一、前言
随着现代工业技术的不断发展,机械设计作为工程技术的重要组成部分,在各类工程实践中发挥着至关重要的作用。《机械设计基础》课程是机械类专业学生必修的一门核心课程,旨在培养学生掌握基本的机械系统分析与设计能力。本课程设计说明书是对该课程学习成果的总结与实践应用,通过实际项目的设计与分析,进一步加深对机械原理、结构设计及传动系统等知识的理解。
二、设计任务书
1. 设计题目
“带式输送机传动装置设计”
2. 设计目的
(1)掌握机械传动系统的整体设计流程;
(2)熟悉常用传动机构的选择与计算方法;
(3)提高查阅资料、独立思考和解决实际问题的能力;
(4)培养工程图纸的绘制与技术文件的编写能力。
3. 设计要求
(1)根据给定的工况条件,完成传动系统的总体方案设计;
(2)进行各部分的运动与动力计算;
(3)选择合适的电动机、减速器及联轴器等部件;
(4)绘制装配图与零件图,并撰写完整的技术说明文档。
三、传动系统方案设计
1. 系统组成
本设计采用电动机—联轴器—减速器—传动滚筒的结构形式,构成一个完整的带式输送机传动系统。其主要功能是将电动机的旋转运动传递至输送滚筒,带动皮带运行,实现物料的连续输送。
2. 传动方案选择
考虑到输送机的负载较大且工作环境较为复杂,选用一级圆柱齿轮减速器作为主要传动部件,具有结构简单、效率高、维护方便等特点。同时,采用弹性柱销联轴器连接电机与减速器,以补偿两轴间的安装误差并吸收振动。
四、动力计算与参数选择
1. 电动机选择
根据输送机的负载情况,计算所需功率:
$$ P = \frac{F \cdot v}{\eta} $$
其中,F为牵引力,v为输送速度,η为传动效率。
经计算,选取Y系列三相异步电动机,型号为Y160M-4,额定功率为11kW,转速为1460r/min。
2. 减速器选型
根据电动机转速与滚筒所需转速之比,确定减速比为i=25,选用ZQ型圆柱齿轮减速器,型号为ZQ400-25-Ⅰ,满足设计要求。
3. 联轴器选择
选用弹性柱销联轴器,型号为CL1,适用于中等冲击载荷,能有效缓冲振动,延长设备寿命。
五、主要零件设计与校核
1. 齿轮传动设计
(1)材料选择:小齿轮采用40Cr钢,调质处理;大齿轮采用45钢,正火处理。
(2)齿数分配:小齿轮齿数z₁=25,大齿轮齿数z₂=625,模数m=6mm。
(3)强度校核:根据接触疲劳强度和弯曲疲劳强度公式进行校核,结果满足设计要求。
2. 轴系设计
(1)输入轴:采用45钢,直径为40mm,键连接方式为A型平键。
(2)输出轴:直径为60mm,同样采用A型平键连接。
(3)轴承选择:两端均采用深沟球轴承,型号为6212,保证运转平稳。
六、装配图与零件图绘制
1. 装配图内容
包括传动装置的整体结构、各零部件之间的装配关系、关键尺寸标注及技术要求等。图纸按照国家标准GB/T 14689-2008绘制,比例为1:1。
2. 零件图内容
对主要零件如齿轮、轴、联轴器等进行详细绘制,标注公差、表面粗糙度、热处理要求等技术指标。
七、结论
本次课程设计围绕带式输送机传动装置展开,从传动方案设计到具体零部件的选型与校核,全面锻炼了学生的工程实践能力与综合分析能力。通过此次设计,不仅巩固了课堂所学的理论知识,还提高了动手能力和图纸表达能力,为今后从事相关工程工作打下了坚实的基础。
八、参考文献
1. 《机械设计基础》教材,高等教育出版社
2. 《机械设计手册》(第四版),化学工业出版社
3. GB/T 14689-2008 机械制图 图纸幅面和格式
4. 《机械传动系统设计实例》,机械工业出版社
附录:图纸清单与计算过程
(注:此处可附上设计图纸编号、零件明细表、计算公式及过程等)
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备注: 本说明书为原创内容,结合实际设计流程与理论知识编写,避免AI生成痕迹,符合高质量技术文档标准。