课程设计作业交 - 最新版(1)

1、机械设计课程说明书学院：厦门大学嘉庚学院专业：机械设计制造及其自动化班级：11机自班姓名： 林俊贤学号：MDA11006指导老师：张文琼第一章设计任务书1-1设计任务一、设计题目：带式运输机传动系统中的展开式二级圆柱齿轮减速器二、系统简图：三、工作条件：单向运转，有轻微振动，经常满载，空载起动，单班制工作，使用期限5年，输送带速度容许误差为5%。 四、原始数据：输送带的工作拉力 F=2400N输送带的工作速度 v=1.2输送带的卷筒直径 D=300mm2-1电动机的选择 1电动机容量选择根据已知条件由计算得知工作机所需有效功率查表1-5（P4页）可知： 对滚动轴承效率。=0.99为齿式联轴器的

2、效率。=0.99为7级齿轮传动的效率。=0.98输送机滚筒效率。=0.96估算传动系统的总效率：工作机所需的电动机功率为：Y系列三相异步电动机技术数据中应满足：。,因此综合应选电动机额定功率2、电动机的转速选择根据已知条件由计算得知输送机滚筒的工作转速方案比较方案号型号额定功率KW同步转速r/min满载转速r/min1Y112M24.0KW300028902Y112M44.0KW150014403Y132M164.0KW10009604Y160M184.0KW750720综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比，可见第3种方案比较合适，因此选用电动机型号为Y132M1-6

3、，其主要参数如下表：方案号型号额定功率KW同步转速r/min满载转速r/min堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩3Y132M164.0KW10009602.02.02-2传动比的分配带式输送机传动系统的总传动比：传动系统各传动比为：2-3 传动系统的运动和动力学参数设计传动系统各轴的转速、功率和转矩的计算如下：0轴电动机轴1轴减速器中间轴2轴减速器中间轴3轴减速器低速轴4轴工作机轴号电动机减速器工作机0轴1轴2轴3轴4轴转速r/min960960237.0476.2276.22功率kw3353.323.23.1043.04转矩Nm33.3333.00127383.12375.46联接、传动件联轴

4、器齿轮齿轮联轴器传动比14.053.111传动效率0.990.970.970.980第三章高速级齿轮设计已知条件为3.2kW，小齿轮转速=960r/min，传动比3.11由电动机驱动，工作寿命5年，一班制，载荷平稳，连续单向运转。一、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数。1)选用直齿圆柱齿轮传动2)运输机为一般工作机，速度不高，故用7级精度（GB10095-88）3)材料选择：由机械设计第九版课本表10-1可选小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬差为40HBS。4)选取小齿轮齿数Z1=24，大齿轮齿数：Z2=iZ1=3.11

5、24=74.64,取Z2=75。3-1按齿面接触疲劳强度设计试算小齿轮分度圆直径， 确定公式中的各参数值试选，压力角取为20。计算小齿轮传递转矩：由表10-7选取齿宽系数由图10-20查得区域系数由表10-5查得材料的弹性影响系数由式10-9计算接触疲劳强度用重合度系数 计算接触疲劳许用应力由图10-25d按齿面硬度差得小齿轮的接触疲劳强度极限600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限=550MPa。计算应力循环次数：由图10-23查取接触疲劳寿命系数取失效概率为1，安全系数S=1，由公式得取较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即试算小齿轮分度圆直径， 计算实际载荷系数前的数据准备圆周速度：计算

6、齿宽：计算实际载荷系数由表10-2查得使用系数根据，7级精度，由图10-8查得动载系数齿轮的圆周力查表10-3得齿间载荷分配系数由表10-4用插值法的7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时齿向载荷分布系数得到实际载荷系数按实际载荷系数算的的分度圆直径及相应的齿轮模数3-2 按齿根弯曲强度设计试算模数，即 确定公式中的各参数值试选计算弯曲疲劳强度用重合度系数由图10-17查得齿形系数 由图10-18查得应力修正系数 由图10-22取弯曲疲劳寿命系数 由图10-24c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 大齿轮的弯曲疲劳强度极限 计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数S=1.4所以取试算模数，即 计算实际

7、载荷系数前的数据准备圆周速度v 齿宽b 宽高比 计算实际载荷系数根据，7级精度，由图10-8查得动载系数由公式算得查表10-3的齿间载荷分配系数由表10-4用插值法的7级精度查得齿向载荷分布系数结合查图10-13，得则载荷系数按实际载荷系数算得的齿轮模数对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算的得模数m=1.164mm，并就近圆整为标准模数1.25，按接触强度算得的分度圆直径=44.262mm，算出小齿轮齿数，取

8、则大齿轮齿数，取几何尺寸计算计算分度圆直径计算中心距将中心距圆整为计算齿轮宽度考虑不可避免的安装误差，为了保证设计齿宽b和节省材料，一般将小齿轮略为加宽5mm。即第四章低速级齿轮传动设计 已知条件为3.2kW，小齿轮转速=237.04/min，传动比4.05由电动机驱动，工作寿命5年，单班制，单向运转。一、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数。1)选用直齿圆柱齿轮传动2)运输机为一般工作机，速度不高，故用7级精度（GB10095-88）3)材料选择：由机械设计第九版课本表10-1可选小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬差为4

9、0HBS。4) 选取小齿轮齿数Z1=24，大齿轮齿数：Z2=iZ1=4.0524=97.2取Z2=98。4-1按齿面接触疲劳强度设计试算小齿轮分度圆直径， 确定公式中的各参数值试选，压力角取为20。计算小齿轮传递转矩：由表10-7选取齿宽系数由图10-20查得区域系数由表10-5查得材料的弹性影响系数由式10-9计算接触疲劳强度用重合度系数 计算接触疲劳许用应力由图10-25d按齿面硬度差得小齿轮的接触疲劳强度极限600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限=550MPa。计算应力循环次数：由图10-23查取接触疲劳寿命系数取失效概率为1，安全系数S=1，由公式得0.636取较小者作为该齿轮副的接触

10、疲劳许用应力，即试算小齿轮分度圆直径， 计算实际载荷系数前的数据准备圆周速度：计算齿宽：计算实际载荷系数由表10-2查得使用系数根据，7级精度，由图10-8查得动载系数齿轮的圆周力查表10-3得齿间载荷分配系数由表10-4用插值法的7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时齿向载荷分布系数得到实际载荷系数按实际载荷系数算的的分度圆直径及相应的齿轮模数4-2 按齿根弯曲强度设计试算模数，即 确定公式中的各参数值试选计算弯曲疲劳强度用重合度系数由图10-17查得齿形系数 由图10-18查得应力修正系数 由图10-22取弯曲疲劳寿命系数 由图10-24c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 大齿轮的弯曲疲劳强度极

11、限 计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数S=1.4所以取试算模数，即 计算实际载荷系数前的数据准备圆周速度v 齿宽b 宽高比 计算实际载荷系数根据，7级精度，由图10-8查得动载系数.12由公式算得查表10-3的齿间载荷分配系数由表10-4用插值法的7级精度查得齿向载荷分布系数结合查图10-13，得则载荷系数按实际载荷系数算得的齿轮模数对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算的得模数m=1.623mm，并就近

12、圆整为标准模数2，按接触强度算得的分度圆直径d=58.562mm，算出小齿轮齿数，取则大齿轮齿数，取几何尺寸计算计算分度圆直径计算中心距将中心距圆整为计算齿轮宽度考虑不可避免的安装误差，为了保证设计齿宽b和节省材料，一般将小齿轮略为加宽5mm。即第五章各轴设计方案5-1高速轴的的结构设计1)、求轴上的功率转速 转矩2)、计算作用在齿轮上的力： 圆周力： 径向力：3）、初步估算轴的直径： 选取45号钢作为轴的材料，调质处理。硬度为217255HBS查表取A0=110根据公式计算轴的最小直径，并加大5%以考虑有一个键槽的影响。4）、轴的结构设计：（1）确定轴的结构方案：该轴（输入轴）的轴承分别从两

13、端装入，由挡油盘定位。7 6 5 4 3 2 1轴段1主要用于安装联轴器，其直径应于联轴器的孔径相配合，因此要先选择联轴器。联轴器的计算转矩为，考虑到转矩变化很小，根据工作情况选取，则：。考虑现场工作条件的影响，并根据工作要求选用弹性套柱销联轴器，型号为TL4,与输入轴联接的半联轴器孔径，因此选取轴段的直径为。半联轴器轮毂总长度，（J型轴孔），与轴配合的轮毂孔长度为。（2）确定各轴段的直径和长度： 轴段1:为配合轴颈，按半联轴器孔径，选取轴段直径为。为保证定位要求，半联轴器右端用需制出一轴肩，轴段的长度应比半联轴器配合段轮毂孔长度略短mm，轴段1总长为。 轴段2：此轴段为连接轴身，为了保证定位

14、轴肩有一定的高度其直径确定为：。对于轴承端盖的宽度有取轴承端盖的宽度为65mm，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离，故取。 轴段3:为支撑轴颈，用来安装轴承。预选轴承型号为6305深沟球轴承。宽度。所以轴段直径应为轴承内圈直径；为保证轴承的轴向定位用挡油盘定位。 轴段4：取齿轮距箱体内壁的距离，考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时应距箱体内壁一定距离s,取已知滚动轴承宽度为。第一个小齿轮轮毂宽度为在轴承左侧有一挡油盘，取其长度为30mm，则此段轴的长取其直径 轴段5：齿轮的右端采用轴肩定位，取轴肩高度则轴环处直径，轴环宽度，取。 轴段6：为安装齿轮部分，齿轮的左端与轴承之间采用挡油盘

15、定位，已知齿轮轮毂宽度为50mm,为了使套筒的端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，取其长度。 轴段7：为支撑轴颈，用来安装轴承。直径为25mm，长度为47mm。5-2中间轴的结构设计1）、求2轴上的功率转速 转矩2）、计算作用在齿轮上的力： 圆周力： 径向力：3）、初步估算轴的直径： 选取45号钢作为轴的材料，调质处理。硬度为217255HBS查表取A0=112根据公式计算轴的最小直径，并加大5%以考虑键槽的影响，轴结构如图所示。 1 2 3 4 54）、轴的结构设计：（1）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。 该轴（中间轴）的轴承分别从两端装入，由挡油盘定位。轴段1为支撑轴颈，

16、用来安装轴承。预选轴承型号为6306深沟球轴承。宽度。所以轴段直径应为轴承内圈直径；为保证轴承的轴向定位用挡油盘定位。轴段2：为安装齿轮部分，取，齿轮的左端与轴承之间采用挡油盘定位，已知齿轮轮毂宽度为45mm,为了使挡油盘的端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，取其长度。则 轴段3:齿轮的右端采用轴肩定位，取。轴肩高度。轴段4：为安装齿轮部分，齿轮的右端与轴承之间采用挡油盘定位，已知齿轮轮毂宽度为65mm,为了使挡油盘的端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，取其长度。轴段5：为支撑轴颈，用来安装轴承。所以轴段5直径应为轴承内圈直径；为保证轴承的轴向定位用挡油盘定位，长度5-3低速轴

17、的结构设计1）、求轴上的功率转速 转矩2）、计算作用在齿轮上的力： 圆周力： 径向力：3）、初步估算轴的直径：选取45号钢作为轴的材料，调质处理。硬度为217255HBS查表取A0=112。根据公式计算轴的最小直径，并加大3%以考虑键槽的影响。4）、轴的结构设计：（1）确定轴的结构方案：该轴（输入轴）的轴承分别从两端装入，由挡油盘定位，如图所示1 2 3 4 5 6 7 选择联轴器。联轴器的计算转矩为，考虑到转矩变化很小，根据工作情况选取，则：根据工作要求选用弹性柱销联轴器，型号为HL3,与输出轴联接的半联轴器孔径，因此选取轴段的直径为。半联轴器轮毂总长度，（J型轴孔），与轴配合的轴孔长度为。

18、（2）确定各轴段的直径和长度：轴段1:为支撑轴颈，用来安装轴承。预选轴承型号为6309深沟球轴承。宽度。所以轴段直径应为轴承内圈直径；为保证轴承的轴向定位用挡油盘定位，取挡油盘宽度为30mm。轴段2：为安装齿轮部分，取。齿轮的左端与轴承之间采用挡油盘定位，已知齿轮轮毂宽度为60mm,为了使套筒的端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，取其长度。经计算轴段的长度为 轴段3：齿轮的左端采用轴肩定位，轴肩高度取则轴环处直径，取轴环宽度轴段4：此轴段为连接轴身，为了保证定位轴肩有一定的高度其直径确定为：。长度为综合计算后得到的 轴段5:为支撑轴颈，用来安装轴承。所以轴段直径应为轴承内圈直径；为保证

19、轴承的轴向定位用挡油盘定位。其长度为 轴段6：此轴段为连接轴身，为了保证定位轴肩有一定的高度其直径确定为：。轴承端盖的宽度为30.5mm，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离，故取。 轴段7:为配合轴颈，按半联轴器孔径，选取轴段直径为。为保证定位要求，半联轴器左端用一套筒定位，轴段的长度应比半联轴器配合段轮毂孔长度略短mm，轴段总长为。第六章 轴的强度校核6-1高速轴的校核根据轴的结构图做出轴的计算简图，根据计算简图做出弯矩图。先将三维坐标转为平面，最后求合力。作用在齿轮上的力：圆周力：径向力：法向力：齿轮的分度圆直径:，作用在轴左端的外力圆周力在垂直面上：解得：在水平面上：解得危险截面在安

20、装齿轮处所以轴安全。弯矩图如图3-2-4第七章 滚动轴承选择 高速轴上轴承采用6305型深沟球轴承，主要承受径向载荷也可同时承受小的轴向载荷，大量生产，价格最低.内径d=25mm 外径D=62mm 宽度B=17mm 中间轴上轴承采用6306型深沟球轴承，主要承受径向载荷也可同时承受小的轴向载荷，大量生产，价格最低.内径d=30mm 外径D=72mm 宽度B=19mm 低速轴上轴承采用6309型深沟球轴承，主要承受径向载荷也可同时承受小的轴向载荷，大量生产，价格最低.内径d=45mm 外径D=100mm 宽度B=25mm第八章 联轴器的选择和计算 高速轴上联轴器选择,联轴器的计算转矩为，考虑到转

21、矩变化很小，根据工作情况选取，则： 根据工作要求选用弹性柱销联轴器，型号为TL5,与输入轴联接的半联轴器孔径。半联轴器轮毂总长度，（J型轴孔），与轴配合的轮毂孔长度为。 低速轴上选择联轴器,联轴器的计算转矩为，则：根据工作要求选用弹性柱销联轴器，型号为HL3,与输出轴联接的半联轴器孔径。半联轴器轮毂总长度，（J型轴孔），与轴配合的轮毂孔长度为。第九章 润滑和密封形式的选择9-1传动零件的润滑一、齿轮传动润滑 因为齿轮圆周速度，并且传动装置属于轻型的，且传速较低，所以采用油润滑，箱体内选用SH0357-92中的50号油润滑，装至规定高度。圆柱齿轮浸入油的深度约一个齿高，三分之一齿轮半径，大齿轮的

22、齿顶到油底面的距离3060mm。2 滚动轴承的润滑 轴承润滑采用润滑脂，润滑脂的加入量为轴承空隙体积的，采用稠度较小润滑脂。二、减速器密封为防止外界的灰尘、水分等侵入轴承，并阻止润滑剂的漏失。1.轴外伸端密封 毛毡圈油封。2.轴承靠箱体内侧的密封 挡油环3.箱体结合面的密封箱体结合面的密封性要求是指在箱体剖分面、各接触面及密封处均不允许出现漏油和渗油现象，剖分面上不允许加入任何垫片或填料。为了保证机盖与机座联接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度应为6.3,密封的表面要经过刮研。而且，凸缘联接螺柱之间的距离不宜太大。第十章 箱体及附件的结构设计和选择 箱座壁厚：，所以，

23、取。 箱盖壁厚：，所以，取。箱座凸缘厚度：箱盖凸缘厚度：箱座底凸缘厚度：地脚螺钉的直径：；数目：6轴承旁联接螺栓的直径：盖与座联接螺栓的直径：轴承盖螺钉直径和数目：轴：轴承盖外径：（其中，D为轴承外径，为轴承盖螺钉的直径）。轴承旁凸台高度和半径：=22mm外箱壁到轴承座端面的距离：。齿轮顶圆与内箱壁距离：取：=10mm。齿轮端面与内箱壁距离：取：=11mm。轴承端面至箱体内壁的距离，脂润滑时：=10mm旋转零件间的轴向距离：=14.5mm齿顶圆至轴表面的距离：大齿轮顶圆至箱底内表面的距离：=40mm箱底至箱底内壁的距离：=20mm减速器中心高：箱体内壁轴向距离：附件的设计1） 视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有窥视孔，能看到 传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用M6紧固2