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1、 .机械设计课程说明书- -日期： / 仲恺农业技术学院机电工程学院机械设计课程设计说明书班级:机械081班学号:4:黄运才指导老师:王旭东目录机械设计课程设计1说明书1设计任务书2设计步骤3电动机的选择5传动件的设计计算7圆锥直齿轮设计7圆锥直齿轮计算8按齿根弯曲强度设计9圆柱斜齿轮设计11轴的设计15轴的材料选择和最小直径的估算15轴的结构设计16轴的校核19求轴上的载荷20按弯扭合成应力校核轴的强度22滚动轴承的选择和验算25键的强度校核26链传动的设计26联轴器的选择和验算27减速器的润滑28箱体结构的设计28设计小结31参考文献32学号T（Nm）V(m/s)D(mm)149000.7
2、0300二. 设计要求 1.减速器装配图一； 2.零件工作图若干（传动零件、轴和箱体等，具体由教师指定）； 3.设计计算说明书一份 4. 机械设计课程设计完毕时进行课程设计总结和答辩。设计步骤1. 传动装置总体设计方案2. 电动机的选择3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比4. 计算传动装置的运动和动力参数5. 齿轮的设计6. 滚动轴承和传动轴的设计7. 键联接设计8. 箱体结构设计9. 润滑密封设计10. 联轴器设计传动装置总体设计方案:1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。3. 确定传动方案：考虑
3、到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。 其传动方案如下：原始数据：输送带的扭矩T=900Nm；输送带的线速度V=0.70m/s；驱动滚筒直径D=300mm；工作机传动效率取为0.96。工作条件：运输带速度允差 5，运输机效率=0.96；工作情况：两班制，连续单向运转，轻微冲击；工作年限：8年；工作环境：室，灰尘较多；动力来源：电力，三相交流，电压380V，检修间隔期：三年一次大圩，两年一次中修，半年一次小修；制造条件与生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。 传动方案：如图a-1所示。初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。选择二级圆锥圆柱齿轮减速器和链轮传动。传动装置的总效
4、率=0.99*0.96=0.7837根据机械设计手册可查得各部件的效率如下：为联轴器效率，取0.99；为滚子轴承效率，取0.98；为球轴承效率，取0.99；为圆锥齿轮效率，取0.97；为圆柱齿轮效率，取0.98；为链传动效率，取0.96；为滚筒效率，取0.96；为运输机效率，取0.96。（齿轮为7级精度，油脂润滑。滚珠链传动为闭式传动）电动机的选择电动机所需工作功率为： PP/5.36kW, 执行机构的曲柄转速为n=44.59r/min， 经查表按推荐的传动比合理围，链传动的传动比i23.5，二级圆柱斜齿轮减速器传动比i615，则总传动比合理围为i1252.5，电动机转速的可选围为nin（12
5、52.5）63.69764.283343.73r/min。方案电动机型号额定功率/KW同步转速/（r*min）满载转速/（r*min）总转动比i1Y132M2-65.5100096039.6632Y132S-45.51500144059.4943Y112M-44.01500144047.11综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y132M2-6的三相异步电动机，额定功率为5.5KW额定电流12A，满载转速960r/min，同步转速1000r/min。实际传动比为i=960/63.69=15分配传动比根据传动比分配原则：圆锥-圆柱齿轮减速器，为了便于大齿轮
6、加工，高速级锥齿轮传动比=0.25，且使。根据课程设计指导书P17图12可查得齿轮传动中，高速级传动比为 3,低速级为5，链传动推荐为24，取=4传动装置的运动和动力参数计算各轴转速的计算=n=960r/min=n=960r/min=960/3r/min320r/min320/5r/min64r/min=64/4r/min=24 r/min（2）各轴输入功率0P=5.36kW=5.36kW=25.360.990.98KW5.20kW5.200.975.04kW25.040.980.984.84kWP2=4.840.980.964.55kW（3） 各轴输入转矩=Nm电动机轴的输出转矩=9550=
7、95505.36/960 Nm=53.32Nm所以: =53.32Nm=53.320.980.99=51.73Nm=51.7330.98=152.09Nm=152.090.980.975=722.88 NmT=2=722.8840.980.96=2720.34 Nm项目轴1轴2轴3轴4轴5转速(r/min)9609603206424功率(kw)5.365.205.044.844.55转矩(N*m)53.3251.73152.09722.882720.34传动比113.05.04效率10.9760.970.9580.950传动件的设计计算圆锥直齿轮设计已知输入功率P=5.36KW，小齿轮转速96
8、0r/min，齿数比u=3.，由电动机驱动，工作寿命8年（设每年工作300天），二班制，单向运转，载荷平稳，室工作，有粉尘。减速器小批量生产。选定齿轮精度等级、材料与齿数1） 圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器，速度不高，应选用7级精度(GB10095-88)2） 材料选择 由机械设计（第八版）表10-1选择小齿轮材料为(调质)，硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为250HBS。3） 选小齿轮齿数，大齿轮齿数z=3*25=75 1、 按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即（1） 确定公式的各计算数值1） 试选载荷系数2） 计算小齿轮的转矩=95.510=95.5105.25
9、/960=5.2210N.m选齿宽系数4）由机械设计（第八版）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5）由机械设计（第八版）表10-6查得材料的弹性影响系数6） 计算应力循环次数由计算应力值环数N=60nj =609601（283008）=2.2110hN= =2.2110/3=0.7410h #(3为齿数比,即3=)7) 由机械设计（第八版）图10-19取接触疲劳寿命系数K=0.92 K=0.968) 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数S=1,应用公式10-12得:=0.92620=570.4=0.96580=556.8圆锥直齿轮计算1）
10、试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值 =2.92=64.71mm2） 计算圆周速度v3） 计算载荷系数根据v=3.25m/s，7级精度，由机械设计（第八版）图10-8查得动载系数直齿轮由3表10-3查得锥齿轮齿间载荷分配系数，由机械设计（第八版）表10-2查得使用系数根据大齿轮两端支撑，小齿轮作悬臂布置，查机械设计（第八版）表得轴承系数，则接触强度载荷系数4） 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，得5） 计算模数m取标准值m=4mm按齿根弯曲强度设计1. 按齿根弯曲强度设计由3式（10-24）得弯曲强度的设计公式为1.确定齿轮弯曲疲劳强度由3图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿
11、轮的弯曲强度极限；2.弯曲疲劳寿命系数由3图10-18取弯曲疲劳寿命系数3.计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.3,由3式（10-12）得4.计算载荷系数K5.查取齿形系数由3表10-5查得；6.查取应力校正系数由3表10-5查得；7.计算大小齿轮的并加以比较大齿轮的数值大大齿轮的数值大（4） 设计计算1）.确定模数2）.计算齿数1）.对比计算结果，由齿面接触强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，按m=3.105接近标准模数m=3,故取模数为m=4,按接触强度算得的分度圆直径2），取大齿轮齿数，1）2）9. 几何尺寸计算2. .计算分度圆直径3. 平均分度圆直径4. 计算
12、齿轮宽度5. 计算分锥角6. 计算当量齿数2、 .3、取齿轮传动的设计计算 材料：低速级小齿轮选用钢，齿面硬度为小齿轮 250HBS 取小齿齿数=20速级大齿轮选用钢，齿面硬度为大齿轮 220HBS z=520=100 圆整取z=100 齿轮精度按GB/T100951998，选择7级，齿根喷丸强化。 按齿面接触强度设计1. 确定公式的各计算数值试选K=1.6查课本由图10-30选取区域系数Z=2.45试选,查课本由图10-26查得=0.76 =0.92 =0.76+0.92=1.68应力循环次数N=60njL=603201(283008)=7.3710N=1.4710由课本图10-19查得接触疲劳寿命系数K=0.94 K= 0.97查课本由图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取失效概率为1%,安全系数S=1,则接触疲劳许用应力查课本由表10-6查材料的弹性影响系数Z=189.8MPa选取齿宽系数T=95.510=95.5105.04/320=1.510N.m =62.672. 计算圆周速度1.053. 计算齿宽b=d=162.67=62.674. 计算齿宽与齿高之比 模数 m= 齿高 h=2.25m=2.253.065=6.896
