機械設計基礎課程設計 設計題名 :設計絞車傳動裝置 2、 機械設計說明書 （一份） 3、 設計圖紙 （ 2 張零件圖，一張裝配圖） 系 部 : 班 級 : 學 號： 姓 名： 日 期 ： 課程設計 .doc 機械設計課程設計說明書 一、傳動方案擬定 . .2 二、電動機的選擇 . .2 三、計算總傳動比及分配各級的傳動比 . .4 四、運動參數及動 力參數計算 . .5 五、傳動零件的設計計算 . .6 六、軸的設計計算 .12 七、滾動軸承的選擇及校核計算 . 18 八、鍵聯(lián)接的選擇及計算 . 22 九、設計小結 .23 十、參考資料目錄 .23 計算過程及計算說明 一、傳動方案擬定 第三組：設計單級圓柱齒輪減速器 和一級帶傳動 （ 1） 工作條件：使用年限 10 年，工作為 兩 班工作制，載荷平穩(wěn)，環(huán)境清潔。 （ 2） 原始數據： 輸送帶拉力 F=7500N；帶速V=1.15m/s； 滾筒直徑 D=400mm；滾筒長度 L=500mm。 二、電動機選擇 1、電動機類型的選擇： Y 系列三相異步電動機 2、電動機功率選擇： （ 1）傳動裝置的總功率： 總 = 帶 2 軸承 齒輪 聯(lián)軸器 滾筒 =0.96 0.982 0.97 0.99 0.96 =0.885 (2)電機所需的工作功率： P 工作 =FV/1000 總 =7500 3、 確定電動機轉速： 計算滾筒工作轉速： n 筒 =60 1000V/ D =60 1000 1.8/ 320 F=7500N V=1.15m/s D=400mm L=500mm n 卷筒 =55r/min 總 =0.885 P 工作 =2.4KW =107.05r/min 按手冊 P7 表 1 推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍 Ia=36。取 V帶傳動比 I1=24 ，則總傳動比理時范圍為Ia=620。故電動機轉速的可選范圍為 nd=Ia n 筒 =（ 620） 107.05=642.32141r/min 符合這一范圍的同步轉速有 750、 1000、和1500r/min。 根據容量和轉速，由有關手冊查出有三種適用的電動機 型號：因此有三種傳支比方案：如指導書 P15 頁第一表。綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，可見第 2 方案比較適合，則選 n=1000r/min 。 4、確定電動機型號 根據以上選用的電動機類型，所需的額定功率及同步轉速，選定電動機型號為 Y132M-4。 其主要性能：額定功率： 4KW，滿載轉速1440r/min。 三、計算總傳動比及分配各級的傳動比 1、總傳動比： i 總 =n 電動 /n 筒 =1440/107.05=13.45 2、分配各級傳動比 （ 1） 據指導書 P7 表 1，取齒輪 i 齒輪 =6（單級減速器 i=36 合理） （ 2） i 總 =i 齒輪 I 帶 i 帶 =i 總 /i 齒輪 =13.45/3=4.48 四、運動參數及動力參數計算 1、計算各軸轉速（ r/min） nI=n 電機 =1440r/min nII=nI/i 帶 =1440/4.48=321.43(r/min) nIII=nII/i 齒輪 =321.43/3=107.14(r/min) 2、 計算各軸的功率（ KW） PI=P 工作 =Pm c=5.5 0.95=5.23KW PII=PI r g=5.23 0.96=5.02KW PIII=PII 軸承 齒輪 =5.02 0.98 0.96 =4.87KW 3 計算各軸扭矩（ N mm） 4 To = 9550 Pm/Nm = 9550 5.5/1440 =36.48Nmm TI=9550 PI/nI=9550 5.23/1440 =34.69N m TII=9550 PII/nII =9550 5.02/321.43 =149.15N m Tw=9550 PW/nW=9550 4.87/107.14 電動機型號 Y132M-4 i 總 =12.57 據手冊得 i 齒輪 =6 i 帶 =2.095 =434.09N m 五、傳動零件的設計計算 1、 皮帶輪傳動的設計計算 （ 1） 選擇普通 V 選帶截型 由課本 P83 表 5-9 得： kA=1.2 PC=KAP=1.2 3=3.9KW 由課本 P82 圖 5-10 得：選用 A 型 V 帶 （ 2） 確定帶輪基準直徑，并驗算帶速 由課本圖 5-10 得，推薦的小帶輪基準直徑為75100mm 則取 dd1=100mmdmin=75 dd2=n1/n2 dd1=960/458.2 100=209.5mm 由課本 P74 表 5-4，取 dd2=200mm 實際從動輪轉速 n2=n1dd1/dd2=960 100/200 =480r/min 轉速誤差為： n2-n2/n2=458.2-480/458.2 =-0.0481200（適用） （ 5）確定帶的根數 根據課本 P1=0.95KW P1=0.11KW TII=149.15N mm TIII=434.09N mm dd2=209.5mm 取標準值 dd2=200mm K =0.96 KL=0.96 得 Z=PC/P=PC/(P1+ P1)K KL =3.9/(0.95+0.11) 0.96 0.96 =3.99 (6)計算軸上壓力 由課本表 查得 q=0.1kg/m，單根 V 帶的初拉力： F0=500PC/ZV（ 2.5/K -1） +qV2 =500 3.9/4 5.03 (2.5/0.96-1)+0.1 5.032N =158.01N 則作用在軸承的壓力 FQ， FQ=2ZF0sin 1/2=2 4 158.01sin167.6/2 =1256.7N 2、齒輪傳動的設計計算 （ 1）選擇齒輪材料及精度等級 考慮減速器傳遞功率不在，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用 40Cr 調質，齒面硬度為240260HBS。大齒輪選用 45 鋼，調質，齒面硬度 220HBS；根據表選 7 級精度。齒面精糙度 Ra 1.63.2 m (2)按齒面接觸疲勞強度設計 n2=480r/min V=5.03m/s 210mm a0 600mm 取 a0=500 Ld=1400mm a0=462mm 由 d1 76.43(kT1(u+1)/ du H2)1/3 由式（ 6-15） 確定有關參數如下：傳動比 i 齒 =6 取小齒輪齒數 Z1=20。則大齒輪齒數： Z2=iZ1=6 20=120 實際傳動比 I0=120/2=60 傳動比誤差： i-i0/I=6-6/6=0%48720h 預期壽命足夠 2、計算輸出軸承 (1)已知 n =76.4r/min Fa=0 FR=FAZ=903.35N 試選 7207AC 型角接觸球軸承 根據課本 得 FS=0.063FR,則 FS1=FS2=0.63FR=0.63 903.35=569.1N (2)計算軸向載荷 FA1、 FA2 FS1+Fa=FS2 Fa=0 任意用一端為壓緊端， 1 為壓緊端， 2 為放松端 兩軸承軸向載荷： FA1=FA2=FS1=569.1N (3)求系數 x、 y FA1/FR1=569.1/903.35=0.63 FA2/FR2=569.1/930.35=0.63 根據課本表 得： e=0.68 FA1/FR148720h 此軸承合格 八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算 軸徑 d1=22mm,L1=50mm 查手冊得，選用 C 型平鍵，得： 鍵 A 8 7 GB1096-79 l=L1-b=50-8=42mm T2=48N m h=7mm 得 p=4T2/dhl=4 48000/22 7 42 =29.68Mpa R(110Mpa) e =1.36Mpa -1b 軸承預計壽命 48720h FS1=FS2=315.1N x1=1 2、輸入軸與齒輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接 軸徑 d3=35mm L3=48mm T=271N m 查手冊 P51 選 A 型平鍵 鍵 10 8 GB1096-79 l=L3-b=48-10=38mm h=8mm p=4T/dhl=4 271000/35 8 38 =101.87Mpa p(110Mpa) 3、輸出軸與齒輪 2 聯(lián)接用平鍵聯(lián)接 軸徑 d2=51mm L2=50mm T=61.5Nm 查手冊 P51 選用 A 型平鍵 鍵 16 10 GB1096-79 l=L2-b=50-16=34mm h=10mm p=4T/dhl=4 6100/51 10 34=60.3Mpa p y1=0 x2=1 y2=