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

2、工作量按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难度适宜。0.25432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。0.55432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

3、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 班级 机制专121 学生姓名 刘天河 学号 13 指导教师 郭维城、朱爽 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（二）原始数据（以实际数据为

4、准）运输带工作拉力 F=1150 N运输带工作速度 v = 1.6 m/s卷筒直径 D= 260 mm（三）工作条件连续单向运转，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

5、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

6、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2.1 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

7、的材料和热处理的选择5.2 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

8、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

9、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=260 mm。2.3 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图1 带式输送机传动系统简图计 算 及 说 明结果第三章 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Pw =F

10、V/1000=1150×1.6/1000=1.84kw（二）总效率 = =0.96×0.98×0.99×0.96×0.993=0.867（三）所需电动机功率 Pd=pw/总=1.84/0.867=2.12(KW) 查机械零件设计手册得 Ped = 2.2 kw电动机选用 Y100l1-4 n满 = 1430 r/min3.3 传动比分配 工作机的转速n=60×1000v/（D） =60×1000×1.6/(3.14×260) =117.589r/min I总=n满/n=1430/117.589=12.16

11、1(r/min) 取 则i齿=i总/i满=12.161/3=4.0543.4 动力运动参数计算（一）转速n电动机选用：Y100L1-4=4.054计 算 及 说 明结果=1430（r/min）=/=/=1430/3=476.667（r/min） =/=476.667/4.054=117.579（r/min） =117.579（r/min） （二） 功率P P0=Pd =2.12(kw) P1=p0带=2.12×0.94=1.993（kw） P2=p1齿轮轴承=1.993×0.98×0.99=1.934(kw ) P3=p2联轴器轴承=1.934×0.99

12、×0.99=1.895(kw)（三） 转矩T T0=9550P0/n0=9550×2.12/1430=14.158(N·M) T1=T0带i带=14.158×0.96×3=40.775(N·M) T2=T1齿轮轴承i齿=40.775×0.98×0.99×4.054=160.376(N·M) T3=T2联轴器轴承i齿带=160.376×0.99×0.99×1=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/kW N /(r.mi

13、n-1) /(Nm) i 02.100143014.126 30.96 11.993473.33340.684 21.934117.579158.8724.0250.97 31.895117.579155.71010.98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，HB236 大齿轮选用45号钢，正火处理，HB1904.2 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 Hlim1=580Mpa,Hlim2=380Mpa,SHlim = 1 Flim1=420Mpa,Flim2=300Mpa,SFlim=1.2

14、5 =n1/n2=476.667/117.579=4.054 由机械零件设计手册查得 ZN1 = ZN2 = 1 YN1 = YN2 = 1.1 由 H2=HLIM1ZN2/SHlim=380/1=380Mpa计 算 及 说 明结果 （一）小齿轮的转矩 （二） 选载荷系数K 由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，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K1.1（三） 计算尺数比 =4.054（四） 选择齿宽系数 根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，取1（五） 计算小齿轮分度圆直径 计 算 及 说 明结果2.32=2.32 = 42(

15、 mm)（六） 确定齿轮模数m m =(0.0070.02)a = (0.0070.02)×106.134 取m=2（七） 确定齿轮的齿数和 取 Z1 = 24 取 Z2 = 85（八）实际齿数比 齿数比相对误差 <±2.5% 允许（九） 计算齿轮的主要尺寸 Z1 = 21Z2 = 85=42mm=170mm计 算 及 说 明结果 中心距 齿轮宽度 B1 = B2 + (510) = 4752(mm) 取B1 =50 (mm) （十）计算圆周转速v并选择齿轮精度 查表应取齿轮等级为9级，但根据设计要求齿轮的精度等级为7级。4.2.2 齿轮弯曲强度校核（一） 由421中

16、的式子知两齿轮的许用弯曲应力 （二） 计算两齿轮齿根的弯曲应力 由机械零件设计手册得 =2.95 =2.35比较的值 /=2.95/369.6=0.00793>/=2.35/264=0.00703 计算大齿轮齿根弯曲应力为a=120mmB1=57mmB2=48mm V=1.1890(m/s)定为IT7 计 算 及 说 明结果 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 由机械零件设计手册得 h*a =1 c* = 0.25齿距 P = 2×3.14=6.28(mm)齿根高 齿顶高 齿根圆直径 Df1=d1-2hf=42-2×2.5=37(mm) Df2

17、=d2-2hf=170-2×2.5=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轮毂直径 =1.6d=1.6×50=80轮毂长度 轮缘厚度 0 = (34)m = 68(mm) 取 =8轮缘内径 =-2h-2=174-2×4.5-2×8强度足够=46mm=174mmh=4.5mmS=3.14mmP=6.28mmhf=2.5mmha=2mmdf1=43mmdf2=187mm计 算 及 说 明结果= 149(mm)取D2 = 150(mm) 腹板厚度 c=0.3=0.3&

18、#215;48=14.4 取c=15(mm)腹板中心孔直径=0.5(+)=0.5(170+80)=125(mm)腹板孔直径=0.25（-）=0.25（150-80）=17.5(mm) 取=16(mm)齿轮倒角n=0.5m=0.5×2=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，HB217255=650MPa =360MPa =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=c=115=29.35考虑键槽=29.35×1.05=3

19、0.82选取标准直径=325.2.2 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 =2000×158.872/192=1654.92径向力 =tan=1654.92×tan20°=602.34 由于为直齿轮，轴向力=0作从动轴受力简图：（如图3所示）D2=32mm计 算 及 说 明结果L=110mm =0.5=0.5×1654.92=827.46=0.5L=827.46×110×0.5/1000=51.72=0.5=0.5

20、5;602.34 =301.17=0.5L=501.17×110×0.5/1000=36.4 转矩T=158.872 校核=55.04 =118.42 由图表查得，=55MPa d10=10=29.21(mm) 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6207 2个（GB/T276-1993）从动轴承6209 2个（GB/T276-1993）寿命计划：从动轴承 2个计 算 及 说 明结果两轴承受纯径向载荷P=602

21、.34 X=1 Y=0从动轴轴承寿命：深沟球轴承6209，基本额定功负荷=25.6KN =1 =3=10881201预期寿命为：8年，两班制L=8×300×16=38400<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10×8 GB/T10962003，b=16，L=50，h=10，选45号钢，其许用挤压力=100MPa=82.75<则强度足够，合格（二）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14×10 GB/T10962003，b=10mm，L=45mm，h=8m

22、m，选45号钢，其许用挤压应力=100MPa=45.392<则强度足够，合格从动轴外伸端键10×40 GB/10962003与齿轮联接处键14×52 GB/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=1.3=9550=9550×=202.290选用TL8型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩=250，<。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型弹性套住联轴器型号公称转矩T/(N

23、3;m)许用转速n/（r·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 润滑的选择确定 7.1.1润滑方式 1.齿轮V=1.212 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润滑油牌号及用量齿轮浸油润滑轴承脂润滑计 算 及 说 明结果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2L3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V<3（m/s），故选用半粗羊毛毡加以密封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型润滑脂计 算 及 说 明结果名称功用数量材料规格螺栓安装端盖12Q235M6×16GB 57821986螺栓安装端盖24Q235M8×25G