机械设计基础课程设计说明书

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目 录 一、传动装置总体设计方案 1

二、电动机的选择 1 三、计算传动装置的总传动比和分配传动比 2 四、传动装置的运动和动力参数计算 3 五、齿轮的设计 4 六、滚动轴承和传动轴的设计 6 七、键联接设计 17 八、箱体结构的设计 18 九、润滑密封设计 19 十、设计小结 19 十一、参考资料 20 带式输送机传动装置设计计算说明书

第1页 一、传动装置总体设计方案 1、外传动机构为V带传动。 2、减速器为一级展开式圆柱齿轮减速器。 3、方案简图如下图:

1——输送带;2——滚筒;3——联轴器; 4——减速器;5——V带传动;6——电动机 4、该方案的优缺点:该工作机有轻微振动,由于V带有缓冲吸振能力,采用V带传动能减小振动带来的影响,并且该工作机属于小功率、载荷变化不大,可以采用V带这种简单的结构,并且价格便宜,标准化程度高,大幅降低了成本。减速器部分一级圆柱齿轮减速,这是一级减速器中应用最广泛的一种。原动机部分为Y系列三相交流异动机。总体来讲,该传动方案满足工作机的性能要求,适应工作条件、工作可靠,此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。 二、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系列三相笼型异步电动机,全封闭自扇冷式结构,电压380V。 2、选择电动机的容量 工作机的有效功率为 kwvPw6F

从电动机到工作机传送带间的总效率为 带式输送机传动装置设计计算说明书 第2页 543321 由《机械设计课程上机与设计》表9-1可知:

1 : V带传动效率 0.96

2:滚动轴承效率 0.99(球轴承)

3 :齿轮传动效率 0.97 (7级精度一般齿轮传动)

4 :联轴器传动效率 0.99(弹性联轴器)

5 :卷筒传动效率 0.96

所以电动机所需工作功率为

kwPPwd98.686.06

3、确定电动机转速 按表5-1推荐的传动比合理范围,一级圆柱齿轮减速器传动比8~1'i而工作机卷筒轴的转速为

sDvnw/rad219.02.1 所以电动机转速的可选范围为: min)960~120(min120)8~1('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750minr的电动机。 根据电动机类型、容量和转速,由《机械设计课程上机与设计》表16-2选定电动机型号为Y160L-8。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

Y160L-8 7.5 720 2.0 2.0 三、计算传动装置的总传动比和分配传动比 1、总传动比i为 带式输送机传动装置设计计算说明书 第3页 6120720wmnni 2、分配传动比 iii 考虑润滑条件等因素,初定 2i 3i 四、传动装置的运动和动力参数计算 1、各轴的转速

min720rnnm

min360rinn min120rinn 卷筒轴 min120rnnw 2、各轴的输入功率 kwPPd98.6 kwPP63.621 kwPP37.623 卷筒轴 kwPP24.624卷 3、各轴的输入转矩 电动机轴的输出转矩dT为: mmNnPTmdd4661026.972098.61055.91055.9

mmNTTd41026.9 带式输送机传动装置设计计算说明书 第4页 mmNiTT5211076.1 mmNiTT5231007.5

卷筒轴 mmNTT5241097.4卷 将上述计算结果汇总于下表,以备查用

轴名 功率P/kw 转矩T/(N·mm) 转速n/(r/min) 传动比i 效率 Ⅰ 6.98 41026.9 720 2 0.95

Ⅱ 6.63 51076.1 360 3 0.96 Ⅲ 6.37 51007.5 120 1 0.98 卷筒轴 6.24 51097.4 120

五、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《机械设计基础》表11-1选择小齿轮材料为45钢(调质),硬度为

280HBS,MPa6001limH,MPa450FE,大齿轮为45钢(正火),硬度为240HBS,

MPa3801limH,MPa320FE,二者材料硬度差为40HBS。

(3)由《机械设计基础》表11-5,取25.1SH,6.1SF,

MPaPa480M25.1600S][HHlim1H1

MPaPa304M25.1380S][HHlim2H2 MPaPa25.281M6.1450S][FFE1F1 MPaPa200M6.1320S][FFE2F2 带式输送机传动装置设计计算说明书 第5页 2、按齿面接触强度设计 设齿轮按7级精度制造,取载荷系数为1.3。齿宽系数8.0d(《机械设计基础》表11-6)小齿轮上的转矩

mmNnPT552511076.1360

63.6105.95105.95

取Z=188(《机械设计基础》表11-4)

mm90)4805.2188(3138.01076.13.12)][Z(1223523H11

HEdZuuKTd

齿数取25z1,则75z3z12 模数mmmmz6.32590dm11 齿宽mmmmdd72908.0b1 取mm75b,mm80b21, 按《机械设计基础》表4-1取m=3.75mm,实际的 mmmz75.9375.325d1

mmmm25.28175.375d2 中心距mmmmdd5.187225.28175.932a21 3、验算齿轮弯曲强度 齿形系数(由《机械设计基础》图11-8和图11-9可得)

75.2Y1Fa,6.1Y1Sa

26.2Y2Fa,75.1Y2Sa 校验:

MPaMPaaMzbmYYKTFSa25.281][5.79P2575.3726.175.21076.13.1221251211Fa11F

MPaMPaMPaYYYYSaFasaFaF200][45.716.175.275.126.25.79F211221F2 校验合格 4、计算齿轮圆周速度v 带式输送机传动装置设计计算说明书 第6页 sndv/m7.11000603609010006011 5、齿顶高、齿根高和齿高等计算 mmmmm4375.875.325.225.2h

mmmhaa75.3h*

mmmmmha6875.475.3)25.01()ch**f( 6、基圆直径 ''1122cos72cos2067.7,cos360cos20338.3ddmmddmm

汇总计算结果如下表:

六、滚动轴承和传动轴的设计 (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: kwP63.6,min360rn,mmNT51076.1

小齿轮(mm) 大齿轮(mm) 分度圆直径d 93.75 281.25 齿顶高ah 3.75 3.75

齿根高fd 4.6875 4.6875

齿全高h 8.4375 8.4375 齿顶圆直径ad 101.25 288.75

齿根圆直径fd 84.375 271.875

基圆直径bd 88.1 264.3

中心距a 187.5 传动比i 3 带式输送机传动装置设计计算说明书

第7页 Ⅱ.求作用在齿轮上的力 因已知高速小齿轮的分度圆直径 mmmz75.9375.325d1

圆周力:NdTFt3.187721Ⅱ 径向力:NNFFtr3.68320tan3.1877tan 轴向力: 0Fa Ⅲ.初步确定轴的最小直径 材料为45钢,正火处理。根据《机械设计基础》表14-2,取110C,于是

mm05.2936063.611033'minmmnPdⅡⅡC,由于键槽的影响,故

mmdd9.2903.1'minmin

输出轴的最小直径显然是安装带轮处的直径1d,取mmd351,根据带轮结构和尺寸,取mml501。 Ⅳ.齿轮轴的结构设计 (1).根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1).为了满足带轮的轴向定位要求,1段右端需制出一轴肩,故取2段的直径mmd422; 2).初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用角接触球轴承。按照工作要求并根据mmd422,查手册选取单列角接触球轴承7009AC,其尺寸为mmmmmmBDd167545,故mmdd4573。