设计说明书机械设计课程设计

说221文印室，不得随意复印以及进行各种性项目。谢谢合作！如需复习资料，请扫描 第一部 课程设计任务 第二部 传动装置总体设计方 第三部 电的选 第四部 计算传动装置的运动和动力参 第五部 V带的设 第六部 齿轮的设 第七部 传动轴承和传动轴及联轴器的设 第八部 键联接的选择及校核计 第九部 轴承的选择及校核计 第十部 器及其附件的设 第十一部 润滑与密封设 设计小 参考文 第一部 课程设计任务一、设计课题设计一用于带式机上的两级展开式圆柱齿轮器.机连续单向运计要器装配图一张(A1A0)计步电的选第二部 传动装置总体设计方图一:传动装置总体设计选择V带传动和二级圆柱斜齿轮器（展开式。计算传动装置的总效率 a= 率,5为滚筒的效率（包括滚筒和对应轴承的效率。第三部 电的选n:pp

nπDF=110×3.14×300×5000=8.64KW 电所需工作功率为

p= =

8.64=10.54

d n=110为nd=ia×n=(16×160)×110=1760~17600r/min。综合考虑电和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、器的传动比，选定型号为Y160M1-2的三相异步电，额定功率为11KW,满载转速nm=2930r/min，同步转速3000r/min。初步取i0=3.5，则器传动比为:i12 1.4i 1.4×7.6=

i23=

=

=第四部 计算传动装置的运动和动力参（1）各轴转nI=nm/i0=2930/3.5=837.1=12=837.1/3.26=256.8I /i23=256.8/2.33=110.2nIV I=110.2PI=Pd×=10.54×0.96=10.12PII=PI×=10.12×0.98×0.97=9.62PIII=PII×=9.62×0.98×0.97=9.14KWPIV=PIII×=9.14×0.98×0.99=8.87 PI'=PI×0.98=9.92KWP'=P×0.98=9.43KWP'=P×0.98=8.96KWP'=P×0.98 TI=电轴的输出转矩

Td=

=9550×10.54=34.4TI=Td×i0×=34.4×3.5×0.96=115.6TII=TI×i12×=115.6×3.26×0.98×0.97=358.2NmTIII=TII×i23×=358.2×2.33×0.98×0.97=793.4NmTIV=TIII×=793.4×0.98×0.99=769.8Nm TI'=TI×0.98=113.3NmT'=T T'=T×0.98=777.5NmTIV'=TIV×0.98=754.4 第五部 V带的设计算功率Pc:Pc=KAPd=1.1×10.54=11.59d2=n1×d1×(1-)/n2=i0×d1×(1-=3.5×140×(1-0.02)=480.2V==2930×140×π/(60×1000)=21.47L0=2a0+π×(d1+d2)/2+(d2-a=a0+(Ld-L0)/2=830.25+(2800-2660)/2=900.25验算小带轮上的包角=1800-(d2-=1800-(475-=Z=Z3AVF0=500×Pc×(2.5/K-=500×11.59×(2.5/0.94-1)/(3×21.47)+0.10×21.472=195.4FQ==2×3×195.4×sin(158.7/2)=1152.1第六部 齿轮的设（一）高速级齿轮传动的设计21Z2i12×Z13.26×21 取：Z2初选螺旋角:15032K 32K 1u±1×HZ2×T1=115.6选取齿宽系数d=[1.88-=[1.88-3.2×(1/21+1/68)]×cos150==0.318dZ1tan=0.318×1×21×tan150=1Z 1Z cosβ =度极限:Hlim2=530MPa。小齿轮应力循环次数：N160nkth60×837.1×1×10×300×2×8大齿轮应力循环次数：N260nkthN1/u2.41×109/3.26[

=

=0.87×650=565.5HS[

=

=0.89×530=471.7HS[H]=([H]1+[H]2)/2=(565.5+471.7)/2=518.632K32Kt Z uH=

=61.6

mn取为标准值:3.5mm

=

=2.83

a Z1+Z2

=

=161.2=arccosZ1+Z2

=arccos

=1d=1

=

=762d=2

=

=246b=φd×d1=76v

=

=3.33同前，ZE189.8MPa8-15ZH2.42=[1.88-=[1.88-3.2×(1/21+1/68)]×cos14.90==0.318dZ1tan=0.318×1×21×tan14.90=1Z 1Z cosβ =Ft

=

=3042.1b

=

=40<100tanttann/cost=arctan(tann/cos)=arctan(tan200/cos14.90)=cosb=coscosn/cost=cos14.9cos20/cos20.6=KH=KF=/cos2b=1.624/0.972=KHd2+0.61×10-3b=K=KAKVKHKH=1×1.1×1.73×1.38=32KT1×32KT1×u±1×ZHZEZεZβ d1=

=71.7 d17671.71)ZV1=Z1/cos3=21/cos314.90=23.3ZV2=Z2/cos3=68/cos314.90=V=[1.88-=[1.88-3.2×(1/23.3+1/75.3)]×cos14.90=Y=0.25+0.75cos2b/V=

=

=前已求得:KH1.73<3.08，故取：KF

b =

76 =[(2ham+c

K=KAKVKFKF=1×1.1×1.73×1.35=齿形系数:YFa1= YFa2=应力校正系数:YSa1= YSa2=Flim1=500 Flim2=380小齿轮应力循环次数:N1大齿轮应力循环次数:N2KFN1= KFN2=

=S=S

==

==

==

==33β2×ψdZ2[σF32×2.57×115.632×2.57×115.6×1000×0.87×cos21×212d1=76mmd2=246b=d×d1=76bb76圆整的大小齿轮宽度为：b1=81 b2=76中心距：a161mm，模数：m3.5（二）低速级齿轮传动的设计24Z4i23×Z32.33×24 取：Z4初选螺旋角:13032K32K 2Z 2uHd3tT2=358.2选取齿宽系数d=[1.88-=[1.88-3.2×(1/24+1/56)]×cos130==0.318dZ3tan=0.318×1×24×tan130=1Z 1Z cosβ =度极限:Hlim2=530MPa。小齿轮应力循环次数：N360nkth60×256.8×1×10×300×2×8大齿轮应力循环次数：N460nkthN3/u7.4×108/2.33[

=

=0.89×650=578.5HS[]= =0.9×530=477HS[H]=([H]3+[H]4)/2=(578.5+477)/2=527.752K t ×u

ZHZE2=

=92.2 mn取为标准值:4.5mm

=

=3.74

a Z3+Z4

=

=184.7=arccosZ3+Z4

=arccos

=3d=34d=4

==

=111=259b=φd×d3=111v

=

=1.49同前，ZE189.8MPa8-15ZH2.45=[1.88-=[1.88-3.2×(1/24+1/56)]×cos130==0.318dZ3tan=0.318×1×24×tan130=1Z 1Z cosβ =Ft

=

=6454.1b

=

=58.1<100tanttann/cost=arctan(tann/cos)=arctan(tan200/cos130)=cosb=coscosn/cost=cos13cos20/cos20.5=KH=KF=/cos2b=1.646/0.982=KHd2+0.61×10-3b=K=KAKVKHKH=1×1.1×1.71×1.4=33 uZHZEZεZβd3=

= d3111107.51)ZV3=Z3/cos3=24/cos3130=25.9ZV4=Z4/cos3=56/cos3130=V=[1.88-=[1.88-3.2×(1/25.9+1/60.5)]×cos130=Y=0.25+0.75cos2b/V=

=

=前已求得:KH1.71<3.04，故取：KF

b =

=[(2ham+c

K=KAKVKFKF=1×1.1×1.71×1.37=齿形系数:YFa3= YFa4=应力校正系数:YSa3= YSa4=Flim3=500 Flim4=380小齿轮应力循环次数:N3大齿轮应力循环次数:N4KFN3= KFN4=

=S=S

==

==

==

==33βd2ψ2×[σF32×2.58×358.232×2.58×358.2×1000×0.89×cos21×242d3=111mmd4=259b=d×d3=111圆整的大小齿轮宽度为：b3=116 b4=111中心距：a185mm，模数：m4.5第七部 传动轴承和传动轴及联轴器的设Ⅰ轴的设P1=10.12 n1=837.1 T1=115.6d1=76Ft

=

=3042.10 F=F

=

=1145.7 Fa=Fttan=3042.1×tan14.90=8093P13P13dmin= = =3故选取:d1227mm。带轮的宽度：B(Z-1)×e+2×f(3-1)×18+2×852mm，为保证大带轮定位可靠取：l1250mmII-III轴直径为:d23=30mm。大带轮右端距箱体壁距离为20，取:l23=35mm。初选轴承的类型及型号。为能顺利地在轴端III-IV、VII-VIII上安装轴承，其段满足轴承内径标准，故取:d34d7835mm；因轴既受径载荷又受轴向载荷作用，查轴承样本选用：30207型单列圆锥滚子轴承，其尺寸为:d×D×T=35×72×18.25mm，轴承右端采用挡油环定位，取:l3418.25mm。右端轴承采用挡油环42mm齿轮的定位及安装齿轮处轴段尺寸的确定。由于:d1≤2d56l67=s+a=10+8=18mml45=b3+c+a+s=116+12+10+8=146mml78=T=18.25mm30207a15.3L152/2+35+15.3)mm76.3L281/2+18.25+146-15.3)mm189.4L381/2+18+18.25-15.3)mm61.4FNH1 FNH2

==

=744.8=2297.3FNV1=FrL3+Fad1/2-

=-1099.5FNV2=FrL2-

=1145.7×189.4-

=N截面C处的水平弯矩：MH=FNH1L2=744.8×189.4Nmm=141065MV0=FQL1=1152.1×76.3Nmm=87905MV1=FNV1L2=-1099.5×189.4Nmm=-208245NmmMV2=FNV2L3=1093.1×61.4Nmm=67116Nmm分别作水平面弯矩图（c）和垂直面弯矩图（e

M1 M2 =2515262M2

=156217f4）作转矩图（g。 取0.6

2

=W

M1+αT1

=

=5.9MPa≤[]=60II轴的设P2=9.62 n2=256.8 T2=358.2d2=246Ft1

=

=2912.20

=

=

=1096.8Fa1=Ft1tan=2912.2×tan14.90=774.5已知低速级小齿轮的分度圆直径为d3=111Ft2

=

=6454.10

=

=

=2410.8Fa2=Ft2tan=6454.1×tan130=1489.33P23P23dmin= = =3中间轴最小直径显然是安装滚动轴承的直径d12和d67,选定轴承型号为：30208型单列圆锥滚子轴承，其尺寸为：d×D×T=40×80×19.75mm，则：d12=d67=mm。取高速大齿轮的内孔直径为：d2345mm，由于安装齿轮处的轴段长度应略小于轮毂长度，则：l23=74mm，轴肩高度：h=0.07d=0.07×45=3.15mm，轴肩宽度：b≥1.4h1.4×3.154.41mm，所以：d34d5652mm，l3414.5mm。径为：d45=111mm，l45=116mm，则：l12=T2+s+a+2.5+2=42.25mml56=10-3=7mml67=T2+s+a-l56=19.75+8+10-7=30.7530208a16.9L176/2-2+42.25-16.9)mm61.4L276/2+14.5+b3/2)mm110.5L3b3/2+7+30.75-16.9)mm78.8FNH1=FNH2=

= =

=4227.6=5138.7FNV1=Fr1(L2+L3)+Fa1d2/2-

=780.1FNV2=Fr1L1-Fa1d2/2-Fr2(L1+L2)-

=-2094.1截面B、C处的水平弯矩：MH1=FNH1L1=4227.6×61.4Nmm=259575NmmMH2=FNH2L3=5138.7×78.8Nmm=404930MV1=FNV1L1=780.1×61.4Nmm=47898NmmMV2=FNV2L3=-2094.1×78.8Nmm=-165015Nmm分别作水平面弯矩图（c）和垂直面弯矩图（eM1=M2作弯矩图（图f作转矩图（g

2

=263957 =437262 取0.6

2

=W

M1+αT2

=

=37.4MPa≤[]=60III轴的设P3=9.14 n3=110.2 T3=793.4d4=259Ft

=

=6126.60 Fr=

=

=2288.5Fa=Fttan=6126.6×tan130=1413.73P33P33dmin= = =3输出轴的最小直径为安装联轴器直径处d12所以同时需要选取联轴器的型号，联轴器的计算转矩:TcaKAT3，查《机械设计（第八版14-1，由于转矩变化很小，故取:KA=1.2，则:Tca=KAT3=1.2×793.4=952.1半联轴器右端采用轴端挡圈定位，按轴径选用轴端挡圈直径为：D=60mm，左端用轴肩定位，故取II-III段轴直径为：d23=53mm。初选轴承的类型及型号。为能顺利地在轴端III-IV、VII-VIII上安装轴承，其段满足轴承内径标准，故取：d34d7855mm；因轴既受径载荷又受轴向载荷作用，查轴承样本选用:30211型单列圆锥滚子轴承，其尺寸为：d×D×T=55mm×100mm×22.75mm。由轴承样本查得30211型轴承的定位轴肩高度为：h=4.5mm，故取：d4564mm。轴承端盖的总宽度为：20mm，取端盖的外端面与半联轴器右端面的距离为：l=20mm，l23=35mm。齿轮的定位及安装齿轮处轴段尺寸的确定。取低速大齿轮的内径为：d4=64mm，所以：d67=64mm，为使齿轮定位可靠取：l67=109mm，齿轮右端采用轴肩定位，轴肩高度：h≥0.07d=0.07×64=4.48mm，轴肩宽度：b≥1.4h=1.4×4.486.27mm，所以：d5673mm，l5610mm；齿轮的左端与轴承之间采用l34=T3=22.75l45=B2+a+s+5+c+2.5-l56=76+10+8+5+12+2.5-10=103.5mml78=T3+s+a+2.5+2=22.75+8+10+2.5+2=45.25mmL2111/2+10+103.5+22.75-21)mm170.8L3111/2-2+45.25-21)mm77.8FNH1

=

=1917.3FNH2

=

=4209.3FNV1=FNV2=Fad2/2-

= =1413.7×259/2-

=1452.6=-835.9截面C处的水平弯矩：MH=FNH1L2=1917.3×170.8Nmm=327475MV1=FNV1L2=1452.6×170.8Nmm=248104NmmMV2=FNV2L3=-835.9×77.8Nmm=-65033Nmm分别作水平面弯矩图（c）和垂直面弯矩图（e

M1 M2 =4108472M2

=333870f4）作转矩图（g。 取0.6

2

=W

M1+αT3

=

=24MPa≤[]=60第八部 键联接的选择及校核计37mmT=0.25hl'd[F]=0.25×7×37×27×120/1000=209.8T≥T1，故键满足强度要求该处选用普通平键尺寸为：b×h×l14mm×9mm×70mm，接触长度:l70-14=56mm，则键联接所能传递的转矩为:T=0.25hl'd[F]=0.25×9×56×45×120/1000=680.4T≥T2，故键满足强度要求100-18=82mm，则键联接所能传递的转矩为:T=0.25hl'd[F]=0.25×11×82×64×120/1000=1731.8T≥T3，故键满足强度要求该处选用普通平键尺寸为：b×h×l14mm×9mm×70mm，接触长度:l70-14=56mm，则键联接所能传递的转矩为:T=0.25hl'd[F]=0.25×9×56×50×120/1000=756T≥T3，故键满足强度要求第九部 轴承的选择及校核计根据条件，轴承预计Lh=10×2×8×300=48000向动载荷系数Y分别为：X=1，Y=0所以:P=XFr+YFa=1×1145.7+0×809=1145.7C=

=66

=11878查表11-5，选择:30207轴承，Cr=/r/