电子科技大学成都学院
电子工程系
课 程 设 计
题目名称 带式运输机机械传动装置设计 学生姓名祝 韬 学 号 1340840601
专 业 机械设计制造及其自动化 指导教师 李世蓉
2015年12月制
目录
第一章绪论..............................................3 第二章传动装置总体设计方案.....................................4 第三章电动机的选择............................................6 3.1 电动机的选择............................................6 3.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比........................7 第四章计算传动装置的运动和动力参数............................8 第五章V带的设计..............................................10 5.1 V带的设计与计算.........................................10 5.2 带轮的结构设计..........................................11 第六章齿轮传动的设计.........................................14 6.1 选精度等级，材料及齿数..............................14 6.2计算应力循环次数......................................15 6.3几何尺寸计算.........................................16 6.4校核齿根弯曲疲劳强度.....................................16 6.5主要设计结论.....................................18 6.6齿轮参数总结和计算.....................................18 第七章传动轴和传动轴承及联轴器的设计..........................19 7.1 输入轴的设计...........................................19 7.2 输出轴的设计...........................................22
第八章键联接的选择及校核计算..................................27 8.1 输入轴键选择与校核......................................27 8.2 输出轴键选择与校核......................................27 第九章轴承的选择及校核计算....................................28 9.1 输入轴的轴承计算与校核..................................28 9.2 输出轴的轴承计算与校核...................................28 第十章联轴器的选择...........................................30 第十一章减速器的润滑和密封....................................31 11.1 减速器的润滑...........................................31 11.2 减速器的密封...........................................31 第十二章 减速器附件及箱体主要结构尺寸...........................32 心得.......................................................34 参考文献.......................................................34
第一章 绪论
本说明书主要是根据设计任务书的要求，进行一级圆柱齿轮减速器的设计。内容主要包括：
（1）研究设计任务书，明确设计任务和要求，制订设计计划。
（2）传动装置的总体设计，包括设计简图的绘制、动力装置的计算及选择、传动比的分配、各传动轴的转速、功率和转矩的计算等。
（3）传动装置的主体设计，包括齿轮传动的主要参数的设计计算。 （4）装配草图的设计和绘制，包括主要零件的强度计算、结构设计、强度校核、寿命计算等。
（5）装配图的绘制。
（6）零件工作图的设计和绘制。 （7）设计成果检查及设计总结。
在设计过程中运用了《机械原理》、《机械设计基础》、《机械制图》、《工程力学》、《材料力学》、《公差与互换性》等多门课程知识，因此是一个非常重要的综合性实践环节，也是一次全面的、规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面：
（1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。
（2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。
（3）培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理方面的能力。
第二章：传动装置总体设计方案
2.1初始数据：
设计一级直齿圆柱齿轮减速器，初始数据： 运输带牵引力F=1900N。 运输带线速度V=2.4m/s。 驱动滚筒直径D=320mm。， 2.2传动方案的分析和拟定：
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（一）级直齿圆柱齿轮减速器。带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。减速器的箱体采用水平剖分式结构，用HT200灰铸铁铸造而成。
方案一：二级展开式圆柱齿轮减速器。
优缺点：传动效率高，适用功率和速度范围广，使用寿命长，如果作为减速器结构较复杂，横向尺寸较大，中间轴较长，刚度差，中间轴润滑较困难。
方案二：链—单级圆柱齿轮减速器。
优缺点：传动比一般小于5，传动功率可达数万瓦，效率较高，工艺简单，精度易于保证，一般工厂均能制造，应用广泛，但链传动部均匀有冲击，根据要求此方案舍去。
方案三：带——单级圆柱齿轮减速器。
优缺点：传动比一般小于10，传递功率大，效率高，工艺简单，精度易于保证，一般工厂均能制造，应用广泛。
根据题目要求及上述分析，采用Ｖ带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。
2.3传动简图：
2.4计算传动装置效率： ηa=η1η23η3η4η5
=0.96×0.983×0.98×0.99×0.96 =0.84
η1为V带的效率,η2为轴承的效率,η3为齿轮啮合传动的效率,η4为联轴器的效率,η5为工作装置的效率。
第三章：电动机选择
第四章：计算传动装置的运动和动力参数
10
运动和动力参数结果整理如下表：
11
第五章：V带的设计
12
13
14
第六章：齿轮传动的设计
15
16
17
18
19
第七章：传动轴和传动轴承及联轴器设计
第八章：键连接的选择及校核计算
第九章：轴承的选择及校核计算
第十章：联轴器的选择
第十一章：减速器的润滑和密封
第十二章：减速器附件及箱体主要结构尺寸
心得
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不可少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．说实话，课程设计真的有点累．然而，当我一着手清理自己的设计成果，漫漫回味这几周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消．虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟的许多。通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致．课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱：有2次因为不小心我计算出错，只能毫不情意地重来．但一想起老师对我们耐心的教导，想到今后自己应当承担的社会责任，想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，我不禁时刻提示自己，一定要养成一种高度负责，认真对待的良好习惯。
这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练．短短几周的课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足，几年来的学习了那么多的课程，明白了实际动手能力的重要．课程设计确实使我你有收获，加上老师的亲切鼓励和帮助，我顺利完成这次课程设计。
最后，我要感谢我的老师，是您的敬业精神感动了我，是您的教诲启发了我，是您的期望鼓励了我，我感谢老师您今天又为我增添了一幅坚硬的翅膀．今天我为你们而骄傲，明天你们为我而自豪。
参考文献
[1] 濮良贵、陈国定、吴立言.机械设计.9版.北京：高等教育出版社，2013.05 [2] 陈立德.机械设计课程设计指导书 [3] 龚桂义。机械设计课程设计图册
[4] 机械设计手册委员会。机械设计手册(新版).北京机械工业出版社2004 [5]张春仪、郝广平、刘敏。减速器设计实例精解。北京机械工业出版社 2009
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课 程 设 计
题目名称 带式运输机机械传动装置设计 学生姓名祝 韬 学 号 1340840601
专 业 机械设计制造及其自动化 指导教师 李世蓉
2015年12月制
目录
第一章绪论..............................................3 第二章传动装置总体设计方案.....................................4 第三章电动机的选择............................................6 3.1 电动机的选择............................................6 3.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比........................7 第四章计算传动装置的运动和动力参数............................8 第五章V带的设计..............................................10 5.1 V带的设计与计算.........................................10 5.2 带轮的结构设计..........................................11 第六章齿轮传动的设计.........................................14 6.1 选精度等级，材料及齿数..............................14 6.2计算应力循环次数......................................15 6.3几何尺寸计算.........................................16 6.4校核齿根弯曲疲劳强度.....................................16 6.5主要设计结论.....................................18 6.6齿轮参数总结和计算.....................................18 第七章传动轴和传动轴承及联轴器的设计..........................19 7.1 输入轴的设计...........................................19 7.2 输出轴的设计...........................................22
第八章键联接的选择及校核计算..................................27 8.1 输入轴键选择与校核......................................27 8.2 输出轴键选择与校核......................................27 第九章轴承的选择及校核计算....................................28 9.1 输入轴的轴承计算与校核..................................28 9.2 输出轴的轴承计算与校核...................................28 第十章联轴器的选择...........................................30 第十一章减速器的润滑和密封....................................31 11.1 减速器的润滑...........................................31 11.2 减速器的密封...........................................31 第十二章 减速器附件及箱体主要结构尺寸...........................32 心得.......................................................34 参考文献.......................................................34
第一章 绪论
本说明书主要是根据设计任务书的要求，进行一级圆柱齿轮减速器的设计。内容主要包括：
（1）研究设计任务书，明确设计任务和要求，制订设计计划。
（2）传动装置的总体设计，包括设计简图的绘制、动力装置的计算及选择、传动比的分配、各传动轴的转速、功率和转矩的计算等。
（3）传动装置的主体设计，包括齿轮传动的主要参数的设计计算。 （4）装配草图的设计和绘制，包括主要零件的强度计算、结构设计、强度校核、寿命计算等。
（5）装配图的绘制。
（6）零件工作图的设计和绘制。 （7）设计成果检查及设计总结。
在设计过程中运用了《机械原理》、《机械设计基础》、《机械制图》、《工程力学》、《材料力学》、《公差与互换性》等多门课程知识，因此是一个非常重要的综合性实践环节，也是一次全面的、规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面：
（1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。
（2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。
（3）培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理方面的能力。
第二章：传动装置总体设计方案
2.1初始数据：
设计一级直齿圆柱齿轮减速器，初始数据： 运输带牵引力F=1900N。 运输带线速度V=2.4m/s。 驱动滚筒直径D=320mm。， 2.2传动方案的分析和拟定：
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（一）级直齿圆柱齿轮减速器。带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。减速器的箱体采用水平剖分式结构，用HT200灰铸铁铸造而成。
方案一：二级展开式圆柱齿轮减速器。
优缺点：传动效率高，适用功率和速度范围广，使用寿命长，如果作为减速器结构较复杂，横向尺寸较大，中间轴较长，刚度差，中间轴润滑较困难。
方案二：链—单级圆柱齿轮减速器。
优缺点：传动比一般小于5，传动功率可达数万瓦，效率较高，工艺简单，精度易于保证，一般工厂均能制造，应用广泛，但链传动部均匀有冲击，根据要求此方案舍去。
方案三：带——单级圆柱齿轮减速器。
优缺点：传动比一般小于10，传递功率大，效率高，工艺简单，精度易于保证，一般工厂均能制造，应用广泛。
根据题目要求及上述分析，采用Ｖ带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。
2.3传动简图：
2.4计算传动装置效率： ηa=η1η23η3η4η5
=0.96×0.983×0.98×0.99×0.96 =0.84
η1为V带的效率,η2为轴承的效率,η3为齿轮啮合传动的效率,η4为联轴器的效率,η5为工作装置的效率。
第三章：电动机选择
第四章：计算传动装置的运动和动力参数
10
运动和动力参数结果整理如下表：
11
第五章：V带的设计
12
13
14
第六章：齿轮传动的设计
15
16
17
18
19
第七章：传动轴和传动轴承及联轴器设计
第八章：键连接的选择及校核计算
第九章：轴承的选择及校核计算
第十章：联轴器的选择
第十一章：减速器的润滑和密封
第十二章：减速器附件及箱体主要结构尺寸
心得
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不可少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．说实话，课程设计真的有点累．然而，当我一着手清理自己的设计成果，漫漫回味这几周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消．虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟的许多。通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致．课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱：有2次因为不小心我计算出错，只能毫不情意地重来．但一想起老师对我们耐心的教导，想到今后自己应当承担的社会责任，想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，我不禁时刻提示自己，一定要养成一种高度负责，认真对待的良好习惯。
这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练．短短几周的课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足，几年来的学习了那么多的课程，明白了实际动手能力的重要．课程设计确实使我你有收获，加上老师的亲切鼓励和帮助，我顺利完成这次课程设计。
最后，我要感谢我的老师，是您的敬业精神感动了我，是您的教诲启发了我，是您的期望鼓励了我，我感谢老师您今天又为我增添了一幅坚硬的翅膀．今天我为你们而骄傲，明天你们为我而自豪。
参考文献
[1] 濮良贵、陈国定、吴立言.机械设计.9版.北京：高等教育出版社，2013.05 [2] 陈立德.机械设计课程设计指导书 [3] 龚桂义。机械设计课程设计图册
[4] 机械设计手册委员会。机械设计手册(新版).北京机械工业出版社2004 [5]张春仪、郝广平、刘敏。减速器设计实例精解。北京机械工业出版社 2009