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1、机械设计根底课程设计设计计算说明书题目机械设计输送传动装置系别机械工程系专业化工设备维修技术姓名朱琳年级二年级指导教师蔡广新二零一一年十二月目录一 课程设计书2二 设计要求2三设计步骤21.传动装置总体设计方案32 .电动机的选择43 .确定传动装置的总传动比和分配传动比54 .计算传动装置的运动和动力参数55 .设计V带和带轮66 .齿轮的设计87 .滚动轴承和传动轴的设计198 .键联接设计269 .箱体结构的设计2710 .润滑密封设计3011 联轴器设计3031四设计小结五参考资料32设计输送传动装置【设计任务书】题目：设计输送传动装置一 .总体布置简图如图1二 .总传动比误差为5%,
2、单向回转，轻微冲击。三 .原始数据：四 .设计内容：输出轴功率P/KW31.电动机的选择与输出轴转速n（rmin）35运动参数传开工作年限（年）6计算；2.工作制度（班/日）2齿轮传动工作场所车间设计计批量小批算；3.V带传动设计计算；4.轴的结构尺寸设计；5.键的选择；6.滚动轴承的选择；7.装配图、零件图的绘制；8.设计说明书的编写。【电动机的选择】1 .电动机类型和结构的选择：按照条件的工作要求和条件，选用Y型全封闭笼型三相异步电动机。2 .电动机容量的选择：工作机所需功率：Pw=3kW电动机的输出功率：Pd=Pw,Pd=kW电动机转速的选择：nw=35rmin,V带传动比i1=24,单
3、级齿轮传动比i2=35(查表2.3)nd=(i1i2i2)nwo电动机转速范围为6303500rmin3.电动机型号确定：由附录八查出符合条件的电动机型号,并根据轮廓尺寸、重量、本钱、传动比等因素的考虑，最后确定选定Y112M4型号的电动机，额度功率为4KW,满载转速1440rmin【计算总传动比和分配传动比】1.2 .合理分配各级传动比：V带传动比i1=3,闭合齿轮传动比i2=35开式齿轮传动比i3 .运动和动力参数计算结果列于下表：项目电动机轴轴I轴Il轴”转速(rmin)144048013735功率(kW)3.48转矩(Nm)传动比3效率0.96【传动件设计计算】减速器齿轮设计：1 .小
4、齿轮材料为45钢调质，硬度为220250HBS大齿轮材料为45钢正火，硬度为170-21OHBS2 .选用9级精度3 .按齿面接触疲劳强度设计确定有关参数与系数：转矩：T=69154Nmm查表11.10得：载荷系数K=1.1选小齿轮齿数Z1=30,那么大齿轮齿数Z2=d(齿宽系数)=14.许应接触应力QH:由图11.23查得OHIiml=560MPaoHlim2=530MPa由表11.19查得Sh=UNl=60n1jLh=604801(65280)=Xl08N2=N1i=10e10e8由表11.26查得Znl=IZn2=计算接触疲劳许用应力：H1=Zn1Hlim1Sh=560MPaH2=Z2H
5、lim2Sh=557MPa试算小齿轮分度圆直径，确定模数：d13KT1(+1dHm=d1z1=1.73mm由表11.3取标准模数m=2mm5 .主要尺寸计算：分度圆直径d1=mz1=230=60mmd2=mz2=2X105=21Omm齿宽b=dd1=160=60mm取b2=60mm那么b1=b25=65mmXm(Z1+Z2)=135mm6 .按齿根弯曲疲劳强度校核：由式(11.12)得出，如oFF,那么校核合格。确定有关系数和参数：许应弯曲应力oF由图11.24查得OFliml=21OMpaFlim2=190Mpa由图11.25查得YNI=YN2=1由式(11.16)可得F1=YNIFlimS
6、F=162MpaF2=YNIFlimSF=146MPa故计算出F1=21MpaF1F2=20MpaF2齿根弯曲疲劳强度校核合格。7 .验算齿轮的圆周速度：V=-d11(601000)=1.5ms由表11.21可知，选9级精度适宜8 .几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图：以大齿轮为例，齿轮的直顶圆直径为：da2=d2+2ha=214mm,由于200Vda2500之间，所以采用腹板式结构。齿轮零件工作图略。开式齿轮设计：1 .小齿轮选用40Cr合金钢外表淬火，硬度为48-55HRS大齿轮选用40Cr合金钢调质，硬度为240-260HBS2 .选用9级精度3 .按齿面接触强度设计确定有关参数与系数：转
7、矩：T=230000Nmm查表11.10得载荷系数K=1.1选小齿轮齿数Z1=20,那么大齿轮齿数Z2=X20=78.4,圆整数78。实际齿数比u=3.9,误差为0.5%V5%d(齿宽系数)=0.54.许应接触应力QH:由图11.23查得Hlim1=800MPaoHlim2=720MPaN1=601jLh=601371(65280)=10e8N2=N1i=10e10e7由表11.26查得Zn1=1.11Zn2=计算接触疲劳许用应力：H1=Z1Hlim1Sh=807MPaH2=Z2Hlim2Sh=818MPa试算小齿轮分度圆直径，确定模数：d13KT1(+ldHm=d1z1=3.791mm由表1
8、1.3取标准模数m=4mm5 .主要尺寸计算：分度圆直径d1=mz1=420=80mmd2=mz2=4X78=312mm齿宽b=dd1X80=40mm取b2=40mm那么b1=b2+5=45mmm(Z1+Z2)=196mm6 .按齿根弯曲疲劳强度校核：由式(11.12)得出,如oFF,那么校核合格。确定有关系数和参数：许应弯曲应力oF由图11.24查得OFIiml=720MpaFlim2=250Mpa由图11.25查得YNI=YN2=1由式(11.16)可得F1=YNIFlimSF=480MpaF2=YNIFlimSF=167MPa故计算出F1=173MpaF1F2=157MpaF2齿根弯曲疲
9、劳强度校核合格。7 .验算齿轮的圆周速度：V=d11(601000)=0.57ms由表11.21可知，选9级精度适宜8 .几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图：以大齿轮为例，齿轮的直顶圆直径为：da2=d2+2ha=320mm,由于200Vda2dmin=90mm大带轮基准直径为dd2=(n12)dd1=270mm,按表9.3选取标准直值dd2=265mm实际n2转速489.8rmin,误差相对率2%,总误差V5%允许。4 .验算带速V：V=d11(601000)=6.78ms,带速在525ms范围内。5 .确定带的基准长度Ld和实际中心距a：初定中心距a=1200mm,那么LdO：Ld0=2a0
10、+(dd1+dd2)2+(dd2-dd1)24a0=mm取基准长度Ld=2800mm实际中心距a为aaO+(ld-LdOJ中心距变动范围为amin=a-0.015Ld=1076mmamax=a+0.03Ld=1202mm6 .验算小带轮的包角：a1=180o-(dd2-dd1)a=171120,合格。7 .确定V带根数z：确定有关系数和参数根据传动比i=2.94,查表9.19得Ki=1.1373,那么4P0=Kbn(l-lKiKw得z2Pc(P0+AP0)KaKL=3.24,圆整得z=48 .求单根V带初拉力：得FO=(500PcZV)(2.5Ka-1)+qv2=46.78N.9 .计算带轮轴
11、上所受的压力F。=2FOz10 .带轮结构设计略11 .设计结果：选用4根A92V带，中心距a=1118mm,小带轮直径90mm,大带轮直径265mm,轴上压力FO【轴的设计计算】I轴的设计1 .选择轴的材料，确定许用应力：由条件可知此减速器传递的功率属于中小功率，对材料无特殊要求，应选用45钢并经调质。B=637Mpa,再由表16.3查得许用弯曲应力。1b=60Mpa2 .按钮转强度估算轴径(最小直径)查表16.2得C=118-107得dC3pn=(107118)3J22.8mm。23. 94mm,由设计手册取标准直径d=24mm3 .轴的结构设计草图：I轴的结构草图11轴的设计：1,选择轴
12、的材料，确定许用应力：由条件可知此减速器传递的功率属于中小功率，对材料无特殊要求，应选用45钢并经调质。B=637Mpa,再由表16.3查得许用弯曲应力。1b=60Mpa2 .按钮转强度估算轴径(最小直径)查表16.2得C=118-107得dC3pn=(107118)334.1mm。35.81mm,由设计手册取标准直径d=34mm3 .轴的结构设计草图：II轴的结构草图In轴的设计：1 .选择轴的材料，确定许用应力：由条件可知此减速器传递的功率属于中小功率，对材料无特殊要求，应选用45钢并经调质。B=637Mpa,再由表16.3查得许用弯曲应力。1b=60Mpa2 .按钮转强度估算轴径(最小直
13、径)查表16.2得C=118-107得dC3pn=(107118)3752.16mm。由设计手册取标准直径d=50mm3 .轴的结构设计草图略【键连接的选择】均选择A型平键。代号轴径mm键宽mm键高mm键长mmI轴I键248750I轴II键341085611轴I键3410836II轴II键4514950【滚动轴承的选择及计算】I轴:1 .经强度校核，选择滚动轴承6206型d=30mmD=62mmB=16mm2.公差等级选择：选普通级PO轴承。H轴：2 .经强度校核，选择滚动轴承6208型d=40mmD=80mmB=18mm2.公差等级选择：选普通级PO轴承。【箱体结构尺寸计算】3 .类型选择：
14、选择一级铸铁圆柱齿轮减速器。4 .箱体主要结构尺寸：（mm）名称箱座壁厚3箱盖壁厚1箱盖凸缘厚度b1尺寸mm8812箱座凸缘厚度b箱底凸缘厚度b2地脚螺钉直径df地脚螺钉数目n轴承旁连接螺栓直径d1122016412盖与座连接螺栓直径d2连接螺栓d2的间距I轴承端盖螺钉直径d3检查孔盖螺钉直径d4定位销直径d10150868df、d1、d2至外箱壁直径C1dfd2至凸缘边缘距离C2轴承旁凸台半径Rl凸台高度h外箱壁至轴承座端盖的距离111614164040齿顶圆与内箱避间的距离齿轮端面与内箱避间的距离2箱盖、箱座肋厚ml、m2轴承端盖外径D2轴承旁连接螺栓距离S1212102125【减速器附件
15、的选择】通气器：由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用M181.5油面指示器：选用游标尺M16起吊装置：采用箱盖吊耳、箱座吊耳放油螺塞：选用外六角油塞及垫片M161.5【润滑与密封】一、齿轮的润滑：采用浸油润滑，由于低速级周向速度为，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为35mm。二、滚动轴承的润滑：由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。三、润滑油的选择：齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用L-ANl5润滑油。四、密封方法的选取：选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为（F）B25-427-AC
16、M,（F）B70-90-10-ACMo轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。附录：装配图：零件工作图6-2为轴的工作图例如，为了使图上表示的内容层次清楚，便于识别和查找，对于不同的内容应分别划区标注，例如在轴的主视图下方集中标注轴向尺寸和代表基准的符号。2,齿轮的轴向尺寸标注比拟简单，对于小齿轮只有齿宽b和轮毅长度1两个尺寸.前者为自由尺寸，后者为轴系组件装配尺寸链中的一环。当齿轮尺寸较大时，为了减轻重量可采用盘形辐板结构.如辐板用车削方法形成时，那么标注凹部的深度，以便于加工时测量。对于用锻、铸方法形成的辐板，那么宜直接标注辐板的厚度。对于轮缘厚度、辐板厚度、轮毂及辐板开孔等尺寸，为便于
17、测量，均应进行圆整.为了保证齿轮加工的精度和有关参数的测量，标注尺寸时要考虑到基准面，并规定基准面的尺寸和形位公差.齿轮的轴孔和端面既是工艺基准也是测量和安装的基准。为了保证安装质量和切齿精度，对端面与孔中心线的垂直度和端面跳动度均应有要求。齿轮的齿顶圆作为测量基准时有两种情况：一是加工时用齿顶圆定位或找正，此时要控制齿顶圆的径向跳动；另一种情况是用齿顶圆定位检验齿厚或基节尺寸公差，此时要控制齿顶圆公差和径向跳动。图6-3为直齿轮零件工作图，图6-4为斜齿轮零件工作图，供学习参考。图6-5为锥齿轮零件工作图，供学习参考。图66为蜗轮零件工作图，供学习参考。图67为皮带轮零件工作图，供学习参考。
18、设计小结由于时间比拟紧迫，所以这次的设计存在许多缺点，比方低速轴承使用寿命过长，制图不够精确等缺陷。但我觉得能做类似的课程设计是十分有意义，而且是十分必要的。平时我们在课堂上掌握的仅仅是专业根底课的理论面，如何去锻炼我们的实践面？如何把我们所学到的专业根底理论知识用到实践中去呢？我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。当到自己动手的时候，才会经常发现原来自己还有很多知识点没吃透，而课程设计让我们把学过的东西运用到实际中去，能学懂学透，这才算是真正学到了东西。这次的设计存在许多不完善的地方，如果在以后需要设计类似的机械，我相信，我能设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的设备。这次关于带式运输
19、机上的两级圆锥圆柱齿轮减速器的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们机械设计的综合素质大有用处。通过两个星期的设计实践，使我对机械设计有了更多的了解和认识.为我们以后的工作打下了坚实的根底.机械设计是机械工业的根底,是一门综合性相当强的技术课程，它融机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、互换性与技术测量、工程材料、机械设计（机械设计根底）课程设计等于一体。这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想、训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论，结合生产实际反响和解决工程实际问题的能力，稳固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。本次设计得到了指导老师的细心帮助和支持。衷心的感谢老师的指导和帮助。
