机械原理课程设计

机械设计课程设计课程设计说明书课题名称： 学生学号： 专业班级： 学生姓名： 学生成绩： 指导教师：带式运输机传动装置的设计 XXX 10 级 机制 01 班 XXXXXX 2012.12.03 至 2012.12.23课题工作时间：1机械设计课程设计机械设计课程设计任务书一、设计题目：设计一用于带式输送机的传动装置给定数据及要求：设计一用于带式运输机上的分流式两级圆柱斜齿轮减速器。

鼓轮直径 D（mm）=320mm，输送带的速度 V（m/s）=0.73，输 出转矩 T（n.m）=400 已知条件： 1. 工作环境：一般条件，通风良好； 2. 载荷特性：连续工作、近于平稳、单向运转； 3. 使用期限：8 年，大修期 3 年，每日两班制工作； 4. 卷筒效率：η =0.96； 5. 运输带允许速度误差：±5%； 6. 生产规模：成批生产。

1 绪论1.1 课程设计的性质和目的机械设计课程设计是为机械类专业的本科生在学完机械设计课以后所设置的一个重要的实践教学环节，也是学生首次较全面 地进行设计训练，把学过的各科理论知识综合的运用到实际工程中去，力求从课程内容上，分析问题和解决问题方法上从设计思 想上培养学生的工程设计能力。

通过课程设计，使学生学习和掌握一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养 独立的，全面的，科学的工程设计能力。

2 确定传动方案①根据工作要求和工作环境，选择展开式二级圆柱直齿轮减速器传动方案。

此方案工作可靠、传递效率高、使用维护方便、 环境适用性好，但齿轮相对轴承的位置不对称，因此轴应具有较大刚度。

此外，总体宽度较大。

②为了保护电动机，其输出端选用带式传动，这样一旦减速器出现故障停机，皮带可以打滑，保证电动机的安全。

3 传动装置的总体设计图2机械设计课程设计3.1 选择电动机3.1.1 选择电动机类型自扇冷鼠笼型三相异步电动机。

3.1.2 电动机容量的选择鼓轮的转速nw ：n6000v w  DD  320 mmv  0.73m / s3机械设计课程设计求得：nw  43.60r / min1、工作机所需要的功率 P  为：P  得 2、电动机的输出功率 P0 为Tnw 400  43 .60 (kW )   1.83kW 9550 9550P0  p(kW ) ——电动机至滚筒轴的传动装置总效率。

取 V 带传动效率 1 0.96 ，齿轮传动效率 2  0.97 ， 滚动轴承效率3  0.98 0.99，滚筒的效率w  0.96 ，从到工作机输送带间的总效率为：2 3  12 34w齿式联轴器的效率 42 3   12 34w  0.96 0.972  0.983  0.99 0.96  0.813、电动机所需功率为：P0 Pw1.83  2.26kW 0.81因载荷平稳 ，电动机额定功率 Pm 只需略大于 P0 即可， ，查《机械设计实践与创新》表 19-1 选取电动机额定功率为3kw 。

3.1.3 电动机转速的选择分流式减速器的传动比为： 减 V 带的传动比为： i带 得总推荐传动比为：i  8 ~ 602~4i  i减i带  16 ~ 240n  nwi  697.6 ~ 10464 r / min所以电动机实际转速的范围为：符合这一范围的同步转速为 1000r/min、1500r/min、3000r/min。

电动机的转速高，极对数少， 尺寸和质量少，但会使传动装置的传动比加大，结构尺寸偏大，成本也会变大。

综合考虑为 装置机构紧凑，选用同步转速 1000r/min 的电机。

4使传动机械设计课程设计型号为 Y100L1-4，满载转速 nm 960r / min ，功率 3.0 kw 。

3.2 传动比的分配1、总传动比为 i  2、分配传动比 为使传动装置尺寸协调、结构匀称、不发生干涉现象，现选 V 带传动比： i带 则减速器的传动比为： i减n nm w960  22 43 .62；i i带22  11； 2 1.4i2考虑两级齿轮润滑问题， 两级大齿轮应该有相近的浸油深度。

则两级齿轮的高速级与低速级传动比的值取为 1.4， 取 i1 则： i1 1.4i减  1.4 11  3.9 ；i2 i减 11   2.8 ； i1 3.93.3 计算传动装置的运动和动力参数3.3.1 各轴的转速：高速轴n1 n2 nm 960   480r / min ； i带 2.0n1 480   123r / min ； i1 3.9中间轴低速轴n3 n2 123   43.9r / min ； i2 2.8；滚筒轴n4  n3  nw  43.9r / min3.3.2 各轴的输入功率：5机械设计课程设计高速轴 中间轴 低速轴 卷筒轴P 1 P 0 1  2.26 0.96  2.17kw ；P2  P 1 2 3  2.17 0.97 0.98  2.06kw ；P3  P2 2 3  2.06 0.97 0.98  1.96kw ；P4  P3 3 4 w  1.96 0.98 0.99 0.96  1.826kw3.3.3 各轴的输入转矩：电机轴T0  9550P0 2.26  9550  22.48N  m nm 960；高速轴P 2.17 T1  9550 1  9550  43.16N  m ； n1 480P 2.06 T2  9550 2  9550  160N  m ； n2 123中间轴低速轴P 1.96 T3  9550 3  9550  426N  m ； n3 43.96T4  T3 3 4 w  426 0.98 0.99 0.96  396.7 N  m滚筒轴3.3.4 整理列表转矩 转速 n /(r  min) 960 480 123 43.96 43.96轴名 电机轴 1 2 3 滚筒轴功率 P / kw 3.0 2.17 2.06 1.96 1.826T / N m22.48 43.16 160.0 426 396.76机械设计课程设计4 V 带传动的设计4.1 V 带的基本参数1、确定计算功率 Pc ： 已知： P 3kw ； nm  960r / min ； 1.1 ；查《机械设计》表 8-7 得工况系数： K A 则： P c K A  P  1.1 3.0kw  3.3kw2、选取 V 带型号： 根据 Pc 、 n m 查《机械设计》图 8-11 选用 A 型 V 带 3、确定大、小带轮的基准直径 （1）初选小带轮的基准直径：dddd1  100mm；（2）计算大带轮基准直径：dd 2  i带  dd1  2 100  200mm；4、验算带速：vd d 1nm60 10003.14 100  960  5.024 m / s  (5,30)m / s 60 1000带的速度合适。

5、确定 V 带的基准长度和传动中心距： 中心距：0.7(dd1  dd 2 )  a0  2(dd1  dd 2 )中心距的范围为： 210  a0 取中心距 600a0  400mm。

（2）基准长度：7机械设计课程设计(d d 2  d d 1 ) 2 Ld 0  2a0  (d d 1  d d 2 )  2 4a0 3.14 (200 100) 2  2  400 (100 200)  2 4  400  1277 .25m m对于 A 型带选用 Ld （3）实际中心距： 1250 mma  a0  Ld  Ld 0 1250  1277 .25  400   386 mm 2 26、验算主动轮上的包角  1 ： 由  1  180  (d d 2  d d 1 )57.3 a 57.3  165  120 386得 1  180  (200 100)主动轮上的包角合适。

7、计算 V 带的根数 z ：zPc PrPc ( P0  P0 ) K K Lnm  960r / min ， dd1  100mm查《机械设计》表 8-4a 得： P0  0.95kw ；（2） nm  960r / min ， i带 2 查表得《机械设计》表 8-4b： P0  0.11kw ；（3）由 1  164.15 查表得《机械设计》表 8-5，包角修正系数 K  0.96 （4）由 Ld  1250 mm，与 V 带型号 A 型查表得： K L  0.93 综上数据，得 z 3.3  3.49 (0.95  0.11)  0.96 0.93取 z  4  10 合适。

8、计算预紧力 F0 （初拉力） ：8机械设计课程设计根据带型 A 型查《机械设计》表 8-3 得： q  0.1kg / mF0  500Pc  2.5    1  qv2   zv  k 3 .3  2.5   1  0.1 5.0242  4  5.024  0.96   134.34N  5009、计算作用在轴上的压轴力 FQ ：FQ  2ZF0 sin12165  2  4 134.34 sin 2  1066N其中  1 为小带轮的包角。

10、V 带传动的主要参数整理并列表： 带轮基准直径 (mm)带型传动比基准长度(mm)d d 1  100A 2 1250dd 2  200中心距（mm） 660 根数 4 初拉力(N) 134.34 压轴力(N) 10664.2 带轮结构的设计1、带轮的材料： 采用铸铁带轮（常用材料 HT200） 2、带轮的结构形式： V 带轮的结构形式与 V 带的基准直径有关。

小带轮接电动机， d d1  110mm 较小，所以采用实心式结构带轮。

9机械设计课程设计5 齿轮的设计5.1 齿轮传动设计（1、2 轮的设计）5.1.1 齿轮的类型和精度1） 、依照传动方案，本设计选用二级分流式直齿圆柱齿轮传动。

2） 、运输机为一般工作机器，运转速度不高，查《机械设计基础》表 11-2，选用 8 级精度。

3） 、材料选择：小齿轮材料为 40Cr 调质，硬度为 270HBS，接触疲劳强度极限H lim 700MPa ，弯曲疲劳强度极限FE 500MPa ；大齿轮材料为 45 钢调质，硬度为 230HBS, 接触疲劳强度极限  H lim1 650MPa , 弯曲疲劳强度极限FE 350MPa 。