机械设计基础课程设计说明书的核心是什么？

《机械设计基础》课程设计说明书

设计题目： 带式运输机传动装置设计

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专 业： 填写你的专业（如：机械设计制造及其自动化、车辆工程等）

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学 号： 填写你的学号

指导教师： 填写指导教师姓名

设计日期： 填写设计完成日期（2025年6月15日）

目 录

第一章 设计任务书 ................................................................................................................ 1 1.1 设计题目 .......................................................................................................................... 1 1.2 设计数据与要求 .............................................................................................................. 1 1.3 设计任务 .......................................................................................................................... 1

第二章 传动方案的确定 ........................................................................................................ 2 2.1 方案分析 .......................................................................................................................... 2 2.2 最终传动方案 .................................................................................................................. 2

第三章 电动机的选择 ............................................................................................................ 3 3.1 选择电动机类型 .............................................................................................................. 3 3.2 选择电动机的功率 .......................................................................................................... 3 3.3 确定电动机的转速 .......................................................................................................... 4 3.4 确定电动机型号 .............................................................................................................. 4

第四章 传动装置的运动和动力参数计算 ............................................................................ 5 4.1 计算总传动比 .................................................................................................................. 5 4.2 分配各级传动比 .............................................................................................................. 5 4.3 计算各轴的转速、功率和转矩 ...................................................................................... 5

第五章 传动零件的设计计算 ................................................................................................ 7 5.1 高速级齿轮传动设计 ...................................................................................................... 7 5.2 低速级齿轮传动设计 .................................................................................................... 10 5.3 轴的设计与校核 ............................................................................................................ 13 5.4 轴承的寿命计算 ............................................................................................................ 18 5.5 键连接的选择与校核 .................................................................................................... 20 5.6 联轴器的选择 ................................................................................................................ 21

第六章 减速器箱体及附件设计 ............................................................................................ 22 6.1 箱体结构设计 ................................................................................................................ 22 6.2 附件设计 ........................................................................................................................ 22

第七章 设计总结 .................................................................................................................... 24 7.1 设计心得 ........................................................................................................................ 24 7.2 改进建议 ........................................................................................................................ 24

参考文献 ................................................................................................................................ 25 致谢 ........................................................................................................................................ 26

第一章 设计任务书

1 设计题目

设计用于带式运输机的传动装置。

2 设计数据与要求

运输机工作轴扭矩：T = 450 N·m 运输机工作轴转速：n = 110 r/min 工作条件：两班制，工作期限为5年，载荷平稳，单向运转。 工作环境：室内，灰尘较多，环境温度不超过35℃。 生产批量：小批量生产。 动力来源：电力，三相交流，电压380/220V。

3 设计任务

1. 设计一级或二级展开式圆柱齿轮减速器（根据传动比确定）。
2. 完成传动装置中各主要零部件（齿轮、轴、轴承、键等）的设计计算。
3. 绘制减速器装配图一张（A1或A0图纸）。
4. 绘制高速轴、低速轴零件图各一张（A2或A3图纸）。
5. 编写设计说明书一份。

第二章 传动方案的确定

1 方案分析

根据设计要求,需要将电动机的动力传递给工作轴，并实现减速增扭，常见的传动方案有：

• 电动机 → 联轴器 → 一级圆柱齿轮减速器 → 联轴器 → 工作机。
• 电动机 → 联轴器 → 二级展开式圆柱齿轮减速器 → 联轴器 → 工作机。

经初步计算,总传动比约为20-30，属于中等范围，若采用一级传动，会导致齿轮尺寸过大，结构不紧凑，采用二级展开式圆柱齿轮减速器更为合理，其结构紧凑、传动平稳、工作可靠，能够满足中小功率和中等传动比的要求。

2 最终传动方案

最终确定的传动方案为：电动机 → 联轴器 → 二级展开式圆柱齿轮减速器 → 联轴器 → 带式运输机。 其传动简图如图2-1所示。 （此处应绘制传动方案简图）

第三章 电动机的选择

1 选择电动机类型

考虑到工作载荷平稳、长期连续工作，选用Y系列三相异步电动机，卧式封闭结构，具有防止灰尘、水滴等其他杂物侵入的特点，适合室内多尘环境。

2 选择电动机的功率

工作机所需功率： P_w = T n / 9550 = 450 110 / 9550 ≈ 5.2 kW

电动机所需功率（考虑传动效率）： P_d = P_w / η 总效率 η = η_带 η_轴承 η_齿轮 η_联轴器 取：V带传动效率 η_带 = 0.96，每对轴承效率 η_轴承 = 0.99，齿轮传动效率 η_齿轮 = 0.97（8级精度），联轴器效率 η_联轴器 = 0.99。 则 η = 0.96 0.99² 0.97² 0.99² ≈ 0.86 P_d = 5.2 / 0.86 ≈ 6.05 kW

查阅《机械设计手册》，选择额定功率为 5 kW 的电动机。

3 确定电动机的转速

工作机转速 n_w = 110 r/min 总传动比 i = n_m / n_w 推荐二级齿轮减速器传动比范围为 8-40。 电动机同步转速可选：750 r/min, 1000 r/min, 1500 r/min。

• 若选 n_m = 1500 r/min，则 i ≈ 13.6，在合理范围内。
• 若选 n_m = 1000 r/min，则 i ≈ 9.1，偏小，可能需要采用一级传动。
• 若选 n_m = 750 r/min，则 i ≈ 6.8，更不合理。

为使结构紧凑,选择同步转速为 1500 r/min 的电动机，查手册，其满载转速 n_m = 1440 r/min。

4 确定电动机型号

根据以上计算,选择电动机型号为 Y132M-4，其主要参数如下：

• 额定功率：7.5 kW
• 满载转速：1440 r/min
• 额定电压：380V
• 电动机轴径及伸出长度：38 mm × 80 mm

第四章 传动装置的运动和动力参数计算

1 计算总传动比

i_total = n_m / n_w = 1440 / 110 ≈ 13.09

2 分配各级传动比

对于二级展开式减速器,为使两级大齿轮的浸油深度相近，通常高速级传动比 i1 略小于低速级传动比 i2。 取 i1 = 1.3 i2 又 i_total = i1 i2 = 1.3 * i2² = 13.09 解得：i2 ≈ 3.17, i1 ≈ 4.12 最终取：i1 = 4.0, i2 = 3.27

3 计算各轴的转速、功率和转矩

将传动装置从电动机到工作机依次定义为：0轴（电动机轴）、I轴（高速轴）、II轴（中间轴）、III轴（低速轴）、IV轴（工作机轴）。

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