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1、 西安科技大學高新學院 課程設計計算說明書 學 院 課 程 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導教師

2、 日 期 任務書 姓名 學號 專業(yè)班級 設計參數(shù)：（自己填寫F V D） 1、 運輸帶工作拉力F= 2.9 KN 2、 運輸帶工作速度V= 2 m/s 3、 卷筒直徑D= 320 mm 4、 使用年限：8年 5、 工作情況：兩班制，連續(xù)單向運轉，載荷較平穩(wěn)。

3、 6、 工作環(huán)境：室內，輕度污染環(huán)境。 7、 邊界連接條件：原動機采用一般工業(yè)用電動機，傳動裝置與工作機分別在不同地面上， 用彈性聯(lián)軸器連接。 完成時間： 2013年1 月6日 內容及要求：機械設計課程設計通過傳動方案的擬定，結構設計，設計計算，查閱有關標準和規(guī)范以及編寫設計計算說明書，使學生掌握機械傳動裝置的設計步驟和方法的一般規(guī)律，提高設計技能。 機械設計課程設計包括：(1)確定機械系統(tǒng)總體傳動方案。（2）選擇電動機 。(3)傳動裝置運動和動力參數(shù)的計算。 (4)傳動件如齒輪．帶

4、及帶輪的設計。(5)鈾的設計。(6)軸承組合部件設計。(7)鍵的選擇和校核。(8)機架或箱體的設計。(9)潤滑設計。 學生在規(guī)定的時間內應繪制裝配工作圖1張(A0或A1圖紙)，組件或零件工作圖2—3張，并編寫設計計算說明書1份。 指導教師： 2012 年 12 月 24 日 課程設計說明書成績： 指導教師： 2013年 1 月

5、 日 設計計算說明書 1、 傳動方案擬定 設計單級圓柱齒輪減速器和一級帶傳動 一、 傳動方案 1、設計要求：卷筒直徑D=320mm，牽引力F=2900N,線速度 V=2m/s，連續(xù)單向運轉，載荷平衡，空載啟動，使用年限8年，批量生產，兩班制工作。 2、電動機直接由V帶與減速器連接，減速器由聯(lián)軸器與卷筒連接 3、減速器采用一級圓柱齒輪減速器 4、方案簡圖如下： 二、 電動機選擇 1、 電動機類型的選擇 （1）傳動裝置的總功率： η總=η帶η2軸承η齒輪η聯(lián)軸器η滾筒 =0.960.9830.970.990.97 =0.83

6、(2) 由已知條件計算驅動滾筒的轉速,即 (3) 由表2-1查得V帶傳動常用傳動比范圍, 單級圓柱齒輪傳動比范圍 ， 所以。 故電動機轉速可選范圍為： （4）計算得電動機功率 所以選擇電動機的型號為： Y160M-6 方案 電動機型號 額定功率（kw） 電動機轉速（r/min） 傳動裝置的傳動比 同步 滿載 總傳動比 V帶傳動 單級減速器 1 Y100L1-4 2.2 1500 1420 14.87 3 4.96 2 Y160M-6 7.5 1000 970 8.12 2.71 3 由表中數(shù)據(jù)可知

7、兩個方案均可行，方案1相對價格便宜，但方案2的傳動比較小，傳動裝置結構尺寸較小，整體結構更緊湊，價格也可下調，因此采用方案2，選定電動機的型號為Y160M-6。 所以總傳動比 取減速器，故 3、 運動參數(shù)及動力參數(shù)計算 1、計算各軸轉速（r/min） 電動機軸為0軸，減速器高速軸為I軸，低速軸為Ⅱ軸，各軸轉速為 I軸： Ц軸： 卷筒軸： 2、 計算各軸的功率（kw） I軸： Ц軸： 卷筒軸： 3、計算各軸扭矩（） 電動機輸

8、出 I軸： Ц軸： 卷筒軸： 將上述數(shù)據(jù)列表如下： 軸號 功率 P/kW N/(r.min-1) /(N﹒m) I 6.71 323.33 198.20 Ц 6.38 119.30 510.59 卷筒軸 6.19 119.30 495.37 4、 v帶的設計計算 1、皮帶輪傳動的設計計算 因為 又根據(jù)任務書說明，每天工作8小時，載荷平穩(wěn)， 查表得工作情況系數(shù) 所以 所以選擇B型V帶 2、確定帶輪基準直徑 初選小帶輪基準

9、直徑， 又，所以符合要求。 所以大帶輪 3、中心距a和基準長度 1） ，符合要求！ 2）又 查表知基準長度 3）實際中心距 又 所以中心距的范圍是 所以符合要求。 4、驗算包角 所以驗算小帶包角， 合適 5、 計算V帶根數(shù) 又查表知 所以V帶根數(shù)

10、 所以z取5根 6、 計算帶寬 查表知 所以帶寬 所以取帶寬 7、確定粗拉力F0 查表得q = 0.17㎏/m,則 8、計算帶輪軸所受壓力 5、 齒輪傳動的設計計算 1、選擇材料、精度及參數(shù) 因為考慮，所以選擇一級直齒圓柱齒輪傳動， 所以齒輪采用軟齒面。 小齒輪選用40Cr調質，齒面硬度為240~260HBS。 大齒輪選用45 鋼，正火，齒面硬度220HBS； 根據(jù)表選7級精度。 齒面精糙度 Ra≤1.6~3.2μm 所以 小齒輪：

11、45鋼，調質，SHB1 =280 大齒輪：45鋼，正火，SHB2 =240 2、初選，則 3、按齒面接觸強度設計 1）確定公式內的各計算數(shù)值 a、初選載荷系數(shù) b、區(qū)域系數(shù) c、計算小齒輪傳遞的轉矩 d、選擇齒寬系數(shù) 又查表得： 小齒輪的接觸疲勞強度極限 大齒輪的接觸疲勞強度極限 e、計算應力循環(huán)次數(shù) f、又查表可知

12、 g、計算解除疲勞許用應力 取失效概率為1.9，安全系數(shù)S=1。故 許用接觸應力 2） 計算 a、計算小齒輪分度圓直徑，代入中的較小值， 得 所以模數(shù)，故取值4 所以兩齒輪的分度圓直徑分別為： 小齒輪： 大齒輪： 故： 齒高 中心距 齒寬 齒頂高 齒根高 全齒高 壓力角 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑： b、計算圓周速度v

13、 4、校核 1）查表得知： 使用系數(shù)； 根據(jù)v=1.42m/s,7級精度由圖7-14查得 動載荷系數(shù) ， 又由表7-3得。 又在表7-4查得， 由圖查得 故，載荷系數(shù)為： 2）a、由表7-5知， 齒形系數(shù)和應力修正系數(shù)為 ，； ，。 b、查表7-6，得彎曲疲勞強度壽命系數(shù) ，。 c、由圖7-8知，兩齒輪的彎曲疲勞強度極限分別為 ， d、計算彎曲疲勞許用應力，取彎曲疲勞

14、安全系數(shù)S=1.4 f、計算圓周力 g、計算齒輪齒根彎曲應力 3）、計算齒輪上的作用力 圓周力：， 徑向力： 軸向力幾乎為零，故不計。 又， 所以 又 又 所以接觸強度足夠 6、 軸的結構設計 軸的受力分析 1、 軸的最小直徑 查,12-5知C=112， ， 又要求在此基礎上增加百

15、分之5 ， 因為當軸肩用于軸上零件定位和承受內力時，應具有一定高度，軸肩差一般可取6～10mm。用作滾動軸承內圈定位時，軸肩的直徑應按軸承的安裝尺寸取。如果兩相鄰軸段直徑的變化僅是為了軸上零件裝拆方便或區(qū)分加工表面時兩直徑略有差值即可，例如取1～5mm也可以采用相同公稱直徑而不同的公差數(shù)值。 所以軸的各段軸徑為： I軸： ，，， ， ， ， Ц軸：，，， ，， 2、聯(lián)軸器的選定 又 所以初選用的聯(lián)軸器的型號為： GYH6型號的凸緣聯(lián)軸器： L=84mm,D=140mm,,

16、b=40,,S=56 3、滾動軸承的選擇 a、選擇型號 I軸：型號為6009，d=45,D=75,B=16 Ц軸：型號為6011，d=55,D=90,B=18 b、校核 ∵＝0，∴∴X=1；Y=0； 則 而題目要求的軸承壽命為<， 故軸承的壽命完全符合要求 4、確定各軸的尺寸 軸的各段長度設計 齒輪頂圓至箱體內壁的距離：△1=16mm 齒輪端面至箱體內壁的距離：△2=10mm 軸承端面至箱體內壁的距離（軸承用油潤滑時）：△3=5mm 箱體外壁

17、至軸承座孔端面的距離： L1=δ+C1+C2+(5～10)=45mm 軸承端蓋凸緣厚度：e=10mm 帶輪寬：98mm 聯(lián)軸器端：84mm I軸：，，， ，，， Ц軸：，，， ，， 5、鍵的選擇及確定 高速軸和V帶的連接鍵：bxh=10x8 低速軸和聯(lián)軸器的鏈接鍵： 低速軸和齒輪的鏈接鍵 6、校核 1）、高速軸即I軸的校核 、 分別軸承到齒輪中心的距離為64mm。

18、 所以 取 所以 Fr Ft Fz L2 L3 Lb L 2）、壽命計算： 預計強度： 查表知額定動載荷為： 所以符合要求。 3）、鍵的校核 所以 鍵的工作長度 接觸高度：k=0.5h=4mm 所以 故，合格。 4）、低速軸 1）、、 分別軸承到齒輪中心的距離皆為65mm。

19、 所以： 取 所以 所以合適。 5）、鍵的校核 a、低速軸和聯(lián)軸器的： 又 鍵的工作長度 接觸高度：k=0.5h=4.5mm 所以 故，合格。 b、低速軸和齒輪： 又 鍵的工作長度 接觸高度：k=0.5h=5.5mm 所以 故，合格。 七、 潤滑的選擇確定 1、潤滑方式 1）齒輪V=1.2＜＜12 m/s 應用噴油潤滑， 但考慮成本及需要，選用浸油潤滑 2）軸

20、承采用潤滑脂潤滑 2、潤滑油牌號及用量 1）、齒輪潤滑選用150號機械油， 最低～最高油面距10～20mm， 需油量為1.5L左右 2）、軸承潤滑選用2L—3型潤滑脂， 用油量為軸承間 隙的1/3～1/2為宜 3、密封形式 1）、箱座與箱蓋凸緣接合面的密封 選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法 2）、觀察孔和油孔等處接合面的密封 在觀察孔或螺塞與機體之間加石棉橡膠紙、 墊片進行密封

21、 3）、軸承孔的密封 悶蓋和透蓋用作密封與之對應的軸承外部 軸的外伸端與透蓋的間隙， 由于V<3（m/s）， 故選用半粗羊毛氈加以密封 4）、軸承靠近機體內壁處用擋油環(huán)加以密封， 防止?jié)櫥瓦M入軸承內部 4、減速器附件的選擇確定 列表說明如下： 名稱 功用 數(shù)量 材料 規(guī)格 螺栓 安裝端蓋 12 Q235 M616 GB 5782—1986 螺栓 安裝端蓋 24 Q235 M825 GB 5782—1

22、986 銷 定位 2 35 A640 GB 117—1986 墊圈 調整安裝 3 65Mn 10 GB 93—1987 螺母 安裝 3 M10 GB 6170—1986 油標尺 測量油 面高度 1 組合件 通氣器 透氣 1 1）、 通氣器 由于在室內使用，選通氣器（一次過濾），采用M161.5 2）、油面指示器 選用游標尺M16 3）、起吊裝置 采用箱蓋吊耳、箱座吊耳，雙螺釘起吊螺釘 4）、放油螺塞 選用外六角油塞及墊片M141.5 5）、根據(jù)《機械設計基礎課程設計》表13-7

23、 選擇適當型號： 起蓋螺釘型號：GB5783～86 M620,材料Q235 高速軸軸承蓋上的螺釘：GB5783～86 M620,材料Q235 低速軸軸承蓋上的螺釘：GB5783～86 M620,材料Q235 螺栓：GB5782～86 M1080，材料Q235 八、箱體主要結構尺寸計算 箱座壁厚=10mm 箱座凸緣厚度b=1.5 ,=15mm 箱蓋厚度=8mm 箱蓋凸緣厚度=1.5 ,=12mm 箱底座凸緣厚度=2.5 ,=25mm , 軸承旁凸臺高度h=45，凸臺半徑

24、R=20mm 齒輪軸端面與內機壁距離=18mm 大齒輪頂與內機壁距離=12mm 小齒端面到內機壁距離=15mm 上下機體筋板厚度=6.8mm , =8.5mm 主動軸承端蓋外徑=105mm 從動軸承端蓋外徑=130mm 地腳螺栓M16，數(shù)量6根 九、設計小結 課程設計體會 作為一名機械設計制造及其自動化專業(yè)的學生，我覺得能做類似的課程設計是十分有意義，而且是十分必要的。在已度過的兩年半的時間里我們大多數(shù)接觸的是公共基礎課和部分專業(yè)基礎課。我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎課的理論面，如何去鍛煉我們的實踐能力？如何把我們所學到的專業(yè)基礎理論知識用到實踐中去呢？

25、我想這樣的課程設計就為我們提供了一個良好的實踐平臺。在做本次課程設計的過程中，遇到了許多困難,一遍又一遍的計算,一次又一次的設計方案修改這都暴露出了，前期我在這方面的知識欠缺和經驗不足，接受了盲目計算的教訓。為了讓自己的設計更加完善，更加符合工程標準，一次次翻閱機械設計手冊是十分必要的，同時也是必不可少的。我們是在作設計，但我們不是藝術家。他們可以拋開實際，盡情在幻想的世界里翱翔，我們將來的目標是工程師，一切都要有據(jù)可依.有理可尋，不切實際的構想永遠只能是構想，永遠無法升級為設計。 雖然不同科目，但是他們都需要刻苦耐勞，努力鉆研的精神。對于每一個事物都會有第一次的吧，而沒一個第一次似乎都必須

26、經歷由感覺困難重重，挫折不斷到一步一步克服，可能需要連續(xù)幾個小時、十幾個小時不停的工作進行攻關；最后出成果的瞬間是喜悅、是輕松、是舒了口氣！ 課程設計過程中出現(xiàn)的問題幾乎都是過去所學的知識不牢固，許多計算方法、公式都忘光了，要不斷的翻資料、看書，和同學們相互探討。雖然過程很辛苦，有時還會有放棄的念頭，但始終堅持下來，完成了設計，而且學到了，應該是補回了許多以前沒學好的知識，同時鞏固了這些知識，提高了運用所學知識的能力。 10、 參考文獻 【1】王寧俠等編著?機械設計：西安電子科技大學出版社，2008 【2】譚放鳴等編著?機械設計：化學工業(yè)出版社，

27、2011 F=2900N D=320mm V=2m/s η總=0.83

28、 q = 0.17㎏/m SHB1 =280 SHB2 =240 S=1

29、 C=112 △1=16mm △2=10mm △3=5mm k=4mm k=5.5mm