机械设计课程设计说明书封面与格式参考

1、机械设计基础课程设计 二级圆柱齿轮减速器 专 业 ： 班 级 ： 姓 名 ： 学 号 ： 指导老师 ： 完成时间 ： 年 月 日设计任务书一、设计题目带式输送机用二级直齿圆柱齿轮展开式减速器，他的主要功能是通过输送带运送机器零部件或其他物料。其传动简图如下图所示，主要由电动机1、联轴器2、减速器3、联轴器4、驱动鼓轮5、输送带6等组成。二、已知数据 题号参数123456运输带工作拉力F（N）1400 14501500155016001650运输带工作速度v（m/s）1.61.551.51.451.41.35卷筒直径D（mm）300300300300300300三、工作条件工作寿命5年、每年30

2、0个工作日、每日工作16小时；单向运转；载荷平稳；运输带速度允许误差：±5%。目 录一、设计目的 - - 2二、传动方案分析 - - 2三、电动机的选择和计算- - -4四、一级齿轮的设计计算及结构说明 - - - 6五、二级齿轮的设计计算及结构说明 - - -11六、轴的设计计算及校核 - - - 17七、滚动轴承的选择及寿命校核- - -19八、键的选择与校核- - - 21九联轴器的选择 - - -22十减速器润滑方式、密封形式 - - -22十一.箱体主要结构尺寸- - -23十二.参考文献- - - 23十三.设计总结 - - -24课程设计计算书计算项目设计计算内容及说明

3、主要结果一一、设计目的二、传动方案分析机械设计课程设计是我们第一次较全面的机械设计训练，是机械制图、工程力学、公差配合与技术测量、机械制造技术基础和机械设计课程重要的综性与实践性教学环节。其基本目的是：(1)通过机械设计课程的设计，综合运用有关先修课程的理论，结合生产实际知识，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。(2).学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。(3).进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）。我们这次的设计题目是带式输送机，他的主要功能是通过输送带

4、运送机器零部件或其他物料。我们组根据设计任务对闭式两级圆柱齿轮减速器传动方案进行了分析和讨论。如图所示，带式输送机由电动机驱动。电动机1通过联轴器2将动力传入两级圆柱齿轮减速器3，再通过联轴器4，将动力传至输送机滚筒5，带动输送带6工作。方案中. 采用的是闭式两级圆柱齿轮减速器计算项目设计计算内容及说明主要结果三、电动机的选择和计算1.电动机的的选择 (1) 工作机的功率Pw Pw =工作机的转速n = (2) 总效率=(3) 所需电动机功率Pd Pd Pw/=5.86/0.841=6.97(kW) 查简明机械设计手册得Pcd=7.5 Kw选Y160M-6 n满= 970 (r/min)2.

5、传动比的分配 i总= n满/n=970/67.1=14.46 取第一级齿轮i1=4.3 第二级齿轮i2=3.33. 动力运动参数计算 (1) 转速n n0= n满=970 (r/min) n1 = n0=970 (r/min)n2= n1/=970/4.3=225(r/min) n3= n2/ i2 = 225/3.3=68 (r/min)选Y160M-6 n满= 970 (r/min)计算项目设计计算内容及说明主要结果四一级齿轮的设计计算及结构说明(2)数据列表如下轴号功率P/kW扭矩T/(N/m)转速N/ (r/min)传动比i效率输入输出输入输出电动 机 轴7.573.897010.97

6、7.277.2071.67099704.30.966.916.842922892253.30.966.576.37932.4904.56810.97工作 机 轴6.185.93868834681.选材料，确定初步参数：(1)选材：由表18-4机械原理与机械设计小齿轮：选用40Cr调质，平均取齿面硬度为260HBS。 大齿轮：选用45钢调质，平均取齿面硬度为230HBS。(2)初选齿数：取小齿轮数为Z1=25 大齿轮数则为Z2= Z1×i1 =4.3×25=108(3)选择齿宽系数d和传动精度等级参照表18-12，取d=1。 参照表18-2，选择8级精度等级。(4)确定载荷系

7、数K 查表4-25课程设计实例与机械设计 骆素君主编，得：K=1.2 i12=4.3I23=3.3小齿轮：选用40Cr调质大齿轮：选用45钢调质Z1=25Z2=108计算项目设计计算内容及说明主要结果2. 齿面接触疲劳强度计算(1)确定作用接触应力由表18-21，取接触疲劳极限 参照表18-11，取安全因数SH=1 许用接触应力=(×ZN1)/ SH=(720×0.92) / SH =662.4=(×ZN2)/ SH=(580×0.96) / SH =556.8(2)弹性系数ZE，由表18-9，ZE=190(3)带点区域系数ZH，由图18-20，取ZH=

8、2.5(4)所需小齿轮直径d1 = =49.2mm(5)确定中心距模数等主要几何参数 m= d1/Z1=49.2/20=2.46 圆整模数，取m=2.5 则d1=m×Z1=2.5×20=50mm d2=m×Z2=2.5×86=215mm 则大齿轮宽b2=d×d1=50mm 小齿轮宽b1=60mm3. 齿根抗弯疲劳强度验算(1)求许用弯曲应力 由N1=1.54×109 N2=3.57×108 由图18-25，取寿命系数YN1=YN2=1d1=50mm d2=215mmm=2.5mm计算项目设计计算内容及说明主要结果由图18-6

9、,分别取极限应力=290 =270由图18-26，取尺寸系数 Yx=1 表18-11，取安全系数 SF=1.25 则许用弯曲应力=464=352(2)齿形系数YFa1,YFa2 ，由图18-23，取 YFa1=2.80 YFa2 =2.21(3)应力修正系数YSa1,YSa2 ，由图18-24，取 YSa1=1.55 YSa2 =1.77(4)校核齿根抗弯疲劳强度，齿根弯曲应力=×YFa1×YSa1×Y=×2.8×1.55×0.696=83=×=83×=75抗弯疲劳强度足够。4.轮的几何尺寸计算(1) 齿顶圆直径齿

10、全高 da1=55mm da2=220mm计算项目设计计算内容及说明主要结果齿厚S S 齿根高 齿顶高 齿根圆直径 5.轮的结构设计 小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用实心打孔式结构 大齿轮的有关尺寸计算如下：轴孔直径40mm轮毂长度 与齿宽相等轮毂直径 取轮缘厚度 轮缘内径 圆整， 取腹板厚度 腹板中心孔直径计算项目设计计算内容及说明主要结果五、二级齿轮的设计计算及结构说明腹板孔直径齿轮倒角 取齿轮工作图如下图所示1.选材料，确定初步参数：(1)选材：由表18-4机械原理与机械设计小齿轮：选用40Cr调质，平均取齿面硬度为260HBS。 大齿轮：选用45钢调质，平均取齿面硬度为230HBS。(

11、2)初选齿数：取小齿轮数为Z3=27 大齿轮数则为Z4= Z3×i2 =3.3×27=89.1 取齿数Z4=90计算项目设计计算内容及说明主要结果验算传动比误差 齿数比 i2=3.33 ×100%=0.9%(3)选择齿宽系数d和传动精度等级： 参照表18-12，取d=1。 参照表18-2，选择8级精度等级。(4)确定载荷系数K 查表4-25课程设计实例与机械设计 骆素君主编，得：K=1.2 2. 齿面接触疲劳强度计算(1)确定作用接触应力由表，取接触疲劳极限 参照表18-11，取安全因数SH=1.2 许用接触应力=720 / SH =662.4 =/ SH=556

12、.8(2)弹性系数ZE，由表18-9，ZE=190(3)带点区域系数ZH，由图18-20，取ZH=2.5(4)所需小齿轮直径d3 = =70.5mm计算项目设计计算内容及说明主要结果(5)确定中心距模数等主要几何参数 m= d3/Z370.5/27=2.42 圆整模数，取m=2.5 则d3=mZ3=2.5×27=67.5 d4=mZ4=2.5×90=225mm a34=(67.5+225)/2=146.25mm3. 齿根抗弯疲劳强度验算(1)求许用弯曲应力 由N3=1.54×109 N4=3.57×108 由图18-25，取寿命系数YN3=YN4=1由图

13、18-6,分别取极限应力=290 =270由图18-26，取尺寸系数 Yx=1 表18-11，取安全系数 SF=1.25 则许用弯曲应力=464=352(2)齿形系数YFa3YFa4，由图18-23，取 YFa3=2.58 YFa4 =2.20(3)应力修正系数YSa1,YSa2 ，由图18-24，取 YSa1=1.6 YSa4 =1.78(4)校核齿根抗弯疲劳强度，齿根弯曲应力=×YFa3×YSa3×Y=×2.8×1.6×0.684=186=×=186×=177抗弯疲劳强度足够。d3=67.5mm d4=225m

14、mm=2.5mm计算项目设计计算内容及说明主要结果4.轮的几何尺寸计算(1) 齿顶圆直径 齿全高 齿厚S S 齿根高 齿顶高 齿根圆直径 5.轮的结构设计 小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用实心打孔式结构 大齿轮的有关尺寸计算如下：轴孔直径60mm轮毂长度 与齿宽相等轮毂长度 与齿宽相等轮毂直径取 da3=72.5mmda4=230mm计算项目设计计算内容及说明主要结果轮缘厚度 轮缘内径 圆整， 取腹板厚度 腹板中心孔直径腹板孔直径齿轮倒角 取齿轮工作图如下图所示计算项目设计计算内容及说明主要结果六、轴的设计计算及校核1.轴的选材及其许用应力查机械原理与机械设计 轴，轴，轴选40Cr钢，调质处理

15、，HBS=241266, ， ， 2.按扭矩估算最小直径轴 标准直径 轴 选取标准直径 轴 选取标准直径 3.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，所有轴均设计为阶梯轴。4轴的强度校核切向力 径向力计算项目设计计算内容及说明主要结果 轴按脉动转矩 所以 查课本表20-4 考虑键槽60 所以强度足够计算项目设计计算内容及说明主要结果七、滚动轴承的选择及寿命校核考虑轴受力较小且主要是径向力，故选用的是单列深沟球轴承轴6008 两个，轴6009两个，轴选用6011两个(GB/T276-1994) 寿命计算：轴 因为两轴承承受纯径向载荷 查机械原理与机械设计表21-7

16、 X=1, Y=0基本额定载荷 查表21-9 预期寿命为：10年，一班制所以轴承6008合格轴 因为两轴承承受纯径向载荷查机械原理与机械设计表21-7选用深沟球轴承轴轴6008轴6009轴6011计算项目设计计算内容及说明主要结果X=1, Y=0基本额定载荷 查表21-9 预期寿命为：10年，一班制所以轴承6009寿命合格轴 因为两轴承承受纯径向载荷 查 表 X=1, Y=0基本额定载荷 查表21-9 预期寿命为：10年，一班制所以轴承6011寿命合格计算项目设计计算内容及说明主要结果八、键的选择与校核1.号轴外伸端d=32 选键1050，b=10，l=50，h=8. 选择45号钢，其许用挤压

17、应力=150 =28 则强度足够， 合格2.号轴d=40 选键12×8，l=48，选择45号钢，其许用挤压应力=150 =96 则强度足够， 合格3.号轴外伸端d=50，中间连齿轮轴d=60 选键18×11，l=60， 选择45号钢B型，其许用挤压应力=150 =138 =119 则强度足够， 合格 轴d=32b×h×l=10×8×50轴d=40b×h×l=12×8×40轴d=50b×h×l=18×11×60计算项目设计计算内容及说明主要结果九联轴器的选择

18、十减速器润滑方式、密封形式由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑装拆方便及经济问题，选用刚弹性套柱销联轴器1. 减速器进口端 选用TL6型（GB/T 4323-2002）弹性套柱销联轴器，采用Y型轴孔，A型键，轴孔直径d=3240mm,选d=32mm,轴孔长度为L=50mm2. 减速器的出口端 选用TL9型（GB/T 4323-2002）弹性套柱销联轴器，采用Y型轴孔，C型键，轴孔直径d=5071mm,选d=50mm,轴孔长度为L=60mm 1润滑方式齿轮采用浸油润滑，由于低级周向速度为78m/min,所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为19mm.则2号齿轮的浸油高度为14mm。选用150号机械油（GB443-1989）。轴承用润滑脂润滑，因为采用了挡油环结构。2.密封形式（1）.箱座与箱盖凸缘结合面的密封选用在结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采用在与机体之间加石棉