机械设计项目新版说明书模板

机械设计基础课程设计设计计算说明书设计题目：二级圆柱斜齿减速器设计者：学号：专业班级：指导老师：完成日期： 天津理工大学机械设计基础课程设计任务书设计题目：带式输送机传动装置图1传动系统简图二、原始数据表1原始数据表组号滚筒圆周力（N）运输带速度V0（m/s）滚筒直径D（mm）2022500.915500三、技术条件1、单向运转，输送带速度V0许可误差±3%。2、每日单班，每班工作8小时，十二个月按250工作日计算。3、传动装置使用年限。4、载荷平稳，传动装置无特殊要求（电动机同时转速取n0=1500r/min）。四、设计工作量1、减速器装配图(草图、CAD图A0各一张)；2、零件图（A2两张）；3、设计说明书1份（不少于25页）。五、设计进度要求表2设计进度要求阶段时间节点设计内容要求考评要求第1阶段1-3周设计计算第1阶段成绩老师签字进行下一阶段设计第2阶段4-7周草图设计第2阶段成绩老师签字进行下一阶段设计第3阶段8-10周CAD设计、零件图设计、论文撰写第3阶段成绩完成答辩目录目录 I0.设计目标 11.选择电动机 21.1选择电动机类型 21.2电动机容量 21.3电动机转速 32.确定传动装置总传动比和分配传动比 42.1总传动比 42.2各轴转速 42.3各轴输入功率 42.4各轴输入转矩 53.传动零件设计计算 63.1V带传动设计计算 63.1.1V带选型和参数计算 63.1.2V带传动设计参数 83.2齿轮传动设计计算 93.2.1高速级减速齿轮设计 93.2.2低速级减速齿轮设计 113.2.3检验浸油深度 133.2.4验算传动系统速度误差 143.2.5齿轮传动设计计算数据 144.轴设计 164.1高速级轴设计 164.1.1高速轴早期数据 164.1.2高速级轴结构设计 164.2中间轴设计 184.2.1中间轴结构设计 184.2.2中间轴校核 194.3低速级轴设计 225.轴承校核 255.1输出轴轴承计算 255.2中间轴轴承计算 255.3高速轴轴承计算 256.键联接选择及校核计算 266.1输出轴键校核 266.1.1校核联轴器处键连接 266.1.2低速级大齿轮处键连接 266.2中间轴键校核 276.2.1高速级大齿轮处键连接 276.2.2低速级小齿轮处键连接 286.3输入轴键校核 296.3.1带轮处键连接 297.箱体及其附件结构设计 307.1减速器箱体结构设计 307.2减速器附件结构设计 318.润滑密封设计 338.1.润滑 338.2.密封 339.设计总结 3410.参考文件 350.设计目标课程设计是机械设计课程关键教学步骤，是培养学生机械设计能力技术基础课。课程设计关键目标是：（1）经过课程设计使学生综合利用机械设计课程及相关先修课程知识，起到巩固、深化、融会贯通及扩展相关机械设计方面知识作用，树立正确设计思想。（2）经过课程设计实践，培养学生分析和处理工程实际问题能力，使学生掌握机械零件、机械传动装置或简单机械通常设计方法和步骤。（3）提升学生相关设计能力，如计算能力、绘图能力和计算机辅助设计(CAD)能力等，使学生熟悉设计资料(手册、图册等)使用，掌握经验估算等机械设计基础技能。1.选择电动机1.1选择电动机类型按工作要求和工作条件，选择通常见途Y型全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机。电压为380V。1.2电动机容量（1）卷筒输出功率依据带式运输机类型，可取工作机效率。（2）电动机输出功率:传动装置总效率;查机械设计手册机械传动和摩擦副效率概略值，确定各部分效率V带传动效率取联轴器效率；滚动轴承传动效率（一对）；闭式齿轮传动效率(8级精度)带入得所需电动机效率 （3）电动机额定功率由《机械设计课程设计手册》P173表12-1选择电动机额定功率：1.3电动机转速卷筒轴工作速度：由机械设计手册可知，二级圆柱斜齿轮减速器传动比，电动机转速选范围为符合这一范围同时转速有，。由参P302表20-5，查得电动机数据及计算出总传动比，列于下表1-1表1-1方案电动机型号额定功率电动机转速n（r/）电动机重量Kg堵转转矩最大转矩总传动比同时转速满载转速额定转矩额定转矩1Y100L2-4315001420382.22.338.93表1-1中，可选定电动机型号为Y100L2-42.确定传动装置总传动比和分配传动比2.1总传动比（1）传动装置总传动比由选定电动机满载转速和工作机主动轴转速可得传动装置总传动比为：（2）分配各级传动比因为分配传动比是一项复杂工作，往往需要经数次改动，现在只做初步设计，为使V带传动外部尺寸不要太大，可初步取左右则：减速器传动比分配标准：各级传动尺寸协调承载能力靠近，两个大齿轮直径靠近方便对于两级展开式圆柱齿轮减速器，当两级齿轮材质相同，齿宽系数相等时，为使各级大齿轮浸油深度大致相近，且低速级大齿轮直径略大，传动比可按下分配，这里设，，。即：,,取，，可得，2.2各轴转速电动机轴：轴：高速轴:nI轴：中间轴:轴：低速轴:工作机轴:2.3各轴输入功率电动机输出功率：I轴：高速轴输入功率：高速轴输出功率：II轴：中间轴输入功率：中间轴输出功率：III轴：低速轴输入功率：低速轴输出功率：IV轴：工作轴输入功率：工作轴输出功率：2.4各轴输入转矩电动机轴输出转矩:I轴：高速轴输入转矩：高速轴输出转矩：II轴：中间轴输入转矩：中间轴输出转矩：III轴：低速轴输入转矩：低速轴输出转矩：IV轴：工作轴输入转矩：工作轴输出转矩：即工作机转矩：T运动和动力参数结果列于下表表2-1功率P(kW)转矩T转速传动比输入输出输入输出电动机2.51516.9141420高速轴2.4142.39048.70548.218473.333中间轴2.3182.295192.211190.289115.174.11低速轴2.2262.204583.218577.38636.453.16工作机2.1822.160571.690565.97336.4513.传动零件设计计算3.1V带传动设计计算3.1.1V带选型和参数计算已知小带轮功率(即电机输出功率)和转速(即电机满载转速)。初步取（1）求计算功率查参P225，表13-9得（2）选V带型号因为,，由书本P223图13-15查得，选择A型带计算。（3）求大，小带轮基准直径由图13-15得，，因为传动比不大，可取大值而不会使过大，取。则：：滑动率：取由表13-10取(误差为0%，小于5%，故许可)（4）验算带速V在范围内适宜（5）求V带基准长度和中心距初选中心距取符合即由书本式13-2得带长查书本表13-2，对A型带用再由式13-5计算实际中心距（6）验算小带轮包角适宜（7）求V带根数Z由，查表13-4得。得传动比查书本表13-6得由查表13-8得查书本表13-8得得取带根数为3根（8）.确定初拉力查书本表13-1得，所以拉力9.作用在轴上压力3.1.2V带传动设计参数V带传动设计参数表格以下：表3-1V带传设计参数表序号名称数值序号名称数值1V带型号A6中心距a5342小带轮基准直径907小带轮包角161.23大带轮基准直径2658传动比 3.004带速v6.699V带根数z3根5V带基准长度16403.2齿轮传动设计计算3.2.1高速级减速齿轮设计表3-2高速级齿轮材料表序号小齿轮大齿轮传动方法闭式传动齿轮精度8级材料40MnB45号钢热处理方法调质调质齿面硬度250hbs200hbs接触疲惫极限720mpa585mpa弯曲疲惫极限595mpa445mpa1.选择材料及确定许用应力取通常可靠度，，取，则有：,,2.按齿面接触疲惫强度设计设齿轮按8级精度设计制造，取载荷系数，齿宽系数小齿轮转矩初选螺旋角，初选齿数，则，取，实际传动比取则法面模数为由书本P58，表4-1得中心距：取确定螺旋角齿形系数查书本图11-8得，查书本图11-9得，小齿轮分度圆直径：所以，齿宽取，3.验算轮齿弯曲疲惫强度验算弯曲疲惫强度齿轮圆周速率对书本表11-2可知，满足齿轮制造8级精度4.几何尺寸计算齿顶高：齿根高：齿顶圆直径：齿根圆直径：3.2.2低速级减速齿轮设计表3-3低速级齿轮材料表序号小齿轮大齿轮传动方法闭式传动齿轮精度8级材料40MnB45号钢热处理方法调质调质齿面硬度250hbs200hbs接触疲惫极限720mpa585mpa弯曲疲惫极限595mpa445mpa1.选择材料及确定许用应力取通常可靠度，，取，则有：，，2.按齿面接触疲惫强度设计设齿轮按8级精度设计制造，取载荷系数，齿宽系数。小齿轮转矩：初选螺旋角，初选齿数,则，取，实际传动比取则法面模数为由P58，表4-1得中心距取确定螺旋角齿形系数查书本图11-8得查书本图11-9得分度圆直径：所以，齿宽取，3.验算轮齿弯曲疲惫强度验算弯曲疲惫强度齿轮圆周速率对书本表11-2可知，满足齿轮制造8级精度4.几何尺寸计算齿顶高：齿根高：齿顶圆直径：齿根圆直径：3.2.3检验浸油深度当高速级大齿轮浸油一个齿高即低速级大齿轮浸油深度为符合设计要求图3-1浸油深度示意图3.2.4验算传动系统速度误差，，，，，符合设计要求。3.2.5齿轮传动设计计算数据齿轮传动设计计算数据以下表所表示：表3-4齿轮传动设计计算数据表序号名称高速级低速级小齿轮大齿轮小齿轮大齿轮1材料40MnB45号钢40MnB45号钢2齿数25103401263齿宽504575704分度圆直径52.734217.22684.337265.6635齿顶圆直径56.734221.26688.337269.6636齿根圆直径47.734212.26679.337260.6637法面模数228端面模数2.109372.108449螺旋角18˚31'54"18˚27'19"10齿顶高2211齿根高2.52.512全齿高4.54.513顶隙0.50.514中心距1351754.轴设计二级减速器中齿轮传动关键参数以下表所表示：表4-1齿轮传动参数表等级齿宽高速级25103218˚31'54"20=50mm,=45mm低速级40126218˚27'19"=75mm,=70mm4.1高速级轴设计4.1.1高速轴早期数据高速轴关键输入参数以下表所表示：表4-2高速轴输入参数表功率转矩转速齿轮最小直径压力角2.41448.705473.3356.73420˚4.1.2高速级轴结构设计1．选择材料和热处理方法选调质。各轴段尺寸确实定高速轴简图图所表示：图4-1高速轴简图最小直径显然是安装联轴器处直径，查书本P250，表14-2得因为该段有一个键槽，所以轴径增大5%取，所以查书本P227图13-17得取查参P38表6-3得取，因为轴段要安装毛毡圈，且毛毡圈是标准件，查参P288表19-10得3．初步选择滚动轴承因为轴承同时受有径向力和轴向力作用，故选择深沟球轴承，参考工作要求并依据，查参P268表18-1，选择6206型号。轴承参数：图4-2轴承安装尺寸图，，，所以，取因为齿根圆直径为,和轴靠近，故直接把齿轮和轴做出一起，形成齿轮轴。，轴段1和轴承配合，轴承型号同5段，故，取表4-3高速轴尺寸表单位（mm）1234567轴径304056.73440302824轴段长281050106.51444504.2中间轴设计4.2.1中间轴结构设计1.选择材料和热处理方法选号钢，调质。2．各轴段尺寸确实定中间轴简图图所表示：4-3高速轴简图（1）轴最小直径轴最小直径是装轴承处，查表14-2得取所以（2）初步选择滚动轴承因为轴承同时受有径向力和轴向力作用，故选择深沟球轴承，参考工作要求并依据，轴承安装简图图4-2所表示，查参P268表18-1，选择6207，，，1).所以，2).取因为段装高速级大齿轮，齿宽所以3).查书轴间定位得，取则，取所以4).4轴段装低速级小齿轮，齿宽,4.2.2中间轴校核图4-4轴受力方向分析图4-5受力示意图图4-6实际受力图中间轴受力简图图4-5（a）齿轮受力计算

解得：,解得：2．垂直面（V面）受力分析

（1）垂直面（V面）受力简图图4-5（b）

（2）垂直面（V面）支反力简图图4-5（b）

(a)垂直面（V面）求轴承1支反力：

对轴承2取力矩即：解得：(b)垂直面（V面）求轴承2支反力即：解得：3．垂直面（V面）弯矩MV图：A截面处：解得：B截面处：解得：绘制垂直面（V面）弯矩MV图图4-5（c）

4．水平面（H面）受力分析

1).水平面（H面）受力简图图4-5（d）

2).水平面（H面）支反力简图图4-5（d）

水平面（H面）求轴承1支反力：

对轴承2取力矩解得：水平面（H面）求轴承2支反力：

水平面（H面）受力平衡：解得：5．水平面（H面）弯矩MH图：解得：绘制水平面（H面）弯矩MH图图4-5（e）

6．合成弯矩M合图：A截面处：解得：B截面处：解得：绘制合成弯矩M合图图4-5（f）7．轴传输转矩T图：绘制转矩T图4-5（g）8．当量弯矩图：解得：解得：绘制当量弯矩Me图图4-5（h）9．求最小轴径，查书本表P251表14-3得，。经校核，最小直径为,,表4-4中间轴尺寸表单位（mm）123456轴径354050424135轴段长43.543127312294.3低速级轴设计1．选择材料和热处理方法选号钢，正火2．各轴段尺寸确实定低速轴简图图所表示图4-5低速轴结构简图（1）轴最小直径轴最小直径是装联轴器处，查表14-2得因为该段有一个键槽，该段轴径增加5%所以取，所以因为计算转矩小于联轴器公称转矩,查参P258表17-9,选择LT9型弹性套柱销联轴器，其公称转矩为，选择型、轴孔长度为，（2）轴结构设计1).为了满足半联轴器得轴向定位要求,2轴右端需要制一轴肩，查参P38表6-3，，取所以左端用轴端挡圈定位，查参P202表15-24，取为了确保不压到轴，故得长度应该短部分,2).因为轴承同时受有径向力和轴向力作用，故选择深沟球轴承，参考工作要求并依据，查参P268表18-1，选择6212。轴承安装简图图4-2所表示,,,3).所以，4).取5).为轴肩定位，查书轴间定位得,取则取所以6).因为6段有一个键槽，所以轴得直径增大5%取7).表4-5单位（mm）1234567轴径50586068726460轴段长112401874106846.55.轴承校核5.1输出轴轴承计算查询机械设计手册P268表18-1得到：基础额定动载荷：基础额定静载荷：5.2中间轴轴承计算因为选择6207轴承，查询机械设计手册P268表18-1得到：基础额定动载荷：基础额定静载荷：查书本P284表16-8得,查书本P284表16-9得由中间轴校核查书本P285表16-11，所以得所以设计要求使用寿命所以,符合设计要求5.3高速轴轴承计算查询机械设计手册P268表18-1得到：基础额定动载荷：基础额定静载荷：6.键联接选择及校核计算6.1输出轴键校核6.1.1校核联轴器处键连接（1）选择键连接类型和尺寸选择A型键，又因为该处轴径为，查参P208表15-27。表6-1键参数表单位（mm）轴径平键键槽宽度高度长度宽度轴毂149166.04.3（2）校核键连接强度因为，所以选择键长，有效长度即查书本P163表10-11，载荷性质为轻微冲击，得所以，强度符合6.1.2低速级大齿轮处键连接（1）选择键连接类型和尺寸因为在周中间，所以选择A型键表6-2键参数表单位（mm）轴径平键键槽宽度高度长度宽度轴毂1811187.04.4（2）校核键连接强度因为，所以选择键长，有效长度即查书本P163表10-11，载荷性质为轻微冲击，得所以，所以强度符合。6.2中间轴键校核6.2.1高速级大齿轮处键连接（1）选择键连接类型和尺寸因为在轴中间，所以通常选择A型键，又因为该处轴径为，查参P208表15-27表6-3单位（mm）轴径平键键槽宽度高度长度宽度轴毂128125.03.3（2）校核键连接强度因为，所以选择键长，有效长度即查书本P163表10-11，载荷性质为轻微冲击，得因为所以强度符合6.2.2低速级小齿轮处键连接（1）选择键连接类型和尺寸因为在轴中间，所以通常选择A型键，又因为该处轴径为，查参P208表15-27。表6-4单位（mm）轴径平键键槽宽度高度长度宽度轴毂128125.03.3（2）校核键连接强度因为，所以选择键长，有效长度即查书本P163表10-11，载荷性质为轻微冲击，得因为所以强度符合6.3输入轴键校核6.3.1带轮处键连接（1）选择键连接类型和尺寸因为在轴端，所以通常选择C型键，又因为该处轴径为，查参P208表15-27。表6-5单位（mm）轴径平键键槽宽度高度长度宽度轴毂8784.03.3（2）校核键连接强度因为，所以选择键长，有效长度即查书本P163表10-11，载荷性质为轻微冲击，得因为所以强度符合7.箱体及其附件结构设计7.1减速器箱体结构设计箱体采取剖分式结构，剖分面经过轴心。减速器机体结构尺寸以下：名称符号计算公式/mm结果/mm箱座壁厚`10箱盖壁厚10箱盖凸缘厚度15箱座凸缘厚度15箱座底凸缘厚度25地脚螺钉直径20地脚螺钉数目查手册4轴承旁联接螺栓直径16机盖和机座联接螺栓直径12连接螺栓间距130视孔盖螺钉直径8定位销直径10,,至外机壁距离查机械课程设计指导书26、22、18,至凸缘边缘距离查机械课程设计指导书24、20轴承旁凸台半径24凸台高度查机械课程设计指导书20外机壁至轴承座端面距离48大齿轮顶圆和内机壁距离15齿轮端面和内机壁距离12机盖，机座肋厚8.5轴承端盖外径110、72、62轴承旁联结螺栓距离187、146、117注：1、多级传动，a取低速级中心距。7.2减速器附件结构设计1.检验孔和视孔盖检验孔用于检验传动件啮合情况、润滑状态、接触斑点及齿侧间隙，还可用来注入润滑油。视孔盖结构见表7-1表7-1单位（mm）设计为二级减速器，中心距选择尺寸：2.放油螺塞放油螺塞结构见图7-2表7-2单位（mm）选择尺寸：3.油标油标用来指示油面高度，应设置在便于检验及油面较稳定之处。油标结构见表7-3表7-3单位（mm）选择M16型，关键尺寸：4.通气器通气孔用于通气，使箱内外气压一致，以避免因为运转时箱内温度升高，内压增大，而引发减速器润滑油渗漏。通气器和通气塞结构见表7-4表7-4通气塞基础结构单位（mm）选M12，关键尺寸：5.起吊装置起吊装置用于拆卸和搬运减速器。吊耳环和吊钩结构见表7-5表7-5吊耳结构单位（mm）关键尺寸：吊耳环：吊钩：6.起盖螺钉为便于起箱盖，可在箱盖凸缘上装设2个起盖螺钉。起盖螺钉结构查参表P185表15-3，选择M10标识：GB/T57827.定位销为确保箱体轴承孔加工精度和装配精度，应在箱体连接凸缘上相距较远处安置两个圆锥销，并尽可能放在不对称位置，以使箱座和箱盖能正确定位。定位销结构见表7-6表7-6圆柱销（GB/T119.1—摘录）、圆锥销（GB/T117—摘录）选择公称直径为10mm圆柱销标识：销GB/T11710×328.润滑密封设计8.1.润滑1.滚动轴承润滑Ⅰ轴滚动轴承Ⅱ轴滚动轴承Ⅲ轴滚动轴承Ⅰ轴、Ⅱ轴、Ⅲ轴上滚动轴承速度较低，均采取脂润滑。脂润滑结构简单，易于密封。2.箱体内齿轮润滑箱体内齿轮圆周速度较大，采取飞溅润滑。用大齿轮转动