1、機械設計基礎課程設計 專 業 ： 金屬材料工程 班 級 ： 金屬材料131 姓 名 ： 柳 朋 學 號 ： 150513109 指導老師 ： 周雪峰 完成時間 ： 2016 年 4 月 日設計任務書一、設計題目帶式輸送機用單級直齒圓柱齒輪展開式減速器，他的主要功能是通過輸送帶運送機器零部件或其他物料。其傳動簡圖如下圖所示，主要由電動機1、聯軸器2、減速器3、聯軸器4、驅動鼓輪5、輸送帶6等組成。二、已知數據 題號參數123456運輸帶工作拉力F（N）1400 14501500155016001650運輸帶工作速度v（m/s）1.61.551.51.451.41.35卷筒直徑D（mm）30030

2、0300300300300三、工作條件輸送機單向旋轉，稍有振兩班制工作，使用期限10年，小批量生產，輸送帶速度允許誤差：±5%。目 錄一、設計任務 - - 2二、傳動方案分析 - - 4三、電動機的選擇和計算- - -5四、一級齒輪的設計計算及結構說明 - - - 7五、v帶的設計計算及結構說明 - - -13六、軸的設計計算及校核 - - - 14七、滾動軸承的選擇及壽命校核- - -16八、鍵的選擇與校核- - - 18九聯軸器的選擇 - - -19十減速器潤滑方式、密封形式 - - -19十一.箱體主要結構尺寸- - -21十二.參考文獻- - - 21十三.設計總結 - -

3、-22課程設計計算書計算項目設計計算內容及說明主要結果一一、設計目的二、傳動方案分析機械設計課程設計是我們第一次較全面的機械設計訓練，是機械制圖、工程力學、公差配合與技術測量、機械制造技術基礎和機械設計課程重要的綜性與實踐性教學環節。其基本目的是：(1)通過機械設計課程的設計，綜合運用有關先修課程的理論，結合生產實際知識，培養分析和解決一般工程實際問題的能力，并使所學知識得到進一步鞏固、深化和擴展。(2).學習機械設計的一般方法，掌握通用機械零件、機械傳動裝置或簡單機械的設計原理和過程。(3).進行機械設計基本技能的訓練，如計算、繪圖、熟悉和運用設計資料（手冊、圖冊、標準和規范等）。我們這次的

4、設計題目是帶式輸送機，他的主要功能是通過輸送帶運送機器零部件或其他物料。我們組根據設計任務對閉式一級圓柱齒輪減速器傳動方案進行了分析和討論。如圖所示，帶式輸送機由電動機驅動。電動機通過聯軸器將動力傳入圓柱齒輪減速器，再通過聯軸器，將動力傳至輸送機滾筒，帶動輸送帶工作。方案中. 采用的是閉式兩級一柱齒輪減速器計算項目設計計算內容及說明主要結果三、電動機的選擇和計算1.電動機的的選擇 (1) 工作機的功率Pw Pw = Pd=2.80KW卷筒軸的工作轉速nw= = 122.23r/min按推薦的合理傳動比，帶=24，齒輪=36所以=624電動機的工作轉速n=*nw=（624）x122.23 n=（

5、733.382933.52）r/min (2) 總效率=帶軸承齒輪聯軸器滾筒0.950.98750.9750.960.990.869(3) 所需電動機功率Pd Pd Pw/=2.433/0.869=2.80(kW) 查簡明機械設計手冊附表8得Pcd=4Kw選Y160M1-6 n滿= 960 (r/min)2. 傳動比的分配 i總= n滿/n=960/122.23=7.854 取齒輪i1=3.5 取帶i2=2.2 3. 動力運動參數計算 (1) 轉速n n0= n滿=960 (r/min) n1 = n0=960 (r/min)n2= n1/ i1=960/3.5=274(r/min) n3=

6、n2/i2 =274/2.2=124 (r/min)選Y132M1-6 n滿= 960 (r/min)計算項目設計計算內容及說明主要結果四一級齒輪的設計計算及結構說明(2)數據列表如下軸號功率P/kW扭矩T/(N/m)轉速N/ (r/min)傳動比i效率輸入輸入電動 機 軸427.859603.50.973.7594.552742.20.963.56199.7012410.97工作 機 軸3.42193.71241.選材料，確定初步參數：(1)選材：由表18-4機械原理與機械設計小齒輪：選用40Cr調質，平均取齒面硬度為260HBS。 大齒輪：選用45鋼調質，平均取齒面硬度為230HBS。(2

7、)初選齒數：取小齒輪數為Z1=25 大齒輪數則為Z2= Z1×i1 =3.5×25=88(3)選擇齒寬系數d和傳動精度等級參照表18-12，取d=1。 參照表18-2，選擇8級精度等級。(4)確定載荷系數K 查表4-25課程設計實例與機械設計 駱素君主編，得：K=1.2 i12=3.5I23=2.2小齒輪：選用40Cr調質大齒輪：選用45鋼調質Z1=25Z2=88計算項目設計計算內容及說明主要結果2. 齒面接觸疲勞強度計算(1)確定作用接觸應力由表18-21，取接觸疲勞極限 參照表18-11，取安全因數SH=1 許用接觸應力=(×ZN1)/ SH=(720

8、5;0.92) / SH =662.4=(×ZN2)/ SH=(580×0.96) / SH =556.8(2)彈性系數ZE，由表18-9，ZE=190(3)帶點區域系數ZH，由圖18-20，取ZH=2.5(4)所需小齒輪直徑d1 = =49.2mm(5)確定中心距模數等主要幾何參數取Z1=25 Z2= Z1*u=20*2.2=88 m= d1/Z1=49.2/25=2 圓整模數，取m=2 則d1=m×Z1=2.5×25=50mm d2=m×Z2=2.5×88=220mm 則大齒輪寬b2=d×d1=50mm 小齒輪寬b1=6

9、0mm3. 齒根抗彎疲勞強度驗算(1)求許用彎曲應力 由N1=1.54×109 N2=3.57×108 由圖18-25，取壽命系數YN1=YN2=1d1=50mm d2=220mmm=2mm計算項目設計計算內容及說明主要結果由圖18-6,分別取極限應力=290 =270由圖18-26，取尺寸系數 Yx=1 表18-11，取安全系數 SF=1.25 則許用彎曲應力=464=352(2)齒形系數YFa1,YFa2 ，由圖18-23，取 YFa1=2.80 YFa2 =2.21(3)應力修正系數YSa1,YSa2 ，由圖18-24，取 YSa1=1.55 YSa2 =1.77(4

10、)校核齒根抗彎疲勞強度，齒根彎曲應力=×YFa1×YSa1×Y=×2.8×1.55×0.696=83=×=83×=75抗彎疲勞強度足夠。4.輪的幾何尺寸計算(1) 齒頂圓直徑全齒高 da1=54mm da2=180mm計算項目設計計算內容及說明主要結果齒厚S S 齒根高 齒頂高 齒根圓直徑 5.輪的結構設計 小齒輪采用齒輪軸結構，大齒輪采用實心打孔式結構 大齒輪的有關尺寸計算如下：軸孔直徑40mm輪轂長度 與齒寬相等輪轂直徑 取輪緣厚度 輪緣內徑 圓整， 取腹板厚度 腹板中心孔直徑計算項目設計計算內容及說明主要結果

11、五、V帶設計計算及結構說明腹板孔直徑齒輪倒角 取齒輪工作圖如下圖所示1. 確定計算功率由公式PC=KA×P可確定計算功率PC式中：P所需傳遞的額定功率，kw KA工作情況系數根據原動機的工作條件，查1表10-7得KA=1.3 = pc=1.3*4=5.2Kw計算項目設計計算內容及說明主要結果2、帶型號的選擇 根據PC=5.2kw，小帶輪的轉速n1=960r/min，查【1】圖選定V帶的型號為A型3、確定帶輪的基準直徑并驗算帶速 (1)初選小帶輪的基準直徑1dd 查表可知，小帶輪基準直徑的推薦值為80100mm，取小帶輪的基準直徑為90mm （2

12、）驗算帶速 由公式： V=d1n1/(60*1000)計算可知 ，uv=6.69 （m/s）         一般條件下u應控制在5m/s25m/s,可知帶速合適。 （3）計算并確定大帶輪的基準直徑d2。 i=n1/n2=960/274=3.5d2=d1*i=315（4）確定V帶的中心距a和基準長度Ld由公式:    0.7(d1+d2) a02（d1+d2）得出283.5mma0810mm去a0300mm

13、+L0=2a0+/2 (d1+d2)+(d2-d1)/4a0L0=1191.45 取Ld=1400根據公式aa0+（Ld-L0）/2a=404.28mm小帶輪包叫a1=1800-（Ld-L0）/a*57.30a1=154.54120計算項目設計計算內容及說明主要結果六、軸的設計計算及校核1.軸的選材及其許用應力查機械原理與機械設計 軸，軸，軸選40Cr鋼，調質處理，HBS=241266, ， ， 2.按扭矩估算最小直徑軸 標準直徑 軸 選取標準直徑 軸 選取標準直徑 3.軸的結構設計 根據軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時考慮到強度的原則，所有軸均設計為階梯軸。4軸的強度校核切向力 徑向力計

14、算項目設計計算內容及說明主要結果 軸按脈動轉矩 所以 查課本表20-4 考慮鍵槽60 所以強度足夠計算項目設計計算內容及說明主要結果七、滾動軸承的選擇及壽命校核考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用的是單列深溝球軸承軸6008 兩個，軸6009兩個，軸選用6011兩個(GB/T276-1994) 壽命計算：軸 因為兩軸承承受純徑向載荷 查機械原理與機械設計表21-7 X=1, Y=0基本額定載荷 查表21-9 預期壽命為：10年，兩班制所以軸承6008合格軸 因為兩軸承承受純徑向載荷查機械原理與機械設計表21-7選用深溝球軸承軸軸6008軸6009軸6011計算項目設計計算內容及說明主要結果X=

15、1, Y=0基本額定載荷 查表21-9 預期壽命為：10年，兩班制所以軸承6009壽命合格軸 因為兩軸承承受純徑向載荷 查 表 X=1, Y=0基本額定載荷 查表21-9 預期壽命為：10年，兩班制所以軸承6011壽命合格計算項目設計計算內容及說明主要結果八、鍵的選擇與校核1.號軸外伸端d=32 選鍵1050，b=10，l=50，h=8. 選擇45號鋼，其許用擠壓應力=150 =28 則強度足夠， 合格2.號軸d=40 選鍵12×8，l=48，選擇45號鋼，其許用擠壓應力=150 =96 則強度足夠， 合格3.號軸外伸端d=50，中間連齒輪軸d=60 選鍵18×11，l=6

16、0， 選擇45號鋼B型，其許用擠壓應力=150 =138 =119 則強度足夠， 合格 軸d=32b×h×l=10×8×50軸d=40b×h×l=12×8×40軸d=50b×h×l=18×11×60計算項目設計計算內容及說明主要結果九聯軸器的選擇十減速器潤滑方式、密封形式由于減速器載荷平穩，速度不高，無特殊要求，考慮裝拆方便及經濟問題，選用剛彈性套柱銷聯軸器1. 減速器進口端 選用TL6型（GB/T 4323-2002）彈性套柱銷聯軸器，采用Y型軸孔，A型鍵，軸孔直徑d=32

17、40mm,選d=32mm,軸孔長度為L=50mm2. 減速器的出口端 選用TL9型（GB/T 4323-2002）彈性套柱銷聯軸器，采用Y型軸孔，C型鍵，軸孔直徑d=5071mm,選d=50mm,軸孔長度為L=60mm 1潤滑方式齒輪采用浸油潤滑，由于低級周向速度為78m/min,所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為19mm.則2號齒輪的浸油高度為14mm。選用150號機械油（GB443-1989）。軸承用潤滑脂潤滑，因為采用了擋油環結構。2.密封形式（1）.箱座與箱蓋凸緣結合面的密封選用在結合面涂密封漆或水玻璃的方法。（2）.觀察孔和油孔等處接合面采用在與機體之間加石棉橡膠紙、墊片進行密

18、封。 （3）.軸的外伸端與軸承端蓋的密封采用半粗羊毛氈加以密封。選用TL6型d=32mm,軸孔長度為L=50mmY型軸孔，A型鍵選用TL9型d=50mm,軸孔長度為L=60mmY型軸孔，C型鍵計算項目設計計算內容及說明主要結果十一.箱體主要結構尺寸十二.參考文獻 箱座壁厚=10mm箱座凸緣厚度b=1.5mm,mm箱蓋厚度=8mm箱座凸緣厚度b1=12mm箱底座凸緣厚度p=2.5, =25mm齒輪軸端面與箱體內壁距離L=10mm大齒輪端面與箱體內壁距離L=12mm上下板筋厚度m1=6.8mm, m2=8.5mm參考文獻：1 楊可楨等。機械設計基礎。北京：北高等教育出版社，2013年8月 2陳立德等。機械設計課程設計。北京：高等教育出版社，2003年7月計算項目設計計算內容及說明主要結果十三設計總結經過緊張而有辛苦的四周勞碌，課程設計結束了。當我快要完成老師下達給我的任務的