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1、机械设计课程设计计算说明书设计题目：一级圆柱齿轮传动装置装控 专业 班设计者： 指导老师： 周瑞强2010 年 12 月 31 日 广东石油化工学院目录一、课题任务3二、传动方案的拟定及说明4三、电动机的选择4四、传动件的设计计算9五、轴的设计和轴承,键的选择校核11六、减速器机体结构尺寸20七、装配图设计21八、零件图设计24九、设计小结25一、课题任务(一) 课程设计的目的1、综合运用机械设计及其他先修课的知识，进行机械设计训练，使已学知识得以巩固、加深和扩展；2、学习和掌握通用机械零件、部件、机械传动及一般机械的基本设计方法和步骤，培养学生工程设计能力、分析问题及解决问题的能力；3、提高
2、学生在计算、制图、运用设计资料（手册、 图册）进行经验估算及考虑技术决策等机械设计方面的基本技能和机械CAD技术。(二) 具体任务：1、传动方案的分析和拟定；2、电动机的选择，传动装置的运动和动力参数的计算；3、传动件的设计（齿轮传动（单极）；4、轴的设计（所有轴的结构设计，低速轴的弯、扭组合强度校核及安全系数校核）；5、轴承的设计（所有轴承的组合设计，低速轴上轴承的寿命计算）；6、键的选择及强度校核（高速轴上键的校核）；7、联轴器的选择；8、减速器的润滑与密封；9、减速器装配图设计（箱体、箱盖、附件设计等）；10、零件工作图设计；11、编写设计计算说明书；12、总结及答辩。(三) 已知条件：
3、1、输送机螺旋轴转矩：T=260 Nm2、输送机螺旋轴转速n140 r/min3、工作条件：连续单向运，工作时有轻微振动，输送机工作轴转速允许误差为5、使用期：8年，两班制工作6、产量：小批量生产。(四) 工作要求1、减速器装配草图：A0号图纸，M 1：1 2、减速器总装图一张：A0号 图纸 M 1：13、低速轴图一张：A3号 图纸 M 1：1 4、低速齿轮图一张：A3号图纸 M 1：2 5、轴一一张：A3号图纸 M 1：15、设计计算说明书一份：1000015000字二、传动方案的拟定和及说明1、传动系统的作用：作用：介于机械中原动机与工作机之间，主要将原动机的运动和动力传给工作机，在此起减
4、速作用，并协调二者的转速和转矩。2、分析传动方案：此传动方案的特点：特点：结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。电机不会与箱体发生干涉。三、 电动机的选择1、选择电动机系列 按工作要求及工作条件，选用Y系列三相异步电动机，封闭式结构，电压为380V，。2、选电动机功率（1）传动装置总效率 （3）电动机功率 因工作机所需功率： Pw=所以电动机功率： 从设计手册表19-1中可选额定功率为5.5kw的电动机3、确定电动机转速 按设计手册表2-1推荐的传动比范围，单级减速器圆柱齿轮传动的传动比,开式锥齿轮传动的传动比则总传动比为范围，转速可选范围： 可见，电动机同步转速可选1000r/m
5、in，1500r/min两种，根据相同功率的三种转速，从表19-1中查出两个电动机型号电动机型号额定功Kw同步转速满载转速堵转转矩与额定转矩比最大转矩与额定转矩之比01Y132S-45.5150014402.22.22Y132M2-65.510009602.02.0综合考虑多方面因素，选择第一种方案，即选电动机型号为Y132 S-6，则电动机的参数如下表：安装尺寸中心高H外形尺寸L*HD底脚安装尺寸A*B地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸D*E装键部位尺寸F*G132475*315216*1401238*8010*334、传动比分配总传动比，综合分配传动比，得：圆柱齿轮传动比，圆锥齿轮传动比5、运动条件
6、及运动参数分析计算（1）、各轴输入功率 电动机轴 高速轴输入功率低速轴的输入功率圆锥齿轮轴的输入功率 螺旋轴的输入功率（2）、各轴输入转速 电动机 高速轴输入转速 中间轴的输入转速 圆锥齿轮轴的输入转速 螺旋轴的转速 （3）、各轴输入扭矩 电动机轴输出转矩 高速轴输入扭矩 低速轴输入扭矩 锥齿轮轴输入扭矩 螺旋轴的输入转矩 各轴的输出转矩分别为各轴的输入转矩的0.99综上可列出下表：轴号电动机轴轴I轴轴轴转速960 960320320139.78P5.135.084.784.784.14T51.0350.52142.65142.65282.93I13130.990.940.900.860.80
7、7四、 传动件的设计计算1、选材 选小齿轮：45号钢调质,齿面硬度为229286HBS。选大齿轮：45号钢调质，齿面硬度为229286HBS。 2、确定需用应力 查课本得到查表得：=1.1, =1.25查表得：则3、按轮齿弯曲强度设计计算齿轮按8级精度制造，取载荷K=1.5，齿宽系数，小齿轮上的转矩为则齿数取查课本图11-8可得查课本图11-9可得故强度校核符合要求4、齿轮的圆周速度对照课本表11-2，可知选8级制造精度是合宜的。 5、其他参数五、 轴的设计和轴承,键的选择校核（一）高速轴的结构设计1、选 材 选用45号钢调质处理。查课本第245页表14-2取=38Mpa, C=110。2、初
8、估直径 轴上有单个键槽，轴径应增加3 所以16.09（13）16.57mm 圆整取d=20，且该段轴径与联轴器相连，差得电动机轴直径为38mm，故综合考虑取d为36mm，L=60mm。 取38mm， 取40mm，查课程设计课第131页表15-3，选用6009c轴承，轴承宽度为B=10mm所以取=32mm， 取60mm，因为高速轴为齿轮轴，故取其直径为齿轮齿顶直径 取44mm， 取40mm，3、校核该轴和轴承作用在齿轮上的圆周力为：径向力为法向力=轴向力Fa=0N求垂直面的支反力：求垂直弯矩，并绘制垂直弯矩图：求水平面的支承力：由得 求并绘制水平面弯矩图：求F在支点产生的反力=求并绘制F力产生的
9、弯矩图：=F在a处产生的弯矩：=求合成弯矩图：考虑最不利的情况，把与直接相加。=求轴传递的转矩求危险截面当量弯矩：最危险截面其当量弯矩为：（取折合系数）=计算危险截面处轴的直径：因为材料选择45号钢调质，查课本第241页表14-1得，许用弯曲应力，则：,因为所以该轴是安全的。轴承寿命校核：轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查课本279页表16-8,9，10取取按最不利考虑，则有=3464.95N =N取e=0.68有可由课本表16-11查X=1,Y=01338.80+0=338.80N=因此所该轴承符合要求4）、弯矩及轴的受力分析图如下3、键的设计与校核: 参考课程
10、设计课本第123页表14-24,由于公称直径d=36mm,在3038mm范围内，故d轴段上采用键：108,采用A型普通键:键校核：L=40mm,综合考虑取=56得=所以，所选键为：键1056（一） 低速轴的结构设计1. 确定各轴段直径 各轴段直径的确定：mm 取第一段轴径d=30mm,L取60mm。第二段轴径=45mm, 取80mm。 取40mm，查课程设计课第131页表15-3，选用30208号轴承，轴承宽度为b=16mm所以取=45mm，取50mm，由于齿宽为52m m故取58mm， 取45mm，2、校核该轴和轴承 作用在齿轮上的圆周力为： =2114.871000/60=3829N径向力
11、为=38290.36=1378.44N轴向力=0求垂直面的支反力=1378.44-689.22=689.22N计算垂直弯矩：= =689.2247.5/1000=32.74Nm=689.2247.5/1000=32.74Nm求水平面的支承力。=3829-1914.5=1914.5N计算、绘制水平面弯矩图。=求F在支点产生的反力=3629.46+2947=6576.46N求F力产生的弯矩图=F在a处产生的弯矩：=求合成弯矩图。考虑最不利的情况，把与直接相加。=求危险截面当量弯矩：最危险截面其当量弯矩为：（取折合系数）=因为材料选择45号调质，查课本第241页表14-1得，许用弯曲应力，则：,因为所以该轴是安全的轴承寿命校核：轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查课本279页表16-8,9，10取取取e=0.68，有可由课本表16-11查X=1,Y=0=因此所该轴承符合要求。4）、弯矩及轴的受力分析图如下：3、键的设计与校核: 参考课程设计课本第161页表16-28,由于公称直径d=44mm,在3844mm范围内，故d轴段上采用键：128采用A型普通键:键校核：L=56mm,综合考虑取=32得=六减速器机体结构尺寸名称符号计算公式结果箱座厚度8箱盖厚度8箱盖凸缘厚度12箱座凸缘厚度12箱座底凸缘厚度20地脚螺钉直径M18地脚螺钉数目n查手册4轴承旁联结螺
