机械设计课程设计说明书 2

1、 机 械 设 计 课 程 设 计 说 明 书课程设计说明书 课 程 名 称: 机械设计课程设计 课 程 代 码: 8203591 题 目:带式运输机的减速传动装 置设计 学 生 姓 名:学 号:年级/专业/班学院(直属系) : 交通与汽车工程学院 指 导 教 师:目 录摘要-2第一部分 传动装置的总体设计-3第二部分 传动零件的设计计算-6第三部分 轴的设计-15第四部分 主要尺寸及数据-25结论-26参考文献-27 摘 要机械设计课程设计是在完成机械设计课程学习后，一次重要的实践性教学环节。是高等工科院校大多数专业学生第一次较全面的设计能力训练，也是对机械设计课程的全面复习和实践。其目的是培

2、养理论联系实际的设计思想，训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论，结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识；通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力，确定尺寸和选择材料，以及较全面的考虑制造工艺，使用和维护等要求，之后进行机构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方法；进行设计基本技能的训练。例如绘图，熟悉和运用设计资料（手册，图册，标准和规范等）以及使用经验数据，进行经验估算和处理数据的能力。本次设计的题目是带式运输机的减速传动装置设计。根据题目要求和机械设计的特点作者做了以下几个方面的工作：决定传

3、动装置的总体设计方案，选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数，传动零件以及轴的设计计算，轴承、联接件、润滑密封和联轴器的选择及校验计算， 机体结构及其附件的设计和参数的确定，绘制装配图及零件图，编写计算说明书。关键词：传动方案 电动机 齿轮 二级减速器 带式运输机 计算及说明设计题目：带式运输机的减速传动装置设计原始数据：运输带线速度V=6.68m/s 运输带牵引力F=660N 驱动滚筒直径D=490mm工作条件：工作年限：5年（每年按260天计），双班制工作，单向传动； 工作环境：载荷有轻微震动，运送煤，盐，沙，矿石等松散物品。结果 第一部分 传动装置的总体设计 一、传动方案1、电动机直接

4、由联轴器与减速器连接2、减速器用二级展开式圆柱直齿轮减速器3、方案简图如下：二、电动机的选择1、选择电动机的类型 按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。2、选择电动机的容量 有电动机至运输带的传动总效率为： 分别是滚子轴承、齿轮传动和联轴器。分别取=0.98、 =0.97、=0.99 所以 3、确定电动机的转速 卷筒轴的工作转速为 按指导书表一，取圆柱齿轮一级减速器，故电动机转速的可选范围，符合这一范围的同步转速有1000、1500r/min。 根据容量和转速，有指导书查出 取型号：Y132M2-6。由指导书中给出的Y系列中机座，端盖无凸缘电动机的安装及外形

5、尺寸可得电动机的机座中心高为132mm，外伸轴径为38mm，外伸轴长度为80。三、确定传动装置的总传动比和分配传动比 电动机型号为Y132M2-6 1、总传动比 四、计算传动装置的运动和动力参数 1、计算各轴转速 轴1 轴2 卷筒轴 2、计算各轴输入功率轴1 轴2 卷筒轴 2、计算各轴输入转矩电动机输出转矩 1-2轴的输入转矩 轴1 轴2 卷筒轴输入转矩 1-2轴的输出转矩则分别为各轴的输入转矩乘轴承效率0.98 运动和动力参数计算结果整理与下 效率P(KW)转矩T(N*M)转速n（r/min）传动比i效率输入输出输入输出电机轴4.8348.0396040.96轴14.784.5447.554

6、5.179603.6820.95轴24.554.32166.57158.24 260.520.95卷筒轴4.414.28161.60156.75260.5210.97第二部分 传动零件的设计计算一、 高速级减速齿轮设计1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器，速度不高，有机设书表10-8知，选用7级精度（GB10095-88）3）材料选择：有机设书表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。二者材料硬度差为40HBS。 4)、选小齿轮齿数为，大齿轮齿数，取整 2按齿面接触强度设计 由

7、设计计算公式（10-9a）进行试算，即 （1）确定公式内的各计算数值1） 试选载荷系数 2） 计算小齿轮传递的转矩 3） 由表10-7选取齿宽系数 4） 有表10-6查得材料的弹性影响系数 5） 由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限；6） 由式10-13计算应力循环次数 7） 由图10-19查得结束疲劳寿命系数 8） 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S=1，由式（10-12）得 （2）计算 1）试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值 =49.54mm 2）计算圆周速度v 3）计算尺宽b 4）计算尺宽与齿高比b/h 模数 齿高 5）计算载

8、荷系数 根据，七级精度，由图10-8（机设书）查得动载系数直齿轮，假设。由表10-3查得由表10-2查得使用系数由表10-4查得七级精度，小齿轮相对支承非对称布置式 由b/h=10.6,查图10-13得，故载荷系数 6)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式（10-10a）得 7）计算模数m 3按齿根弯曲强度设计 由式（10-5）得弯曲强度的设计公式为 （1） 确定公式内的各计算数值1） 由图10-20c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；2） 由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数,;3） 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由式（10-12）得 4)计

9、算载荷系数K 5)查取齿形系数 由表10-5查得 ； 6）查取应力校正系数由表10-5查得 ； 7）计算大、小齿轮的并加以比较 大齿轮的数值取大值。（2） 设计计算： 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所决定的承载能力，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，可取由弯曲强度算得的模数1.74并就近圆整为标准值m=2，按接触强度算得分度圆直径，算出小齿轮齿数 ，取，大齿轮齿数 ，取。 这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪

10、费。 4 几何尺寸计算 （1）计算分度圆直径 （2）计算中心距 mm （3） 计算齿轮宽度 取 ； 5 验算 ，合适 6 齿轮结构设计根据上述计算得出高速级齿轮传动尺寸见下表名称代号计算公式小齿轮(mm)大齿轮(mm)模数m2压力角齿数Z28148分度圆直径dd=mz66242齿顶高=*m2齿根高=（+）*m2.5齿全高hh=（2+）*m4.5齿顶圆直径=（2+z）*m60300基圆直径=dcos52.62278.15齿距PP=3.14m6.28基圆齿距=Pcos5.90齿厚SS=3.14m/23.14齿槽宽ee=3.14m/23.14顶隙cc=m0.5标准中心距aa=m(+)/2176节圆直

11、径中心距为标距a时=d56296传动比i5.29齿根圆直径=（z-2-2）*m51291齿宽B=b+5, =b6156注：齿顶圆系数=1，顶隙系数=0.25 第三部分 轴的设计一 高速轴的设计1、选择轴的材料由于减速器传递的功率不大，对其重量和尺寸也无特殊要求故选择常用材料45钢,调质处理.2、初步计算轴的最小直径 当轴的支承距离为定时，无法有强度确定轴径，要用初步估算的方法，即按纯扭矩并降低许用扭转切应力确定轴径d，计算公式： ，选用45号调质钢，查机设书表15-3，得=112 在第一部分中已经选用的电机Y132M2-6,D=38。查指导书P128，选用联轴器LH3，故。3、轴的结构设计 （

12、1）拟定轴上零件的装配方案，经分析比较，选用如下方案： d1 d2 d3 d4 d5 d6 （2）各轴的直径和长度 1）、联轴器采用轴肩定位，半联轴器与轴的配合的毂孔长度L=60mm，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故； 2）、初步确定滚动轴承 因轴承受径向力和轴向力作用，高速转速较高，载荷大，故选用深沟球轴承6008，故, ； 3）、当直径变化处的端面是为了固定轴上零件或承受轴向力时，则直径变化值要大些，一般可取6-8mm,故，由零件定位 mm； 4）、当轴径变化仅为了装配方便或区别加工表面时，不承受轴向力也不固定轴上零件的，则相邻直径变化较小，稍有查遍几颗，其变化应为1

13、-3，即 ，；（3）轴上零件的轴向定位半联轴器与轴的轴向定位均采用平键连接，查表选用键为滚动轴承与轴的轴向定位采用过度配合保证，选用直径尺寸公差m6。（4）确定轴向圆角和倒角尺寸参照表，去轴端倒角，各轴肩出圆角半径为1mm。（5）求轴上的载荷1）、求轴上的力 圆周力的方向如下图所示：首先根据轴的结构图作出以上受力分析图，确定轴承的支撑点位置，a=153.5mm，b=155mm，c=53mm，确定危险截面 （7）轴承寿命的计算已知轴承的预计寿命 L=2×8×300×5=24000 由所选轴承系列6008，可查表知额定动载荷C=17求当量动载荷P 查表得=1.2 演算

14、轴承寿命（8）键的校核与联轴器相连的键1）选用键的系列 2）键、轴和轮毂的材料都是钢，轴和轮毂的材料是钢，由教材查得许用应力，取=110MPa，键的工作长度=L-b=26-8=18mm，键与轮毂、键槽的接触高度k=0.5h=0.57=3.5有式 ，所以合适。三 低速轴的设计1、选择轴的材料该轴同样选取45号钢、调质处理。查表得：许用弯曲应力，屈服极限。 2、初步确定轴的最小直径 当轴的支承距离为定时，无法有强度确定轴径，要用初步估算的方法，即按纯扭矩并降低许用扭转切应力确定轴径d，计算公式： ，选用45号调质钢，查机设书表15-3，得 初选联轴器LH3，初定轴的最小直径3、轴的结构设计（1）拟

15、定轴上零件的装配方案，经分析比较，选用如下方案： （2）各轴的直径和长度1）联轴器采用轴肩定位，半联轴器与轴的配合的毂孔长度L=112mm，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故 2）初步确定滚动轴承因轴承受径向力和轴向力作用，高速转速较小，载荷大，故选用深沟球轴承6012，故,为了便于齿轮安装，为了使齿轮有较好的轴向定位，取，；轴承B=18mm， ，其他长度有轴2的计算方法求得 ， 3）轴上零件的轴向定位齿轮的轴向定位采用普通平键连接，根据，选择轴上的键为，根据，选择与轴段7的键为，滚动轴承与轴采用过度配合来保证，直径公差m6； 4）轴上零件的轴向定位 轴承采用凸缘式端盖和套

16、筒、轴肩来定位，齿轮轴向定位则采用轴肩与套筒定位；5）确定轴向圆角和倒角尺寸参照表，去轴端倒角，各轴肩出圆角半径为1mm。（6）求轴上的载荷1）求轴上的力已知 首先根据轴的结构图作出以上受力分析图，确定危险截面 载荷水平面H垂直面V支持力F弯矩M总弯矩扭矩（6）按弯矩合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面强度，根据式（15-5）及商标所给数据，并取=0.6 其中 前面以选定轴的材料为45（调质），查15-1得，因此安全。（7）轴承寿命的计算1）已知轴承的预计寿命 L=2×8×300×5=24000由所选轴承系列6012，可查表知额定

17、动载荷C=31.5KN 2)当量动载荷P查表得=1.1 3）演算轴承寿命 所以该轴承寿命符合要求，确定深沟球轴承6012（8）键的校核齿轮4上的键1）选用键的系列 2）键、轴和轮毂的材料都是钢，轴和轮毂的材料是钢，由教材查得许用应力，取=110MPa，键的工作长度=L-b=80-18=62mm，键与轮毂、键槽的接触高度k=0.5h=0.511=5.5有式 ，所以合适与联轴器相连的键3）选用键的系列 4）键的工作长度=L-b=76mm，键与轮毂、键槽的接触高度K=0.5h=4.5 所以合适。 第四部分 主要尺寸及数据箱体尺寸:机座壁厚机盖壁厚机座凸缘厚度=14机盖凸缘厚度机座底凸缘厚度地脚螺钉直

18、径地脚螺钉数目n=4轴承旁联接螺栓直径 机盖与机座连接螺栓直径轴承端盖螺钉直径定位销直径=10 大齿轮顶园与内机壁距离 齿轮端面与内机壁距离 齿轮2端面和齿轮3端面的距离 所有轴承都用润滑油润滑，轴承端盖和齿轮3端面的距离 轴承端盖凸缘厚度 t=8 总 结机械设计课程设计是机械课程当中一个重要环节通过了3周的课程设计使我从各个方面都受到了机械设计的训练，对机械的有关各个零部件有机的结合在一起得到了深刻的认识。由于在设计方面我们没有经验，理论知识学的不牢固，在设计中难免会出现这样那样的问题，如：在选择计算标准件是可能会出现误差，如果是联系紧密或者循序渐进的计算误差会更大，在查表和计算上精度不够准等等，我遇到了许多困难,一遍又一遍的计算,一次又一次的设计方案修改这都暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足.后来在老师的指导下,我找到了问题所在之处,将之解决了，同时我还对二级直齿圆柱齿轮减速器结构分析有了更进一步的了解。至于画装配图和零件图,我得到了许多同学和老师的帮助，尽管这次作业的时间是漫长的,过程是曲折的,但我的收获还是很大的.不仅仅掌握了减速器机构的设计步骤与方法；还对制图有了更进一步的掌握。这次课程设计对我来说,收获最大的是方法和能力，那些分析和解决问