机械设计基础_doc可编辑

机械设计基础课程设计题目：带式运输机传动装置设计学院：交通运输与管理学院专业：机电技术教育班级：2012级5班姓名：周中华学号：1209050513指导教师：谢刚老师日期：2014年七月绵阳师范学院目录一原始数据.............................................................................................3二设计题目.........................................................................................3三设计的基本步骤.....................................................................................31.电动机的选择................................................................................42.确定传动装置的总传动比和分配传动比....错误!未定义书签。3.计算传动装置的运动和动力参数................................................54.V带的设计和带轮设计................................................................65.齿轮的设计....................................................错误!未定义书签。6.传动轴承和传动轴的设计............................................................97.键的设计和计算..........................................................................148.润滑密封设计..........................................................................17四.设计小结........................................................................................18五参考资料.........................................................................................18设计任务书1、设计的目的《械设计课程设计》是为机械类专业和近机械类专业的学生在学完机械设计及同类课程以后所设置的实践性教学环节，也是第一次对学生进行全面的，规范的机械设计训练。其主要目的是：（1）培养学生理论联系实际的设计思想，训练学生综合运用机械设计课程和其他选修课程的基础理论并结合实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展学生有关机械设计方面的知识。（2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械设计，使学生掌握一般机械设计的程序和方法，树立正面的工程大合集思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力。（3）课程设计的实践中对学生进行设计基础技能的训练，培养学生查阅和使用标准规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图、数据处理、计算机辅助设计等方面的能力。2、设计任务设计一用于带式输送机传动系统中的减速器。要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器及V带传动。在课程设计中，一般要求每个学生完成以下内容：1）减速器装配图一张（A1号图纸）2）零件工作图2~3张（如齿轮、轴或箱体等3）设计计算说明书一份（约6000~8000字）《机械设计基础》课程设计带式运输机中使用的单级直齿圆柱齿轮减速器一、原始数据运输带传递的有效圆周力F=2500N，运输带速度V=0.75m/s，滚筒的计算直径D=300mm，原动机为电动机，齿轮单向传动，有轻微冲击，工作时间10年，每年按300天计，单班工作（每班8小时）。二、设计题目试按下列一组数据，设计一带式输送机的传动装置，传动简图如下。工作条件及要求：用于运输碎粒物体，工作时载荷有轻微冲击，输送带允许速度误差±4％，二班制，使用期限10年（每年工作日300天），连续单向运转。设计原始数据于下表：组别运输带牵引力FW（N）运输带速度VW（m/s）传动滚筒直径D（㎜）126001.25320235001.45420图1带式输送机的传动装置1、电动机；2、三角带传动；3、减速器；4、联轴器；5、传动滚筒；6、皮带运输机三、设计的基本步骤1、电动机的选择及运动参数的计算一般电动机均采用三相交流电动机，如无特殊要求都采用三相交流异步电动机，其中首选Y系列全封闭自扇冷式电动机。（一）电动机的选择①确定皮带输送机所需功率PW=FW·VW/1000（kw）式（1—1）PW=2600*1.25/1000=3.25KW②传动装置的效率η=η1·η2·η3·η4·η5式（1----2）式中：η1-----三角带传动效率η2-----齿轮传动效率η3-----滚动轴承的效率η4-----联轴器的效率η5-----运输机平型带传动效率常见机械效率参见附表1;由表1查的数据:ղ1=0.95;ղ2=0.98;ղ3=0.98;ղ4=0.99;ղ5=0.96ղ=0.867③电动机的选择电动机的额定功率：P≥PW/η=FW·VW/η（kw）式（1---3）P≥3.25/0.867=3.75Kw④确定电动机的转数：（1）滚筒轴的工作转速为：nW=60×1000VW/ΠD（r/min）式（1---4）nw=60*1000*1.25/(3.14*320)=74.6r/min式中：VW-----皮带输送机的带速D----滚筒的直径（1）电动机的转速：nˊ=iˊnW式（1----5）式中：iˊ是由电动机到工作机的减数比iˊ=i1ˊ·i2ˊ·i3ˊ····inˊ式（1----6）i1ˊ·i2ˊ·i3ˊ····inˊ是各级传动比的范围。按nˊ的范围选取电动机的转速n（2）常用机械传动比的范围见附表2,由表2查的数据如下：V带传输比i1=2—4,圆柱齿轮传动比i2=3—5则：总传动比i’=i1*i2=(2--4)*(3--5)=(6--20)n’=i’nw=(6--20)*nw=(447.6--1492)r/min⑤列出电动机的主要参数电动机额定功率P（KW）4KW电动机满载转速nm（r/min）1440r/min电动机轴伸出端直径d（mm）28mm电动机轴伸出端的安装高度（mm）112mm电动机轴伸出端的长度（mm）60mm常用机械传动效率附表1机械传动类型传动效率圆柱齿轮传动闭式传动0.96—0.98（7-9级精度）开式传动0.94—0.96圆锥齿轮传动闭式传动0.94—0.97（7-8级精度）开式传动0.92—0.95带传动平型带传动0.95—0.98V型带传动0.94—0.97滚动轴承（一对）0.98—0.995联轴器0.99-0.995常用机械传动比范围附表2传动类型选用指标平型带三角带齿轮传动功率（KW）小（20）中（≤100）大（最大可达50000）单级传动比（常用值）2---42---4圆柱圆锥3---52---3最大值615106---10由查表可得电动机选用Y112M-4额定功率4kw同步转速1440r/min2.总传动比的计算及传动比的分配（1）传动装置总传动比i=nm/nW式（2—1）取电机转数为1440r/min,反推i’,i’=1440/74.6=19.3取i’=20（2）分配传动装置各级传动比i=i1·i2·i3····in式（2—2）式中：i1、i2、i3····in从附表2中选值I1=4;i2=5;3.传动装置的运动和动力参数的计算(1)、各轴的功率计算：P1=P·η1·η3式（3—1）轴ⅠP1=3.75*0.95*0.98=3.5kwP2=P·η1·η2·η3式（3—2）轴ⅡP2=3.75*0.98*0.98*0.95=3.42kw(2)、各轴的转速计算：高速轴转速n1=nm/i1（r/min）式（3—3）轴Ⅰn1=nm/i1=1440/4=360(r/min)低速轴转速n2=nm/（i1·i2）（r/min）式（3—4）轴Ⅱn2=nm/(i1*i2)=1440/(4*5)=72(r/min)(3)、各轴扭矩的计算：T=9.55×10^6×PK/nK(N.mm)式（3—5）轴ⅠT1=9.55*10^6*3.5/360=9.28*10^4(N.mm)轴ⅡT2=9.55*10^6*3.42/72=45.36*10^4(N.mm)4.三角带传动设计(1)、选择三角带型号；选择V带型号查机械设计基础表13--1得Ak=1.41.445.6cApkpkW查图13--2选用A型V带(2)、选择带轮的基准直径，并验算带速（5m/s≤V≤25m/s）；确定带轮直径1d和2d；i=4由图9-7取1d=112mm，mmidndnd439)02.01(1124)1(/)1(12112取2d=450mm，验算带速sm/44.86010001121440601000dnV11介于5~25m/s范围内，合适。(3)、确定中心距和带长，验算小轮包角；（α1≥120°）确定带长和中心距a，120120.7()2()ddadd)450112(2)450112(7.00a所以有11244.3930a。初定中心距0a=800mm，则带长mmaddddaL45.25188004)112450()450112(280024)()(22012210由表13--2选用dL=2500mm，则实际中心距mmLLaad7902/)45.25182500(8002/)(00验算小带轮上的包角，002118057.3dda00012048.1553.57790112450180合适(4)、按许用功率计算带的根数；确定带的根数0()cLapZppKK分别查表13--3得0p=1.20kw，表13--6p=0.11kw，表13--7aK=0.96，表13--2LK=1.0307.309.194.0)17.061.1(6.5Z圆整为整数取3根，(5)、确定作用在轴上的压力；查表得13--1q=0.10kg/m，初拉力NqVKZvPFc6.19044.81.0)194.05.2(44.836.5500)15.2(500220作用在轴上的压力NZFFQ1118248.155sin322sin20(6)、确定带轮的结构和尺寸（只要求绘制大带轮的零件图）；由于带轮直径1d和2d属于中等直径，所以带轮采用腹板式，材料选用HT150，带轮的轮槽尺寸查表13--10得5.齿轮传动设计所设计齿轮传动属于闭式传动，为使结构紧凑，选用20CrMnTiA合金钢,该对齿轮为硬齿面齿轮，热处理工艺：渗碳淬火,齿面硬度56-62HRC，B=1100aMP，S=850aMP。因为是普通减速器，由表《机械设计基础》第二版中表选8级精度，要求齿面粗糙度Ra≤3.2～6.3um。因两齿轮均为钢质齿轮，可求出d1值。确定有关参数与系数：（1）转矩T1mmNnPT411311028.9109550mmNnPT42221036.45109550（3）齿轮Z1和齿宽系数ψd小齿轮的齿数z1取为30，则大齿轮齿数Z2=5×30=150。故Z2=150,因单级齿轮传动为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，由表11--6选取d=1。（4）许用接触应力由图《机械设计基础》中11--1查的B=1100aMP，S=850aMP,由