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1、Henan University of Urban Construction机械设计MJ课程设计说明书题目：减速器的高速级齿轮传动学院：化学与材料工程学院专业：高分子材料与工程姓名：学号：102410143指导教师：任海波河南城建学院2013 年 6 月 25 日设计任务书一、机械设计课程设计目的及意义机械设计课程设计是本课程的最后一个教学环节，总体来说，目的有三个：1）综合运用机械设计及其它有关先修课程，如机械制图、测量与公差配合、 金属材料与热处理、工程力学等的理论和生产实际知识进行机械设计训练，使理 论和实际结合起来，使这些知识得到进一步巩固、加深和拓展；2）学习和掌握机械设计的一般步骤
2、和方法，培养设计能力和解决实际问题 的能力；3）掌握机械设计工作的基本技能，如计算、制图、运用设计资料（如手册 图册、技术标准、规范等）以及进行经验估算等机械设计方面的基本技能得到一 次综合训练，提高技能水平。二、设计任务本组课程设计任务为减速器的高速级齿轮传动；三、设计条件设计数据及传动方案。已知减速器由电动机驱动，工作寿命 15 年（设每年工作300 天），两班制，带式输送机工作平稳，转向不变。参数 题号、输入功率P（KW）小齿轮转速片（r/min）齿数比u15509403.1大小齿轮采用硬齿面，材料为40Cr,并经调质及表面淬火，齿面硬度为48-55HRC，精度等级选用7级精度（GB10
3、095-88） 三、机械设计课程设计主要内容1、确定传动装置的总体设计方案；2、计算传动装置的运动参数和动力参数；3、传动零件的设计计算；4、轴承、联接件、润滑密封和联轴器的选择计算；5、机体结构及其附件的设计；6、制图包括零件图、装配图。3、编写设计说明书及进行设计答辩四、机械设计课程设计说明书的要求本课程的设计任务要求学生做设计说明书一份、图纸两张。各部分的具体要 求如下：1、设计说明书内容与顺序（ 1）封面（标题及班级、姓名、学号、指导老师、完成日期）（2）设计任务书；（3）目录（包括页次）（4）绪论：设计任务的意义、设计结果简述；（5）传动方案的分析与拟定（简单说明并附传动简图）；（6
4、）计算传动装置的运动参数和动力参数；传动零件的设计计算；（7）轴承、联接件、润滑密封和联轴器的选择计算；（8）机体结构及其附件的设计；（9）主要设备的材料选择；（10）结束语：对本设计的总结、收获、改进和建议等；（11）参考文献。说明书必须书写工整、图文清晰。说明书中所有公式必须写明编号，所有符 号必须注明意义和单位。2、设计图纸要求：（1）装配图本设计要求画“装配图”图纸大小为A2。本图应表示出传动装置的工作原 理、零件间的装配关系、连接方式，以及主要零件的结构形状。机械零件的规格尺寸、零件间的配合尺寸、外形尺寸、机器零件的安装尺寸 以及设计时确定的其他重要尺寸。用文字或符号说明机械零件的装
5、配、安装、调试、检验、使用与维护等方面 的技术要求。在装配图中，必须对每个零件编写序号，并在明细栏中依次列出零件序号、 名称、数量、材料等。标题栏中写明装配体名称、图号、绘图比例以及设计、制 图、审核人员的签名和日期等。（2）零件图本设计要求画零件图一张，图纸大小为A2。表示其结构形式、尺寸、技术 特性等。要求用一组视图完整、清晰地表达零件的内外结构形状，正确、完整、清晰、 合理地标注零件在制造和检验时所需的全部尺寸。用规定的符号、代号、标记和 简要的文字表达出对零件制造和检验时应达到的各项技术指标和要求。在标题栏中应正确填写单位名称、图名（零件的名称）、材料、质量、比例、 图号、以及设计、审
6、核、批准人员的签名与日期等。图纸要求：投影正确、布置合理、线型规范、字迹工整。目录一、绪论11.1 设计任务的意义11.2 传动方案的分析与拟定11.2.1 传动系统的作用及传动方案的特点11.2.2 方案拟定1二、齿轮的设计32.1 计算传动装置的运动和动力参数32.2 齿轮设计42.2.1 选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数42.2.2 按齿面接触强度设计42.2.3 按齿根弯曲强度计算62.2.4 齿轮几何尺寸计算72.2.5 齿轮的结构设计8三、轴的设计93.1 输入轴的设计93.1.1 确定轴的材料及初步确定轴的最小直径93.1.2 初步设计输入轴的结构93.2 输出轴的设计103.
7、2.1 初步确定轴的最小直径103.2.2 初步设计输出轴的结构113.3 轴的零件定位、固定和装配 11四、轴承、键和联轴器的选择124.1 轴承的选择124.1.1 输入轴轴承124.1.2 输出轴轴承134.2、键的选择及校核134.2.1 输入轴键连接134.2.2 输出轴键连接134.3 联轴器的选择14五、减速器附件的确定和箱体的设置155.1 减速器附件的确定155.2 减速器箱体的设置15六、减速器的润滑与密封176.1 润滑的选择确定176.2 密封的选择与确定17七、结束语18八、参考文献19一、绪论1.1 设计任务的意义机械设计课程设计是本课程的最后一个教学环节，总体来说
8、，通过课程设计 可以综合运用机械设计及其它有关先修课程，如机械制图、工程力学等的理论和 生产实际知识进行机械设计训练，使理论和实际结合起来，使这些知识得到进一 步巩固、加深和拓展；另外在设计过程中掌握机械设计的一般步骤和方法，培养 设计能力和解决实际问题的能力并掌握机械设计工作的基本技能，如计算、制图、 运用设计资料（如手册、图册、技术标准、规范等）以及进行经验估算等机械设 计方面的基本技能得到一次综合训练，提高技能水平。1.2 传动方案的分析与拟定1.2.1 传动系统的作用及传动方案的特点传动系统工作条件：设计数据及传动方案。已知减速器由电动机驱动，工作 寿命 15 年（设每年工作 300
9、天），两班制，带式输送机工作平稳，转向不变。机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动 机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部 分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方 案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率 高和使用维护方便。根据题目要求及上述分析，采用V带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动 比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求， 结构简单，成本低，使用维护方便。1.2.2 方案拟定本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两
10、级传动， 第一级传动为带传动，第二级传动为一级直齿圆柱齿轮减速器。电动机直接由联 轴器与减速器连接，减速器由联轴器与卷筒连接。总体布置简图如下:ill1-电动机；2-联轴器；3-皮带轮；4-齿轮减速器；5-圆柱直齿轮；6-1轴；7-II轴；8-圆柱直齿轮； 9-联轴器； 10-带式运输机该课程设计主要介绍了运用大了众多的标准以及各种参考书设计单级圆柱 减速器的齿轮设计，包括齿数，齿顶圆，直径，样式的选择；键的选择，轴的选 择，轴承、联轴器以及润滑、密封的材料选择，并进行了箱体主体结构以及附属 零件的选择以及计算。二、齿轮的设计2.1 计算传动装置的运动和动力参数为进行传动件的设计计算，应首先推
11、算出各轴的转速、功率和转矩，一般按由电动机至工作机之间运动传递的路线推算各轴的运动和动力参数。1) 0 轴(电机轴)输入功率、转速、转矩P 二 P / n 二 50. 0.95 二 52.63KWd I带n = n i = 940 x 3 - 2820r / minm1 带T 二 T /(i f )二 508 十(3 x 0.95)二 178.25N md1 带 带2) 1 轴(高速轴)输入功率、转速、转矩P 二 50KWIn = 940r /min1T 二 9550P / n 二 9550 xJ 二 508N m1 i i9403) 2 轴(低速轴)输入功率、转速、转矩P = P -n =
12、50 x 0.98 = 49KWII I 3n 二 n /u 二 二 303r /min2 i 3.1T = T - u -n = 508 x 3.1 x 0.98 = 1543N mII I 3各轴运动和动力参数见表轴名功率P(/kw)转矩T (N/m)转速 n(r/min)传动比i效率0电机轴52.63178.2573030.95I轴505089403.10.98II轴4915433032.2 齿轮设计2.2.1 选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数按照已经选定的传动方案，高速级齿轮选择如下：1. 齿轮类型：选用直齿圆柱齿轮传动2材料：大小齿轮采用硬齿面，材料为40Cr，并经调质及表面淬火，
13、齿面硬 度为 48-55HRC3齿轮精度等级：7级精度(GB10095-88)4. 试选小齿轮齿数z = 241大齿轮齿数 z = Z u = 24 x 3.1 = 74.421取 z = 7525. 输入功率 P =50KW 小齿轮转速 n=940r/min112.2.2 按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算：d1t 2.32 u 土 11u1ZE-Q H1. 确定公式内各计算数值 试选载荷系数k = 1.3tP50 小齿轮转矩T = 9.55 x 106 x 亠=9.55 x 106 x= 5.08 x 105N - mm1n9401 由文献1 中表10-6查得材料弹性影响系数z =
14、189.8MPa2E 齿宽系数：由文献1 中表107知齿宽系数J = 1d 由文献1中图10-21d按齿面硬度查得齿轮接触疲劳强度极限:b = 1100MPa b= 1100MPaH lim 1H lim 2 计算应力循环次数N = 60n - j - L = 60 x 940 x 1 x(2 x 8 x 300 x 15)= 4.06 x 1091 1 hN = N /u2 1 14.06 x 109=1.31x109 由文献1 中图10-19取接触疲劳寿命系数K = 0.92 K = 0.97HN1HN 2 计算接触疲劳许应力 取失效概率为 1%安全系数 S=1 由文献1中式 10-12L = hn 1H liml 二 0.92 x 1100 二 1012MPaH 1SL =化“2h iim2 = 0.97 x 1100 = 1067 MPaH 2S2. 计算试算小齿轮分度圆直径dd 2.32 1t=2.32 x：1.3 x 5.08 x 105厂3.1 +1
