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1、机械设计课程设计机电工程学院课程设计 任务书题 目带式运输机的传动装置设计内容及基本要求1、设计内容：图示如下，连续单向运转，载荷平稳，空载起动，使用期限3000小时，小批量生产，运输带速度允许误差0.5%。2、已知条件： 输入速率：n = 960 r/min ；输入功率：P = 15 KW ；速比 u = 5.3 ；3、设计要求：1）、每人单独一组数据，要求独立认真完成。2）、图纸：减速器装配图纸一张（A1），零件工作图三张（A3轴、箱体、箱盖）。3）、课程设计计算说明书一份。设计起止时间2012年12月10日 至 2012年12月23日学生签名年 月 日指导教师签名年 月 日目录第一章 绪
2、论41.1 概述41.1.1 开发背景及摘要41.1.2 齿轮减速器系统特点41.2 课程设计简述说明4第二章 齿轮的设计计算52.1 齿轮材料和热处理的选择52.2 齿轮几何尺寸的设计计算52.2.1 按齿面接触强度设计52.2.2 按齿根弯曲强度设计72.3 齿轮几何尺寸计算82.4 齿轮的机构设计9第三章 轴的设计计算103.1 主动轴的尺寸设计103.1.1 主动轴的材料和热处理的选择103.1.2 主动轴几何尺寸的设计计算103.2 从动轴的尺寸设计133.2.1 从动轴的材料和热处理的选择133.2.2 从动轴几何尺寸的设计计算133.3 轴的强度校核15第四章 轴承、键的选择19
3、4.1 轴承的选择及校核194.1.1 主动轴承的选择及校核194.1.2 从动轴承的选择及校核194.2 键的选择计算及校核20第五章 减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算215.1 润滑的选择确定215.2 密封的选择确定215.3 减速器附件的选择确定215.4 箱体主要结构尺寸计算22第六章 总结23参考文献24单级圆柱直齿轮减速器设计说明书u 第一章 绪论n 1.1概述l 1.1.1开发背景及摘要齿轮传动是应用极为广泛和特别重要的一种机械传形式，它可以用来在空间的任意轴之间传递运动和动力，目前齿轮传动装置正逐步向小型化，高速化，低噪声，高可靠性和硬齿面技术方向发
4、展。l 1.1.2齿轮减速器系统特点齿轮传动具有传动平稳可靠，传动效率高（一般可以达到94%以上，精度较高的圆柱齿轮副可以达到99%），传递功率范围广（可以从仪表中齿轮微小功率的传动到大型动力机械几万千瓦功率的传动）速度范围广（齿轮的圆周速度可以从0.1m/s到200m/s或更高，转速可以从1r/min到20000r/min或更高），结构紧凑，维护方便等优点。因此，它在各种机械设备和仪器仪表中被广泛使用。本文设计的就是一种典型的一级圆柱直齿轮减速器的传动装置。其中小齿轮材料为40Cr（调质），硬度约为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度约为240HBS，齿轮精度等级为7级（GB 10
5、095-88）。轴、轴承、键均选用钢质材料。n 1.2 课程设计简述说明本设计说明书主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了机械原理、机械设计、机械制图、公差与互换性等多门课程知识，并运用AutoCAD2007软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、具有规范性的训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。本次设计培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌
6、握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。另外培养了我们查阅和使用机械设计手册等相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。加强了我们对Office软件中Word功能的认识和运用。u 第二章 齿轮的设计计算n 2.1齿轮材料和热处理的选择1) 按图显示的传动方案，减速器为直齿圆柱齿轮传动。2) 此为一般工作机器所需减速器，速度不高，故选用7级精度（GB 1009588）。3) 材料选择。有机械设计表10-1选择大、小齿轮小齿轮选用40Cr，调质处理，HBS280大齿轮选用45号钢，调质处理，HBS240二者材料相
7、差为40HBS4) 选小齿轮齿数=20，大齿轮=205.3=106,取=106。n 2.2 齿轮几何尺寸的设计计算l 2.2.1按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即2.32【】确定公式内的各计算数值1）试选载荷系数K=1.5。2)计算小齿轮传递的转矩。=3)由机械设计表10-7选取齿宽系数。4）由机械设计表10-6查得材料的弹性影响系数。5)由机械设计图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限=600MPa ；大齿轮的接触疲劳强度极限=550MPa 。6）计算应力循环次数。7）由机械设计图10-19取接触疲劳寿命系数；。8）计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数S=
8、1，可得【】计算1） 试算小齿轮分度圆直径 ，代入中较小值。2.32mm=68.333mm2） 计算圆周速度V 。3） 计算齿宽b 。4） 计算齿宽与齿高之比。模数 齿高 5） 计算载荷系数。根据，7级精度，由机械设计图10-8得动载系数；直齿轮，；由机械设计表10-2查得使用系数；由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承对称布置时。由，查图10-13得；故动载系数=11.1311.316=1.4876） 按实际的载荷系数校正所计算的分度圆直径，得：=68.135mm7） 计算模数m 。l 2.2.2按齿根弯曲强度设计由计算公式得弯曲强度的设计公式为M【】确定公式内的各计算数值1） 由
9、机械设计图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限大齿轮的弯曲强度极限；2） 由图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=1.4，有公式得4） 计算载荷系数K 。=11.1311.26=1.4245） 查取齿形系数。由表10-5查得 ；。6） 查取应力校正系数。由表10-5查得 ；。7） 计算大、小齿轮的并加以比较。大齿轮的数值大。【】设计计算=2.53m对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大与由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面解除疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取由弯曲强
10、度算得的模数2.53并就近圆整为标准值m=3mm，按接触强度算得的分度圆直径mm，可算出小齿轮齿数 大齿轮齿数 ，取=122。这样设计的齿轮传动，即满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。n 2.3齿轮几何尺寸计算1） 计算分度圆直径2） 计算中心距3）计算齿轮宽度取 由计算公式计算得以下数据：（单位/mm）计算公式参照教材齿数分度圆（d）齿宽（b）齿顶高（）齿根高（）顶圆直径（）根圆直径（）小齿轮23697033.75 7561.5大齿轮1223667533.75372358.5模数m=3mm n 2.4齿轮的结构设计由于小齿轮=69mm，可采用齿轮轴结构
11、；大齿轮因为分度圆半径较大采用锻造毛坯的腹板式结构大齿轮的有关尺寸计算如下：轴孔直径d=65 mm轮毂直径=1.6d=1.665=104 mm； 取=104 mm;轮毂长度L=70 mm轮缘厚度=（34）3 =912 mm； 取=12 mm轮缘内径=372-26.75-212=327 取=327mm腹板厚度c=0.3=0.375=22.5 mm； 取c=20 mm腹板中心孔直径215.5 mm腹板孔直径 55.9 mm；取=60 mm齿轮倒角n=0.5 m=2mm 齿轮结构图详见零件附图u 第三章 轴的设计计算轴的设计计算与校核：按承载性质，减速器中的轴属于转轴。因此，一般在进行轴的结构计前先
12、按纯扭转对轴的直径进行估算，然后根据结构条件定出轴的形进行强度的校核，对两根轴进行尺寸的设计计算过程。不论何种具体条件，轴的结构都应满足：轴和装在轴上的零件要有准确的位置；轴上零件应便于装拆和调整；轴应具有良好的制造工艺性等n 3.1 主动轴的尺寸设计l 3.1.1 主动轴的材料和热处理的选择选择45钢，并经正火回火处理。由机械设计手册查得硬度为170217HBS，抗拉强度=600MPa ，屈服强度=355MPa ，=55MPal 3.1.2 主动轴几何尺寸的设计计算【】对轴的直径进行计算1） 已知=15Kw , =960 r/min 查表取A=110，考虑键槽，则1.0327.5=28.32
13、5mm ， 取标准直径为30mm。2） 取=35mm3） ，且必须与轴承的内径一致，圆整=40mm，初选轴承型号为6208,查机械设计手册可知，B=18mm，D=80mm，4）计算，为装配方便而加大直径，应圆整为标准直径，一般取0，2，5，8尾数，取=45mm；5）计算 取=52mm6）计算 ，同一轴上的轴承选择同一型号，以便减少轴承座孔镗制和减少轴承类型【】计算轴的各段长度1）计算采用普通联轴器取 =40mm;2)计算 轴承端盖采用凸缘式轴承端盖，取，其中d3为螺钉直径M8，由轴承外径D=80mm，查表，取d3=8mm， 式中，为箱体壁厚，取=8mm， 取轴旁连接螺栓的直径为10mm，查得； 由于轴承的轴颈直径和转速的乘积（1.52）105，故轴承采用脂润滑，取 =9mm， 所以 m=8+16+14+8-9-18=19mm, 所以 =20+9.6+19=48.6mm，让延伸壁外一段距离，取 =57mm；3)计算 ，式中，为大齿轮端面至箱体内壁距离，应考虑两个齿轮的宽度差，两齿轮的宽度差为5mm，取小齿轮至箱体内壁的距离为10mm，则 取 L3=43mm4）计算 ; 5）计算 取L5=6 mm 6）计算
