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1、 01机电（1）班陈均波 4号 学号：200130002203008有全套图纸QQ1074765680机械设计课程设计任务书目录：机械设计课程设计任务书- 1 -目录：- 1 -一.设计题目:- 2 - 1 -二.传动简图:- 2 - 1 -三.原始数据- 2 -四.设计工作量要求- 2 -五.传动装置的总体设计- 2 -1.拟定传动方案；- 2 -2.选择电动机；- 2 - 4 -3.确定传动装置的总传动比及其分配；- 2 - 4 -4.计算传动装置的运动及动力参数- 2 - 5 -六.设计计算传动零件- 2 - 5 -1.高速齿轮组的设计与强度校核- 2 - 5 -2. 高速齿轮组的结构设
2、计- 2 - 9 -3. 低速齿轮组的设计与强度校核- 2 - 9 -4低速齿轮组的结构设计- 2 - 12 -5. 校验传动比- 2 - 13 -七.设计计算箱体的结构尺寸- 2 - 13 -八.设计计算轴(如图六A所示)- 2 - 14 -1. 低速轴的设计与计算- 2 - 14 -2. 中间轴的设计与计算- 2 - 20 -3. 高速轴的设计与计算- 2 - 21 -九.选择滚动轴承及寿命计算- 2 - 23 -十.选择和校核键联接- 2 - 23 -十一.选择联轴器- 2 - 23 -十二.选择润滑方式、润滑剂牌号及密封件- 2 - 23 -十三.设计小结（包括对课程设计的心得、体会设
3、计的优缺点及改进意见等）- 2 - 23 -十四.参考资料（包括资料编号、作者、书名、出版单位和出版年月）- 3 - 24 -一.设计题目: 运送原料的带式运输机用的圆柱齿轮减速器二.传动简图:(a) 带 拉 力 F = 3400 N带 速 度 V = 1.3 m/s滚筒直径 D = 320 mm三.原始数据 滚筒及运输带效率 = 0.94 。工作时，载荷茶有轻微冲击。室内工作，水份和灰份为正常状态，产品生产批量为成批生产，允许总速比误差为 4%，要求齿轮使用寿命为10年，二班工作制，轴承使用寿命不小于15000小时，试设计齿轮减速器。四.设计工作量要求每个同学独立完成设计总装图一张,设计计算
4、说明书一份和主要零件工件图13张,具体要求由任课教师统一说明。五.传动装置的总体设计1.拟定传动方案；采用二级圆柱齿轮减速器，适合于繁重及恶劣条件下长期工作，使用与维护方便。（缺点：结构尺寸稍大）高速级常用斜齿，低速级可用直齿或斜齿。由于相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮在远离转矩输入端，以减少因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均的现象。常用于载荷较平稳的场合，应用广泛。传动比范围：i = 8 402.选择电动机；计 算 和 说 明结 果稳定运转下工件机主轴所需功率： 工作机主轴转速为： 工作机主轴上的转矩：如传动简图所示，初选联轴器为弹性柱销联轴器和凸缘联轴器，滚动轴承为滚子
5、轴承，传动齿轮为闭式软齿面圆柱齿轮，因其速度不高，选用7级精度(GB10095-88)，则机械传动和摩擦副的效率分别如下：弹性柱销联轴器： = 0.9925 滚子轴承： = 0.98闭式圆柱齿轮（7级） = 0.98凸缘联轴器（刚性）： = 1滚筒及运输带效率： = 0.94所以，电动机至工件机主轴之间的总效率为： = 0.9925 * 0.98 * 0.98 * 0.98 * 0.98 * 0.98 * 1 * 0.98 * 0.94 = 0.8264 所以电动机所需功率为 选取电动机的转速为 n = 1500 ，查表16-1 ，取电动机型号为Y132S-4，则所选取电动机：额定功率为 满载
6、转速为 3.确定传动装置的总传动比及其分配；总传动比 选用等浸油深度原则，查图2-2 得 =5.3 ；=3.5；4.计算传动装置的运动及动力参数 各轴转速： = = = 各轴的输入功率： 电动机的输出转矩： 各轴的输入转矩： 同理 六.设计计算传动零件取齿宽系数 =0.4 (参见图六A)1.高速齿轮组的设计与强度校核1) 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数A. 如上图所示，选用斜齿圆柱齿轮传动，四个齿轮均为斜齿，有利于保障传动的平稳性；B. 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB1009588）；C. 材料选择。由表101选择小齿轮材料为40（调质），硬度为280HBS，大齿轮材
7、料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。D. 初选小齿轮齿数=24，大齿轮齿数为=5.3*=127.2，取=128。初选螺旋角=4) 按齿面接触强度设计 确定公式内的数值A. 试选 =1.6，由图1030选取区域系数 =2.433B. 由图1026查得 =0.771 =0.820 所以 =1.591C. 外啮合齿轮传动的齿宽系数 =0.5*(1+u)* =0.5(1+5.3)*0.4=1.26D. 查表106 得材料的弹性影响系数 =189.8 E. 由图1021d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为 =600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限为 =550MPa
8、F. 计算应力循环次数 =60nj=60*1440*1*(2*8*300*10)=4.1472* 同理 =7.825* 由图1019 查得接触疲劳寿命系数 =0.9 =0.97计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数为 S=1 ，则 = /S=540MPa = /S=533.5MPa所以 =（540+533.5）/2=536.75MPa5) 计算由小齿轮分度圆直径 =36.70mm计算圆周速度 v=2.784m/s计算齿宽b及模数b=46.55mm = h=2.25*=3.394mm b/h=13.715计算纵向重合度 =0.318tan=2.397计算载荷系数 K已知使用系数=1，根
9、据v=2.784m/s ，7级精度，由图10-8 查得动载系数=1.054；由表10-4查得查图10-13得；查表10-3得 所以 载花系数 K =2.089按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 计算模数 圆整为2mm6) 按齿根弯曲强度设计 确定计算参数A. 计算载荷系数 K =2.021B. 由纵向重合度=2.397，查图10-28得螺旋角影响系数=0.8846C. 计算当量齿数 同理 =140.12D. 查取齿形系数由表10-5查得齿形系数； 应力校正系数； =1.822E. 由图10-20C查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限F. ； G. 由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数 ；H. 计算弯曲
10、疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.4；则 ； 同理=244.285MPaI. 计算大、小齿轮的，并加以比较 =0.01365 =0.01602 所以,大齿轮的数值大5) 设计计算 =1.1832mm 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取=2.0mm，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径 来计算应有的齿数。于是有 =21.21 取=21 则=u=1116) 几何尺寸计算7) 计算中心距 a=mm 圆整为 137 mm8) 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。9) 计算大、小
11、齿轮的分度圆直径 mm 同理 =230.41mm10) 计算齿轮宽度 b=54.923mm 圆整后取 =60mm2. 高速齿轮组的结构设计 齿根圆直径为 43.59-2*(1+0.25)*2=38.59mm 齿顶圆直径为 3. 低速齿轮组的设计与强度校核1) 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数A. 如前图六A所示，选用斜齿圆柱齿轮传动，四个齿轮均为斜齿，有利于保障传动的平稳性；B. 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB1009588）；C. 材料选择。由表101选择小齿轮材料为40（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40
12、HBS。D. 初选小齿轮齿数=24，大齿轮齿数为=3.5*=84。E. 初选螺旋角=2) 按齿面接触强度设计 (1) 确定公式内的数值A. 试选 =1.6，由图1030选取区域系数 =2.433B. 由图1026查得 =0.771 =0.980 所以 =1.751C. 外啮合齿轮传动的齿宽系数 =0.5*(1+u)* =0.5(1+3.5)*0.4=0.9D. 查表106 得材料的弹性影响系数 =189.8 E. 由图1021d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为 =600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限为 =550MPaF. 计算应力循环次数 =60nj=60*77.628*1*(2*8*300*10)=2.235* 同理 =7.825*
