课程设计说明书

1 前言

一、课程设计目的

课程设计是机械设计基础课程重要的实践性教学环节。课程设计的基本目的是：

1：综合运用机械设计基础和其他选修课程的知识。分析和解决机械设计问题，进一步稳固、加深和扩展所学的知识。

2：通过设计实践，逐步树立真确的设计思想，增强创新意识和竞争意见，熟悉掌握机械设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。

3：通过设计计算、绘图以及运用技术标准、范围、设计手册等有关设计资料，进行全面的机械设计基础技能的训练。

二、课程设计内容

课程设计的内容主要包括：分析传动装置的总体方案；选择电动机；传动系统计算；传动零件、轴、轴承、联轴器等的设计计算和选择；装配图和零件图设计；编写设计计算说明书。

课程设计中要求完成以下工作：

1.减速器装配图1张〔A1图纸〕；

2.减速器零件图2张〔A3图纸〕；

3.设计计算说明书1份。

三、设计题目：带式运输机传动装置

2 四、传动方案：

五、设置参数：

原始数据 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

运输带拉力F〔N〕 2500 2300 2200 2100 2100 2000 2200 2600 2450 2400

运输带速度V〔m/s〕

滚筒直径D〔mm〕 300 330 340 350 360 380 380 300 360 320

3 六、设计者具体计算条件

1、运输带拉力2200N。

2、运输带速度2.4m/s。

3、滚筒直径340mm。

4、滚筒效率0.96。

5、工作情况：两班制〔8 小时/班〕，连续单向运行，载荷较平稳；

6. 使用期限：10 年，每年按300 天计算；

7. 工作环境：室内，最高温度35℃，灰尘较大；

8. 电力来源：三相交流，电压380/220V；

9. 维修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；

10. 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。

七、课程设计工作量

1. 减速器装配图1 张〔A0 或A1〕；

2. 零件图2 张〔高速级小齿轮，低速级〔齿轮〕轴〕；

3. 设计计算说明书1 份〔约5000~7000 字〕。

设计时间：2011年5月25

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设计过程

一、电动机的选择

计算说明和计算过程 计算结果

1. 选择电动机的类型和结构，因为装置的载荷比较平稳，因此可以选用Y系列三相异步电动机，它具有国际互换性，有防止粉尘

铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点，B级绝缘，工作环境也能满足要求。而且结构简单价格低廉。

查机械设计课程设计手册可知，V带的传动效率为η带=0.96，轴承的效率为η轴承=0.99〔润滑正常〕齿轮的效率为η齿轮=0.97，联轴器效率为η2，滚筒的效率η

总效率η=η带×η齿轮×η轴承2×η联×η筒

××9××2×

=69 工作机所需的功率Pw=FV1000ηw kw=22002.41000kw=kw

Pw=

5..28kw

所需电动机功率 Pd=

6.08kw

5 二、传动比的分配和各轴的转速

计算说明和计算过程 计算结果

总的传动比为：i=nmnw =970134.881=

其中，nm〔r/min〕为电动机满载转速，nw〔r/min〕为工作机转速。根据V带和齿轮的传动比范围结合各级传动比的分配原则及i=i齿轮×i带，V带的传动比为i带，齿轮的传动比为i齿轮=3。

1、各轴转速

0轴转速：n0=nm=970r/min

1轴转速：n1=n0i带 =r/min=404r/min 总的传动比为i=

i带=2.4

i齿轮=3 电动机的所需功率Pd=Pwη kw=kw=8kw

工作机转速为n=60*1000VπD r/min=1r/min

查机械设计手册知V带和齿轮的转动比范围分别为2-4,3-5。电动机可选的转动范围为：

Nd=i带×i齿轮×n=〔2-4〕×〔3-5〕×n

=〔810～2700〕r/min

查标准JB 3074—82 选用型号为Y160M-6的三相异步电动机额定功率为7.5kw，满载转速为970r/min。 电机为Y160M-6

6 2轴转速：n2=n1n齿轮

=404/3r/min=134.72r/min

2、各轴输入功率

P1=P0×η带=76×0.96kw=3kw

P2=P1×η齿轮=3×0.97kw=kw

3、各轴转矩

T0=9550×p0n0 Nm=Nm

T1=9550×p1n2 Nm=Nm

T2=T1×i齿轮×η齿轮=Nm

运动和动力参数整理如下表

三、V带传动的设计计算

1、求计算功率

查机械设计手册知KA

Pc=KA××3kw=kw 轴名 功率P/kw 转矩T/Nm 转速r/min 传动比 效率

输入 输出 输入 输出

0轴 \ 76 \ 6 970 \

1轴 3 7 13 404 2.4 6

2轴 0 39 135 3 7

滚轴 1 9 3 37 135 \ 92

7 式中Pc为计算功率，KA为工作情况系数

2、选V带型号

选择普通V带，根据Pc=kw，nm=970r/min查普通V带选型图次坐标点位于B型处。

3、求大小带轮的直径d2，d1

查表V带轮最小基准直径d1应该不小于125mm，现取d1=140mm，由d2=n0n1 d1(1-ε)=(970/404)×140×〔1-0.02〕=329mm。查表取d2=315mm 。其中ε为带的滑动率。

4、验算带速V带

V带=πd1n060×6000 ×140×970/(60×1m/s

带速在〔5-25)m/s范围内，合适

5、求V带基准长度Ld和中心距

a0=1.5〔d1+d2×〔140+315〕mm=mm

取a0=700mm，符合0.7〔d1+d2〕＜a0＜2〔d1+d2〕

带长L0=2a0+π2 (d1+d2)+(d1+d2)24a0 =2126mm查机械设计手册，对B型带选Ld=2240m，实际中心距a=a0+Ld-L02 =757mm.

6、验算小带轮包角α1=180-57.3〔d2-d1〕/a=167＞120合适。

7、求V带根数Z

Z=Pc(P0+△P0)KαKl 式中Pc为计算功率，△P0为功率增量，Kα为包角修正系数，Kl为带长修正系数，P0为V带的传递

8 功率。

令n0=970r/min,d1=140mm,查机械设计手册P0=kw。

V带的传动比为i=d2d1(1-ε) =135/(140×0.08)=2.3

查机械设计手册△P=0.30kw，Kα=0.97,Kl=1 z=92×= 取4根。

8、求作用在带轮轮轴上的压力FQ

单根V带的初拉力F0=500Pczv (2.5Kα -1)+qv2

=203N

作用在轴上的压力FQ=2zF0sinα2 =2×3×268×sin1682=1614N

四、齿轮传动的设计计算

1、选择材料及许用应力

小齿轮采用45钢调质，齿面硬度197-286HBS，接触疲劳极限σHlim1=600MPa，弯曲疲劳极限σFE1=450MPa。大齿轮采用45钢正火，接触疲劳极限σHlim2=380MPa，弯曲疲劳极限σFE2=320MPa

查表的最小安全系数SH=1.0，SF

[σH1]=σHlim1SH MPa=6001MPa=600MPa

[σH2]=σHlim2SH MPa=3801MPa=380MPa

[σF1]=σFE1SF MPa=4501.25MPa=360MPa

9 [σF2]=σFE2SF MPa=3201.25MPa=256MPa

2、按齿轮面接触强度设计

设齿轮按8级精度制造，去载荷系数K=1.2，齿宽系数Φd=1

传动功率P=P0η带η轴承=××0.99kw=kw

小齿轮上的转矩T1×106×pn1 ×106×5.78485=1,38×100000N·mm

取ZE=188

d1=32KT1Φd ×u+1u ×(ZEZH[σH] )2 =8mm

齿数取Z1=34，则Z2=34×3=102，实际传动比为i=102/34=3

模数m=d1/Z1=3，齿宽b=Φd×d1=1×mm=mm

取b2=90mm，b1=95mm。查表取m=3，实际d1=Zm=34×3=102mm

d2=102×3=306mm，中心距a=d1+d22 =(102+306)/2=204mm

3、验算齿轮的弯曲强度

54〔机械设计第五版图11-9〕，YFa2=2.212

σF1=2KT1YFa1YSa1bm2Z1 =51MPa＜[σF1]=360MPa

σF2=σF1YFa2YSa2YFa1YSa1

=49MPa＜[σF2]=256MPa

安全。

4、齿轮的圆周速度

v=πn1d160×1000 =4××404)/(6×1000)m/s=m/s

10 对照机械设计第五版表11-2可知选用8级精度是合宜的。

五、减速箱体的主要尺寸/mm

名称 符号 减速器尺寸

箱座壁厚 δ 8

箱盖壁厚 δ1 8

箱盖凸缘厚度 b1 12

箱座凸缘厚度 b 12

箱座底凸缘厚度 b2 20

地脚螺钉直径 df 20

地脚螺钉数目 n 4

轴承旁连接螺栓直径 d1 14

盖与座连接螺栓直径 d2 12

连接螺栓d2的间距 l 180

轴承端盖螺钉直径 d3 8

视孔盖螺钉直径 d4 6

定位销直径 d 8

df,d1,d2至外箱壁距离 C1 26 20 18

df,d2至凸缘边缘的距离 C2 24 16

轴承旁凸台半径 R1 24 16

凸台高度 h 以扳手操作

外箱壁至轴承座断面距离 l1 50