教学研究机械设计课程设计.docx

一、设计任务
题目:带式运输机传动装置
带式运输机传动装置的传动方案结构简图见下图:

要求：室内清洁工作、工作平稳、机器成批生产
原始数据如下：
圆周力F（N）卷筒的直径d（mm）带的速度v（m/s）最短工作
年限20002400.894年3班二、选择电动机
1、选择电动机类型
按工作要求和工作条件选用Y系类三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压为380V。
2、选择电动机容量
工作机的有效功率为

从电动机到工作机的输送带间的总效率为

式中：
——弹性联轴器的传动效率
——刚性联轴器的传动效率
——轴承的传动效率
——蜗轮蜗杆的传动效率
——卷筒的传动效率
查参考文献[2]表9.1，取
所以
又由机器的工作情况查参考文献[1]表7.4知
所以电动机所需工作功率为

3、确定电动机转速
查参考文献[2]表9.2，单级蜗轮蜗杆减速器的传动比，而工作机卷筒轴的转速为

所以电动机转速的可选范围为

符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min和1500r/min三种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构简凑，决定选用同步转速为1500r/min的电动机
根据电动机类型、容量和转速，查参考文献[2]表14.1选定电动机型号为Y100L2-4。其主要性能如下表：
电动机型号额定功率/kW满载转速/(r/min)启动转矩
额定转矩最大转矩
额定转矩Y100L2-4314202.22.2电动机的主要安装尺寸和外形尺寸如下表：
型号HABCDEF×GDY100L2--41001601406328608×7GKbb1b2hAABBHAL125122051801052454017614380所以电动机的轴径为28mm，长为60mm
4、计算传动装置的总的传动比
因为采用蜗轮蜗杆单级减速传动，所以总的传动比为

5、计算传动装置各轴的运动和动力参数
1）各轴的转速
1轴
2轴
卷筒轴
2）各轴的输入功率
1轴
2轴
卷筒轴
3）各轴的输入转矩
电动机轴的输入转矩为
所以：1轴
2轴
卷筒轴
将上述计算结果汇总于下表，以备查用。
轴名功率P/KW转矩T/
转速n/
传动比i传动效率电机轴2.493142010.991轴2.4681420200.792轴1.95071.010.96卷筒轴1.89271.0三、传动件设计
1、蜗轮蜗杆的设计
（1）材料的选择、热处理方式
考虑到蜗杆传动传递的功率不大，速度也不太高，蜗杆选用45钢制造，调制处理，齿面硬度为220~250HBW；
由<6m/s
故蜗轮轮缘选择铝青铜ZCuAl10Fe3，轮芯采用灰铸铁HT200。又因为批量生产，采用金属模制造。
（2）选择蜗杆头数和蜗轮齿数
由参考文献[1]表7.2知，
（3）按齿面疲劳强度确定模数m和蜗杆分度圆直径

1）由上面的计算值
2）确定载荷系数
由参考文献[1]表7.4知，；假设，取动载系数；因为工作平稳，故取齿向载荷分布系数.所以

3）确定许用接触应力
由参考文献[1]表7.6查取基本许用接触应力
应力循环次数
故寿命系数
所以
4）确定材料弹性系数
对于青铜或铸铁蜗轮与钢制蜗杆配对是，
5）确定模数m和蜗杆分度圆直径

有参考文献[1]表7.1，按，选取m=5mm,
（4）计算传动中心距a
蜗轮分度圆直径
所以
圆整得a=132mm
所以变位系数
（5）验算蜗轮圆周速度、相对速度及传动效率

显然，与假设相符。取动载系数合适。
由
所以
显然，与假设相符。故蜗轮轮缘选择铝青铜ZCuAl10Fe3是合理的
又因为，查参考文献[1]表7.7,得到当量摩擦角
所以
与原来初始值相符，所以
（6）计算蜗轮蜗杆的主要几何尺寸
采用标准传动，由上面计算得变位系数x=0.1，则普通圆柱蜗杆的主要几何尺寸如下表：
名称符号计算公式蜗杆蜗轮齿顶高齿根高全齿高h分度圆直径d齿顶圆直径齿根圆直径蜗杆分度圆上导程角蜗轮分度圆上螺旋角节圆直径传动中心距蜗杆轴向齿距蜗杆螺旋线导程蜗杆螺旋部分长度L蜗轮外圆直径蜗轮齿宽
齿根圆弧面半径齿顶圆弧面半径齿宽角θ（7）热平衡计算
所需散热面积

取油温，周围温度为室温，设通风良好，取散热系数、传动效率，则

若箱体散热面积不足此值，则需加散热片、装置风扇或采取其他散热冷却方式。
（8）选取精度等级和侧隙种类
因为这是一般的动力传动，且，查参考文献[2]表16.35知，取9级精度，侧隙种类代号为C，即传动9cGB/T10089—1988.
2、蜗轮蜗杆的主要参数小结
类型材料热处理方式模数齿数（齿头）分度圆直径（mm）齿顶圆直径(mm)齿根圆直径(mm)蜗杆45调质处理52637351蜗轮轮缘ZCuAl10Fe3
轮芯HT200540200211189四、轴的校核计算
蜗杆轴及轴上零件的设