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严岑琪机械设计课程设计计算说明书机械设计课程设计说明书第一章 设计任务书1.1设计题目 原料车间一运输冷料的带式运输机，由电动机经一级减速传动装置，该减 速传动装置系由单级齿轮减速器配合其他传动件组成。该带式运输机折合每日两班工 作制，工作期限5年。设计此传动装置。 技术参数：运输机主动鼓轮轴输入端转矩/主动轮直径运输带速度5003501.5 工作条件：工作年限工作班制52 1.2 传动方案的分析和拟定 第二章 传动装置运动与运动参数的选择和计算 2.1减速器结构 本减速器箱体设计为剖分式、铸造箱体2.2电动机的选择 （1）工作机的输入功率 =601000=6010001.8350 =81.893r/min =/9550=（50081.893/9550）kw=4.288kw （2）总效率 齿轮为7级精度，滚动轴承为角接触轴承，联轴器为弹性联轴器，链传动为开式链传动。 （3）所需电动机输出功率 查机械零件设计手册得 = 5.5 kw 电动机选用 Y132S-4 n满 = 1440 r/min2.3传动比分配 减速器的总传动比 取 则 2.4运动参数及动力参数计算 功率 的计算： 转速 的计算： 转矩 的计算： 将上述数据列表如下：轴号功率转速转矩I 5.02372066.625II4.873175.61265.003III4.791175.61260.516第三章 V带传动的设计计算3.1 设计分析 V带传动的设计计算设计条件：水平对称布置，电机转速，从动轮转速，每天工作16个小时。3.2 计算过程 设计过程所用图、表由机械设计基础查得。 （1）计算功率 由表13-6查得，故 （2）选普通V带型号 根据、查图13-12选用A型V 带（3） 选择小带轮基准直径 参考表13-7和图13-12得小 带轮基准直径为，故 取（4）验算带速 在525范围内，带速合适。（5） 确定带长和中心距 按公式 选 则 查表13-2，取，同时查得 实际中心距为 （6）验算小带轮包角 包角合适。（7） 确定V带的根数 由表13-5查得、 A型V带 ，其中传动比， 由表13-9得，由表13-8得，则 由表13-10得，由表13-2得，则V带根数为 ，取根。（8）计算张紧力 由表13-1查得 （9）计算压轴力 3.3 带轮的结构设计第四章 齿轮传动的设计计算4.1 设计分析 齿轮传动的设计计算 设计条件：7级精度、对称布置、单向转动、载荷平稳、 4.2选材 小齿轮 45钢 调质处理 230HBS 大齿轮 45钢 正火处理 200HBS4.3确定基本参数 4.4接触疲劳强度计算 设计过程中所用图、表由机械设计基础查得 （1）计算小齿轮转矩 （得数错误） （2）确定载荷系数 由于载荷平稳，由表11-4取 已知齿轮为7级精度，调质处理，并初设，由表11-5取 对于7级精度软齿面齿轮，由表11-9取 齿轮在轴上对称布置，轴刚性大，软齿面，由表11-8取， 由图11-7取 因此，该斜齿轮圆柱齿轮传动的载荷系数为 （3）确定弹性系数、节点区域系数、重合度系数和螺旋角系数 钢对钢的弹性系数查表11-6得，初设， 则由图11-9 可查得节点区域系数，重合度系数 对斜齿轮可取， 由此可得 螺旋角系数 （4）计算许用接触应力 因为大齿轮的硬度比较低，其强度较差，故接 疲劳强度按大齿轮计算即可。 大齿轮45钢，正火处理，200HBS，由图11-10取， 按表11-7查得其失效概率为1%得。 大齿轮许用接触应力为 （5）计算小齿轮分度圆直径 （6）验算速度 ， 与初设相符。4.5确定传动尺寸 （1）确定模数 ，取 （2）确定中心距 ， 中心距应圆整为整数，取 （3）确定螺旋角 （4）确定齿轮分度圆直径 （5）确定齿宽 ，取 4.6弯曲疲劳强度验算 （1）确定齿形系数、应力修正系数、重合度系数及螺旋角系数 小齿轮的当量齿数为，大齿轮的当量 齿数为。查图11-12和图11-13得 重合度系数因已知故 螺旋角系数 （2）计算许用弯曲应力 小齿轮45钢，调质处理，硬度为230HBS，查 图11-14得 因为，查图11-15，可取尺寸系数 失效概率为1%，查图11-7得安全系数 计算许用弯曲应力 （3）验算弯曲疲劳强度 4.7齿轮相关参数的计算 （1)小齿轮参数的计算 分度圆直径； 齿顶圆直径； 齿根圆直径； 旋向：右旋。 （2）大齿轮参数的计算 分度圆直径； 齿顶圆直径； 齿根圆直径； 旋向：左旋。参数主动轮从动轮模数/mm22齿数28115齿宽/mm6560分度圆直径/mm57.175234.825齿顶圆直径/mm59.175236.825齿根圆直径/mm54.675232.325螺旋角中心距/mm146旋向右旋左旋精度等级7级4.8齿轮的结构设计第五章 轴的设计和计算5.1轴I的设计和计算 设计条件： 轴上齿轮分度圆直径 设计中用到的图、表由机械设计基础查得（1）选材 选用45钢并经过调质处理，由表15-1和表15-3查得 硬度为217255HBS，（2） 轴长的估算 参照机械设计课程设计对轴长进行估算 轴总长： 带轮到邻近的轴承部分长为： 轴承之间长为： 一个轴承到齿轮中心的距离为： （3）画轴的空间受力简图，如图1 （4）作水平面内的弯矩图,如图2 截面C左侧的弯矩为 截面C右侧的弯矩为 截面A处的弯矩为 （5）作垂直面内的弯矩图，如图3 截面C处的弯矩为 （6）作合成弯矩图，如图4 截面C左侧合成弯矩为 截面C右侧合成弯矩为 截面A处的合成弯矩为 （7）作转矩图，如图5 （8）作当量弯矩图，如图6 （9）计算危险截面处的直径 A处： C处： 因C处有键槽，故将直径扩大5%，即 D处： 因D处有键槽，故将直径扩大5%，即 5.2 轴的设计和计算 设计条件： 轴上齿轮分度圆直径 设计中用到的图、表由机械设计基础查得（1）选材 选用45钢并经过调质处理，由表15-1和表15-3查得 硬度为217255HBS， （2）轴长的估算 该轴的轴承之间的长度应与轴I轴承之间的长度相同， 即 （3）画轴的空间受力简图，如图1 在数值上 （4）作水平面内的弯矩图,如图2 截面C左侧弯矩为 截面C右侧弯矩为 （5）作垂直面内的弯矩图，如图3 （6）作合成弯矩图，如图4 截面C左侧合成弯矩为 截面C右侧合成弯矩为 （7）作转矩图，如图5 （8）作当量弯矩图，如图6 （9）计算危险截面处的直径 C处： 因C处有键槽，故加大5%，即 B处、D处 B处、D处也加大5%，即 第六章 轴承的选择和计算6.1 轴I两端轴承的选择和计算 设计条件：预期使用寿命为29200h 轴承内径， 转速，选用公称接触角为的型轴承 设计中用到的图、表由机械设计基础查得 （1）计算轴承1、2的轴向负荷 （2）计算轴承1、2的内部轴向力 因为 故 （3）计算轴承1、2的当量动负荷 由表17-8查得型轴承， 而 查表17-8得 （4）计算所需的径向基本额定动负荷 因为， 故以轴承1的当量动负荷为计算依据，因为轻微 冲击负荷，查表17-6得，工作温度正常，查表17-5得 所以， 由机械设计常用标准查得型轴承的径向基本额定动负荷 ，符合设计要求。6.2 轴两端轴承的选择和计算 设计条件：预期使用寿命为29200h 轴承内径， 转速，选用公称接触角为的型轴承 设计中用到的图、表由机械设计基础查得 （1）计算轴承1、2的轴向负荷 （2）计算轴承1、2的内部轴向力 因为， 故 （3）计算轴承1、2的当量动负荷 由表17-8查得型轴承， 而 查表17-8得 （4）计算所需的径向基本额定动负荷 因为， 故以轴承1的当量动负荷为计算依据，因为轻微 冲击负荷，查表17-6得，工作温度正常，查表17-5得 所以， 由机械设计常用标准查得型轴承的径向基本额定动负荷 ，符合设计要求。第七章 键的选择及计算7.1 轴I外伸端键的选择和计算（1）键的选择 该处用键联接带轮和轴I，由第三章V带的设计及带轮的结构设计可知， 带轮与轴接触部分轴长为， 故键长为 由电动机外伸端直径及第五章轴 的设计可知，该处轴的直径设定为 ，根据以上数据选择键型。 由机械设计课程设计查表5-1，选择A型普通平键 GB1096-90 材料为45钢。（2）键的校核 由于轮毂材料为铸铁，故其强度最弱，按其挤压应力进行校核。 该处键联接有轻微冲击，查机械设计基础表10-11得 ， ，符合设计要求。7.2 轴 键的选择和计算 （1）键的选择 该处用键联接从动轴和从动齿轮，由第四章齿轮的设计和计算可知，该 处齿轮和轴接触部分长度为齿宽，故， 故键长为 ，由机械设计课程设计 查表5-1，选键长为 由第五章轴的设计和计算可知，该处直径为，由机械设计 课程设计查表5-1，选择A型普通平键 GB1096-90 材料为45钢。（2）键的校核 齿轮轮毂材料为45钢，按其挤压应力进行校核。 该处键联接有轻微冲击，查机械设计基础表10-11得 ， ，符合设计要求。第八章 联轴器的选择8.1 从动轮外伸端联轴器的选择 设计条件： （1）选择类型 考虑到转速较低，传递功率不太大，安装时不易保证完全同 轴线，故选用弹性柱销联轴器。 （2）计算名义转矩 由机械设计基础查表18-1取， （3）选择型号 参考机械设计课程设计表6-4按GB5014-8 选择联轴器型号为，选择Y型孔，A型键，轴的直 径为，孔长。8.2 大链轮处联轴器的选择 设计条件： （1）选择类型 考虑到转速较低，传递功率不太大，安装时不易保证完全同 轴线，故选用弹性柱销联轴器。 （2）计算名义转矩 由机械设计基础查表18-1取， （3）选择型号 参考机械设计课程设计表6-4按GB5014-8 选择联轴器型号为，选择Y型孔，A型键，轴的直 径为，孔长。 第九章 相关参数的验证及误差分析9.1 确定精确传动比及误差分析（1）精确传动比的计算 、 （2） 传动比误差分析 符合设计误差的要求。9.2 轴长的误差分析 根据最终装配图测量计算的轴I总长为 符合设计误差的要求。 27材料学院2009级基地班第一组 2011年12月