华北电力大学机械设计基础课程设计(详细计算_带图纸)

华北电力大学课程设计说明书设计名称：机械设计基础课程设计题目：带式输送机传动装置目录一．前言 (6)二．电动机的选择 (6)三．总传动比和分配传动比 (7)四．运动与动力参数的计算 (8)五．带传动的设计 (8)六．齿轮传动的设计计算 (10)七．减速器箱体基本尺寸设计 (12)八．轴的设计 (14)九．联轴器的选择 (19)十．对轴承的校核 (19)十一．普通平键的选择及校核 (20)十二．润滑方式与密封形式的选择 (22)十三．设计小结 (22)十四．参考文献 (23)十五．附图 (24)2009～2010学年第2学期《机械部件设计》课程设计任务书一、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它先修课程的知识，分析和解决机械设计问题，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识。

2．通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，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、规范、设计手册等有关设计资料，进行全面的机械设计基本技能的训练。

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。

附：（一）设计数据（二）工作条件该传动装备单向传送，载荷有轻微冲击，空载起动，两班制工作，使用期限10年（每年按300天计算），运输带容许速度误差为5%。

（三）运动简图（四）设计计算说明书内容0、封面（题目、班级、姓名、学号、指导老师、时间）1、目录（标题、页次）2、设计任务书（装订原发的设计任务书）3、前言（题目分析、传动方案的拟订等）4、电动机的选择，传动系统计算（计算电动机所需的功率、选择电动机、分配各级传动比，计算各轴转速、功率和扭矩）5、传动零件的设计计算（带传动设计计算，齿轮传动设计计算）6、轴的设计计算及校核7、轴承的选择和计算8、键联接的选择和校核9、联轴器的选择10、箱体的设计（主要结构和设计计算及必要的说明）11、润滑和密封的选择、润滑剂的型号及容量、减速器的附件及说明12、设计小结（设计体会、本次设计的优缺点及改进意见等）13、参考资料（资料的编号[ ]，作者，书名，出版单位和出版年、月）三、进度安排第14周周一电动机选择和机械传动系统计算、带传动的设计计算周二齿轮传动的设计计算、低速轴的设计周三低速轴的校核、高速轴的设计、轴承的选择、联轴器的选择周四轴承的校核、普通平键的选择及校核、箱体的结构设计、润滑方式和密封型式的选择等周五减速器装配图的草图设计第15周周一～周二画减速器装配图周三画零件图周四编写课程设计说明书；课程设计总结周五答辩四、基本要求课程设计教学的基本要求是：1．能从机器功能要求出发，分析设计方案，合理地选择电动机、传动机构和零件。

2．能按机器的工作状况分析和计算作用在零件上的载荷，合理选择零件材料，正确计算零件工作能力和确定零件主要参数及尺寸。

3．能考虑制造工艺、安装与调整、使用与维护、经济性和安全性等问题，对零件进行结构设计。

4.绘图表达设计结果，图样符合国家制图标准，尺寸及公差标注完整、正确，技术要求合理、全面。

5.在客观条件允许的情况下，初步掌握使用计算机进行设计计算和使用计算机绘制装配图、零件图的方法。

机电基础教研室2010.5.15一．前言1.题目分析运动简图根据任务书的要求，我们得知本设计为降速传动，同时将电动机的输出的转矩升高。

又由上运动简图可知，本设计中的机械为二级传动机械，其中第一级为带传动（存在一定误差），第二级为齿轮传动（精度较高，可调整误差）。

故在选定电动机并计算出总传动比后要将传动比进行合理分配，以达到最佳传动效果。

2.原始数据：运输带的有效拉力：F=3100N运输带的有效速度：v=2.1m/s滚筒直径：D=300mm二． 电动机的选择1. 选择电动机类型：根据任务书要求可知：本次设计的机械属于恒功率负载特性机械，且其负载较小，故采用Y 型三相异步电动机（全封闭结构）即可达到所需要求。

另外，根据此处工况，采用卧式安装。

2. 选择电动机的功率： 工作机功率：P 6.511000FvkW ω== 工作机所需电动机输出功率：P P ωαη=（η为传动总机械效率）由任务书中的运动简图分析可知：1η——V 带传动效率； 2η——齿轮传动的轴承效率； 3η——齿轮传动的效率；4η——联轴器的效率； 5η——滚筒轴承的效率； 6η——滚筒效率。

查【2】表1-7得：1234560.960.990.970.970.980.96ηηηηηη======、、、、、。

（初选齿轮为八级精度）则有：221234560.960.990.970.970.980.960.83ηηηηηηη=⋅⋅⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯≈（减速器内部有2对轴承，其机械效率相同，均为2η）P 6.51P 7.84kW 0.83ωαη==≈ 3. 确定电动机转速： 滚筒转速为：601000n 133.69/min vr Dωπ⨯=≈取V 带传动的传动比范围为：'124i =取单级齿轮传动的传动比范围为：'235i =（工程经验）则可得合理总传动比的范围为：'''12620i i i =⋅=故电动机转速可选的范围为：''802.142673.8/min d n i n r ω=⋅=查【2】表12-1，得满足要求的可选用电动机转速为：970 r/min 、1460 r/min 。

为了使得电动机与传动装置的性能均要求不是过高，故择中选用1460 r/min 的转速。

其初定总传动比为：146010.92133.69d n i n ω==≈ 综上，可选定电动机型号为：Y160M-4。

其相应参数列于表1：三． 总传动比和分配传动比1. 总传动比：由上一步算得知10.92i ≈2. 分配传动比：由工程经验知顶分配传动比除了满足'124i =、'235i =外，还应满足12i i ≤。

故取：V 带传动比为1 2.79i =，齿轮传动比为213.914ii i ==。

四． 运动与动力参数的计算1． 各轴转速： Ⅰ轴：11460523.3/min 2.79d n n r i ===Ⅰ；Ⅱ轴：2523.3133.7/min 3.914n n r i ===ⅠⅡ。

2． 各轴功率：Ⅰ轴：1P =P =7.840.96=7.5264kW αη⋅⨯Ⅰ；Ⅱ轴：23P =P =7.5260.990.97=7.228kW ηη⋅⋅⨯⨯ⅡⅠ。

3． 各轴转矩： Ⅰ轴：P 7.5264T 9550137.35N m 523.3n ==⨯=⋅ⅠⅠⅠ； Ⅱ轴：P 7.228T 9550516.29N m 133.7n ==⨯=⋅ⅡⅡⅡ。

表2.初步计算传动参数五． 带传动的设计a. 带型号、长度、根数；b. 中心距、带轮直径、宽度；c. 安装初拉力、对轴作用力。

1． 求计算功率带轮Ⅰ（小）输入功率：7.84kW P α=，根据任务书所述要求及所选电动机（三相一步电动机，工作于16小时内（两班制），载荷变动小（带式输送机））查【1】表13-8，得工况系数： 1.2AK =。

故有9.408P P K kW α⋅=C A =。

2． 选V 带型号：由于此处传动功率适中，考虑到成本，故选用普通V 带。

根据9.408P kW C =、1460/min n r α=查【1】图13-15，可得该交点位于A 、B 型交界处，且稍偏向B 型，故选用B 型V 带。

3． 挑小径（求大小带轮基准直径）：查【1】表13-9可知1125d mm ≥（带轮直径不可过小，否则会使带的弯曲应力过大，降低其寿命）。

查【2】表12-4得1320d mm ≤（小轮下端不可超过电动机底座，否则于地面相干涉，设计不合理）。

查【1】表13-9下方1d 推荐值，稍比其最小值大即可，故取1132d mm =。

由【1】式13-9得12121460(1)132(10.02)360.9523.3n d d mm n ε=-=⨯⨯-≈，其中0.010.0ε=为滑动率（见【1】的211页，此取0.02）。

查【1】表13-9下方带轮直径推荐值，寻其最近值得2355d mm =。

虽2d 实际取之交原定只小，但实际传动比''2113552.744(1)123(10.02)d i d ε==≈-⨯-，其误差1''111100% 1.65%5%i i w i -=⨯≈≤，故满足误差范围。

4． 验算带速：113.14159132146010.09/601000601000d n v m s π⨯⨯==≈⨯⨯，在525/v m s =内，适合。

（功率恒定时，速度越大则受力越小；但根据公式2c qv Aδ=知，速度越大会使带的安装初拉力及其对轴压力增大，故应适中；根据工程实践，得此范围5到25间） 5． 估中定周长及反求实中（求V 带基长与中心距a ）:初步估算中心距：0121.5() 1.5(132355)730.5a d d mm =+=⨯+=，为圆整计算，取0750a mm =（满足120120.7()2()d d a d d +≤≤+，工程经验）。

由【1】式13-2得带长：21200120()2()2344.0324d d L a d d mm a π-=+++=，查【1】表13-2，对于B 型带选用带长2500d L mm =。

再由【1】式13-16反求实际中心距：008282d L L a a mm -≈+=。

6． 验算小轮包角：由【1】式13-1得：21118057.3164.57120d d aα-=︒-⨯︒=︒≥︒，合适。

7． 求V 带根数z ： 由【1】式13-15得：0()cLP z P P K K α=+∆。

此处111460/min,132n r d mm ==查【1】表13-3得0 2.82P kW =；根据''2.744i =，查【1】表13-5得0.46P kW ∆=；由164.57α=︒查【1】表13-7得0.95K α=，查【1】表13-2得 1.03L K =。

故9.4082.93(2.820.46)0.951.03z ==+⨯⨯，取整3z =根。

8． 求作用在带轮轴上的压力Q F :查【1】表13-1得0.17/q kg m =。

由【1】式13-17得20500 2.5(1)270.86c P F qv N zv K α=-+=为其安装初拉力。