2）大带轮的结构设计大带轮的轴孔直径d=22mm因为大带轮d d2=280mm因此大带轮结构选择为孔板式。

因此大带轮尺寸如下：代号名称计算公式代入数据尺寸取值内孔直径d高速轴D=22mm22mm 分度圆直径dd1280mm da dd1+2ha280+2×2.75285.5mm 轮毂直径d1(1.8～2)d(1.8～2)×2244mmB(z-1)×e+2×f(4-1)×15+2×963mmL(1.5～2)d0(1.5～2)×d044mm 腹板内径dr d2-2(h f+δ)280-2×(8.7+6)251mm C0.25×B0.25×6315.75mm图4-2大带轮结构示意图(2)主要设计结论选用A型V带4根，基准长度1750mm。

带轮基准直径d d1=90mm，d d2=280mm，中心距控制在a=550～628mm。

单根带初拉力F0=128.6N。

带型A V带中心距576mm 小带轮基准直径90mm包角161.1°大带轮基准直径280mm带长1750mm 带的根数4初拉力128.6N带速13.73m/s压轴力1014.84N第四部分减速器齿轮传动设计计算1.材料选择带式输送机的工作载荷比较平稳，对减速器的外廓尺寸没有限制，因此为了便于加工选择软齿面齿轮传动，小齿轮选用45钢，调质处理，齿面平均硬度240HBS；大齿轮选用45钢，正火处理，齿面平均硬度为190HBS。

2.参数选择(1)齿数由于采用软齿面闭式传动，故取Z1=30，Z2=i ×Z1=3.47×30=103。

(2)齿宽系数两支承相对齿轮为对称，且两轮均为软齿面，查表7-4，取φd=1(3)载荷系数因为载荷比较平稳，齿轮为软齿面，支承对称，故取K=1.3。

(4)齿数比齿数比u=i=3.47。

3.确定许用应力小齿轮的齿面平均硬度为240HBS。

许用应力可根据7-3通过线性插值来计算，即大齿轮的齿面平均硬度为190HBS，由表7-3用线性插值求得许用应力分别为[σ]H2=490MPa，[σ]F2=291MPa4.计算小齿轮的转矩取较小的许用接触应力[σ]H带入式（7-28）中，得Z1=30Z2=103φd=1K=1.3T=62.41N·m小齿轮的分度圆直径为齿轮的模数为4.按齿根弯曲疲劳强度计算由齿数z1=30，z2=103，查表7-5，得复合齿形系数YFS1=4.12，YFS2=3.962。

复合齿形系数与许用弯曲应力的比值为因为YFS2/[σ]F2较大，故一次比值带入式（7-22）中，得齿轮的模数为取弯曲疲劳安全系数S=1，由式（10-14）得d1≥57.934 m=1.931两者取较大值，所以①试算齿轮模数5.确定模数由上述计算结果可见，该齿轮传动的接触疲劳强度较薄弱；故应以m≥1.931mm为准。

根据表7-1，取标准模数m=2当计算所得模数与标准模数相差较大时，取标准模数后使得齿轮尺寸增大较多，这时应适当调整齿数或（和）齿宽系数，使计算所得模数接近标准模数。

(1)确定中心距(2)分度圆直径(3)确定齿宽故取b2=60mm，b1=b2+(5～10)mm、可取b1=65mm6.确定传动尺寸(1)计算中心距m=2a=133mm d1=60mm d2=206mm b1=65mm b2=60mm(2)计算小、大齿轮的分度圆直径(3)计算齿宽取B1=65mmB2=60mm(4)齿轮的圆周速度选用7级精度是合适的主要设计结论齿数z1=30，z2=103，模数m=2mm，压力角α=20°，中心距a=133mm，齿宽B1=65mm、B2=607.计算齿轮传动其它几何尺寸①计算齿顶高、齿根高和全齿高②计算小、大齿轮的齿顶圆直径③计算小、大齿轮的齿根圆直径8.齿轮参数和几何尺寸总结代号名称计算公式小齿轮大齿轮模数m22螺旋角β左旋0°0'0"右旋0°0'0"齿顶高系数ha* 1.0 1.0顶隙系数c*0.250.25齿数z30103齿宽B6560齿顶高ha m×ha*22齿根高hf m×(ha*+c*) 2.5 2.5分度圆直径d60206齿顶圆直径da d+2×ha64210齿根圆直径df d-2×hf55201中心距a133133第五部分开式圆柱齿轮传动设计计算1.材料选择由于要求结构紧凑，故采用硬齿面齿轮传动，小齿轮选用20Cr，渗碳淬火处理，齿面平均硬度600HRC；大齿轮选用40Cr，表面淬火处理，齿面平均硬度为52HRC。

2.参数选择1）齿数由于采用硬齿面闭式传动，故取Z1=23，Z2=i×Z1=4×23=93。

2）齿宽系数两支承相对齿轮为悬臂，且两轮均为硬齿面，查表7-4，取φd=0.63）载荷系数因为载荷比较平稳，齿轮为硬齿面，支承悬臂，故取K=1.3。

4）齿数比齿数比u=i=4。

3.确定许用应力小齿轮的齿面平均硬度为60HRC。

即大齿轮的齿面平均硬度为52HRC，由表7-3用线性插值求得许用应力分别为[σ]H2=1184MPa，[σ]F2=723MPa4.计算小齿轮的转矩取较小的许用接触应力[σ]H带入式（7-28）中，得小齿轮的分度圆直径为齿轮的模数为2.按齿根弯曲疲劳强度计算由齿数z1=23，z2=93，查表7-5，得复合齿形系数YFS1=4.27，YFS2=3.967。

复合齿形系数与许用弯曲应力的比值为因为YFS1/[σ]F1较大，故一次比值带入式（7-22）中，得齿轮的模数为取弯曲疲劳安全系数S=1，由式（10-14）得两者取较大值，所以①试算齿轮模数3.确定模数由上述计算结果可见，该齿轮传动的接触疲劳强度较薄弱；故应以m≥2.453mm为准。