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1、机械设计课程设计机械设计计课程设设计说明明书 目录1 设计计任务书书31.1 题目名名称设计计胶带输输送机的的传动装装置31.2 工作条条件41.3 技术数数据42 电动动机的选选择计算算42.1 选择电电动机系系列42.2 滚筒转转动所需需要的有有效功率率42.3 确定电电动机的的转速553 传动动装置的的运动及及动力参参数计算算53.1 分配传传动比553.1.1 总总传动比比53.1.2 各各级传动动比的分分配53.2 各轴功功率、转转速和转转矩的计计算63.2.1 轴（高高速轴）63.2.2 轴（中中间轴）63.2.3 轴（低低速轴）63.2.4 轴（传传动轴）63.2.5 轴（卷卷筒
2、轴）63.3 开式齿齿轮的设设计63.3.1 材材料选择择73.3.2 按按齿根弯弯曲疲劳劳强度确确定模数数73.3.3 齿齿轮强度度校核883.3.4 齿齿轮主要要几何参参数94 闭式式齿轮设设计94.1 减速器器高速级级齿轮的的设计计计算94.1.1 材材料选择择94.1.2 按按齿面接接触疲劳劳强度确确定中心心距1004.1.3 验验算齿面面接触疲疲劳强度度114.1.4 验验算齿根根弯曲疲疲劳强度度- 113 -4.1.5 齿齿轮主要要几何参参数- 2 -4.2 减速器器低速级级齿轮的的设计计计算- 2 -4.2.1 材材料选择择- 22 -4.2.2 按按齿面接接触疲劳劳强度确确定中
3、心心距- 3 -4.2.3 验验算齿面面接触疲疲劳强度度- 44 -4.2.4 验验算齿根根弯曲疲疲劳强度度- 55 -4.2.5 齿齿轮主要要几何参参数- 6 -5 轴的的设计计计算- 7 -5.1 高速轴轴的设计计计算- 7 -5.2 中间轴轴的设计计计算- 8 -5.3 低速轴轴的设计计计算- 8 -6 低速速轴的强强度校核核- 99 -6.1 绘制低低速轴的的力学模模型- 9 -6.2 求支反反力- 9 -6.3 作弯矩矩、转矩矩图- 10 -6.1.4 作作计算弯弯矩Mcca图- 111 -6.1.5 校校核该轴轴的强度度- 111 -6.6 精确校校核轴的的疲劳强强度- 11 -7
4、 低速速轴轴承承的选择择及其寿寿命验算算- 113 -7.1 确定轴轴承的承承载能力力- 113 -7.2 计算轴轴承的径径向支反反力- 14 -7.3 作弯矩矩图- 14 -7.4 计算派派生轴向向力S- 114 -7.5求求轴承轴轴向载荷荷- 114 -7.6 计算轴轴承的当当量动载载荷P- 114 -8 键联联接的选选择和验验算- 15 -8.1 低速轴轴上键的的选择与与验算- 155 -8.1.1 齿齿轮处- 155 -8.1.2 联联轴器处处- 115 -8.2 中间轴轴上键的的选择与与验算- 155 -8.3 高速轴轴上键的的选择与与验算- 155 -9 联轴轴器的选选择- 16
5、-9.1 低速轴轴轴端处处- 116 -9.2 高速轴轴轴端处处- 116 -10 减减速器的的润滑及及密封形形式选择择- 116 -11 参参考文献献- 117 -1 设计计任务书书1.1 题目名名称 设设计胶带带输送机机的传动动装置FvD1.2 工作条条件工作年限限工作班制制工作环境境载荷性质质生产批量量82多灰尘平稳小批1.3 技术数数据题号滚筒圆周周力F(N)带速v(m/ss)滚筒直径径 D(mm)滚筒长度度L(mmm)ZL-1151800000.255400100002 电动动机的选选择计算算2.1 选择电电动机系系列根据工作作要求及及工作条条件应选选用三相相异步电电动机，封封闭式结
6、结构，电电压3880伏，YY系列。2.2 滚筒转转动所需需要的有有效功率率传动装置置总效率率 查表177-9得得弹性联轴轴器的效效率 刚性联轴轴器的效效率 闭式齿轮轮的啮合合效率 开式齿轮轮的啮合合效率 滚动轴承承的效率率 滚筒的效效率 传动装置置的总效效率 2.3 确定电电动机的的转速滚筒轴转转速 所需电动动机的功功率 查表277-1，可可选Y系系列三相相异步电电动机电动机型号额定功率率/kWW同步转速速/(r/minn)满载转速速/(r/minn)总传动比比Y1322M-447.51500014400111.87Y1322M-667.51000097094.221为使传动动装置结结构紧凑凑
7、，选用用Y1332M4型，额定定功率7.5kW,同步转转速15000r/mmin,满载转转速14440rr/miin。查表277-2，电动机机中心高高 H=1322mm，外外伸段 DE=388mm80mmm3传动装装置的运运动及动动力参数数计算3.1 分配传传动比3.1.1总传传动比3.1.2各级级传动比比的分配配查表177-9 取减速器的的传动比比 高速级齿齿轮传动动比低速级齿齿轮传动动比 3.2 各轴功功率、转转速和转转矩的计计算3.2.0 00轴P=5.99kw,n=114400r/mmin,T=99.555*5.9/114400=400.2446N*m3.2.1轴（高高速轴）3.2.2
8、轴（中中间轴）3.2.3轴（低低速轴）3.2.4轴（传传动轴）3.2.5 轴（卷卷筒轴）3.3 开式齿齿轮的设设计3.3.1材料料选择小齿轮:45#锻钢，调调质处理理，齿面面硬度2217-2555HBBS大齿轮:45#锻钢，正正火处理理，齿面面硬度1162-2117HBBS3.3.2 按按齿根弯弯曲疲劳劳强度确确定模数数按齿面硬硬度2117HBBS和1162HHBS计计算初取小齿齿轮齿数数 则大齿轮轮齿数 计算应力力循环次次数查图5-19 查图5-18(b) ，由式5-32 取 ,计算许用用弯曲应应力由式5-31 查图5-14查图5-15则取初选综合合系数，查查表5-8 由式5-26考虑开式式
9、齿轮工工作特点点m加大大10%-155%，取取m=553.3.3齿轮轮强度校校核取则小齿轮轮转速为为查图5-4（dd） 查查表5-3 由图图5-77(a) 查表5-4 计算载荷荷系数 与相近 ，无需需修正计算齿根根弯曲应应力3.3.4齿轮轮主要几几何参数数4闭式齿齿轮设计计4.1减减速器高高速级齿齿轮的设设计计算算4.1.1材料料选择小齿轮:45#锻钢，调调质处理理，齿面面硬度2217-2555HBBS大齿轮:45#锻钢，正正火处理理，齿面面硬度1162-2117HBBS按齿面硬硬度2117HBBS和1162HHBS计计算查图5-17 （允许许一定点点蚀）由式5-29取（精加加工）查图5-16
10、（b） ,由式5-284.1.2按齿齿面接触触疲劳强度度确定中中心距小轮转矩矩初定螺旋旋角初取，查查表5-5减速传动动取端面压力力角基圆螺旋旋角由式5-42 由式5-41 由式5-39取中心距距估算模数数取标准模模数小齿轮齿齿数大齿轮齿齿数取实际传动动比传动比误误差在允许范范围内修正螺旋旋角与初初选相近近,可不修修正轮分度圆圆直径圆周速度度查表5-6 取齿轮轮精度为为8级4.1.3 验验算齿面面接触疲疲劳强度度电机驱动动,稍有有波动,查表5-3 查图5-4（dd） 齿宽查图5-7（a） 查表5-4载荷系数数齿顶圆直直径 端面压力力角齿轮基圆圆直径端面齿顶顶压力角角 由式5-43 由式5-42
11、由式5-41由式5-41- 1 -4.1.4 验验算齿根根弯曲疲疲劳强度度查图5-18（b） ，查图5-19由式5-32取由式5-31查图5-14查图5-15 由式5-47计计算，因因，取由式5-48 由式5-444.1.5齿轮轮主要几几何参数数4.2减减速器低低速级齿齿轮的设设计计算算4.2.1材料料选择小齿轮: 440Crr ，调调质处理理，齿面面硬度2241-2886HBBS大齿轮:45#锻钢，调调质处理理，齿面面硬度2217-2335HBBS按齿面硬硬度2441HBBS和2217HHBS计计算查图5-17 （允许许一定点点蚀）由式5-29取（精加加工）查图5-16（b） ,由式5-28
12、4.2.2按齿齿面接触触疲劳强度度确定中中心距小轮转矩矩初定螺旋旋角初取，查查表5-5减速传动动取端面压力力角基圆螺旋旋角由式5-42 由式5-41 由式5-39取中心距距估算模数数取标准模模数小齿轮齿齿数大齿轮齿齿数取实际传动动比传动比误误差在允许范范围内修正螺旋旋角与初选相相近,可不修修正轮分度圆圆直径 圆周速度度查表5-6 取齿轮轮精度为为8级4.2.3 验验算齿面面接触疲疲劳强度度电机驱动动,稍有有波动,查表5-3 查图5-4（dd） 齿宽查图5-7（a） 查表5-4载荷系数数齿顶圆直直径 端面压力力角齿轮基圆圆直径端面齿顶顶压力角角由式5-43 由式5-42 由式5-41由式5-41
13、 4.2.4验算算齿根弯弯曲疲劳劳强度查图5-18（b） ，查图5-19由式5-32取由式5-31查图5-14查图5-15 由式5-47计计算，因因，取由式5-484.2.5齿轮轮主要几几何参数数5 轴的的设计计计算5.1 高速轴轴的设计计计算轴的材料料为选择择45#, 调质处处理，传传递功率率转速 查表8-22 由于轴上上有一个个键槽，则则估定减速速器高速速轴外伸伸段轴径径查表177-2电机机轴径轴轴伸长则取根据传动动装置的的工作条条件选用用HL型型弹性柱柱销联轴轴名义转矩矩查表111-1 工作作情况系系数计算转矩矩查表222-1 选TTL6公称转矩矩许用转速速轴孔直径径取减速器器高速轴轴外
14、伸段段轴径dd=322mm,可选联联轴器轴轴孔联接电机机的轴伸伸长联接减速速器高速速轴外伸伸段的轴轴伸长5.2中中间轴的的设计计计算轴的材料料为选择择45#, 调质质处理，传传递功率率，转速速 查查表8-22 由于轴上上有一个个键槽，则则取5.3低低速轴的的设计计计算轴的材料料为选择择40CCr, 调质处处理，传传递功率率，转速速 查查表8-22 由于轴上上有一个个键槽，则则取因为是小小批生产产，故轴轴外伸段段采用圆圆柱形根据传动动装置的的工作条条件选用用HL型型弹性柱柱销联轴轴名义转矩矩计算转矩矩 查表222-1 选TTL8查表111-1 工作作情况系系数.TT取1.25公称直径径许用转速速
15、减速器低低速轴外外伸段 从从动端6 低速速轴的强强度校核核6.1 绘制低低速轴的的力学模模型作用在齿齿轮的圆圆周力径向力轴向力 6.2求求支反力力水平支反反力,垂直支反反力6.3作作弯矩、转转矩图（上上图）水平弯矩矩C点 垂直弯矩矩C点左C点右 合成弯矩矩C点左C点右转矩 6.1.4作计计算弯矩矩Mcaa图（上图图）该轴单向向工作，转转矩产生生的弯曲曲应力按按脉动循循环应力力考虑取C点左C点右D点6.1.5校核核该轴的的强度根据以上上分析，C点弯矩矩值最大大，而DD点轴径径最小，所所以该轴危险断断面是CC点和D点所在在剖面。轴的材料料为400Cr查表8-1查表表8-33C点轴径径因为有一一个键
16、槽槽D点轴径径因为有一一个键槽槽6.6精精确校核核轴的疲疲劳强度度-均均为有应应力集中中的剖面面，均有有可能是是危险剖剖面。其其中-剖面计计算弯矩矩相同，、剖面相比较，只是应力集中影响不同。可取应力集中系数值较大的值进行验算即可。同理、剖面承载情况也接近，可取应力集中系数较大者进行验算。校核、剖面的的疲劳强强度剖面因因键槽引引起的应应力集中中系数查查附表1-1（插插值），剖面因因过渡圆圆角引起起的应力力集中系系数查附附表1-2因、剖面主主要受转转矩作用用，起主主要作用用，按键槽引引起的应应力集中中系数计计算查表8-1 查附表11-4 查附表11-5 查表1-5，取，校核、的疲劳劳强度剖面因因配
17、合(H7/r6)引起起的应力力集中系系数查附附表1-1，剖面因因过渡圆圆角引起起的应力力集中系系数查附附表1-2，剖面因因键槽引引起的应应力集中中系数查查附表1-1，按配合合引起的的应力集集中系数数校核剖面剖面承承受的弯弯矩和转转矩分别别为：剖面产产生正应应力，剖面产产生的扭扭剪应力力及其应应力幅、平平均应力力为查附表11-4查附表11-5,查表1-5 ,取，其它剖面面与上述述剖面相相比，危危险性小小，不予予校核7 低速速轴轴承承的选择择及其寿寿命验算算低速轴轴轴承选择择一对3302111圆锥锥滚子轴轴承条件：dd=55mmm,转速n=61.1477r/mmin，工工作环境境多灰尘尘，载荷稍稍
18、有波动动，工作作温度低低于，预计寿命命7.1确确定轴承承的承载载能力查表211-3 轴承承302212的=745000N7.2计计算轴承承的径向向支反力力7.3 作弯矩矩图（如如前）7.4 计算派派生轴向向力S查表9-8 302212轴轴承Y=1.55，C=978800 ，e=0.44的方向如如图7.5求求轴承轴轴向载荷荷故1松22紧7.6计计算轴承承的当量量动载荷荷P由查表9-6 由查表9-6查表9-7 根据合成成弯矩图图取，故按计计算查表9-4 故圆锥滚滚子轴承承302112适用8 键联联接的选选择和验验算8.1低低速轴上上键的选选择与验验算8.1.1 齿齿轮处选择键11811 GB110
19、966-20003AA型，其其参数为为L=556mmm，t=5.55mm，R=b/2=99mm，kk=h-t=111-5.55=5.55mm，ll=L-2R=56-229=38mmm，d=60mmm。齿轮材料料为400Cr，载载荷平稳稳，静联联接查表2-18.1.2 联联轴器处处选择键11610 GGB10096-20003A型型，其参参数为LL=1000mmm，t=5.55mm，R=b/2=77mm，kk=h-t=99-5.55=3.5mmm，l=L-22R=1100-27=86mmm，d=50mmm。齿轮材料料为455#钢，载载荷稍有有波动，静静联接查表2-18.2 中间轴轴上键的的选择与
20、与验算选择键1149 GBB10996-220033A型，其其参数为为L=1100mmm，tt=5.5mmm，R=b/2=77mm，kk=h-t=88-4=4mm，ll=L-2R=1000-26=86mmm，d=50mmm。齿轮材料料为455#钢，载载荷稍有有波动，静静联接查表2-18.3 高速轴轴上键的的选择与与验算选择键1108 GGB10096-20003A型型，其参参数为LL=700mm，tt=5mmm，R=b/2=55mm，kk=h-t=88-5=3mm，ll=L-2R=70-225=60mmm，d=32mmm。齿轮材料料为455#钢，载载荷稍有有波动，静静联接由表2-1，查查得9
21、联轴轴器的选选择9.1 低速轴轴轴端处处选择TLL6联轴器器,GB/T43323-20002名义转矩矩计算转矩矩 公称转矩矩 许用转速速减速器低低速轴外外伸段从动端9.2 高速轴轴轴端处处选择TLL6联轴轴器，GGB/TT43223-220022名义转矩矩 计算转矩矩 公称转矩矩许用转速速 减速器高高速轴外外伸段从动端10 减减速器的的润滑及及密封形形式选择择减速器的的润滑采采用油润润滑，润润滑油选选用中负负荷工业业齿轮油油GB559033-19986油标尺MM16,材料QQ2355A密封圈选选用毛毡毡，JB/ZQ446066-1998611 参参考文献献（1）孙孙志礼 马兴兴国 黄秋波波 闫闫玉涛 主编编机械械设计北京：科科学出版版社，220088（2） 巩云鹏鹏 田田万禄 张伟伟华 黄秋波波 主主编机机械设计计课程设设计北京：科科学出版版社，220088（3）喻喻子建 张磊磊 邵邵伟平 主编编机械械设计习习题与解解题分析析 沈阳阳：东北北大学出出版社，220000