1、機(jī)械課程設(shè)計說明書目錄第一章 設(shè)計任務(wù) 第二章 傳動裝置整體設(shè)計2.1 傳動方案確定2.2 選擇電動機(jī)2.3 傳動比分配2.4 運(yùn)動參數(shù)及動力學(xué)參數(shù)計算第三章 傳動零件的設(shè)計計算3.1 V 帶傳動設(shè)計計算3.2 齒輪傳動設(shè)計計算第四章軸系零件的設(shè)計計算4.1 軸設(shè)計計算4.2 軸的結(jié)構(gòu)初步設(shè)計4.3 滾動軸承設(shè)計計算4.4 聯(lián)軸器選擇與計算4.5 鍵聯(lián)接選擇與計算第五章減速器草圖設(shè)計5.1 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計5.2 從動齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計5.3 潤滑5.4 密封第六章 相關(guān)參數(shù)的驗(yàn)證及誤差分析.6.1 傳動比的驗(yàn)算及誤差分析6.2 軸長的驗(yàn)算及誤差分析第七章 總結(jié)致謝 附錄第一章 設(shè)計任務(wù) 原料車間一運(yùn)輸

2、冷料的帶式運(yùn)輸機(jī)，由電動機(jī)經(jīng)一級減速傳動裝置，該減速傳動裝置系由單級齒輪減速器配合其他傳動件組成。該帶式運(yùn)輸機(jī)折合每日兩班工作制，工作期限5年。設(shè)計此傳動裝置。 參數(shù)：運(yùn)輸機(jī)主動鼓輪軸輸入端轉(zhuǎn)矩/主動輪直徑運(yùn)輸帶速度5003501.5 工況：工作年限工作班制52 第二章 傳動裝置整體設(shè)計2.1傳動方案確定2.1.1確定同步轉(zhuǎn)速和總傳動比考慮到電動機(jī)轉(zhuǎn)速、級數(shù)、尺寸、重量、價格及傳動裝置的 傳動比、級數(shù)、傳動尺寸和成本等諸多因素，初步確定電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。由電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速 nD 及工作機(jī)的輸入轉(zhuǎn)速 nW確定總傳動比。2.1.2確定傳動類型和級數(shù)參考傳動機(jī)構(gòu)的性能及運(yùn)用范圍結(jié)構(gòu)【表 2-1機(jī)械設(shè)

3、計常 用標(biāo)準(zhǔn)】；結(jié)合性能要求和工作特點(diǎn)；采用 V 帶傳動、圓柱 齒輪、鏈傳動相結(jié)合的三級；傳動裝置圖如下。Pm=5.5 kwnm =1440r/minT= 500NmV =1.5 m/sY132S42.2電動機(jī)的選擇 （1）工作機(jī)的輸入功率 =601000=6010001.5350 =81.851r/min =/9550=（50081.851/9550）kw=4.285kw （2）總效率 帶為V帶傳動，齒輪為7級精度（稀油潤滑），滾動軸承為角接觸球軸承，鏈傳動為滾子鏈（開式）傳動，聯(lián)軸器為彈性聯(lián)軸器。 （3）所需電動機(jī)輸出功率 查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計得額定功率 = 5.5 kw 電動機(jī)選用 Y13

4、2S-4 滿載轉(zhuǎn)速 nm = 1440 r/min2.3傳動比分配 傳動裝置的總傳動比 取 則 2.4運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)計算 功率 的計算： 轉(zhuǎn)速 的計算： 轉(zhuǎn)矩 的計算： 將上述數(shù)據(jù)列表如下：軸號功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩I 5.03872066.823II4.888180259.336第三章 傳動零件設(shè)計計算3.1 V帶傳動設(shè)計設(shè)計條件：水平對稱布置，電機(jī)轉(zhuǎn)速， 從動輪轉(zhuǎn)速，每天工作16個小時。 設(shè)計過程所用圖、表由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)查得。（1）計算功率 由表13-6查得，故 （2）選普通V帶型號 根據(jù)、查圖13-12選用A型V 帶選擇小帶輪基準(zhǔn)直徑 參考表13-7和圖13-12得小 帶輪基準(zhǔn)直徑為，故 取（

5、4）驗(yàn)算帶速 在525范圍內(nèi)，帶速合適。確定帶長和中心距 按公式 選 則 查表13-2，取，同時查得 實(shí)際中心距為 （6）驗(yàn)算小帶輪包角 因此，包角合適。確定V帶的根數(shù) 由表13-5查得、 A型V帶 ，其中傳動比， 由表13-9得，由表13-8得，則 由表13-10得，由表13-2得，則V帶根數(shù)為 ，取根。（8）計算張緊力 由表13-1查得 （9）計算壓軸力 3.2齒輪傳動的設(shè)計計算 設(shè)計條件：7級精度、對稱布置（斜齒輪）、單向轉(zhuǎn)動、載荷平穩(wěn)、 選材： 小齒輪 45鋼 調(diào)質(zhì)處理 230HBS 大齒輪 45鋼 正火處理 200HBS 確定基本參數(shù)： 取小齒輪齒數(shù) 初設(shè)螺旋角 齒數(shù)比 （減速傳動）

6、 則大齒輪齒數(shù) 設(shè)計過程中所用圖、表由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)查得3.2.1接觸疲勞強(qiáng)度計算 （1）計算小齒輪轉(zhuǎn)矩 （2）確定載荷系數(shù) 由于載荷平穩(wěn)，由表11-4取 已知齒輪為7級精度，調(diào)質(zhì)處理，并初設(shè)，由表11-5取 對于7級精度軟齒面齒輪，由表11-9取 齒輪在軸上對稱布置，軸剛性大，軟齒面，由表11-8取， 由圖11-7取 因此，該斜齒輪圓柱齒輪傳動的載荷系數(shù)為 （3）確定彈性系數(shù)、節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)、重合度系數(shù)和螺旋角系數(shù) 鋼對鋼的彈性系數(shù)查表11-6得，初設(shè)， 則由圖11-9 可查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，重合度系數(shù) 對斜齒輪可取， 由此可得 螺旋角系數(shù) （4）計算許用接觸應(yīng)力 因?yàn)榇簖X輪的硬度比較低，其強(qiáng)度較

7、差，故接 疲勞強(qiáng)度按大齒輪計算即可。 大齒輪45鋼，正火處理，200HBS，由圖11-10取， 按表11-7查得其失效概率為1%得。 大齒輪許用接觸應(yīng)力為 （5）計算小齒輪分度圓直徑 （6）驗(yàn)算速度 ， 與初設(shè)相符。 3.2.2 確定傳動尺寸 （1）確定模數(shù) ，取mm （2）確定中心距 ， 中心距應(yīng)圓整為整數(shù)，取 （3）確定螺旋角 (保留到秒) （4）確定齒輪分度圓直徑 （保留到小數(shù)點(diǎn)后三位） （5）確定齒寬 ，取 3.2.3彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 （1）確定齒形系數(shù)、應(yīng)力修正系數(shù)、重合度系數(shù)及螺旋角系數(shù) 小齒輪的當(dāng)量齒數(shù)為， 大齒輪的當(dāng)量齒數(shù)為。查圖11-12和圖11-13得 重合度系數(shù)因已知故

8、螺旋角系數(shù) （2）計算許用彎曲應(yīng)力 小齒輪45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為230HBS，查 圖11-14得 因?yàn)椋閳D11-15，可取尺寸系數(shù) 失效概率為1%，查圖11-7得安全系數(shù) 計算許用彎曲應(yīng)力 （3）驗(yàn)算彎曲疲勞強(qiáng)度 因此，滿足彎曲疲勞強(qiáng)度條件。3.2.4齒輪相關(guān)參數(shù)的計算 （1)小齒輪參數(shù)的計算 分度圓直徑； 齒頂圓直徑； 齒根圓直徑； 旋向：左旋。 （2）大齒輪參數(shù)的計算 分度圓直徑； 齒頂圓直徑； 齒根圓直徑； 旋向：右旋。參數(shù)主動輪從輪模數(shù)/mm22齒數(shù)26104齒/mm6055分度圓直徑/mm52.800211.200齒頂圓直徑/mm56.800215.200齒根圓直徑/mm47.8

9、00206.200螺旋角中心距/mm132旋向左旋右旋精度等級7級第四章 軸系零件設(shè)計計算4.1軸的設(shè)計和計算4.1.1 軸I的設(shè)計和計算（受力分析見附錄1） 設(shè)計條件： 軸上齒輪分度圓直徑 對稱分布 剛性大 階梯軸 主動軸左旋 設(shè)計中用到的圖、表由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)查得（1）選材 選用45鋼并經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，由表15-1和表15-3查得 硬度為217255HBS，軸長的估算 參照機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計對軸長進(jìn)行估算 兩軸承之間跨距為： 靠近帶輪軸承的中心到大帶輪中心的距離 軸總長： 其中，大帶輪寬度M=B=(z-1) e+2f=(4-1) 15+210=65mm （3）畫軸的空間受力簡圖，如圖1 （4）作

10、水平面內(nèi)的彎矩圖,如圖2 截面C左側(cè)的彎矩為 截面C右側(cè)的彎矩為 截面A處的彎矩為 （5）作垂直面內(nèi)的彎矩圖，如圖3 截面C處的彎矩為 （6）作合成彎矩圖，如圖4 截面C左側(cè)合成彎矩為 截面C右側(cè)合成彎矩為 截面A處的合成彎矩為 （7）作轉(zhuǎn)矩圖，如圖5 （8）作當(dāng)量彎矩圖，如圖6 單向傳動，轉(zhuǎn)矩脈動循環(huán)，校正系數(shù)= （9）計算危險截面處的直徑 A處： C處： 因C處有鍵槽，故將直徑擴(kuò)大5%，即 D處： 因D處有鍵槽，故將直徑擴(kuò)大5%，即 4.1.2 軸的設(shè)計和計算（受力分析見附錄2） 設(shè)計條件： 軸上齒輪分度圓直徑 設(shè)計中用到的圖、表由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)查得 （1）選材 選用45鋼并經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，由

11、表15-1和表15-3查得 硬度為217255HBS， （2）軸長的估算 該軸的軸承之間的長度應(yīng)與軸I軸承之間的長度相同， 即 （3）畫軸的空間受力簡圖，如圖1 在數(shù)值上 （4）作水平面內(nèi)的彎矩圖,如圖2 截面C左側(cè)彎矩為 截面C右側(cè)彎矩為 （5）作垂直面內(nèi)的彎矩圖，如圖3 （6）作合成彎矩圖，如圖4 截面C左側(cè)合成彎矩為 截面C右側(cè)合成彎矩為 （7）作轉(zhuǎn)矩圖，如圖5 （8）作當(dāng)量彎矩圖，如圖6 單向傳動，轉(zhuǎn)矩脈動循環(huán)，校正系數(shù)= （9）計算危險截面處的直徑 C處： 因C處有鍵槽，故加大5%，即 B處、D處 B處、D處也加大5%，即4.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（見附錄1,2圖7） 根據(jù)3.1、3.2、

12、4.1的計算結(jié)果對軸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步設(shè)計。4.3 軸承的選擇和計算4.3.1 軸I兩端軸承的選擇和計算 設(shè)計條件：承受徑向軸向聯(lián)合載荷， 選用公稱接觸角為的型角接觸球軸承； 轉(zhuǎn)速軸承內(nèi)徑，預(yù)期使用壽命為12000到15000h 設(shè)計中用到的圖、表由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)查得。 （1）計算軸承1、2的軸向負(fù)荷 （2）計算軸承1、2的內(nèi)部軸向力 因?yàn)?因此，軸承2被壓緊，1被放松 （3）計算軸承1、2的當(dāng)量動負(fù)荷 由表17-8查得型軸承， 而 查表17-8得 （4）計算所需的徑向基本額定動負(fù)荷 因?yàn)椋?故以軸承2的當(dāng)量動負(fù)荷為計算依據(jù)， 輕微沖擊負(fù)荷，查表17-6得，工作溫度正常，查表17-5得 所以， 由機(jī)

13、械設(shè)計常用標(biāo)準(zhǔn)查得型軸承的徑向基本額定動負(fù)荷 ，符合設(shè)計要求。4.3.2 軸兩端軸承的選擇和計算 設(shè)計條件：承受徑向軸向聯(lián)合載荷， 選用公稱接觸角為的型角接觸球軸承； 轉(zhuǎn)速軸承內(nèi)徑，預(yù)期使用壽命為12000到15000h 設(shè)計中用到的圖、表由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)查得。 （1）計算軸承1、2的軸向負(fù)荷 （2）計算軸承1、2的內(nèi)部軸向力 因?yàn)椋?1被壓緊，2被放松； （3）計算軸承1、2的當(dāng)量動負(fù)荷 由表17-8查得型軸承， 而 查表17-8得 （4）計算所需的徑向基本額定動負(fù)荷 因?yàn)椋?故以軸承1的當(dāng)量動負(fù)荷為計算依據(jù)，因?yàn)檩p微 沖擊負(fù)荷，查表17-6得，工作溫度正常，查表17-5得 所以， 由機(jī)械設(shè)計

14、常用標(biāo)準(zhǔn)查得型軸承的徑向基本額定動負(fù)荷 ，符合設(shè)計要求。4.4聯(lián)軸器的選擇 從動輪外伸端聯(lián)軸器的選擇 設(shè)計條件： （1）選擇類型 考慮到轉(zhuǎn)速較低，傳遞功率不太大，安裝時不易保證完全同 軸線，故選用彈性柱銷聯(lián)軸器。 （2）計算名義轉(zhuǎn)矩 由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)查表18-1取， ，軸的徑為 （3）選擇型號 參考機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計表6-4 選擇聯(lián)軸器型號為,GB/T5014-2003, Y型孔，A型鍵，孔長。4.5鍵的選擇及計算4.5.1 軸I外伸端鍵的選擇和計算（1）鍵的選擇 該處用鍵聯(lián)接大帶輪和軸I， 由電動機(jī)外伸端直徑及第五章軸的設(shè)計，該處軸的直徑設(shè)定為， 由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計查表5-1，選擇A型普通平鍵

15、公稱尺寸b= 大帶輪寬度M=B=(z-1) e+2f=(4-1) 15+210=65mm， 帶輪與軸接觸部分軸長取為， 故鍵長為L=65-9=56mm（按L系列取值），工作長度為 材料為45鋼。（2）鍵的校核 由于輪轂材料為鑄鐵，故其強(qiáng)度最弱，按其擠壓應(yīng)力進(jìn)行校核。 該處鍵聯(lián)接有輕微沖擊， 查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表10-11得， 軸1轉(zhuǎn)矩 ，符合設(shè)計要求。選擇圓頭普通平鍵（A型）b=10mm、h=8mm、L=56mm：鍵A10 56 GB1096904.5.2 軸I鍵的選擇和計算 （1）鍵的選擇 該處用鍵聯(lián)接主動軸和主動齒輪， 齒根圓直徑df=47.800mm ；軸徑d=45mm 查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表10

16、-10 取b=14mm、h=9mm t1=3.8mm X=（df-d）/2-t1= (47.800-45)- 3.8 0.85d = 0.858mm = 6.8mm 取8mm箱蓋上肋厚度 m 0.85d1 = 0.858mm = 6.8mm 取8mm2.安裝地腳螺栓部分 單級圓柱減速傳動中心距 a 200mm則22地腳螺栓直徑 d= 16mm地腳螺栓通孔直徑 d= 20mm地腳螺栓沉頭座直徑 D0 = 45mm地腳螺栓凸緣尺寸（扳手空間） L1 = 25mmL2 = 22mm地腳螺栓數(shù)目 43.安裝軸承旁螺栓部分 單級圓柱齒輪傳動中心距a 200mm則軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 d = 12mm軸承旁

17、連接螺栓通孔直徑 d = 13.5mm軸承旁聯(lián)接螺栓沉頭座直徑 D0 = 26mm剖分面凸緣尺寸(扳手空間） C1 = 20mmC2 = 16mm4.安裝上下箱體螺栓部分 單級圓柱齒 傳動中心距 a 200m 則上下箱連接螺栓直徑 d2=10mm2上下箱聯(lián)接螺栓通孔直徑 d = 11mm上下箱連接螺栓沉頭座直徑 D0 = 22mm箱緣尺寸（扳手空間） C1 = 18mmC2 = 14mm軸承蓋螺釘直徑 d3 = 8mm軸承座外徑 D21 = 120mm D22 = 125mm箱體內(nèi)壁至軸承蓋端面的距離K = C1 + C2 + (5 8) = 20 +16 + (5 8) = 41 44mm取

18、 44mm箱體內(nèi)壁與軸承座端面的距離F = K + d = (44 +8)mm = 52mm軸承旁凸臺的高度 h 綜合考慮低速軸軸承蓋外徑 D2 及 M d1對扳手空間 L要求由結(jié)構(gòu)確定為 70mm軸承旁凸臺的半徑 Rd=C2 = 16mm取為19mm軸承旁螺栓距離為防止螺釘及螺栓干涉，同時考慮軸承座剛度， S D2取 S = 125mm檢查孔蓋聯(lián)接螺栓直徑d4 = 0.4df = 0.4 16mm= 6.4mm =6mm取 d4 = 6mm圓錐定位銷直徑 d5 0.8d2 = 0.810mm = 8mm減速器中心高H (1 1.12)a = (1 1.12) 132mm =132 147.8

19、4mm適當(dāng)提高到157mm大齒輪頂圓與箱內(nèi)壁間距離為 D1 1.2d = 1.2 8mm = 9.6mm取16mm齒輪端面與箱內(nèi)壁間距離為 D2 d = 8mm ，取14.5mm5.2從動齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計（附錄3見零件圖“齒輪”）主動軸為齒輪軸無需單獨(dú)設(shè)計齒輪齒頂圓直徑 da = 215.200mm查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計表 6-6 圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)及尺寸知應(yīng)設(shè)計成鍛造輻板式齒輪d = 50mm b = 55mmD1 = 1.6d = 1.650 mm = 80mmL = (1.2 1.5)d b取L = 65mmd0 = (2.5 4)mn = (5 8)mm(不小于8mm10mm）取為8mm D0 =

20、 0.5(D2 +D1 ) = 0.5(190.200 + 80.000)mm = 135.100mmd0 = 15 25mm要求均布，取25mm5.3潤滑c = (0.2 0.3)b = 11 16.5mmr = 0.5c = 0.516.5 = 8.25mm取16.5mm5.4密封齒輪傳動采用浸油潤滑，選用 150 號齒輪油【表 6-29機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計滾動軸承中采用脂潤滑，選用代號為ZGN69-2 滾珠軸承脂 SY1514-82 【表 6-30機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計】。5.4.1 軸承密封 軸承伸出端采用氈圈密封形式， 結(jié)合機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 表 6-31 選軸為氈圈 38JB，軸氈圈42JB

21、軸承靠箱體內(nèi)側(cè)用擋油盤密封5.4.2 箱體結(jié)合面的密封在箱蓋與箱座結(jié)合面上涂密封膠或水玻璃，同時也可在箱座 結(jié)合面上開回油溝以提高密封效果。此外凸緣式軸承端蓋， 檢查孔蓋，放油螺塞處也要密封。【機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計】 第六章 相關(guān)參數(shù)的驗(yàn)證及誤差分析6.1 確定精確傳動比及其誤差分析 、 符合設(shè)計誤差的要求。6.2 軸長的誤差分析 根據(jù)最終裝配圖測量計算的軸1總長為 符合設(shè)計誤差的要求。 根據(jù)最終裝配圖測量計算的軸2總長為 符合設(shè)計誤差的要求。參考資料1機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 陸萍 山東科學(xué)技術(shù)出版社 2010 年 1 月 2機(jī)械設(shè)計常用標(biāo)準(zhǔn) 黃珊秋 葛培珙 山東大學(xué)出版社 2010 年 1 月 3機(jī)械設(shè)計

22、課程設(shè)計 黃珊秋 機(jī)械工業(yè)出版社 2010 年 7 月 4機(jī)械制圖 廖希亮 邵淑玲 山東科學(xué)技術(shù)出版社 2002 年 6 月附錄1 軸1受力分析及初步設(shè)計2 軸2受力分析及初步設(shè)計3 從動齒輪的設(shè)計（零件圖）第七章 總結(jié)致謝71總結(jié)本次課程設(shè)計任務(wù)是設(shè)計帶式輸送機(jī)傳動裝置即單級齒輪傳動減速器，歷時兩周。在設(shè)計過程中綜合運(yùn)用了機(jī)械設(shè)計、機(jī)械制圖、工程力學(xué)、材料成型基礎(chǔ)和AutoCAD繪圖等知識，初步了解了機(jī)械設(shè)計的一般方法和步驟，熟悉了國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，培養(yǎng)了獨(dú)立的工程設(shè)計能力，也提升了分析、解決工程實(shí)際問題的能力。具體流程：1、分析設(shè)計題目，分配傳動比，擬定整體傳動方案；2、初步設(shè)計 V帶、齒輪、軸零件和減速器箱體結(jié)構(gòu)；3、根據(jù)設(shè)計的結(jié)構(gòu)，初繪草圖，對箱體的具體結(jié)構(gòu)和零件的具體位置進(jìn)行布置；同時對初步計算的數(shù)據(jù)適當(dāng)修正；4、整理草圖，標(biāo)注好定位尺寸，AutoCAD繪制正式減速器裝配圖和從動軸、大齒輪零件圖；5