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1、机械设计课程设计姓名： 班级： 学号： 指导教师： 成 绩： 日期：2012 年 12 月 目 录1. 设计目的22. 设计方案33. 电机选择54. 装置运动动力参数计算75.带传动设计 96.齿轮设计187.轴类零件设计288.轴承的寿命计算319.键连接的校核3210.润滑及密封类型选择 3311.减速器附件设计 33 12.心得体会 3413.参考文献 351. 设计目的 机械设计课程是培养学生具有机械设计能力的技术基础课。课程设计则是机械设计课程的实践性教学环节，同时也是高等工科院校大多数专业学生第一次全面的设计能力训练，其目的是： （1）通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创
2、新意识，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。 （2）学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。 （3）通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力，确定尺寸和掌握机械零件，以较全面的考虑制造工艺，使用和维护要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方法。 （4）学习进行机械设计基础技能的训练，例如：计算，绘图，查阅设计资料和手册，运用标准和规范等。2. 设计方案及要求 据所给题目：设计一带式输送机的传动装置（两级展开式圆柱直齿轮减速器）方案图如下：1输送带2电动机3V带传动4减
3、速器5联轴器 技术与条件说明：设计热处理车间零件清洗用设备。该传送设备的动力由电动机经减速装置后传至传送带。每日两班制工作，工作期限为8年。设计要求 1）减速器装配图1张； 2）零件图3张（高速级齿轮、低速级齿轮，低速级轴）； 3）设计计算说明书一份，按指导老师的要求书写 4）相关参数：T=670 Nm，V=0.75，D=330mm3. 电动机的选择3.1 电动机类型的选择 按工作要求和工作条件选用Y系列鼠笼三相异步电动机。其结构为全封闭自扇冷式结构，电压为380V。3.2 选择电动机的容量工作机有效功率P=, F=4060.6 NV=0.75。=0.960.97=0.9312则有：P=3.2
4、7KW式中，分别为V带传动效率, 滚动轴承效率，齿轮传动效率，联轴器效率，卷筒效率。据机械设计手册知=0.96，=0.99，=0.98，=0.99，=0.96，则有： =0.96 =0.858所以电动机所需的工作功率为： P=3.69KW 取P=4.0KW3.3 确定电动机的转速展开式两级圆柱齿轮I=860和带的传动比I=24，则系统的传动比范围应为：I=I=（860）（24）=16240工作机卷筒的转速为 n= 所以电动机转速的可选范围为 n=I=（16240）43.43 =（694.8810423.2）符合这一范围的同步转速有750r/min,1000r/min,1500r/min和300
5、0r/min四种。查询机械设计手册（软件版）【常有电动机】-【三相异步电动机】-【三相异步电动机的选型】-【Y系列（IP44）三相异步电动机技术条件】-【电动机的机座号与转速对应关系】确定电机的型号为Y112M-4.其满载转速为1440r/min,额定功率为4KW。4. 装置运动动力参数计算4.1 传动装置总传动比和分配各级传动比1）传动装置总传动比 I=2）分配到各级传动比 因为I=已知带传动比的合理范围为24。故取V带的传动比则I分配减速器传动比，参考公式i=4.154.31，分配齿轮传动比得高速级传动比，低速级传动比为4.2 传动装置的运动和动力参数计算电动机轴：转速：n=1440输入功
6、率：P=P=4.0KW输出转矩：T=9550=9550 =24.47 N轴（高速轴）转速：n=输入功率：P=P输入转矩T=9550轴（中间轴）转速：n=输入功率：P=P =3.43KW输入转矩：T=9550 轴（低速轴）转速：n=输入功率：PP =3.33KW输入转矩：TN转速：n输入功率：P=P =3.33 =3.26KW输入转矩： N各轴运动和动力参数表4.1轴 号功率（KW）转矩（N）转速（）电机轴424.4714401轴3.5458.695762轴3.43236.58138.463轴3.33732.7543.40卷同轴3.26717.3543.40图4-15）计算纵向重合度0.318*
7、24*tan14=1.9035.带传动设计5.1 确定计算功率P 据表8-7查得工作情况系数K=1.2。故有： P=KP5.2 选择V带带型 据P和n查图8-11选用A带。5.3 确定带轮的基准直径d并验算带速 （1）初选小带轮的基准直径d查表8-6和8-8，取小带轮直径d=90mm。 （2）验算带速v，有： =6.78 因为6.78m/s在5m/s30m/s之间，故带速合适。 （3）计算大带轮基准直径d mm 取=224mm5.4 确定V带的中心距a和基准长度L (1)据式8-20初定中心距a=500mm(2)计算带所需的基准长度 =1502mm由表8-2选带的基准长度L=1600mm（3）
8、计算实际中心距 中心距变动范围： 5.5 验算小带轮上的包角5.6 计算带的根数z（1）计算单根V带的额定功率P由和r/min查表8-4a得 由插值法得 P=0.93+（1.07-0.93）=1.0644 KW据n=1440，i带=2.5和A型带，查表8-4b得 由插值法得 P=0.15+(0.17-0.15) =0.964KW查表8-5得K=0.96+(0.98-0.96) =0.964查表8-2得K=0.99 于是： P=(P+P)KK =（1.0664+0.1692）0.9640.99 =1.18KW（2）计算V带根数z 故取5根。5.7 计算单根V带的初拉力最小值（F）由表8-3得A型
9、带的单位长质量q=0.1。所以 =117.4 N应使实际拉力F大于（F）5.8 计算压轴力F压轴力的最小值为： （F）=2（F）sin=25117.4 =1165.25 N5.9 带轮设计 （1）小带轮设计 由Y112M-4电动机可知其轴伸直径为d=28mm，故因小带轮与其装配，故小带轮的轴孔直径d=28mm。 （2）大带轮设计 大带轮轴孔由I轴最小直径确定，取值由下面I轴设计计算可得30mm。且大带轮的直径d=380300mm，故大带轮采用辐板式。6.齿轮设计6.1高速级齿轮设计1.选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数 1）按要求的传动方案，选用圆柱斜齿轮传动； 2）运输机为一般工作机器，速度
10、不高，故用7级精度；（GB1009588） 3）材料的选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质）硬度为280HBS，大齿轮的材料为45钢（调质）硬度为240HBS，两者硬度差为40HBS； 4）选小齿轮齿数为Z=24，大齿轮齿数Z可由Z=得 Z=99.84，取Z2=100；i= Z/ Z=4.175)选取螺旋角 初选螺旋角为=142.按齿面接触疲劳强度设计 按公式： （1）确定公式中各数值 1）试K=1.6 2）由表10-7选取齿宽系数=1； 由图10-30选取区域系数ZH=2.433 3）计算小齿轮传递的转矩，由前面计算可知： T=58.69 N 4）由查10-6的材料的弹性影响系数
11、Z=189.8MP 5）由图10-21d按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限=600MP；大齿轮的接触疲劳强度极限=550MP。 6）由图10-19取接触疲劳寿命系数K=0.9； K=0.95。 7）计算接触疲劳许用应力。 取失效概率为1，安全系数S=1，有 =0.9600=540MPa =0.95550=522.5MPa 许用接触应力：=531.25MPa (2) 计算 确定小齿轮分度圆直径d，代入 中较小的值 1）计算小齿轮的分度圆直径d，由计算公式可得： =47.42mm 2)计算圆周速度。 =1.43m/s 3）计算齿宽b b=147.42=47.42mm 4）计算模数与齿高 模数 齿高 5) 计算齿宽与齿高之比 6)计算纵向重合度=0.318dZ1tan=0.318124tan14=1.903 7）计算载荷系数K。 已知使用系数K=1，根据v=1.43m/s, 7级精度。由机
