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1、 机械设计课程设计 题目名称： 机械设计课程设计姓 名： 班 级： 学 号： 20120206 指导老师： 日 期： 2012年02月06日 目 录一、 机械设计课程设计任务书1.1机械设计课程设计的目的 31.2机械设计课程设计的题目 31.3机械设计课程设计的内容及要求 41.4机械设计课程设计的时间安排 4二、 设计步骤2.1传动装置总体设计方案 42.2 电动机的选择 52.3 确定传动装置的总传动比和分配传动比 62.4 计算传动装置的运动和动力参数 62.5齿轮的设计 72.6传动轴的设计及校核 142.7滚动轴承的设计及校核 232.8键联接设计 252.9箱体结构的设计 262
2、.10润滑密封设计 282.11联轴器设计 28三设计小结 29四参考资料 29 一、机械课程设计任务书1.1 机械设计课程设计的目的机械设计课程设计是一次全面设计训练，是重要的综合性、实践性教育环节。其目的是：1. 综合运用机械设计和其他先修课程的知识，分析和解决机械设计问题。 2. 掌握机械设计的一般方法和步骤，培养学生具备简单机械和零部件的设计能力、培养学生正确设计思想、分析问题和解决工程实际问题的能力。 3. 提高学生设计计算、绘图能力和运用技术标准，规范，图表、手册及相关资料的能力。1.2机械设计课程设计的题目设计一用于用于胶带传输机卷筒（图1-2）的传动装置。图 1-1胶带输送机工
3、作装置原始条件：胶带传输机两班制连续单向运转，载荷平稳，空载起动，室内工作，有粉尘；使用期限10年，大修3年。该厂动力来源为三相交流电，在中等规模机械厂小批量生产。输送带速度允许误差为5%。原始数据：送带工作拉力 N；输送带速度 m/s；卷筒直径 mm。1.3机械设计课程设计内容及要求机械设计课程设计内容包括：传动装置的总体设计；传动件（齿轮、轴等）的设计计算和标准件（轴承、链、联轴器等）的选择及校核；装配图和零件图设计；编写设计计算说明书。在机械设计课程设计中应完成的任务：工作分成两部分，一部分是方案分析和设计计算,另一部分是绘制图纸。1. 减速器装配工作图1张（A0或A1）；2. 零件工作
4、图2张（齿轮、轴各1张，A2）；3. 设计计算说明书一份（A4） 图纸先手工绘制草图，再用AutoCAD软件绘制计算机图纸。设计计算说明书按规范用计算机打印。1.4机械设计课程设计的时间安排机械设计课程设计的时间为3周。具体安排如下：1传动装置总体设计（2天）2. 装配草图设计（4天、包含上机）3. 零件工作图设计(4天、包含上机)4. 编写设计计算说明书（3天、包含图纸和说明书打印） 5. 答辩（2天）以上天数不包含双休日。二、设计步骤2.1 传动装置总体设计方案根据工作工作条件、制造的经济性，选择齿轮减速器作为传动装置。同时考虑原动机转速较高，而工作要求转速又较低，因此传动比较大，故采用二
5、级展开式圆柱齿轮减速器（图2-1）。此类减速器齿轮相对轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。图 2-1传动装置简图2.2 选择电动机（1） 选择电动机类型 按已知工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇鼠笼型三相异步电动机。（2） 确定电动机功率 工作装置所需功率按式（2-2）计算 KW式中，=2500 N, =1.6 m/s, 工作装置的效率考虑胶带卷筒及其轴承的效率取=1（不考虑这里的误差）。代入上式得： KW 电动机的输出功率按式（2-1）计算： KW式中，为电动机轴至卷筒轴的传动装置总效率。由式（2-4），；由表2-4，取滚动轴承效率，8级精度齿轮传动（稀油润滑）效率，滑块联轴器效率，
6、则 故 KW因载荷平稳，电动机额定功率只需略大于即可，按表8-169中Y系列电动机技术数据，选电动机的额定功率为5.5KW。（3） 确定电动机转速 卷筒轴作为工作轴，其转速为： r/min按表2-1推荐的各传动机构传动比范围：单级圆柱齿轮传动比范围，则总传动比范围为，可见电动机转速的可选范围为： r/min符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min和1500r/min三种，为减少电动机的重量和价格，由表8-169选常用的同步转速为1440r/min的Y系列电动机Y132S-4,其满载转速r/min。电动机的中心高、外形尺寸、轴伸尺寸等均可由表8-170、表8-172中查得，这
7、里略。2.3 计算传动装置的总传动比和分配各级传动比（4） 传动装置总传动比 (2) 分配传动装置各级传动比由1式2-5得，取高速级与低速级的传动比之比为1.3：1。 所以有 故得：； 。2.4 计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴转速由1式2-6得： 轴： r/min 轴： r/min 轴： r/min（2）各轴输入功率由1式2-7得： 轴： kw 轴： kw轴： kw工作轴： kw（3）各轴输入转矩由1式2-8得：轴：轴：轴：工作轴：电动机输出转矩：根据以上计算得有关参数如下表1.表2 减速器各轴有关参数 轴名参数电动机轴轴轴轴工作轴转速1440144014.2767.8967.89功率
8、4.1854.1644.1434.0814.02转矩27.7527.59142.7568.3559.86传动比15.254.041效率0.9950.9850.9850.992.5 齿轮的设计计算齿轮实用期限为10年（每年工作300天），两班制。（一）高速级齿轮传动的设计计算1、选齿轮材料，热处理及精度等级及齿数1）考虑此减速器的功率及现场安装的限制，选用渐开线斜齿轮2）根据表2有关数据，按GB/T100951998，选择7级，齿根喷丸强化。3）材料选择。根据2表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），齿面硬度为280HBS，大齿轮材料为45号钢（正火），齿面硬度为200HBS4）取小齿轮齿数
9、，故大齿轮齿数，取。5）选取螺旋角。初选螺旋角2、按齿面接触强度设计由2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 1) 试选载荷系数。2) 计算小齿轮传递的转矩。由表2可知：3) 由表10-7选取尺宽系数=1。4) 由表10-6查得材料的弹性影响系数。5) 由图10-30选取区域系数6) 由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限 。7) 由图10-26查得；则：8）由式10-13计算应力循环次数。 9）由图10-19取接触疲劳寿命系数;。10）计算接触疲劳许用应力，取安全系数S=1，由式10-12得 (2) 计算1）试算小齿轮
10、分度圆直径，代入中较小的值。2）计算圆周速度。 3）计算齿宽b及模数。 4）计算纵向重合度 5）计算载荷系数K使用系数=1,根据,7级精度, 由1图10-8得：动载系数K=1.05,由2表10-4得K=1.404 查2表10-13得: K=1.26查2表10-3 得: K=1.1.故载荷系数:6)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式10-10a得： d=d=37.189=37.3567）计算模数 （3） 按齿根弯曲强度设计 由2式10-17 1）确定计算参数计算载荷参数。 根据纵向重合度，从机械设计图10-28查得螺旋角影响系数计算当量齿数。 查取齿形系数。由2表10-5查得： 计算大
11、小齿轮的,并加以比较。由图10-20c得，小齿轮的弯曲疲劳强度极限，由图10-18得，取,;取安全系数S=1.4.，计算弯曲疲劳许用应力。 大齿轮的数值大。2）设计计算对此计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=2.0mm但为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=37.189来计算应有的齿数.于是由:取，则，取。（4）几何尺寸计算1）计算中心距。a=122.643，将中心距圆整为123mm 。2）按圆整后的中心距修正螺旋角= 因值改变不多，故参数,等不必修正。3）计算大、小齿轮的分度圆直径 4）计算齿轮宽度。
