机械设计基础课程设计

机械设计基础课程设计

集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]

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：

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：1 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)

运输带上牵引力F 2100 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

/N

每日工作时数T /h 24

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.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= kW

V带效率：

滚动轴承效率：

齿轮传动效率（闭式）: x 1 (对)

联轴器效率： 传动滚筒效率：

传输总效率=

则，电机功率工作机PPd= kW

3.电机转速确定

工作机主动轴转速n工作机=60v1000d= 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： ~ 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 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=

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=

则高速轴I轴转速n1= 320r/min

则低速轴II轴的转速n2= 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= kW ，

输出功率PI＇= kW，

则低速轴II轴的输入功率PII= kW，

输出功率PII＇= kW。

3.各轴输入转矩:

小带轮输入转矩Td= m

I轴输入转矩TI= m

II轴输入转矩TII= 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=,故Pc= 。

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 s

5.求V带基准长度和中心距（L0，a）

初定中心距0a=（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

6.验算小带轮包角

01203.57180add 163°>120°合格。

7.求V带根数Z

已知n1，d1 ，查表 13-4 ，得P0=

已知传动比iD，查表 13-6 ， 得ΔP0=

已知1，查表 13-8 得K= ，查表 得KL=

则V带根数Z=LKKPPPc)(00 ，

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= 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= ，SF= 。

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= ，由表 11-6 得齿宽系数Φd= 。

小齿轮输入功率P= ，

转矩T1=×610×1nP= ×105Nmm ，

由表 11-4 可得弹性系数ZE= MPa

则小齿轮直径d1≥32112HHEdZZuuKT

齿数取Z1= 24 ，Z2=iZ1= 101 模数m=d1/z1=

按表 4-1 ，标准模数m= 3 ，实际传动比i=Z2/Z1=

传动比误差 ，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=。

实际标准中心距离a=

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= , YFa2= .

由图 11-9 ，取外齿轮齿根修正系数YSa1= ，YSa2=

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 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

3111ndPC= ，结合大带轮轮毂内径，圆整后暂取d1= 25mm

大轮轴颈3222ndPC= ，结合联轴器内径，圆整后暂取d2= 40 mm

3.轴的径向尺寸设计

根据轴及轴上零部件的固定，定位，安装要求，初步确定轴的径向尺寸。

高速轴：（带尺寸的草图）

各尺寸确定的依据：

31p(13%)25.6Cndmm（有键槽加大3%）,取d1=28mm。

d2=d1+2h,轴肩高h=2C1=4mm,则d2=36mm。

d3=d2+2mm=38mm,取标准值d3=40mm。

d4=d3+2mm=42mm。

d5=d4+2h, 轴肩高h=2C1=4mm,则d5=50mm。

取d6=32mm，比轴承内圈外径小，砂轮越程槽。