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1、机械设计课程设计 2010-2011第2学期姓 名： 学 号： 班 级： 指导教师： 成 绩： 日期：2011 年 06 月 目录一、 设计目的2二、设计方案2三、电机的选择3四、传动比的计算及分配4五、传动装置的动力参数5六、传动件的设计和校核7七、轴的设计和校核15八、键的选择和校核23九、箱体设计23十、滚动轴承的选择25十一、联轴器的选择26十二、润滑与密封27十三、设计小结27一、设计目的设计内容计算及说明结 果1、综合运用机械设计及其他先修课的知识，进行机械设计训练，使已学知识得以巩固、加深和扩展；2、学习和掌握通用机械零件、部件、机械传动及一般机械的基本设计方法和步骤，培养学生工
2、程设计能力、分析问题及解决问题的能力；3、提高学生在计算、制图、运用设计资料（手册、 图册）进行经验估算及考虑技术决策等机械设计方面的基本技能和机械CAD技术。二、设计方案设计内容计算及说明结 果设计一用于螺旋输送机上的单级圆柱齿轮减速器。输送机工作轴功率P=4 KW,输送机工作轴转速n=55r/min。使用期限5年，两班制工作，工作中有轻微震动，单向运转。螺旋输送机同转速容许误差为5%，减速器由一般规模厂中小批量生产。装置如下图所示：三、 电机的选择设计内容计算及说明结 果1电动机类型的选择选择Y系列三相笼形异步电动机。它属于全封闭自扇冷式电动机，结构简单，价格低廉，维护方便，适用于不易燃、
3、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机械上。2电动机容量的选择电动机所需工作功率： （kw）由电动机到输送机的传动总效率为：根据1机械设计课程设计表15.1中：、分别为联轴器1滚动轴承（一对）圆柱直齿轮传动联轴器2和圆锥齿轮传动的传动效率。据表9.2取=0.99、=0.99、=0.97、=0.99、=0.93。则：=0.990.990.970.990.93=0.85所以，电动机所需的工作功率为：=4/0.85=4.7（kw） =0.85P=4.7 Kw3确定电动机转速输送机工作轴转速为： n=(1-5%)(1+5%)55 r/min=52.357.8 r/min根据1中表9.2推荐的传动比合理范
4、围，取圆柱齿轮传动单级减速器传动比范围I=36；开式圆锥齿轮传动的传动比I=24。总传动比范围为I=I I=624。电动机转速的可选范围：N= In=(624) 55=3301320 r/min符合这一范围的同步转速有：750、1000 r/min。根据容量和转速，由相关手册查出三种适用的电动机型号：方案电动机型号额定功率/kw满载转速/（rmin）1Y160M2-85.57202.02.02Y132M2-65.59602.02.0综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，比较两种方案可知:方案1比较合适。选择750r/min的电动机四、传动比的计算及分配设计内容计算及
5、说明结 果1 确定传动装置的总传动比由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为： I=n/n=720/55=13.09 I=13.092 确定各级传动装置传动比分配传动装置传动比：= I I (式中I、I分别为减速器和开式圆锥齿轮传动的传动比)根据1中，取I=3，故I= I/ I=4.36I=3I=4.36五、传动装置的动力参数设计内容计算及说明结 果将传动装置各轴由高速至低速依次定为轴，轴 . n,n,.为各轴转速 （r/min）i,i，.为相邻两轴间的传动比，.为相邻两轴的传动效率P，P，.为各轴的输入功率 （KW）T，T，.为各轴的输入转矩 （Nm）可按电动机轴
6、至工作运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数1 运动参数及动力参数计算（1）计算各轴的转速： 轴：n=720 r/min 轴: n= n/ I=165.14 r/min III轴：n= n 输送机：n= n/ I=55.05 r/min（2）计算各轴的输入功率： 轴： P= = =4.70.99=4.65 (kw) 轴： P= P= P =4.6530.990.97=4.47 (kw) III轴： P= P= P =4.4680.990.99=4.38 (kw) 螺旋输送机轴：P= P=4.03 (kw)（3）计算各轴的输入转矩：电动机轴输出转矩为： T=9550/ n=62.34 Nm轴
7、： T= T= T =61.72 Nm轴： T= TI= TI =258.42 NmIII轴：T= T=253.27 Nm螺旋输送机轴：T=TI=699.56 Nm（4）计算各轴的输出功率：由于轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率：= P=4.61=P=4.42= P=4.34（5）计算各轴的输出转矩：由于轴的输出转矩分别为输入转矩乘以轴承效率，则： = T=61.10N.m = T=255.84 N.m = T=250.74 N.m综合以上数据，得表如下：轴名功率P （KW）转矩T （Nm）转速nr/min传动比 i效率电机轴4.762.3472010.99轴4.6561.727204.3
8、60.96轴4.47258.42165.140.98轴4.38253.27165.1430.92输送机轴4.03699.5655.05n=720 r/minn= n= 165.14 r/minn=55.05 r/min P=4.65 (kw)P=4.47 (kw)P=4.38 (kw)P=4.03 (kw)T=62.34 NmT=61.72 NmT=258.42 NmT=253.27 NmT=699.56 Nm T=61.10N.mT=255.84 N.mT=250.74 N.m六、传动件的设计计算（一）减速器内传动零件设计设计内容计算及说明结 果1选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级
9、选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。齿轮精度初选8级2初选主要参数Z=21 ，u=4.36，Z= Zu=214.36=91.56 ，取Z=92Z=21 Z=923按齿面接触疲劳强度计算1、计算小齿轮分度圆直径 d确定公式内的各计算数值：1)试选载荷系数=1.32)计算小齿轮传递的转矩T=9.55106P/n1=9.551064.65/720=6.17104 Nmm3）由2机械设计中表10-7选取齿宽系数=14）由2中表10-6查的材料的弹性影响系数Z=189.85）区域系数 Z=2.56）由2中图10
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2中式1013计算应力循环次数N60njL607201（283005）1.037109NN/4.362.381088）由2中图10-19取接触疲劳寿命系数K0.93；K0.979）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1，安全系数S1，由2中式（1012）得0.93600MPa558 MPa0.97550MPa533.5MPaT=6.17104 NmmN1.037109N2.38108=558 MPa=533.5MPa4 计算1、计算各主要数据：1）试算小齿轮分度圆直径d，代入中较小值d=53.83 mm2）计算圆周速度v=2.03m/s3）计算齿宽b及模数mb=*d=153.83mm=53.83 mmm=2.56 mmh=2.25 m=2.252.56mm=5.76 mmb/h=53.83/5.76=9.354) 计算载荷系数k已知工作有轻振，所以取K=1.25，根据v=2.03m/s,8级精度由2中图108查得动载系数K=1.1；由2中表104用插值法查得8级精度，小齿轮相对轴承对称布置时， K=1.346由2中图1013查得K =1.27直齿轮K =K =1。故载荷系数K= K*K* K* K=1.251.111.346
