2013届机械课程设计目 录第一章 动机的选择…………………………………………11． 电动机容量的选择……………………………….12． 电动机转速的选择……………………………….2第二章 动比的分配和系统运动和动力参数………………4第三章 传动系统的运动和动力参数………………………4第四章 减速器传动零件的设计……………………………51． 一级减速齿轮的设计计算……………………….52． 第二级减速齿轮的设计计算…………………….11第五章 减速器轴的设计…………………………………....161． 定轴的布置简图和初定跨距………………….…162． 的材料选择及热处理方法…………………….…163． 个轴的直径和长度的初定……………………….164． 的强度校核……………………………………….19第六章 滚动轴承的校核和键的选择……………………….25 1． 滚动轴承的校核……………………………….….252. 键的选择和校核………………………………......28第七章 箱体和附件的设计…………………………………..291． 体的设计……………………………………………292． 件的设计……………………………………………30第八章。
设计心得……………………………………………...35第九章 参考文献……………………………………………...36第一章、设计任务1． 设计题目 设计榫槽成型半自动切削机切削机的组成框图如下图所示该机器为木工机械，其功能是将木质长方形块切削出榫槽，其执行系统工作过程如下图所示先由构件2压紧工作台上的工件，接着端面铣刀3将工件的右端面切平，然后构件2松开工件，推杆4推动工件向左直线移动，通过固定的榫槽刀，在工件上的全长上开出榫槽2．原始数据及设计要求原始数据见下表（单位：mm）：XYHLL2L3L4L5L6L7502201070307030201820设计要求及任务：推杆在推动工件切削榫槽过程中，要求工件作近似等速运动共加工5台，室内工作，载荷有轻微冲击，原动机为三相交流电动机，使用期限为10年，每年工作300天，每天工作16小时，每半年作一次保养，大修期为3年其他设计参数如下1：工作载荷为2000N，端面载荷1500N，工作效率80件/分3．设计任务1） 计机构系统总体运动方案，画出系统运动简图，完成系统运动方案论证报告2） 成传动系统或执行系统的结构设计，画出传动系统或执行系统的装配图。
3） 设计主要零件，完成2张零件工作图第二章．电动机的选择Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机具有效率高、性能好、振动小等优点适用于空气中不含易燃、易爆或腐蚀性气体的场所或无特殊要求的机械上1 ）.电动机容量的选择由工作情况可知，工作轴每转动一周，榫槽切削刀就切木块一次，而根据生产效率为每分钟80件，故每生产一件产品需要一秒钟又由设计凸轮的形状，凸轮在一周的半圈里工作，另半圈处于近休位置，故切削刀的切削速度为根据已知条件由计算得知工作机所需有效功率设：估算传动系统的总效率 式中： 于是，传动系统的总效率为工作电动机输出的最小功率必须达到 由电动机的最小输出功率要求，查表可选择Y系列三相异步电动机且满足的条件，电动机额定功率应取2.2KW2.） 电动机转速的选择 根据榫槽切削机的工作效率（80件/分钟），按照理想情况，输出轴每转动一周榫槽切刀就切削木块一次，进行一次榫槽切削动作，以此为依据可知，榫槽切削机输出轴的转速应该等于切削机的切削机的工作效率，即榫槽切削机输出轴的转速为初选同步转速为1500r/min和1000r/min的电动机，对应于额定功率为2.2kw的电动机型号应分别取为Y100L1—4型和Y112M—6型，把Y100L1—4型和Y112M—6型有关技术数据及相应算得的总传动比列于表中进行对比表1—1电动机性能对比方案号电动机型号额定功率（kw）同步转速(r/min)满载转速(r/min)总传动比ⅠY100L1—42.21500143017.88ⅡY112M—62.2100094011.75通过对比这两种方案可以看出：方案Ⅱ选用的电动机转速不是很高，质量也较轻，价格也低，总传动比为11.75，对二级减速器此传动比并不算大，故选择此方案较合适。
Y112M—6型的三相异步电动机的额定功率，满载转速，查看电动机表可知此电动机的中心高为H=112mm,转轴伸出部分用于装联轴器轴段的直径和长度分别为D=28mm和E=60mm第三章．传动比的分配1）凸轮榫槽切削机的总传动比为由传动系统方案可知：于是，计算可得两级圆柱齿轮减速器的总传动比为 为便于两级圆柱齿轮减速器采用浸油润滑，当两级齿轮的配对材料相同，齿面硬度HBS≤350，齿宽系数相等时，考虑齿面接触疲劳强度接近相等的条件，按经验公式取高速级传动比及低速级传动比分别为故整个系统的传动比分配情况为2） 传动系统的运动和动力参数0轴（电动机伸出的轴）1轴（减速器的高速轴）2轴（减速器中间轴）3轴（减速器低速轴）4轴（减速器的凸轮轴）表2—1传动系统的总参数轴号电动机两级圆柱齿轮减速器凸轮0轴1轴2轴3轴4轴转速n(r/min)940940240.480.1380.13功率p(kw)1.91.881.811.741.71转矩T(Nm)19.319.1171.75206.71202.6两轴联接、传动件联轴器一级齿轮二级齿轮联轴器凸轮传动比13.91311传动效率0.990.96030.96030.98010.9405第四章．减速器传动零件的设计计算对于所设计的两级圆柱齿轮减速器中取第一级减速用圆柱斜齿轮，第二级齿轮减速用圆柱直齿。
1．第一级直齿圆柱齿轮传动的两齿轮的设计计算（1．1）.选择配对齿轮的精度等级、材料、齿数初选及螺旋角初定a) 榫槽切削机为一般的工作机器，速度不高，冲击振动不大，而且所加工的零件为硬度并不高的木料，故可选择齿轮精度为7级或8级，在此设计计算中选择7级b) 材料：齿轮在工作是受到的是交变作用力，要求齿轮的材质为里韧外硬，一般制造齿轮的材料为调质钢或渗碳钢，在此设计计算中选择调质钢小齿轮材料选择为40Cr（调质处理，硬度为280HBS），大齿轮材料选择为45钢（调质处理，硬度为240HBS），两者硬度相差40HBSc) 齿数初选：标准齿轮的最少齿数为17，为了使大齿轮不至过大，可选择小齿轮齿数为，根据传动比=μ（齿数比），所以大齿轮齿数为,故取（1．2）按齿面接触疲劳强度设计计算按式（10-21）（此设计说明书中所引用的公式除为特殊说明均为《机械设计》中所用到的公式）试算，即(1)确定公式内的各个计算数值a) 试选=1.4b) 计算小齿轮传递的转矩c) 由表（10-7）可选取齿宽系数=1d) 由表（10-6）查得材料的弹性影响系数e) 由图（10-21d）按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的齿面接触疲劳强度极限。
f) 由式（10-13）计算的应力循环次数为g) 由图（10-19）查得配合齿轮的接触疲劳强度系数为h) 计算接触疲劳许用应力，取失效率为1%，安全系数S=1,由式（10-12）得许用接触应力（1．3)计算配对齿轮的各个参数a) 试计算小齿轮分度圆直径，由计算公式得b) 计算小齿轮圆周速度 c) 计算小齿轮齿宽 d) 计算小齿轮齿宽与齿高之比模数 齿高 e) 计算载荷系数 根据7级精度，由图（10-8）查得齿轮的动载荷系数直齿轮，；由表（10-2）查得使用系数； 由表（10-4）用插值法查得7级精度、小齿轮相对支撑非对称分布时，由，查图（10-13）查得；故计算的载荷系数为f) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式（10-10a）得g) 计算模数m（1．4）.按齿根弯曲强度设计由式（10-5）得(1)确定公式内各个计算数值a) 由图（10-20c）查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限为，大齿轮的弯曲疲劳强度为极限为b) 由图（10-18）查得弯曲疲劳寿命系数c) 计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数S=1，由式（10-12）得d) 计算载荷系数。
e)查取齿形系数由表10-5可查得 f)查取应力校正系数由表10-5查得 g) 计算大小齿轮的，并加以比较大齿轮的数值大(2) 设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由弯曲疲劳强度计算的模数，由齿轮模数m的大小主要决定于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力仅与齿轮的直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲疲劳强度算得的模数1.41并就近圆整为标准值m=1.5mm，按接触疲劳强度算得的分度圆直径,小齿轮的齿数 这样设计的齿轮传动，既能满足了齿面接触疲劳强度，又能满足齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费（2． 5）几何尺寸计算a) 设计分度圆直径 b) 计算中心矩 c) 计算齿轮宽度取 2．第二级减速齿轮的设计计算（2．1）．轮类型、精度等级、材料及齿数a) 按总设计方案图，第二级减速配对齿轮可选用圆柱直齿轮传动b) 榫槽切削机为一般的木工用具，速度不高，冲击不大，精度要求并不高，故可选用7级精度c) 材料选择：适合做齿轮的材料为调质钢和渗碳钢，故小齿轮可选用40Cr（调质处理，硬度为280HBS），大齿轮可选用45钢（调质处理，硬度为240HBS），二者的硬度相差40HBS。
d) 齿数选择：小齿轮的齿数选择，大齿轮的齿数为，故取(2．2)．疲劳强度设计计算由设计计算公式（10-9a）进行计算，即1）确定公式内的各个计算数值a) 试选载荷系数b) 计算小齿轮的传递转矩c) 由表（10-7）选取齿宽系数d) 由表（10-6）查得材料的弹性影响系数e) 由图（10-21d）按齿面硬度查得的小齿轮的接触疲劳强度为，大齿轮的接触疲劳强度为f) 由式（10-13）计算应力循环次数 g) 由图（10-19）查得接触疲劳强度寿命系数h) 计算接触疲劳许用应力，取是效率为1%，，安全系数S=1，由式（10-12）得（2．3) 计算a) 计算小齿轮分度圆直径，代入中的最小值 。