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1、 机械设计课程设计 机械设计课程设计二级圆柱齿轮减速器二级圆柱齿轮减速器 设计说明书设计说明书学生姓名学生姓名 杨川俊杨川俊 学学 号号 8011212114 所属学院所属学院 机械电气化工程学院机械电气化工程学院 专专 业业 机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化班班 级级 机械设计机械设计 16-1 指导教师指导教师 张涵张涵 2014 年 12 月 17 日机械设计课程设计 第 0 页 共 43 页前言前言一、课程设计的目的和意义一、课程设计的目的和意义 机械设计基础课程设计是相关工科专业第一次较全面的机械设计练习，是 机械设计基础课程的最后一个教学环节。其目的是：1、培养学生综合
2、运用所学的机械系统课程的知识去解决机械工程问题的能 力，并使所学知识得到巩固和发展。2、学习机械设计的一般方法和简单机械传动装置的设计步骤。3、进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图和学习使用设计资料、手 册、标准和规范。4、机械设计基础课程设计还为专业课课程设计和毕业设计奠定了基础。二、课程设计的内容和份量二、课程设计的内容和份量1、题目一般选择通用机械的传动装置作为设计的课程，传动装置中包括齿轮减速 器、带传动、链传动、蜗杆传动及联轴器等零、部件。传动装置是一般机械不可缺少的组成部分，其设计内容既包括课程中学过 的主要零件，有涉及到机械设计中常遇到的一般问题，能达到课程设计的目的。2、内
3、容总体设计、主要零件的设计计算、减速器装配图和零件工作图的绘制及 设计计 算说明书的编写等。3、份量减速器装配图一张（A0 或 A1 图纸） ，零件工作图二张（齿轮减速器为输入 或输出轴、蜗杆减速器为蜗杆轴一张，齿轮或蜗轮一张） ，设计计算说明书一份。三、课程设计的步骤三、课程设计的步骤1、设计准备认真阅读设计任务书，明确设计要求、工作条件、内容和步骤；通过阅读 有关资料、图纸；参观实物和模型，了解设计对象；准备好设计需要的图书、 资料和用具；拟定设计计划等。2、传动装置的总体设计确定传动装置的传动方案；计算电动机的功率、转速，选择电动机的型号； 计算传动装置的运动和动力参数（确定总传动比、分
4、配各级传动比、计算各轴 的转速、功率和转矩等） 。3、传动零件的设计计算机械设计课程设计 第 1 页 共 43 页减速器以外的传动零件设计计算（带传动、链传动） ；减速器内部的传动零 件设计计算（如齿轮传动等） 。4、减速器装配草图设计绘制减速器装配草图，选择联轴器，初定轴径；选择轴承类型并设计轴承 组合的结构；定出轴上受力点的位置和轴承支点间的跨距；校核轴及轮毂联接 的强度；校核轴承寿命；箱体和附件的结构设计。5、工作图设计零件工作图设计、装配工作图设计。6、整理编写设计计算说明书整理编写设计计算说明书，总结设计的收获和经验教训。四、课程设计的基本要求四、课程设计的基本要求认真、仔细、整洁。
5、理论联系实际，综合考虑问题，力求设计合理、实用、经济、工艺性好。正确处理继承与创新的关系，正确使用标准和规范。学会正确处理设计计算和结构设计间的关系，要统筹兼顾。所绘图纸要求准确、表达清晰、图面整洁，符合机械制图标准；说明书要 求计算准确、书写工整，并保证要求的书写格式。机械设计课程设计 第 2 页 共 43 页一、设计任务书一、设计任务书设计一用于带式运输机上的两级圆柱齿轮减速器，传动系统为采用两级圆柱 齿轮减速器和圆柱齿轮传动。1、 总体布置简图1联轴器 2电动机 3齿轮减速器 4卷筒 5带式运输机2、 工作条件工作机空载启动，有轻微振动，经常满载，单向运转,单班制工作，每年工作 300
6、天，使用寿命 10 年，,运输带允许速度误差 5%。3、 原始数据联轴器拉力：F=2.6103N运输带速度：V=1m/s卷筒直径：D=320mm4、 设计内容（1）电动机的选择与参数计算（2）斜齿轮传动设计计算（3）轴的设计（4）滚动轴承的选择（5）键和联轴器的选择与校核（6）装配图、零件图的绘制（7）设计计算说明书的编写 二、传动方案的拟定及说明二、传动方案的拟定及说明 如任务说明书上布置简图所示，传动方案采用二级展开式圆柱齿轮机械设计课程设计 第 3 页 共 43 页减速箱 三、电动机的选择三、电动机的选择1、工作及所需输入功率wPw w60 1000v60 1000 1.0P =59.7
7、1 r/minD320 wP =2600 1/10002.6kW1000FV2、传动装置总效率传动装置的总效率242 1234式中，1、2 为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。由资料2表 2-4 查得：弹性联轴器；滚动轴10.995承；圆柱齿轮传动；，则20.9830.974=0.962420.9950.980.970.96=0.823、电动机功率dP2.63.170.82w dPPkW电动机额定功率 edP按课程设计P216 表 20-1 选择电动机的额定功率dP =4kW二级展开式圆柱齿轮减速器的传动比8i 40电动机转速范围 dn477.68/ mindwnnir2388.
8、4方案电动机型号额定功率（kW）同步转速（r/min）满载转速（r/min)电动机重量（kg)1Y160M1-847507201182Y132M1-641000960733Y112M-4415001440434、电动机确定59.71 / minwnr0.823.17dPkWdP =4kW机械设计课程设计 第 4 页 共 43 页根据和，选用 Y132M -6 型电动机dP dn1主要技术数据如下表：型号额定功率（kW）满载转速（r/min）额定转矩堵转转矩Y132M1-649602.0额定转矩最大转矩质量（kg）DEFG2.073388010833四、传动装置的总传动比及其分配四、传动装置的总
9、传动比及其分配1、总传动比分配960i16.0859.71mwn n2、分配各级传动比1(1.11.5)1.34.6iii2 1i16.08i =3.5i4.612i4.61.33.5i合适取，14.6i 23.5i 五、计算传动装置的运动和动力参数五、计算传动装置的运动和动力参数1、各轴转速 n（r/min）减速器高速轴为轴，中速轴为轴，低速轴为轴，各轴转速为：1960r / minmnn选用 Y132M1-6 电动机同步转速 960r/min16.08i 124.63.5ii机械设计课程设计 第 5 页 共 43 页2 1960208.7 / min4.6mnnri2 3 2208.759
10、.63 / min3.5nnri2、各轴输入功率 P（kW）133.17 0.9953.15dPPkW21233.15 0.98 0.972.99PPkW32232.99 0.98 0.972.84PPkW3、各轴输入转矩 T（N）3.179550955031.53960d d mPTN mn1131.53 0.99531.37dTTN m21112Ti31.37 0.98 0.97 4.6137.17TN m32223Ti137.17 3.5 0.98 0.97456.38TN m将计算结果列表如下：六、传动件的设计计算六、传动件的设计计算 （一）（一） 、齿轮传动设计计算、齿轮传动设计计算
11、1、低速齿轮组、低速齿轮组（1） 选定齿轮类型、精度、材料及齿数 用直齿圆柱齿轮 用 8 级精度 材料：选择小齿轮材料为 45SiMn，硬度为 240HBS；大齿轮材料为 45SiMn，硬度为 280HBS。初选小齿轮齿数：324z 项目电动机轴高速轴 1中速轴 2低速轴 3转速 （r/min）960960208.7059.63功率（kW）3.173.152.992.84 转矩 （N）31.5331.37137.17456.38传动比14.63.5 效率0.990.97*0.990.97*0.99min/9601rn 2208.7 /minnr359.63 / minnr13.15PkW22.
12、99PkW32.84PkW31.53dTN m131.37TN m2137.17TN m3456.38TN m机械设计课程设计 第 6 页 共 43 页大齿轮齿数424 4.684z （2） 按齿面接触强度设计213121()HEHt t dHZ Z Z ZK Tudu 确定公式内各计算数值a) 试选1.3HtKb) 由资料1（齿轮传动设计所用参数及公式来自此书）图 10-20选取区域系数2.5HZc) 由式 10-21 计算接触疲劳强度用重合度系数Za133=arccos z cos/ z2ha=arccos 24 cos20 / 242 1 =29.841 （）（）a244=arccos
13、z cos/ z2ha=arccos 84 cos20 / 242 1 =23.388 （）（）3a14a2= ztantanztantan/ 2=1.717（）（）d) 由表 10-7 选取齿款系数1d=4Z =34 1.717=0.8723e) 由表 10-5 查得材料弹性影响系数1 2189.8EZMPaf) 由图 10-25d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限lim3600HMPalim4580HMPa9 116060 960 1 (8 10 300)0.3 10hNn jL 9 81 2 20.3 100.85 104.6NNig) 由图 10-23 查得接触疲劳寿命系数340.91,0.91HNHNKKh) 接触疲劳许用应力： 取失效概率为 1%，安全系数 S=13lim3 30.9 600546HNH HKMPaS机械设计课程设计 第 7 页 共 43 页4lim4 40.91 580527.8HNH HKMPaS取其中较小的作为该齿轮的接触疲劳须用应力，即4 = =527.
