完整版机械设计课程设计说明书

1、沈阳工程学院课程设计设计题目：用于带式输送机的一级圆柱齿轮减速器设计系 别机械学院 班级机制专121学生姓名 学号指导教师 郭维城朱爽 职称讲师起止日期：2014年6月30日起至2014年 月11日止沈阳工程学院机械设计课程设计成绩评定表系（部）：机械学院班级： 机制专121 学生姓名： 指导教师评审意见评价 内容具体要求权重评分加权 分调研论证能独立查阅文献，收集资料；能制定课程设计方案 和日程安排。0.15432工作 能力 态度工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能 够独立完成设计工作，0.25432工作 量按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难度话宜。0.25432说明 书的

2、质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字 通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表 完备，书写工整规范。0.55432指导教师评审成绩 （加权分合计乘以12）分加权分合计指导教师签名：年 月日评阅教师评审意见评价 内容具体要求权重评分加权 分查阅 文献查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力0.25432工作量工作量饱满，难度适中。0.55432说明 书的 质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字 通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表 完备，书写工整规范。0.35432评阅教师评审成绩 （加权分合计乘以8）分加权分合计评阅教师签名：年 月日课程设计总评成绩分沈阳工

3、程学院课程设计任务书课程设计题目：用于带式输送机的一级圆柱齿轮减速器设计系 别机械学院学生姓名刘天河指导教师郭维城、朱爽班级机制专121学号 13职称 讲师课程设计进行地点：实训E312任务下达时间： 2014 年6月29日起止日期：2014年6月30日起至2014年7月12日止教研室主任 年 月 日批准用于带式输送机的一级圆柱齿轮减速器设计的原始资料及要求（一）设计题目设计用于带式运输机的一级圆柱齿轮减速器1 带忡动2 运输帚3 一瞰瞬柱齿轮住理為4电动机一一 en（二）原始数据（以实际数据为准）运输带工作拉力F=1150N运输带工作速度v = 1.6m/s卷筒直径D= 260mm（三）工作

4、条件连续单向运转，载荷平稳，空载启动，使用期限为10年，小批量生产，两班制工作，运输带速度允许误差为 5%。（四）应完成的任务1减速器装配图1张（A0图）2、 零件图2张（齿轮轴零件图一张，大齿轮零件图一张）（A3图）3、设计计算说明书1份（五）时间安排（2周）1、三天计算；2、一天画草图；3、四天画装配图及零件图；4、两天答辩。（六）设计说明书主要内容（1）目录（标题及页次）；（2）课程设计任务书；（3）前言（题目分析，传动方案的拟定等）；（4）电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算；（ 5）传动零件的设计计算（确定带传动及齿轮传动的主要参数） ；（6）轴的设计计算及校核；（7）箱体设计

5、及说明（8）键联接的选择和计算；（9）滚动轴承的选择和计算；（ 10）联轴器的选择；（11）润滑和密封的选择；（12）减速器附件的选择及说明；（13）设计总结；（14）参考资料（资料的编号 及书名、作者、出版单位、出版年月） ；（七）要求和注意事项1）图纸图面清洁，标注准确，符合国家标准；2）必须按学校规定的纸张与格式编写设计计算说明书， 要求计算正确， 层次 分明，论述清楚，文字精炼，插图简明，排版正确。3）本部分课程设计说明书要求字数约 6 千字（或 20-25 页），采用学校规定 的设计用纸与格式。沈阳工程学院 机械学院机械原理与设计教学部目录第一章绪论第二章课题题目及主要技术参数说明2

6、.1课题题目2.2主要技术参数说明2.3传动系统工作条件2.4传动系统方案的选择第三章减速器结构选择及相关性能参数计算3.1减速器结构3.2电动机选择3.3传动比分配3.4动力运动参数计算第四章齿轮的设计计算（包括小齿轮和大齿轮）4.1齿轮材料和热处理的选择4.2齿轮几何尺寸的设计计算4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸4.2.2 齿轮弯曲强度校核4.2.3 齿轮几何尺寸的确定4.3齿轮的结构设计第五章轴的设计计算（从动轴）5.1轴的材料和热处理的选择5.2轴几何尺寸的设计计算521按照扭转强度初步设计轴的最小直径5.2.2轴的结构设计5.2.3轴的强度校核第六章轴承、键和联轴器的选择

7、6.1轴承的选择及校核6.2键的选择计算及校核6.3联轴器的选择第七章 减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算7.1润滑的选择确定7.2密封的选择确定7.3减速器附件的选择确定7.4箱体主要结构尺寸计算第八章总结参考文献第一章 绪 论本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算， 在设计计算中运用到 了机械设计基础、机械制图、工程力学、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

8、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）加强了我们对Office软件中Word功能的认识和运用。第二章 课题题目及主要技术参数说明2.1 课题题目带式输送机传动系统中的减速器。要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器及V带传动2.2主要技术参数说明输送带的最大有效拉力F=1150N,输送带的工作速度V=1.6 m/s,输送机滚筒直径D=260mm。2

9、.3传动系统工作条件带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作载荷较 平稳；两班制（每班工作8小时），要求减速器设计寿命为8年，大修期为 3年，中批量生产；三相交流电源的电压为 380/220V。2.4传动系统方案的选择朕轴雜电动机*丿J:滚筒图1带式输送机传动系统简图计算及说明结果第二章减速器结构选择及相关性能参数计算-r3.1减速器结构本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。3.2电动机选择（一）工作机的功率PwPw =FV/1000=1150X 1.6/1000=1.84kw（二）总效率 总总=带 齿轮 联轴器 滚筒 轴承3=0.96 X 0.98 X 0.99 X 0.96 X

10、 0.99 =0.867（三）所需电动机功率Pd电动机选用：Pd=pw/ n 总=1.84/0.867=2.12(KW)Y100L1-4查机械零件设计手册得 Ped = 2.2 kw电动机选用 丫10011-4n 满=1430 r/min3.3传动比分配工作机的转速n=60X 1000v/ （ D=60X 1000 X 1.6/(3.14 X 260)=117.589r/mi nI 总二n 满/n=1430/117.589=12.161(r/min)取 i带 3则 i 齿=)总/i 满=12.161/3=4.054i带33.4动力运动参数计算i 齿=4.054（一）转速n计算及说明结果no =

11、 n满=1430 (r/min )n I = n o/i 带=口满 / i 带=1430/3=476.667( r/mi n )m =m /i 齿=476.667/4.054=117.579( r/mi n )nhi = 口| =117.579 (r/min )（二） 功率PPo=Pd =2.12(kw)P1=pon 带=2.12 x 0.94=1.993 (kw)P2=p1 n 齿轮 n 轴承=1.993 x 0.98 x0.99=1.934(kw )P3=p2 n 联轴器 n 轴承=1.934 x 0.99 x0.99=1.895(kw)（三）转矩TTo=9550Po/no=9550x2.

12、12/1430=14.158(N M)T1=Ton 带 i 带=14.158 x 0.96 x 3=40.775(N - M)T2=T 1 n 齿轮 n 轴承 i 齿=40.775 x 0.98 x 0.99 x4.054=160.376(N M)T3=T2 n 联轴器 n 轴承 i 齿带=160.376 x 0.99 x0.99 x 1= 157.185(N M)计算及说明结果将上述数据列表如下：轴号功率P/kWN/(r.min 1)T/(N - m)i02.100143014.12630.9611.993473.33340.68421.934117.579158.8724.0250.973

13、1.895117.579155.71010.98第四章齿轮的设计计算4.1齿轮材料和热处理的选择小齿轮选用45号钢，调质处理，HB = 236大齿轮选用45号钢，正火处理，HB = 1904.2齿轮几何尺寸的设计计算4.2.1按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸由机械零件设计手册查得(T Hlim1=580Mpa, (T Hlim2=380Mp$Hlim = 1(T Fiim1 =420Mpa, t Fiim2 =300Mpa,Sim =1.25a =n 1/n2=476.667/117.579=4.054由机械零件设计手册查得ZN1 = ZN2 = 1YN1 = Yn2 = 1.1rh lim

14、1Z n 1580 1由 H1 580MPaSh lim1t h2=艺 HLiM1ZN2/SHiim =380/1=380Mpa计算及说明结果fMn1420 1.1 369.6MPaSFlim1.25fMn2300 1.1264 MPaSFim1.25（一）小齿轮的转矩T iT1 9550R/ n1 9550 1.993/476.667 39.93(N m)（二）选载荷系数K由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载何平稳，齿轮在两轴承间对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，取 K = 1.1（三）计算尺数比=4.054（四）选择齿宽系数 d根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。查机械原理与

15、机械零件教材中表得，取d二1（五）计算小齿轮分度圆直径d1d1 计算及说明结果d12.32KT I (u 1) ZE2d H2 U H=2.323；1.1 399930 (4.054 1) 189.8 18981 5302 4.054580 580=42( mm)（六）确定齿轮模数ma 虫 1 兰 14.054106.134 mm2 2m =(0.0070.02)a = (0.0070.02) X 106.134取m=2（七）确定齿轮的齿数 乙和z2Z1 = 21Z2 = 85d144.714怖“乙22.36 取 Z1 = 24m 3Z2Z14.054 21 85 取 Z2 = 85（八）实际

16、齿数比85214.048齿数比相对误差0.0015YF2/ F2=2.35/264=0.00703计算大齿轮齿根弯曲应力为计算及说明结果2000KYF1B2m2Z2强度足够da1=46mm da2 =174m mh=4.5mmS=3.14mmP=6.28mm hf=2.5mm ha=2mm df1 =43mm df2=187mm2000 1.1 115164.99 2.9544 228549.96( MPa)F1齿轮的弯曲强度足够4.2.3齿轮几何尺寸的确定齿顶圆直径da由机械零件设计手册得 h a =1 c = 0.25da1 d1 2ha1Z1 2ha m (21 2 1) 2 46(mm

17、)da2 d2 2ha2Z2 21% m (85 2 1) 2 174(mm)齿距P = 2X 3.14=6.28(mm)齿根高hfh a cm 2.5(mm)齿顶高ha h am 1 2 2(mm)齿根圆直径d fDf1=d1-2hf=42-2X 2.5=37(mm)Df2=d2-2hf=170-2X 2.5=165(mm)4.3齿轮的结构设计小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构大齿轮的关尺寸计算如下：轴孔直径d=50(mm)轮毂直径D1=1.6d=1.6X 50=80(mm)轮毂长度LB266(mm)轮缘厚度8 0 =(3 4)m = 6 8(mm)取 0 =8轮缘内径D2

18、= da2-2h-20 =174-2X 4.5-2X 8=149(mm)取 D2 = 150(mm)腹板厚度 c=0.3 B2=0.3 X 48=14.4取 c=15(mm)腹板中心孔直径D o =0.5(Di+D2)=0.5(170+80)=125(mm)腹板孔直径 d 0 =0.25 ( D2 - D1) =0.25 (150-80)=17.5(mm)取 d0=16(mm)齿轮倒角 n=0.5m=0.5X 2=1齿轮工作如图2所示：计算及说明结果第五章轴的设计计算5.1轴的材料和热处理的选择由机械零件设计手册中的图表查得 选45号钢，调质处理，HB217255b=650MPas=360MP

19、a1 =280MPa5.2轴几何尺寸的设计计算5.2.1按照扭转强度初步设计轴的最小直径从动轴d2=C P22 g=1151.955117.587=29.35D2=32mm考虑键槽 d2 =29.35X 1.05=30.82选取标准直径d2 =32 mm5.2.2轴的结构设计根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则, 主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。5.2.3轴的强度校核从动轴的强度校核圆周力Ft =2T2 =2000x 158.872/192=1654.92 d2径向力Fr = Ft tan=1654.92X tan20 =602.34由于为直齿轮，轴向力Fa=0作从动轴受力简

20、图：（如图3所示）RA L丿RB 盲弓RHARHB水平面弯矩垂直面弯矩合力弯矩扭矩危险截面当量弯矩l：8.4E?Nr从动轴受力简图L=110mm结果从动轴 承2个计算及说明Rha = Rhb=0.5 Ft =0.5X 1654.92=827.46(N)Mhc =0.5Rha L=827.46X 110X 0.5/1000=51.72( N m)Rva = Rvb =0.5 Fr =0.5X 602.34 =301.17( N m)MVC =0.5 Rva L=501.17X 110X 0.5/1000=36.4(N m) 转矩 T=158.872(N m)校核Mc=Mhc2 Mvc2 =、51

21、.72218.822 =55.04(N m)Me=.MC2 aT 2 = , 55.0420.6 158.872 2 =118.42( N m)由图表查得，1b=55MPa3 3|d 10 一=1Q 118.42 =29.21(mm) 0.11 b V0.1* 55考虑键槽 d=29.21mm 45mm则强度足够第六章轴承、键和联轴器的选择6.1轴承的选择及校核考虑轴受力较小且主要是径向力，故选用单列深沟球轴承主动轴承根据轴颈值查机械零件设计手册选择62072个(GB/T276-1993)从动轴承 6209 2 个(GB/T276-1993)寿命计划:计算及说明结果两轴承受纯径向载荷P= F

22、r =602.34X=1Y=0从动轴轴承寿命：深沟球轴承6209,基本额定功负荷Cr=25.6KNft=1=36631106 ftCr10625.6 1 1000 “cc“cLioh =108812060n2P60 117.589602.341预期寿命为：8年，两班制L=8 X 300 X 16=384001伽轴承寿命合格6.2键的选择计算及校核（一）从动轴外伸端d=42，考虑键在轴中部安装故选键10X 8GB/T1096 2003, b=16, L=50 , h=10,选 45 号钢，其许用挤压力 p =100MPaF t4000Ti 4000 158.872 ”p =1 =82.75 pp

23、 h lhld8 30 32p则强度足够，合格（一）与齿轮联接处 d=50mm,考虑键槽在轴中部安装，故同一方位母线上，选键 14X 10 GB/T1096 2003,b=10mm,L=45mm , h=8mm ,选45号钢，其许用挤压应力 p =100MPaF t4000T 4000 158.872 p = =45.392 ph lhld8 35 50则强度足够，合格从动轴 外伸端 键10 X40GB/1096 2003与齿轮 联接处 键14 X52GB/T10962003计算及说明结果6.3联轴器的选择由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑拆 装方便及经济问题，选用弹性套柱联轴器K

24、=1.3- CLLC KP| CLLC、/ 1.31.916CCCTC =9550 =9550X =202.290n“117.589选用TL8型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩 Tn =250，TCTn。采用Y型轴孔，A型键轴孔直径d=3240,选d=35,轴孔长度L=82TL8型弹性套住联轴器有关参数选用TL8套住联轴器型号公称转矩T/(N m)许用 转速n/(r - min 1轴孔 直径 d/mm轴孔 长度L/mm外 径D/mm材料轴孔 类型键 槽 类 型TL625033003582160HT200Y型A型第七章 减速器润滑、密封及附件的选择确定 以及箱体主要结构尺寸的计算及装配图7.1润滑的

25、选择确定7.1.1润滑方式齿轮浸油 润滑轴承脂 润滑结果1. 齿轮V=1.2vv 12 m/s应用喷油润滑，但考虑成 本及需要，选用浸油润滑2. 轴承采用润滑脂润滑7.1.2润滑油牌号及用量计算及说明1. 齿轮润滑选用150号机械油，最低最高油面距1020mm需油量为1.5L左右2. 轴承润滑选用2L 3型润滑脂，用油量为轴承间隙的1/31/2为宜7.2密封形式1箱座与箱盖凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2.观察孔和油孔等处接合面的密封在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封3. 轴承孔的密封闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部轴的外伸端与透盖的间隙，由于 V3 (m/s),故选用半粗羊毛毡加 以密圭寸4. 轴承靠近机体内壁处用挡油环加以密封，防止润滑油进入轴承内部7.3减速器附件的选择确定列表说明如下：齿轮用150号机械油轴承用2L3 型润滑脂结果计算及说明名称功用数量材料规格螺栓安装端盖12Q235M6 X 16GB 5782 1986螺栓安装端盖24Q