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1、机械设计课程设计计算说明书机械工程基础课程设计装订线设计题目：传送带用减速机班级设计者学号指导教师年月日 目录一、课程设计任务书二、传动装置的总体设计2.1传动方案说明2.2电动机的选择2.3总传动比的确定及各级传动比的分配2.4动力运动参数计算三、传动装置的设计计算3.1 V带传动设计3.2 齿轮材料和热处理的选择3.3 齿轮几何尺寸的设计计算3.4 齿轮的结构设计四、轴的设计计算4.1 轴的材料和热处理的选择4.2 轴几何尺寸的设计计算五、轴承、键和联轴器的选择5.1 轴承的选择及校核5.2 键的选择计算及校核5.3 联轴器的选择六、减速器的润滑与密封及箱体主要结构尺寸的计算6.1 润滑的
2、选择确定6.2 密封的选择确定6.3 减速器附件的选择确定6.4 箱体主要结构尺寸计算七、个人小结一、课程设计任务书本课程设计主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了机械设计基础、机械制图、工程力学、公差与互换性等多门课程知识。课程设计是机械设计基础课程最后一个重要的实践性教学环节，也是机械类专业学生第一次较为全面的机械设计训练，其目的为：1综合运用机械设计基础和其它先修课程的知识，分析和解决机械设计问题，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识。2通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意见，熟悉掌握机械设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。3通过设计计算
3、、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进行全面的机械设计基本技能的训练。其内容为：1. 根据设计任务书确定传动装置的总体设计方案。2. 选用电动机的型号，计算传动装置的运动和动力参数。3. 传动零件及轴的设计计算。4. 轴承、连接件、润滑密封和联轴器的选择及计算。5. 机体结构及附件的设计，绘制零件图及装配图。6. 编写设计计算说明书，进行总结与答辩。 设计时的注意事项：1. 坚持正确的设计指导思想和工作态度。2. 贯彻“三边”的设计方法。（边计算、边绘图、边修改）3. 随时整理计算结果。计 算 及 说 明二、传动装置的总体设计传动方案：采用带轮和一级减速器减速传动设计参数：
4、传送带曳引力F/N输送带速度v/(m/s)输送带滚筒直径D/mm15002.05002.1 传动方案说明 输送机的转矩大、转速低，故不能直接通过电机带动，因此要通过减速器（选用一级直齿圆柱齿轮）来增大转矩和降低转速，考虑到总的传动比较大，需增加一个带传动来降速。2.2 电动机选择按已知的工作要求和条件，选用 Y型三相异步电机动。3.2.1 电动机的功率 =FV/1000=15002/1000/0.98/0.79 kw=3.87 kw3.2.2 总功率 = =0.960.970.920.990.990.94=0.79-v带传动效率-闭式齿轮传动效率-开式齿轮传动效率-滚动轴承传动效率-滑动轴承传
5、动效率3.2.3 电动机额定功率 =3.87/0.79kw=4.90 kw2.3 传动比分配2.3.1 工作机转速 =601000V/(D) =6010002/3.14/500 r/min =76.39 r/min2.3.2 总传动比 根据手册，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围，v带传动比=23，取闭式齿轮传动比=35，取开式齿轮传动比=46则总传动比理论范围为： =2490故电动机转速的可选范围为： =(2490)76.39 r/min =1833.366875.1 r/min综合考虑：选取Y100L-2三向异步电动机。=2840 r/min =/=2840/76.39=37计 算 及 说
6、 明 取 =3，=5 则=/=37/3/5=2.4 处于23之间，符合要求2.4 动力运动参数计算2.4.1 各级轴的转速 电动机： =2840 r/min 高速级： =/=1183.33 r/min 低速级： =/=394.44 r/min 滚 筒： =/=78.89 r/min 2.4.2 各级轴的输入功率 电动机：3.87 kw 高速级：=2.360.96 kw =3.72 kw 低速级：=2.270.980.99 kw =3.57 kw 滚 筒：=2.180.990.99 kw =3.25 kw2.4.3 各级轴的转矩 电动机：=95502.36/1420 Nm=13.01 Nm 高速
7、级：=15.870.963 Nm=30.02 Nm 低速级： = 45 .710 .980.994. 02 Nm =86.44Nm 滚 筒： =176.500.990.9934.02 Nm =393.43 Nm计 算 及 说 明三、传动装置的设计计算3.1 V带传动设计已知：V带传递的功率为5.5KW，小带轮转速为1440r/min，两班工作制。3.2 齿轮材料和热处理的选择小齿轮的材料为45Cr，调质处理，齿面硬度为280HBS；大齿轮选用45号钢，正火处理，齿面硬度为240HBS。齿轮精度选7级3.3 齿轮几何尺寸的设计计算1、初选齿轮齿数初选小齿轮齿数为=24，u=4.02；大齿轮齿数=
8、244.02=96.48，取Z2=97。2、按齿面接触强度计算计算小齿轮分度圆直径（1）确定公式内各数值1）试选载荷系数：=1.32）小齿轮传递的转矩T1= Nmm3）查文献1表10-7，选取齿宽系数d=1。4）查文献1表10-6，得材料的弹性影响系数=189.85）查文献1图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限。6）计算应力循环次数=60473.331(3430010)=7）由教材图10-19取接触疲劳寿命系数=0.90； =0.958）计算接触疲劳许用应力计 算 及 说 明取失效概率为1%，安全系数S=1（2）计算1）试算小齿轮分度圆直径，代入较小值
9、。= =34.76mm 2）计算圆周速度v。v=0.86m/s3）计算齿宽b。b=34.76mm4）计算齿宽与齿高之比b/h模数 /=34.76/24=1.45mm齿高 h=2.25=2.251.45=3.26mm b/h=34.76/3.26=10.665）计算载荷系数根据v=0.86m/s,7级精度，由文献1查得动载荷系数=1.05；直齿轮，KH=KF=1；由文献1表10-2查的使用系数KA=1；由文献1表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，=1.42；由b/h=10.66，KH=1.42查文献1图10-13得=1.35；故载荷系数K=11.0511.42=1.496
10、）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径=34.76=36.37mm计 算 及 说 明7）计算模数m=/=36.37/24=1.52mm3、按齿根弯曲强度计算1）确定公式内各数值1）由文献1图10-20c查得：小齿轮弯曲疲劳强度极限：FE1=500MPa；大齿轮弯曲疲劳强度极限：FE1=380MPa；2）由文献1图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.9,KFN2=1.0；3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4 =0.9500/1.4=321.43MPa=1.0380/1.4=271.43MPa4）计算载荷系数K=5）查取应齿形系数由文献1表10-5查得 YFa1=2.65；
11、YFa2=2.185；6）查取应力校正系数由文献1表10-5查得 YSa1=1.58；YSa2=1.785；7）计算大小齿轮的并比较=0.013026=0.014369大齿轮的数值大。（2）设计计算=1.48mm计 算 及 说 明4、综合考虑，确定最终结果对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面解除疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取有弯曲强度算得的模数1.48并就近圆整为标准值m=2，按接触强度算得的分度圆直径d1=36.37mm，算出小齿轮的齿数： 大齿轮齿
12、数: 这样设计的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根接触疲劳强度，并做到了结构紧凑，避免浪费。5、几何尺寸计算（1）计算分度圆直径（2）计算中心距（3）计算齿轮宽度取，3.4 齿轮的结构设计3.4.1 大齿轮结构设计因齿轮顶圆直径大于160mm，而小于500mm，故以选用腹板式结构为宜。参考文献1图10-39推荐使用的结构尺寸设计： 计 算 及 说 明C0.25=0.2550=10mm0.5m=1r5mm齿轮的零件图如下：3.4.2 小齿轮结构设计因小齿轮分度圆直径为40mm，参考文献5表15-22,小齿轮设计成齿轮轴。具体设计过程如下1、第三部分已求出：，, , ，, 取标准齿轮
13、。2、齿轮上的作用力： 计 算 及 说 明 3、初步确定轴的最小直径：轴的材料选用45钢，调质处理，取A0=120（查表15-3）即安装联轴器到轴的，选应小于联轴器的公称转矩查文献5表,选用LT4型号联轴器，其公称转矩：，孔径，取，长度L=52mm，半联轴器与轴配合的轮毂孔的长度=38mm4、轴的结构设计（1）装配方案选用文献1图15-22a（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1）为了满足半联轴器的轴向定位要求，-轴段右端需要一轴肩，故取-段的直径=26mm；左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径D=30mm。半联轴器与轴配合的毂孔长度=38mm，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴端面上，所以-段的长度应该比L1略短
