机械设计项目设计 汽车服务工程1401班3设计内容设计说明及计算过程计算结果前言机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置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要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，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。本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。课程设计题目：带式输送机传动装置的设计运动简图：1、电动机；2、三角带传动；3、减速器；4、联轴器；5、传动滚筒；6、运输平皮带设计目的：（1）通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。（2）学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。（3）学习进行机械设计基础技能的训练，例如：计算、绘图、查阅设计资料和手册、运用标准和规定。设计任务： 电动机类型确定单机减速器的齿轮、轴、轴承、箱体等的设计及强度计算编写一份设计说明书装配图一张、齿轮及轴的零件图各一张2第 页设计内容设计说明及计算过程计算结果一、传动方案拟定二、电动机选择设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动(1)工作条件：输送机连续工作，单向运转，载荷变化不大，空载启动，二班制，使用期限10年（每年工作日300天），两班制工作，输送带速度允许误差为5%。(2)原始数据：滚筒圆周力F=1800N；带速V=1.40m/s；滚筒直径D=350mm。1、 电动机类型的选择：Y系列鼠笼式三相异步电动机2、电动机功率选择（查机械设计课程设计P15表2-5）(1)传动装置的总效率：总=带齿轮联轴器3轴承滚筒 =0.950.970.990.9830.96=0.82(2)电机所需的工作功率：P工作=FV/1000总=18001.4/10000.82=3.07KW3、确定电动机转速计算滚筒工作转速：n滚筒=601000V/D=6010001.4/350=76.40 r/min根据机械设计课程设计P15表2-5选择合理的传动比，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I1=35。取V带传动比I2=24，则总传动比范围为I总=620。故电动机转速的可选范围为n电动机=I总n滚筒=458.41528r/min符合这一范围的同步转速有720、960、1440r/min等。根据容量和转速，查机械设计手册表2-6，有三种适用的电动机型号，综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则选n=960r/min。4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y132M1-6。其主要性能：额定功率：4KW，满载转速960r/min，最大额定转矩 2.0N/mF=1800NV=1.40m/sD=350mm总=82%.P工作=3.07KWn滚筒=76.40r/min电动机型号Y132M1-6设计内容设计说明及计算过程计算结果三、计算总传动比及分配各级的传动比四、运动参数及动力参数计算五、传动零件的设计计算1、总传动比：i总=n电动/n滚筒=960/76.40=12.562、分配各传动比(1) 取V带，圆柱齿轮I齿轮=I减速器=5.00（单级减速器I=35合理）(2)i总=i齿轮i带i减速器i带=i总/（i齿轮i减速器）=12.56/5.00=2.5121、计算各轴转速（r/min）V带高速轴 n =n电机=960r/min减速器高速轴n2=n1/i带=960/2.512=382.16(r/min)减速器低速轴n3=n2/ i减速器=382.16/5.00=76.40(r/min)传动滚筒轴 n4= n3/i齿轮 =76.40/5.00=15.30(r/min)2、 计算各轴的输入功率（KW）V带低速轴 P1=P工作=3.07KW减速器高速轴P2=P1带=3.070.95=2.92KW减速器低速轴P3=P2轴承齿轮= 2.920.980.97=2.77KW滚筒轴 P4 = P3轴承联轴器=2.770.980.99=2.69KW3、 计算各轴扭矩（Nm）电动机输出轴T1=9550P1/n1=95503.07/960=30.54Nm减速器高速轴 T2=9550P2/n2=95502.92/382.16=72.90Nm减速器低速轴 T3=9550P3/n3=95502.77/76.40=346.25Nm滚筒轴 T4=9550 P4 /n4= 95502.96/15.30=1847.58Nm1、带轮传动的设计计算(1)计算功率PC查机械设计基础第六版P222表13-9得：KA=1.1PC=KAP=1.14=4.4KW(2)选V带型号查机械设计基础第六版P223图13-15得：选用A型V带(3)确定大小带轮基准直径d1、d2查机械设计基础第六版P223图13-15得，d1=112140mm因传动比不大，d1可取大值而不会使d2过大，因此取d1=140mmd2=n1/n2d1(1-)=960/382.16140（1-0.02）=344.65mm查机械设计基础第六版P224表13-10得， d2=355mm实际从动轮转速 n2=nId1/d2=960140/355 =378.6r/min转速误差为：(n2-n2)/n2=382.16-378.6/382.16 =0.0091200（合适）(7)求V带根数z由n1=960r/min, d1=140mm,查机械设计基础第六版P219表13-4得：P0=1.62KW由传动比公式i=d2/d1(1-)得i=2.58查机械设计基础第六版P221表13-6得：P0=0.11KW由1=1620查机械设计基础第六版P222表13-8得：K=0.95查机械设计基础第六版P216表13-2得：KL=1.06由公式z= PC/(P0+P0)KKL=2.53取3跟(8) 计算轴上压力FQ查机械设计基础第六版P216表13-1得：q=0.105kg/m由公式得单根V带的初拉力：F0=500PC/zv（2.5/K-1）+qv2=175.9N则作用在轴承的压力FQ，由公式FQ=2zF0sin 1/2=1042.4N2、齿轮传动的设计计算（1）选择齿轮材料及确定许用应力 考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面。根据机械设计基础第六版P171表11-1得：小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为217286HBS，取260HBS，HlimZ1=700MPa，FE1=600MPa；大齿轮选用45钢调质，齿面硬度197286HBS，取230HBS，HlimZ2=580MPa， FE2 =450MPa。根据机械设计基础第六版P172表11-2选9级精度。根据课本P176表11-5，选取安全系数SH=1.1按一般可靠度选取安全系数SF=1.25v=7.04m/sLd=2200mma=703.5mm1=1620P0=1.62KWi=2.58P0=0.11KwK=0.95KL=1.06z=3根F0=175.9NFQ=1042.4N设计内容设计说明及计算过程计算结果H1=Hlim1/SH=700/1.1MPa=636.36MPaH2=Hlim2/SH=580/1.1MPa=527.27MPaF1=FE1 /SF=600/1.25MPa=480.00MPaF2=FE2 /SF =450/1.25MPa=360.00MPa(2) 按齿面接触强度设计查机械设计基础第六版表P174 11-3取载荷系数K=1.5查机械设计基础第六版表P179 11-6取齿宽系数d=1.0小齿轮上的转矩T1=9.55106P2/n2=9.551062.92/382.16=72970Nmm查机械设计基础第六版表P175 11-4，取ZE=188.0，u=i12=5则mm得d1=36.04mm取小齿轮齿数Z1=20，则大齿轮齿数：Z2=iZ1=100模数m=d1/Z1=36.04/20=1.8齿宽b=dd1=1.036.04=36.04mm，取b2=35mm，b1=40mm查机械设计基础第六版表P58 4-1取m=2，实际的d1=Z1m=202=40mmd2=Z2m=1002=200mm则中心距a= (d1+ d2)/2=(40+200)/2=120mm齿顶圆直径：da1= d1 +2m=40+4=44mm da2= d2 +2m=200+4=204mm齿根圆直径：df1=m(Z1-2.5)=35m df2=m(Z2-2.5)=195mm全齿高：h=2.25m=2.25*2=