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1、机械设计课程设计1目录1.设计题目5 2.系统总体方案的确定5 3.原始数据.3 3.1 刚绳的拉力.3 4.4.设计工作量要求设计工作量要求3 5.传动装置的总体设计.3 5.1 拟定传动方案.3 5.3 确定传动装置的总传动比及其分配.5初选开式齿轮传动比3.1i开,则减速器传动比14.045i减，查资 料2表 3-5 双级减速器传动总传动比搭配，选高速级传动 比 i1=4.5,低速级 i2=3.15。.5 6.设计计算传动零件.6 6.1 高速齿轮组的设计与强度校核.6 6.2 高速齿轮组的结构设计.10 6.3 低速齿轮组的设计与强度校核.11 6.4 低速齿轮组的结构设计.15 7.
2、设计计算轴.17 7.1 低速轴的设计与计算.17 7.2 中间轴的设计与计算.23 7.3 高速轴的设计与计算.26 8.选择滚动轴承及寿命计算.30 9.选择和校核键联接.34 10.选择联轴器.35 11.选择润滑方式、润滑剂牌号及密封件.35 12.设计计算箱体的结构尺寸.3613.参考书目36机械设计课程设计21.设计题目 运送原料的带式运输机用的圆柱齿轮减速器2.系统总体方案的确定系统总体方案：电动机传动系统执行机构； 初选三种传动方案，如下：系统方案总体评价：（a）为双级减速器和单级开式齿轮传动（b）带式传动和双级齿轮传动机械设计课程设计3（）方案带传动特点是主.从动轮轴间距大，
3、工作平稳，噪声小，结构b 简单，成本低，但外形轮廓大，而且不宜用于易燃易爆的场合。图（a）是两 级减速器中最简单.应用最广泛的结构。故采用图（a）所示传动。3.3.原始数据原始数据3.13.1 刚绳的拉力F= 10KN 速度 V=18m/min,卷筒的直径 D=260mm；3.23.2 工作条件工作条件：间隙工作，每班工作时间不超过 15%，每次工作时间不超过 10min，满载启动， 工作中有中等振动，两班制工作，钢绳的速度允许误差5% 。小批量生产，设 计寿命为 10 年。4.4.设计工作量要求设计工作量要求每个同学独立完成设计总装配图一张,设计计算说明书一份和主要零件工件 图 3 张,具体
4、要求由任课教师统一说明。5.5.传动装置的总体设计传动装置的总体设计5.15.1 拟定传动方案拟定传动方案闭式采用二级圆柱齿轮减速器，适合于繁重及恶劣条件下长期工作，使用 与维护方便。 （缺点：结构尺寸稍大） 高速级.低速级都用斜齿。由于相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。 高速级齿轮在远离转矩输入端，以减少因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不 均的现象。常用于载荷较平稳的场合，应用广泛。传动比范围：i = 8 40图 5-1机械设计课程设计45.25.2 选择电动机选择电动机稳定运转下工件机主轴所需功率：10*0.3/0.983.061000*0.98PFV工作机主轴转速为：60*1000
5、60*1000*0.322.048min3.14*260vrnD工作机主轴上的转矩： *95503.06*95501325.4322.048PTNmn如传动简图所示，初选联轴器为弹性柱销联轴器，滚动轴承为角接触轴承， 传动齿轮为闭式软齿面圆柱齿轮和开式直齿轮传动，因其速度不高，选用 7 级 精度(GB10095-88)，则机械传动和摩擦副的效率分别如下：弹性柱销联轴器： = 0.991圆柱齿轮（7 级）= 0.982角接触轴承： = 0.993开式齿轮传动 =0.96 4工作机效率： = 0.985所以，电动机至工件机主轴之间的总效率为： = 0.99 20.995 0.98 2 0.96=
6、0.859所以电动机所需功率为 3.063.5630.859dPP选取电动机的转速为 n = 1000 ，查2表 9-39 ，取电动机型号为minrY132M1-6，则所选取电动机：机械设计课程设计5表 5-1额定功率 P 4KW满载转速 nm 960r/min轴伸出端直径 38mm伸出端安装长度 80mm中心高度 H 132mm96043.5422.048mnin5.35.3 确定传动装置的总传动比及其分配确定传动装置的总传动比及其分配初选开式齿轮传动比,则减速器传动比，查资料2表 3-5 3.1i开14.045i减双级减速器传动总传动比搭配，选高速级传动比 i1=4.5,低速级 i2=3.
7、15。5.45.4 计算传动装置的运动及动力参数计算传动装置的运动及动力参数 各轴转速： = nm=960r/minn= /i1=960/4.5=213.33r/minnn= /i2=67.64r/minnnn= 67.64r/minn=67.64/3.1=21.75r/min各轴的输入功率： 1233. 5630. 990. 980. 993. 42dPP P212222 33. 5630. 990. 980. 993. 32dP P22123223 33. 5630. 990. 980. 993. 254dP P22124224 343. 5630. 990. 980. 990. 963.
8、 093dP 各轴的输入转矩： 955035. 086 PTN mn同理 153. 1TN m 468. 746TN m机械设计课程设计6T=459.428NmT=1357.9 Nm6.6.设计计算传动零件设计计算传动零件6.16.1 高速齿轮组的设计与强度校核高速齿轮组的设计与强度校核6.1.16.1.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数如上图所示，选用斜齿圆柱齿轮传动，四个齿轮均为斜齿，有利于 保障传动的平稳性； 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度（GB10095 88） ；材料选择。由表 101 选择小齿轮材料为 40（调质） ，硬度为
9、rC280HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质） ，硬度为 240HBS，二者材料硬度 差为 40HBS。初选小齿轮齿数=22，大齿轮齿数为=4.5=99，1Z2Z1Z初选螺旋角 =146.1.26.1.2 按齿面接触强度设计按齿面接触强度设计321 1)() 1(2HEHadt tZZ uuTKd（6-1）确定公式内的数值试选 =1.8，由1图 1030 选取区域系数 =2.433tKHZ由1图 1026 查得 =0.765 =0.86 所以 =1.6251a2aa查1表 10-7 取外啮合齿轮传动的齿宽系数 =1d查1表 106 得材料的弹性影响系数 =189.8 EZ21MPa由1图 1
10、021d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为 =600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限为 =560MPa1limH2limH计算应力循环次数寿命 Ld=15%2830010=7200h 机械设计课程设计7=60nj=6096017200=4.15108 （6-2）1NhL同理 =9.2 2N710由1图 1019 查得接触疲劳寿命系数 =0.95 1HNK=0.972HNK计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1%，安全系数为 S=1 ，则= /S=570MPa1H1HNK1limH= /S=543.2MPa2H2HNK2limH所以 =（570+543.2）/2=556.6MPaH6.1.36.1.3 计算计算由小齿轮分度圆直径=40.29mm 321 1)() 1(2HEHadt tZZ uuTKd计算圆周速度v=2.0m/s 1000*6011ndt计算齿宽 b 及模数ntmb=40.29mm dtd1=ntm11cos1. 777tdm mZh=2.25=4.0mm ntmb/h=10.07计算纵向重合度=0.318tan=1.744 计算载荷系数 d1ZK已知使用系数=1.5，根据 v=2.0m/s ，7 级精度，由1图 10-8 AK查得动载系数=1.08；由1表 10-4 查vK机械设计课程设计8（6-4） 2
