机械设计课程设计-某车间零件传送设备的传动装置设计.docx

湖南农业大学机械设计 课程设计说明书

课程名称：机械零件课程设计
题目名称：某车间零件传送设备的传动装置设计
学院：东方科技学院
专业班级：2013级机械制造及其自动化专业1班
姓名：
学号：2
指导老师：
成绩评定：

2015 年 12 月 10 日

课程设计任务书
一.设计题目
设计某车间零件传送设备的传动装置
1.传动布置方案

图1 传动布置方案
1－电动机 2－带传动 3―减速器 4-联轴 器 5－滚筒 6－运输带

2.已知条件：
（1）输送带主动输出转矩 T＝800n/m
（2）输送带工作速度 V=0.7m/s（允许输送速度误差±5％）
（3）滚筒直径 D=280mm
（4）滚筒效率η＝0.96（包括滚筒轴承的效率损失）
3.设备工作条件，连续单向运转，载荷平稳，每日两班，工作5年，车间有三相交流电源。
二.技术要求
1. 电动机的选择与运动参数计算；
2. 齿轮传动的设计计算；
3. 轴的设计；
4. 滚动轴承的选择；
5. 键和联轴器的选择与校核；
6. 装配图、零件图的绘制；
7. 设计计算说明书的编写；
三.工作要求
1. 学生应当在指导老师指导下完成设计,必须独立完成设计任务,严禁抄袭,一经发现成绩以不及格计,并给予批评教育各严肃处理.
2. 课程设计期间要严格遵守学习纪律,在此期间缺勤1/3以上,成绩以不及格计.
3. 课程设计报告书一律打印在A4纸上,同时配上封面装订成册
四：工作量

五：参考文献
1、机械设计/机械设计基础 课程设计指导（赵又红），一册/人；
2、机械设计（教材）；
3、其他有关设计指导书。

目录
1 前言
2 确定传动方案
2.1 传动布置方案
2.2 已知条件
2.3 设备工作条件-
3 《机械设计》课程设计的内容
3.1 设计方案论述
3.2 绘制减速器的装配图和部分零件工作图
3.3 编写设计说明书（将1—4项整理成文，字数6000—8000）
4 课程设计的步骤
4.1 设计准则
4.2 传动装置的总体设计
4.3 计算总传动比和分配各级传动比
4.4 计算传动装置的相对运动和动力参数
5 传动零件的设计计算
5.1 减速箱外传动零件——带传动设计
5.2 齿轮设计——高速级齿轮设计
5.3 减速器内传动零件——低速级齿轮设计
5.4轴的设计——输入轴的设计
6 滚动轴承的选择和设计（见轴的设计）
7 键连接的选择及校核计算（见轴的设计）
8 联轴器的选择
9 减速器附件的选择
9.1 通气器
9.2 油面指示器
9.3选用游标尺M16
9.4 起吊装置
9.5 箱盖吊耳、箱座吊耳
9.5箱体
10 润滑与密封
10.1齿轮的润滑
10.2滚动轴承的润滑
10.3润滑油的选择
10.4密封方法的选取
11 设计小结
参考文献

前言
机械零件课程设计是我们学习《机械技术》课程后进行的一项综合训练，其主要目的是通过课程设计使学生巩固、加深在机械技术课程中所学到的知识，提高学生综合运用这些知识去分析和解决问题的能力。同时学习机械设计的一般方法，了解和掌握常用机械零部件、机械的传动装置或简单机械设计的设计方法与步骤，为了今后学习专业技术知识打下必要的基础。
某车间传送设备的传动装置的设计是本次课题。机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成，其中传动装置是大多数机器或机组的重要组成部分，是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需求，传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、质量和成本。合理的传动方案除满足工作装置外还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。
课程设计除了满足机械的功能要求外，合理的选择传动形式是拟定方案是关键环节。选择传动结构类型时应综合考虑各有关要求和工作条件，包括传动功率、使用寿命、经济要求、外部条件环境等；同时，电机的型号传动比的分配传动装置的运动和参数的确定等，都是设计过程中非常重要的环节。同时AUTO CAD、WORD 文档编辑等工具的熟练运用也是完成本次设计的重要保证。

2.确定传动方案
2.1 传动布置方案

图1 传动布置方案
1－电动机 2－带传动 3―减速器 4-联轴 器 5－滚筒 6－运输带
2.2 已知条件
（1）输送带主动输出转矩 T＝800nm
（2）输送带工作速度 V=0.7m/s（允许输送速度误差±5％）
（3）滚筒直径 D=280mm
（4）滚筒效率η＝0.96（包括滚筒轴承的效率损失）

2.3 设备工作条件
室内工作，连续单向运转，载荷平稳每日两班，工作5年，车间有三相交流电源。

3.《机械设计》课程设计的内容
3.1 机械设计课程是本门的一个重要实践环节，是高等学校工科专业学生第一次较全面的设计训练。本次设计对象为普通减速器具体内容如下：
1.拟定、分析传动装置的运动和动力参数，确定传动方案
2.根据原始参数，动力传动路线，初步选定原动机，计算总传动比及分配各级传动比；
3.各级传动零件的设计计算（带传动、齿轮传动（双级）
4.减速器装配草图的绘制；
5.轴的设计及键链接的选择与校核；
6.轴承及其组合部件的设计与校核、联轴器的选择；
7.箱体及附件的设计；
8润滑与密封的设计；
9.减速器装配图的结构设计及绘制；
10.零件工作图设计与绘制；
11.编写设计计算说明书；
12.总结及答辩。
3.2 绘制减速器的装配图和部分零件工作图
①减速器总装图一张：0# 图纸 M 1：1 （AutoCAD图）
②传动零件工作图一张（绘低速级大齿轮）： 2#图纸 M 1：1 （AutoCAD图）
③轴的工作图一张（绘输出轴图）： 2#图纸 M 1：1 （AutoCAD图）
④箱体或箱盖工作图一张： 1#图纸 M 1：1 （AutoCAD图）　
⑤设计计算说明书一份：10000～15000字
3.3 编写设计说明书（将1—4项整理成文，字数6000—8000）。
4.课程设计步骤
4.1设计标准
阅读设计任务书，明确设计要求和条件，通过看实物、模型、录像和减速器拆装实验等，了解设计对象，阅读有关资料、图纸，拟定设计计划。
4.2传动装置的总体设计
传动装置的总体设计的内容为：确定传动方案、选定电机型号、计算总传动比合理分配各级传动比，计算传动装置的运动和动力参数。为设计各级传动和装配图设计提供条件。
遵循机械设计过程的一般规律，大体上按以下步骤进行：
1. 设计准备 认真研究设计任务书，明确设计要求和条件，认真阅读减速器参考图，拆装减速器，熟悉设计对象。
2. 传动装置的总体设计 根据设计要求拟定传动总体布置方案，选择原动机，计算传动装置的运动和动力参数。
3. 传动件设计计算 设计装配图前，先计算各级传动件的参数确定其尺寸，并选好联轴器的类型和规格。一般先计算外传动件、后计算内传动件。
4. 装配图绘制 计算和选择支承零件，绘制装配草图，完成装配工作图。
5. 零件工作图绘制 零件工作图应包括制造和检验零件所需的全部内容。
6. 编写设计说明书 设计说明书包括所有的计算并附简图，并写出设计总结。
4.2.1 确定传动方案
合理的传动比方案应满足机器的功能要求，例如传动功率的大小，转速和运动形式，同时他应该适合工作条件（工作环境、场地、工作制度等），满足工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、使用维修方便、工艺性和经济性合理等要求。由设计任务看课确定设计方案如图1所示。该传动方案由一个V带传动装置和一个二级减速器组成。它适用于长期工作，加工和使用维修方便，结构紧凑，噪音小。其中减速器采用展开式减速器，它结构简单，应用广泛。但齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴有较大的刚度。高速齿轮布置在远离转矩输出端，这样，轴在转矩作用下产生的扭矩变形和轴在弯矩作用下产生的弯矩变形可部分的相对抵消，以减缓沿齿轮宽载荷不均匀的现象。适用于载荷比较平稳的场合。
采用V带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲、吸振性能，可适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。缺点是传动尺寸较大，V带使用寿命较短。
弹性联轴器：（两个）
滚动轴承（每对）：（五对）
圆柱齿轮传动：（精度7级）
传动滚筒效率：
V带传动效率：
传动系数总效率:

4.2.2电动机的选择
选择电动机的内容包括：电动机的类型、结构形式、容量和转矩，要确定电动机具体型号。
一、选择电动机类型和结构形式
电动机类型和结构形式要根据电源（交流或直流）、工作条件和载荷点来选择，该装置选择我国通用的Y系列电动机，他为一般用途全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，具有防止灰尘、铁屑、或者其他杂物侵入电动机的内部特点，额定电压为380V，频率50Hz，适用于特殊要求的机械上，所以该装置选择此类电动机，电动机机构可以防护式结构，保护人身和机械的安全。
二 、选择电动机的容量
标准电动机的容量由额定功率表示，所以电动机的额定功率应等于或稍大于工作要求功率。容量小于工作要求，则不能保证正常工作，或者使电动机长期过载、发热大而过早损坏；容量过大，则增加成本，并且由于效率和功率因素低而造成浪费。
工作机的工作速度：

式中：工作机的转速，D为工作机滚筒的直径

式中：为工作机的工作效率，为电动机的工作效率，η为传动装置的总效率

三、确定电动机转速要求和传动机构的合理传动比范围，可推算出电动机转速的可选范围：
式中：n为电动机的可选转速范围，
i1,i2,i3分别为带传动、圆柱齿轮传动1和圆柱齿轮传动2的合理传动比范围；
经查表可得：该装置可选用同步转速为1500r／min电动机。根据选定的电动机类型、结构、容量、转速，查表可得该电动机的型号 Y132S-4
该电动机的主要参数如下：
表1 电动机的参数
电机型号
额定功率
满载转速
（r／min）
最大转矩
（n·w）
堵转转矩
（n·w）
机座中心高
（nm）
Y132S-4
5.5
1440
2.3
2.2
132

设计传动装置时一般按工作机实际需要的电动机输出功率计算，转速则取满载转速。

4.2.3 总比和分配各级传动比
传动装置的总传动比要求为：
式中：n 为电动机的满载转速，r／min
由于该传动装置为多级传动，总传动比应为：
式中：i1,i2,i3分别为带传动和俩组圆柱齿轮传动的传动比，参照各级齿轮的传动比参考表可分配各级传动比
假设V带传动分配的传动比：
二展开式圆柱齿轮减速器总传动比

二级减速器中：
高速级齿轮传动比：

低速级齿轮传动比：

传动装置的实际传动比要比选定的齿轮数或者标准带轮直径要准确计算，因而与要求传动比可能有误差。一般允许的工作实际转速与要求的相对转速的相对误差为±3（3～5%）

4.4 计算传动装置的相对运动和动力参数
设计计算传动件时，需要知道各轴的转矩、转速或功率，因而讲工作机的转速、转矩或功率推算到各轴上。该传动装置从电动机到工作机油三轴，依次Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴，则可算各轴转速。

4.4.1 各轴转速

式中：n为电动机的满载转速, r∕min
n1,n2,n3分别Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的转速，r∕min; Ⅰ轴为高速轴，Ⅲ轴为低速轴。
i1,i2,i3依次为电动机轴至高速轴Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴，Ⅱ、Ⅲ轴间的传动比。
4.4.2 各轴的功率

式中：为电动机输出功率，kw;
P1,P2,P3分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ输出功率，kw;
、、依次为电动机轴与Ⅰ轴，Ⅰ、Ⅱ、轴，Ⅱ、Ⅲ轴间的传动效率。

4.4.3 各轴转矩
由电动机的输出功率：

可知电动机的输出转矩：

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的相关参数如下表：
表2 轴的相关参数
轴名
功率P (/kw)
转矩T（N/ m）
转速n (r/min)
电机轴
4.85
32.165
1440
Ⅰ轴
4.6075
76.39
576
Ⅱ轴
4.3333
280.081
152.02
Ⅲ轴
4.204
743.92
56.241

5 传动零件的设计计算
5.1 减速箱外传动零件——带传动设计
5.1.1带传动设计要求：
1. 带传动设计的主要内容 选择合理的传动参数；确定带的型号、长度、根数、传动中心距、安装要求、对轴的作用力及带的材料、结构和尺寸等。
2. 设计依据 传动的用途及工作情况；对外廓尺寸及传动位置的要求；原动机种类和所需的传动功率；主动轮和从动轮的转速等。
3. 注意问题 带传动中各有关尺寸的协调，如小带轮直径选定后要检查它与电动机中心高是否协调；大带轮直径选定后，要检查与箱体尺寸是否协调。小带轮孔径要与所选电动机轴径一致；大带轮的孔径应注意与带轮直径尺寸相协调，以保证其装配稳定性；同时还应注意此孔径就是减速器小齿轮轴外伸段的最小轴径。5.1.2 V带传动设计计算
1、确定计算功率
由机械设计书中P109 表6-10查的工作情况系数
由机械设计书中P109 式6-17：

式中：为电动机的额定功率，为工作系数，单位 kw。
2、选择V带的带型
根据 及 ,经查表机械设计书P107基本确定选A型带。
3、确定带轮的基准直径并验算带速
①初选小带轮的基准直径
查机械设计书P104表6-5可选最小直径=75mm，查表6-7得 ＞，又由查表可选取=125mm，所以，则大圆直径取315mm。
②验算带速
按机械设计书P110中公式6-18验算带的速度

符合V带要求。
4、确定V带的中心距和基准长度
①根据机械设计书P111中公式6-19和6-20，

初定中心距
所以带基准长度

根据查表6-4最后确定V带
②计算实际中心距

由机械设计书P111中公式6-21计算

考虑到安装调整和补偿预紧力的需要，中心距的变动范围为：

5、验算小带轮上的包角

包角合适。
6、计算带的根数z
①计算单根V带的额定功率Pr
由 和 ,查机械设计书中P105表6-7得
查机械设计书P107表6-8 功率增量 ；
查机械设计书P108表6-9 包角修正系数 ；
带的长度系数：
带入公式可得：

②计算V带的根数z
故选3根带。

7、计算单根V带的初拉力的最小值
根据机械设计书P111公式6-24：

应使带的实际初拉力。

8、计算压轴力
压轴力的最小值由机械设计书P112中公式6-25得：

式中：z为带的根数；F0为带根数的预紧力；a1为小带轮的包角。
9、带轮结构设计
表3 V型带传动相关数据见表：
计算功率（kw）
传动比
i
带速
V (m/s)
带型
根数
单根初拉力（N）
压轴力
（N）
1.92
2.5
9.42
A
3
177.32
1044.34
小带轮直径
(mm)
大带轮直径(mm)
中心距
(mm)
基准长度
（mm）
小带轮包角
125
315
517.4
1600
158

1. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究
2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究
3. MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究
4. 基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制
5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究
6. 基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器
7. 单片机控制的二级倒立摆系统的研究
8. 基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现
9. 基于单片机的蓄电池自动监测系统
10. 基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究
11. 基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究
12. 基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发
13. 基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制
14. 基于单片机的自动找平控制系统研究
15. 基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发
16. 基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发
17. 模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现
18. 一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制
19. 基于双单片机冲床数控系统的研究
20. 基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制
21. 基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制
22. 基于单片机的软起动器的研究和设计
23. 基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究
24. 基于单片机的机电产品控制系统开发
25. 基于PIC单片机的智能手机充电器
26. 基于单片机的实时内核设计及其应用研究
27. 基于单片机的远程抄表系统的设计与研究
28. 基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制
29. 基于微型光谱仪的单片机系统
30. 单片机系统软件构件开发的技术研究
31. 基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制
32. 基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制
33. 基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用
34. 基于单片机的光纤光栅解调仪的研制
35. 气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制
36. 基于单片机的数字磁通门传感器
37. 基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究
38. 基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究
39. 单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制
40. 基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪
41. 基于单片机的电机运动控制系统设计
42. Pico专用单片机核的可测性设计研究
43. 基于MCS-51单片机的热量计
44. 基于双单片机的智能遥测微型气象站
45. MCS-51单片机构建机器人的实践研究
46. 基于单片机的轮轨力检测
47. 基于单片机的GPS定位仪的研究与实现
48. 基于单片机的电液伺服控制系统
49. 用于单片机系统的MMC卡文件系统研制
50. 基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究
51. 基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究
52. 单片机控制的后备式方波UPS
53. 提升高职学生单片机应用能力的探究
54. 基于单片机控制的自动低频减载装置研究
55. 基于单片机控制的水下焊接电源的研究
56. 基于单片机的多通道数据采集系统
57. 基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制
58. 基于单片机的红外测油仪的研究
59. 96系列单片机仿真器研究与设计
60. 基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造
61. 基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现
62. 基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制
63. 基于单片机的气体测漏仪的研究
64. 基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器
65. 基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究
66. 基于单片机的膛壁温度报警系统设计
67. 基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计
68. 基于单片机船舶电力推进电机监测系统
69. 基于单片机网络的振动信号的采集系统
70. 基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究
71. 基于单片机的叠图机研究与教学方法实践
72. 基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现
73. 基于AT89S52单片机的通用数据采集系统
74. 基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究
75. 机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统
76. 基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究
77. 基于单片机系统的网络通信研究与应用
78. 基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究
79. 基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究
80. 基于双单片机冲床数控系统的研究与开发
81. 基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究
82. 基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究
83. 基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现
84. 变频调速液压电梯单片机控制器的研究
85. 基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现
86. 基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现
87. 单片机嵌入式以太网防盗报警系统
88. 基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现
89. 单片机监测系统在挤压机上的应用
90. MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用
91. 基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用
92. 单片机在高楼恒压供水系统中的应用
93. 基于ATmega16单片机的流量控制器的开发
94. 基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计
95. 基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计
96. 基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发
97. 锅炉的单片机控制系统
98. 基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计
99. 基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制
100. 一种RISC结构8位单片机的设计与实现
101. 基于单片机的公寓用电智能管理系统设计
102. 基于单片机的温度测控系统在温室大棚中的设计与实现
103. 基于MSP430单片机的数字化超声电源的研制
104. 基于ADμC841单片机的防爆软起动综合控制器的研究
105. 基于单片机控制的井下低爆综合保护系统的设计
106. 基于单片机的空调器故障诊断系统的设计研究
107. 单片机实现的寻呼机编码器
108. 单片机实现的鲁棒MRACS及其在液压系统中的应用研究
109. 自适应控制的单片机实现方法及基上隅角瓦斯积聚处理中的应用研究
110. 基于单片机的锅炉智能控制器的设计与研究
111. 超精密机床床身隔振的单片机主动控制
112. PIC单片机在空调中的应用
113. 单片机控制力矩加载控制系统的研究
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