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1、设计说明书设计题目一、设计要求1、设计用于爬杆式加料机的传动装置2、小车的原始数据：装料量为,速度为，轨距为，轮距为。3、工作条件：单班制，间歇工作，轻微振动；使用寿命5年；工作环境灰尘较大.二、原始技术数据绳牵引力F/KN绳牵引力速度v/(ms)卷筒直径D/mm3.030.4300三、设计任务1、根据设计任务提出两种以上传动方案,并进行比较.2、完成主要传动装置的结构设计；其中，减速器的级别至少是二级。3、完成减速器装配图1张(Al),零件工作图2张(A3或A4,建议选择非标准件轴、齿轮)；4、编写设计计算说明书1份。第一部分传动装置总体设计一、方案提出根据设计要求提出以下三种系总体设计方案
2、参考:方案1：二级圆柱齿轮方案2：二级圆柱圆锥方案3：涡轮蜗杆减速器二、系统方案总体评价及确定比较上述四种方案发现，在方案1中，结构简单,传动稳定，但是无过载保护；方案2中布局较小，但圆锥齿轮加工困难，特别是大直径，大模数的锥轮所以一般不用;方案3中整体布局较小，传动不稳定，虽然可以实现较大的传动比，但是传动效率低。三、方案的确定传动方案由以下各部分组成包括:传动装置由电机、减速器和工作机。设计方案所具有的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。考虑到电机转速高,传动功率大，将V带设置在高速级。其传动方案如下：四、方案论证本设计中原动机为电动机，工作机为皮
3、带输送机。传动方案采用了两级传动,第一级传动为带传动，第二级传动为二级斜齿圆柱齿轮减速器。带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点,还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级,以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长,是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是展开式两级直齿轮传动。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。采用皮带和二级齿轮减速器配合的颤动装置，其传动系统为:电动机一传动系统执行机构见下图皮带二级圆柱齿轮第二部
4、分电动机的选择及传动比分配一、电动机的选择1、传动装置的总效率按表25查得各部分效率为：带传动效率为，滚动轴承效率(一对)，闭式齿轮传动效率为，联轴器效率为，传动滚筒效率为，代入得2、工作机所需的输入功率,其中所以1.47kw使电动机的额定功率P=(l-lo3)P,由查表得电动机的额定功率P=1.5KWo3、确定电动机转速计算滚筒工作转速：由于推荐的传动比合理范围，二级圆柱齿轮减速器的传动比一般范围：，则总传动比的范围为，故电机的可选转速为：4、确定电动机型号根据以上计算在这个范围内电动机的同步转速有750rmin,1000rmin,1500rmin,3000rmin,综合考虑电动机和传动装置
5、的情况，同时也要降低电动机的重量和成本，最终可确定同步转速为IOoOrmin,根据所需的额定功率及同步转速确定电动机的型号为Y100L-6,满载转速940rmin。其主要性能:额定功率：1。5KW,满载转速940rmin,额定转矩2。0。二、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：2、分配各级传动比根据设计方案,减速器的传动比i为取两级援助齿轮减速器高速级的传动比则低速级的传动比为高速级的传动比为3、运动参数及动力参数计算电动机轴I轴（高速轴）11轴（中间轴）In轴（低速轴）IV轴（滚筒轴）各轴运动和动力参数如下表参数电动机1轴2轴3轴卷筒功率p/kw94037685.8425.4725.
6、47转速n/rom-1Io47Io41Io34Io27Io23转矩T/N。m14.93373149.1476.2461.2I传动比i2o54.383.371效率Oo960.95Oo950.97第三部分V带设计一、确定皮带轮1、确定计算功率。由表87查得工作情况系数；故2、选取V带带型。根据、由图8-11选用A型。确定带轮的基本直径并验算带速V.3、初选小带轮的基准直径.由表8-6和表8-8,取小带轮的基准直径；验算带速v；按式8-13验算带的速度；因为5msv30ms,故带速合适;计算带轮的基准直径；根据式8-15a,计算大带轮的基准直径；根据表88取250mm.二、确定V带的中心距a和基准长
7、度1、根据式8-20得/初定中心距.由式8-22计算带所需的基准长度由表8-2选带的基准长度1600mmo按式8-23计算实际中心距./由式8-24得中心距的变化范围为563-491mmo2、验算小带轮上的包角O3、计算带的根数计算单个V带的额定功率。由，查表84a得。根据查表8-5得，表82得，于是计算V带的根数z,圆整为2。4、计算单根V带初拉力的最小值由表8-3得A型带的单位长度质量q=0。lKgm,所以应使带的初拉力5、计算压轴力压轴力的最小值为第四部分齿轮的设计一、高速级斜齿轮副的设计计算1、选齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）齿轮类型按展开式结构设计齿轮箱，为了是传动平稳、满足强
8、度要求,选用斜齿圆柱齿轮传动。（2）材料及热处理由表101,小齿轮材料为（调制），硬度为280HBS;大齿轮材料为45钢（调制），硬度为240HBS。二者硬度差为40HBS.（3）精度等级选用7级,选取小齿轮比为，则大齿轮，圆整为，螺旋角2、按齿面接触强度设计由设计公式进行试算，即（1）确定公式内的各计算数值1）试选载荷系数.2）计算小齿轮传递的转矩由前面计算可知，3）由表10-74）由表106查得材料的弹性影响系数。5）由图10-21d按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限小齿轮大齿轮6）由式计算应力循环次数7）由图10-19查得接触疲劳寿命系数，。8）计算接触疲劳许用应力（失效概率1%,安全
9、系数S=I）9）许用接触应力。10）由图10-30选取区域系数.11）1由图10-26查得，则.（2）计算1）试计算小齿轮的分度圆直径，由计算公式得2）计算齿轮的圆周速度3）计算齿宽b及模数4）计算纵向重合度5）计算载荷系数已知使用系数，根据,7级精度,由图108查得动载荷系数由表10-3查得，从表：10-4中的硬齿面栏查得小齿轮相对轴承非对称布置、7级精度、。另由图10-13查得,故载荷系数6）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径7）计算模数3、按齿根弯曲强度设计由式（1）确定公式内的各计算数值1）计算载荷系数2）根据纵向重合度，从图10-28查得螺旋角影响系数。3）由图10-2Od查得齿轮
10、的弯曲疲劳强度极限小齿轮大齿轮4）由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数5）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=I.46）计算当量齿数7）查取齿形系数由表10-5查得8）杳取应力校正系数由表10-5查得9）计算大小齿轮的并加以比较经比较得大齿轮的数值大。（2）设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算得法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,取，可满足弯曲强度.但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数。于是由,取，则取.4、几何尺寸计算（1）计算中心距将中心距圆整后取。（2）按圆整后的中心距修整螺旋角因值改变不大，所以参数、等不必修正。（3）计算大小齿
11、轮的分度圆直径（4）计算齿轮宽度取齿宽：=42mm,=47mm二、低速级直齿轮的设计计算1、选齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）齿轮类型按展开式结构涉及齿轮箱,为了是传动平稳、满足强度要求，选用斜齿圆柱齿轮传动。（2）材料及热处理由表101,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240HBS。二者硬度差为40HBS。（3）精度等级选用7级,选取小齿轮比为则大齿轮，取，螺旋角2、按齿面接触强度设计由设计公式进行试算，即（1）确定公式内的各计算数值1）试选载荷系数。2）计算小齿轮传递的转矩由前面计算可知，3）取.4）由表10-6查得材料的弹性影响系数。5）由
12、图102Id按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限小齿轮大齿轮6）由式计算应力循环次数7）由图1019查得接触疲劳寿命系数，。8）计算接触疲劳许用应力（失效概率1%,安全系数S=I）9）许用接触应力10）由图IO-30选取区域系数11）1由图10-26查得，则。（2）计算1）试计算小齿轮的分度圆直径,由计算公式得2）计算齿轮的圆周速度3）计算齿宽b及模数4）计算纵向重合度5）计算载荷系数已知使用系数,根据，7级精度，由图10-8查得动载荷系数由表10-3查得，从表104中的硬齿面栏查得小齿轮相对轴承非对称布置、8级精度、。另由图10-13查得,故载荷系数6）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径7
13、）计算模数3、按齿根弯曲强度设计由式（1）确定公式内的各计算数值1）计算载荷系数2）根据纵向重合度，从图10-28查得螺旋角影响系数。3）由图10-20d查得齿轮的弯曲疲劳强度极限小齿轮大齿轮4）由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数5）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1。46）计算当量齿数7）查取齿形系数由表10-5查得8）查取应力校正系数由表10-5查得9）计算大小齿轮的并加以比较经比较得大齿轮的数值大.（2）设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算得法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，取，可满足弯曲强度.但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应
14、有的齿数。于是由,取，则，取。4、几何尺寸计算（1）计算中心距将中心距圆整后取。（2）按圆整后的中心距修整螺旋角因值改变不大,所以参数、等不必修正.（3）计算大小齿轮的分度圆直径（4）计算齿轮宽度取齿宽：=67mm,=72mm高、低速级齿轮参数名称高速级低速级中心距112146a(mm)法面摸数（mm）1.52o5螺旋角（2_齿顶高系数11顶隙系数0.25Oo25压力角齿2726数11887分(mm)41o7167o18(mm)182o29224o81直径齿(mm)4772宽（mm）4267齿轮等级精度77小齿轮材料为（调制）,硬度为小齿轮材料为（调制），硬度为材料及热处280HBS；大齿轮材
15、料为45钢（调280HBS；大齿轮材料为45钢（调理制），硬度为240HBS。二者硬度差制）,硬度为240HBS。二者硬度差为40HBS为40HBS第五部分轴的设计一、以输出轴为例说明轴的设计过程1、求输出轴上的功率，转速，转矩P=Io27KW=25047rmin=476.2N.m2、求作用在齿轮上的力己知低速级大齿轮的分度圆直径为=224.81而F=F=F3、初步确定轴的最小直径按式15-2初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45刚，调质处理，取，于是得.4、轴的结构设计拟定轴上零件的装配方案轴的各段直径，轴的各段长度轴上零件的周向定位齿轮，半联轴器与轴的轴向定位均采用平键连接。根据于齿轮配
16、合的轴直径由表6查得平键截面，键槽用键槽铳刀加工，长为56mm,同时为了保证齿轮和轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为;同样，半联轴器与轴的联接,选用平键为半联轴器与轴的配合为。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的,此处选轴配合的直径尺寸为。确定轴上圆角与倒角尺寸取轴端倒角为,各轴端倒角见详图。二、其他轴的设计由输出轴的设计及同样求得（中间轴）1、主动轴（高速轴）的相关参数选取轴的材料为45刚，调质处理，取,于是得。，其尺寸：2、中间轴的相关参数选取轴的材料为45冈J,调质处理,取，于是得。第六部分轴承和联轴器的选择一、联轴器的选择根据联轴器的计算公式，查表14-1,取;则有
17、,查GBT58431986,选用GYS6凸缘联轴器，其公称转矩为。半联轴器的孔径,半联轴器长度L=112mmo二、轴承的选择初步选择滚动轴承根据工作条件选用角接触球轴承。参照工作要求，由轴承产品目录中初步选用O基本游隙组、标准精度等级的701OAC.其尺寸为第七部分轴、键及轴承寿命的校核一、轴的强度校核求轴上载荷在水平面上在垂直面上有总弯矩扭矩作出扭矩图按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时候，通常只是校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度根据式15-5及上面的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环应力，取,轴的计算应力由表151查得45刚的。因为，故安全。二、键的强度校核做键连接强度计算根
18、据式6-11得：查表6-21得，因为，故键槽的强度足够。其它键的验算方法同上，经过计算可知它们均满足强度要求。三、轴承的校核校核轴承7010AC1、当量动载荷用插值法由表13-51查得X=l,Y=O;故基本动载荷为：2、轴承的额定寿命显然,轴承的额定寿命远远大于减速器的工作时数14400ho其它的轴承验算同上。第八部分润滑油及其润滑方式的选择一、齿轮的润滑减速器内的传动零件的润滑，通常有油池浸油润滑和喷油润滑。而浸入油中的圆周速度小于12ms,才适合浸油润滑,此减速器的大齿轮的圆周速度小于12ms,所以,选用浸油润滑是比较合理的。浸油高度取为48mm.高速齿轮浸入油里约为1个齿高，但不小于IO
19、mm,低速级齿轮浸入油高度约为1/5齿轮高。二、滚动轴承的润滑参考表13-10的dn值界限，采用油脂润滑，能承受较大的载荷，不易流失，容易密封。第九部分箱体及其他附件名称符号三级圆柱齿轮减速器mm箱座壁厚15箱盖壁厚8箱座凸缘厚度15箱盖凸缘厚度15箱座底凸缘厚度25底脚螺栓直径18底脚螺栓数目6轴承旁联接螺栓直径14箱盖与箱座联接螺栓直径10联接螺栓的间距100轴承端盖螺钉直径8定位销直径6安装螺栓直径MlO至外箱壁距离螺栓扳手空间与凸缘宽度玄以、二一至凸缘边距离2018沉头座直径30轴承旁凸台半径10凸台高度根据扳手操作方便为准外箱壁至轴承座端面距离42大齿轮顶圆与内壁距离13齿轮端面与内
20、壁距离11箱盖、箱座肋厚8o5、8.5轴承端盖外径120轴承端盖凸缘厚度9总结机械设计课程设计是机械课程当中一个重要环节通过了三周的课程设计使我从各个方面都受到了机械设计的训练，对机械的有关各个零部件有机的结合在一起得到了深刻的认识。由于时间紧迫，虽然经过自己拼命加班加点，但这次的课程设计还是存在许多问题,发现理论知识学的不牢固,大学学过的许多专业知识自己没有系统的整理和消化，很多简单的知识点要重新看书才能回忆起来，这样很严重拖慢了自己的设计速度和影响自己课程设计的质量，在边计算边画图边改正就发现自己走了很多弯路,比如由于传动比分配的不是很合理导致设计齿轮时发现齿轮与轴会发生碰撞而重新设计，手
21、绘装配草图的生疏以致视图的规划位置不很恰当，利用计算机辅助设计有一些软件运用不是很熟练。同时我相信,通过这次的实践发现的问题,能使我重视并解决这些问题。在设计的过程中，培养了我综合应用机械设计课程及其他课程的理论知识和应用生产实际知识解决工程实际问题的能力。通过这次设计之后，我想会对以后自己独立设计打下一个良好的基础，在以后的设计中避免很多不必要的工作，有能力设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的设备同时，在此，真诚地感谢老师和同学在此次课程设计中给我全力的帮助！谢谢！参考文献1机械设计综合课程设计，机械工业出版，王大康，王之栋主编，2003年第7版；1.2机械设计（第八版），高等教育出版社,濮良贵，纪名刚主编，2001年7月第七版；机械设计课程设计，高等教育出版社,王昆，何小柏，汪信远主编，1995奉12月第一版；3减速器选用手册，化学工业出版社，周明衡主编,2002年6月第一版；4互换性与技术测量，高等教育出版社，李柱，徐正高，蒋向前编，2004年12第一版。
