机械设计课程设计计算说明书

机械工程学院课程设计 湖南工业大学

课 程 设 计 资 料 袋 机 械 工 程 学 院 学院（系、部） 2013~2014 学年第 1 学期 课程名称 机 械 设 计 指导教师 银金光 职称 教 授 学生姓名 刘海峰 专业班级 机械工程1101班 学号 11403200233 题 目 带 式 运 输 机 的 传 动 装 置 的 设 计 1 成 绩 起止日期 2013 年 12 月 12 日～ 2013 年 12 月 25 日

目 录 清 单 序号 材 料 名 称 资料数量 备 注 1 课程设计任务书 共1页 2 课程设计说明书 共1页 3 课程设计图纸 3 张 4 5 机械工程学院课程设计 湖南工业大学 课程设计任务书

2010—2011学年第 1 学期 机 械 工 程 学院（系、部） 机械工程及自动化 专业 1101 班级 课程名称： 机 械 设 计 设计题目： 带 式 运 输 机 的 传 动 装 置 的 设 计 完成期限：自 2013 年 12 月 12 日至 2013 年 12 月 25 日共 2

周

内 容 及 任 务 一、设计的主要技术参数：最大有效拉力：F=2800N；带的带速：v=1.4m/s，直径450mm 进行带式运输机的传动装置的设计 设计几种传动方案并进行分析、比较和选择； 对选定传动方案进行运动分析与综合，并选择出最佳的传动方案； 三、设计工作量 编写说明书一份。

进 度 安 排

起止日期 工作内容 12月12日 初步明白我们课程设计所需要哪些材料，和需要为此做些什么。 12月13日—12月14日 通过各种渠道搜集有关自己课程设计的资料，病进行初步整理。 12月15日—12月20日 有三维软件画出机构简图，并初步排版。 2013年12月 25日 用World把课程设计的有关资料排版好，并做好设计总结。 主 要 参 考 资 料

濮良贵 主编 《机械设计》 高等教育出版社 2006年 金清肃 主编 《机械设计课程设计》 华中科技大学出版社 2007年

指导教师（签字）： 2011 年 月 系 机械工程学院课程设计 （教研室）主任（签字）： 2011 年 月 日机械工程学院课程设计

第3页 机 械 设 计 课 程 设 计 设计说明书

带式运输机的传动装置的设计（1）

起止日期： 2013 年 12 月 12 日 至 2013 年 12 月 25 日

学生姓名 刘海峰 班级 机工1101 学号 11403200233 成绩 指导教师(签字)

机械工程学院（部） 2013年 12 月 25 日 机械工程学院课程设计 第4页 目录

1.设计任务………………………………………………………………5 2.传动方案分析…………………………………………………………5 3.原动件的选择与传动比分配…………………………………………6 3.1选择电动机的类型…………………………………………………………6 3.2选择电动机的容量…………………………………………………………6 3.3选择电动机的转速…………………………………………………………7 3.4传动比的分配………………………………………………………………7

4.各轴动力及动力参数的计算…………………………………………8 4.1各轴的转速…………………………………………………………………8 4.2各轴的输出功率……………………………………………………………8 4.3各轴的输入转矩……………………………………………………………9 5.齿轮的设计与计算……………………………………………………9 机械工程学院课程设计 第5页 5.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数………………………………9 5.2齿轮1、2的设计………………………………………………………10 5.3齿轮3、4的设计………………………………………………………14 5.4几何尺寸的设计…………………………………………………………18 5.5结构设计及绘制齿轮零件图……………………………………………19 6.轴的结构设计及计算………………………………………………19 6.1低速轴的结构设计及计算………………………………………………19 6.2中速轴的结构设计及计算………………………………………………28 6.3高速轴的结构设计及计算………………………………………………31

7.减速器附件选择与设计……………………………………………35

8.设计总结……………………………………………………………35 机械工程学院课程设计

第6页 设计任务

设计一用于带式运输机上的单机圆柱齿轮减速器。使用年限8年，大修期为2～3年，连续单向运转，载荷平稳，两班制（每班工作8小时）中批量生产，运输带速度允许误差为链速度的±5%，三相交流电源电压为380/220V.

已知数据： 最大有效拉力：F=2800N 带速：v=1.4m/s 滚筒直径：D=450mm 带式运输机的传动装置如图1-1所示

2、传动方案分析 初步在课程设计书上给我们给定了如图2-1所示的六种方案：

vF

动力传动装置图 1-1机械工程学院课程设计

第7页 首先从总体上考虑一下方案，首先去掉涡轮蜗杆的传动方案，传动效率太低，传动比太大，然后看方案d，其中有根齿轮轴从传动带下面通过，这样对于操作来说就不怎么安全，并且采取两级传动，把两级变速机构分开放置，一个开始一个闭式，不仅占用空间大，而且大大降低了齿轮的使用寿命，也不便于操作。大体上一看仅剩下a、b、c、e三种方案可供选择，由于分组的原因，我就选用方案e来进行分析。

3、原动件的选择与传动比的分配

3.1 选择电动机的类型 按工作要求求选用Y系列三相异步电动机，电压为220V。 3.2 选择电动机容量

电动机所需工作功率，由公式WdaPP，

abc

def

图 2-1机械工程学院课程设计

第8页 又有1000WWFvPkW 根据带式运输机工作机的类型，可取工作机效率0.96W 传动装置的总效率 242123..a 由文献【2】的94页可大致得如下参数：联轴器效率10.99，滚动轴承传动效率（一对）20.98，闭式圆柱齿轮传动效率30.96，代入得 242242123..0.990.980.960.833a 所得的电动机功率为

kWkWFvPwad90.4833.096.010004.12800100

因载荷平稳，电动机的额定功率cdP大于dP，查表12-1得，选用的电动机的额定功率cdP为kW5.5。

3.3 确定电动机转速 卷筒轴工作转速为 min/60min/4504.1100060100060rrDvn

两级展开式圆柱齿轮减速器一般传动比为范围为9~25，则总传动比合理范围为'8~40ai，故电动机转速的可选范围为 r/min1500540r/min60)259(n''～～niad

''(9~25)127/min1146~3184/mindaninrr

符合这一范围且且额定功率为kW5.5的同步转速有min/3000r、min/1500r。把这种方案进行比较。如表1所示 表1 电动机的数据及总传动比

方案 电动机型号 额定功率kWpcd/ 电动机转速min)//(rn 最大转矩/额定转矩 价格 总传动比ai 同步转速 满载转

速

1 Y132S-4 5.5 1500 1440 2.2 较高 24

2 Y132M2-6 5.5 1000 960 2.0 适中 16 3 Y160M2-8 5.5 750 715 2.0 一般 12.5 机械工程学院课程设计 第9页 通过对两种方案比较可以看出：方案1选定的电动机转速高，质量重，价格高，总传动比大，这对两级传动比较难实现，过大的传动比是传动不平稳,同时减少齿轮的使用寿命，增大了装置的轮廓尺寸，会增加机身质量增大成本，故方案2较为合理。所以电动机就要选用第二个（Y132M2-6）。 3.4 传动比的分配 由原始数据可初步测算出总传动比1430/11.26In16/960nI 为了传动比合适，减小误差，现提供两种传动比分配方式：067.115和5719.45.3。两种传动比分配情况下各齿轮在齿轮箱中的大致位置如图3-1所示 如上图可知，当5719.45.3时，不仅仅润滑好，而且传动平稳些。所以在这里传动比就分配为5719.45.3两级。

4 各轴动力与运动参数

I= 067.115 I= 5719.45.3

4.1 各轴的转速 将各轴从高速级到低速级依次编号为Ⅰ轴、Ⅱ轴、Ⅲ轴。 min/9600rinnmI 式中：mn——电动机的满载转速； 0i——电动机轴至Ⅰ轴的传动比。 同理

min/275min/5.3960101rriininnmIII

min/60min/169602102rriiininnmIIIII 4.2 各轴的输入功率 kWkWPPdI445.599.05.501