哈工大机械学课程设计

哈尔滨工业大学课程设计说明书

Harbin Institute of Technology

课程设计说明书

课程名称： 机械学基础课程设计

设计题目： 带式运输机传动装置

院 系： 电气学院

班 级：

设 计 者：

学 号：

指导教师：

设计时间：

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哈尔滨工业大学

目 录

一 课程设计题目 .............................................1

二 设计要求 .................................................1

三 设计步骤 .................................................1

1. 电动机的选择...........................................2

2. 计算传动装置的总传动比i并分配传动比 .................3

3. 各轴的转速、转矩和功率 ................................3

4. 齿轮的设计.............................................4

5. 传动轴的设计...........................................6

6.滚动轴承的选择与校核....................................9

7. 箱体结构的设计........................................10

8. 润滑密封设计 .........................................12

四 参考资料 ................................................13

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第 1 页

课程设计说明书

一.课程设计题目

设计带式运输机传动装置（简图如下）

1.设计条件：

1）机器最短工作年限：每日两班工作制，预定使用期限8年，每两年大修一次。

2）卷筒效率为0.96

2.原始数据：

主动鼓轮轴转矩T/N•m 运输带工作速度v/(m/s) 主动鼓轮直径D/mm

300 1.8 220

二. 设计要求

1.减速器装配图一张。（三视图，0号图纸）

2.绘制轴、齿轮、油标尺零件图各一张。（3号图纸）

3.设计计算说明书一份。

三. 设计步骤 哈尔滨工业大学课程设计说明书

第 2 页 1、电动机的选择

1）选择电动机的类型

按工作要求和工作条件选用Y系列三相异步电动机。

2）选择电动机的容量

经过计算，工作有效拉力为2727.3N

工作机的有效功率为

Pd=FV/1000

=2727.3×1.8/1000

=4.91KW

由《机械设计课程设计》[1]可知：

1 ：联轴器传动效率 0.99（弹性联轴器）

2：滚动轴承效率 0.99

3 ：齿轮传动效率 0.97 （8级精度一般齿轮传动）

4 ：卷筒传动效率 0.96

5 ：V带传动效率 0.96

传动装置的总效率：

850.0ηηηηηη5433221∑

所以电动机所需工作功率

kwPPwd775.5850.0/91.4

3）确定电动机转速 哈尔滨工业大学课程设计说明书

第 3 页 工作机卷筒轴的转速为

min/26.1562208.1100060d/100060rvnw

所以电动机转速的可选范围为：

min)27.3750~57.937(min26.156)24~6('rrninwd综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1500minr的电动机。

根据电动机类型、容量和转速，由《机械设计课程设计》表15-1选定电动机型号为Y132M-4。其主要性能如下表：

电动机型号 额定功率/kw 满载转速/(r/min) 额定转矩启动转矩 额定转矩最大转矩

Y132M-4 7.5 1440 2.0 2.0

2.计算传动装置的总传动比i并分配传动比

(1).总传动比i为

22.926.156/1440wmnni

(2).分配传动比

iii

考虑润滑条件等因素，初定

7.2i

41.3i

3.各轴的转速、转矩和功率

1).各轴的转速 哈尔滨工业大学课程设计说明书

第 4 页 I轴 min1440rn

II轴 min33.533rinnⅠ

III轴 min18.156rinn

卷筒轴 min18.156rnnw

2).各轴的输入功率

I轴 kwPPd72.51

II轴 kwPP49.55

III轴 kwPP27.532

卷筒轴 kwPP17.521卷

3）.各轴的输入转矩

mmNnPTmdd461083.31055.9

mmNTTd411079.3

mmNiTT451083.9

mmNiTT5321022.3

mmNTT5121015.3卷

4.齿轮的设计

1）选定材料及确定许用应力

(1)按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。

(2)材料选择。由《机械学基础》[2]选择小齿轮材料为45钢（调质），硬度为235HBS，MPa5701limH,MPa220Flim1,大齿轮为45钢（正火），硬度为190HBS，MPa3902limH,MPa170Flim2。 哈尔滨工业大学课程设计说明书

第 5 页 (3)由《机械学基础》[2],取1SH，25.1SF，

MPaPa570M1/705S][HHlim1H1

MPaPa390M1/903S][HHlim2H2

MPaPa176M25.1/202S][FFlim1F1

MPaPa136M25.1/701S][FFlim2F2

2）按齿面接触强度设计

齿数取24z1，则822441.3ziz12Ⅱ

42.312ZZi

取载荷系数为1.1a，齿宽系数K=0.4(《机械学基础》)[2]

小齿轮上的转矩

mmNT41083.9Ⅱ

中心距75.171k3361a32iTiaⅡ

模数24.32m21ZZa 取m=3.5

mmZZma5.185221

分度圆直径：d1=mZ1=3.5×24mm=84mm

d2=mZ2=3.5×82mm=287mm

齿宽mmaa2.74b 取mm85b,mm90b21

3）验算齿轮弯曲强度

齿形系数（由《机械学基础》可得） 哈尔滨工业大学课程设计说明书

第 6 页 75.2Y1F， 25.2Y2F

2121211147.1980.23212FFFFFFFFMpaYYMpaZbmYkTⅡ

校验合格

5.传动轴的设计

(一).高速轴的设计

Ⅰ.输在轴上的功率ⅡP、转速Ⅱn和转矩ⅡT

由上可知：

kwP49.5，min33.533rn，mmNT41083.9

初步确定轴的最小直径:

材料为45钢，正火处理。根据《机械学基础》取118C，于是mm49.233'minⅡⅡＣnPd，由于键槽的影响，故mmd19.2449.2303.1min

输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d，取mmd30。

齿轮轴的结构设计

初步确定了轴的各段轴颈和长度。

联轴器处 d=30mm 未涉及

油封处 d1=32mm l1=97mm

左端轴承处 d2=35mm l2=33mm

齿轮处 d3= d2+3=38mm l3=88mm

轴环处 d4= d3+7=45mm. l4=5mm

右段轴承处 d5= 35 mm l5=26mm

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第 7 页 （2）轴的校核

因已知高速小齿轮的分度圆直径

mm84d1

圆周力：NdTFt48.234021

径向力： N86.85120tan48.2340tantrFF

两支座的间距 L=131mm

水平面的支反力： NFFB93.4252rFVAV

水平面的弯矩: mmNFBV42.278982LMBV

垂直面的支反力： NFFtBHAH24.11702F

垂直面的弯矩： mmNFMBH59.766502LAH

合成弯矩： 81.8156922BVBHBMMM

危险界面的当量弯矩：mmNTMBe20.100659)(M22

（6.06.0合因数取转矩是脉动循环，故折）轴的材料是45钢，正火处理，查参考资料得许用弯曲应力为【】=55 MPa，由轴的弯扭合成强度条件MPadMWMee97.371.03ca

因此该轴符合要求

(二).低速轴的设计

Ⅰ.输出轴上的功率P、转速n和转矩T

由上可知kwP27.5，min18.156rn，mmNT51022.3

Ⅱ.求作用在齿轮上的力

因已知低速大齿轮的分度圆直径