机械设计优秀课程设计计算新版说明书样板.docx

机械设计课程设计设计计算说明书设计题目：带式输送机减速器学院: 班级: 姓名: 学号:指导老师:日期：目 录一、 设计任务书二、 传动方案确定三、 电机选择四、 传动比分配五、 传动系统运动及动力参数计算六、 减速器传动零件计算七、 轴及轴承装置设计八、 减速器箱体及其附件设计九、 减速器润滑和密封方法选择十、 设计小结一、设计任务书1、 设计任务：设计带式输送机传动系统，采取单级圆柱齿轮减速器和开式圆柱齿轮传动。2、 原始数据输送带有效拉力 F=5800 N输送带工作速度 v=0.8 m/s输送带滚筒直径 d=315mm减速器设计寿命为5年3、 已知条件 两班制工作，空载开启，载荷平稳，常温下连续（单向）运转，工作环境多尘；三相交流电源，电压为380/220V。二、 传动方案确定1. 电动机 2.联轴器 3.减速器 4.联轴器 5.开式齿轮 6.滚筒 7.输送带传动方案如上图所表示，带式输送由电动机驱动。电动机1经过联轴器2将动力传入减速器3再经联轴器4及开式齿轮5将动力传送至输送机滚筒6带动输送带7工作。计算和说明结果三、 电机选择1. 电动机类型选择由已知条件能够算出工作机所需有效功率联轴器效率 1=0.99滚动轴承传动效率 2=0.99 闭式齿轮传动效率 3=0.97开式齿轮传动效率 4=0.95输送机滚筒效率 5=0.96传动系统总效率总=1422345=0.9940.9920.970.950.96=0.83287工作机所需电机功率 Pr=Pw总=4.640.83287=5.57Kw由附表B-11确定，满足PmPr条件电动机额定功率Pm = 7.5Kw2.电动机转速选择输送机滚筒轴工作转速nw=60000vd=600000.8315=48.50r/min初选同时转速为nm=1440r/min电动机。3.电动机型号选择依据工作条件两班制连续工作，单向运转，工作机所需电动机功率计电动机同时转速等，选择Y系列三相异步电动机，卧式封闭结构，型号为Y132M-4,其关键数据以下：电动机额定功率Pe7.5kw电动机满载转速nm1440r/min电动机轴伸直径38mm电动机轴伸长度80mm四、 传动比分配1、 带式传送机总传动比 ia=nmnw=144048.5=29.692、 各级传动比分配：由传动系统方案知i01=1 i23=1按附表B-10查取开始齿轮传动传动比i34=6由计算可得单级圆柱齿轮减速器传动比为i12=iai01i23i34=29.69116=4.95五、传动系统运动及动力参数计算传动系统各轴转速、功率和转矩计算以下0轴（电动机轴）：n0=nm=1440r/minP0=Pr=5.57Kw T0=9550P0n0=95505.571440=36.94Nm1轴（减速器高速轴）：n1=n0=1440r/min P1=P01=5.570.99=5.5143Kw T1=9550P1n1=95505.51431440=36.57Nm2轴（减速器低速轴）n2=n1i12=14404.95=290.91r/minP2=P132=5.51430.970.99=5.2954KwT2=9550P2n2=95505.2954290.91=173.84Nm六、减速器传动零件设计计算1、 选择齿轮材料、热处理方法 考虑减速器传输功率不大，所以齿轮采取软齿面。小齿轮选择45钢调质，齿面硬度为235265HBS。大齿轮选择45钢，正火，齿面硬度180215HBS； 小齿轮 45钢 调质 HB1=235265HBS 大齿轮 45钢 正火 HB2=185215HBS2、 齿轮传动设计（参考机械设计基础）（1） 小齿轮转矩 T1=36.57Nm（2） 初取载荷系数K=1.8（3） 选择齿宽系数a=0.35（4） 初取重合度系数Z直齿轮传动取在1.11.9之间，取=1.8则Z=4-3=4-1.83=0.86 （5） 确定许用接触疲惫应力H接触应力改变总次数：N1=60n1Ln=601440124000=2.0736109N2=60n2Ln=60290.91124000=4.189104108寿命系数ZN1=0.9 ZN2=0.93弹性系数ZE=189.8接触疲惫极限应力 Hlim1=560MPa Hlim2=500MPa最小安全系数，失效概率低于1100 SHmin=1许用接触疲惫应力为：H1=Hlim1SHminZN1=56010.9=504MPaH2=Hlim2SHminZN2=50010.93=465MPa（6） 按齿面接触疲惫应力初步计算中心距a节点区域系数ZH=2.5a=u+13500KT1auZHZEZH2=(4.95+1)35001.836.570.354.95(189.82.50.86465)=145.52mm取a=160mm（7） 初取齿宽 b=a=0.35160=56mm 尾数取0、2、5、8，所以取齿宽为58mm（8） 取标准模数m=2（9） 确定齿数由a=m2(Z1+Z2)有Z1+Z2=2am=21602=160 和u=Z2Z1=4.95解得Z1=27 Z2=133实际齿数比u=Z2Z1=13327=4.926传动比误差4.95-4.9264.95100%=0.485%（在5许可范围内）（10） 确定载荷系数Ka) 使用系数KA,取KA=1b) 动载系数KVd1=mZ1=227=54mm齿轮圆周速度v=d1n160000=54=4.07m/s齿轮精度取8级，按图8-21，取KV=1.18c) 齿向载荷分布系数K按图8-24，软吃面，对称部署d=bd1=5854=1.074 K=1.11d) 齿向载荷分配系数K重合度=1.88-3.21Z1+1Z2=1.88-3.2127+1133=1.737按图8-25K=1.26K=KAKVKK=11.181.111.26=1.65KK所以偏安全（11） 确定重合系数Z由式8-26，Z=4-3=4-1.73=0.87（12） 确定齿宽取b1=63mm b2=58mm3.验算齿根弯曲疲惫强度1) 查取齿形系数由图8-28，查得 2) 查取应力校正系数由图8-29查得 3) 重合度系数 按式8-23，Y=0.25+0.75=0.25+0.751.7=0.694) 弯曲疲惫极限应力按图8-32（c） Flim1=240MPa Flim2=220MPa5) 寿命系数N1=2.0736109 N2=4.189104108按图8-34取YN1=0.87 YN2=0.926) 试验齿轮应力修正系数 YST=27) 最小安全系数，按表8-8 SFmin=1.258) 许用弯曲应力，按式8-27F=FlimYSTSFminYNF1=24021.250.87=334.08MPaF2=22021.250.93=327.36MPa9) 齿根弯曲疲惫应力，按式8-32F=KT1dbmYFaYSaYF1=1.6536.57546322.581.620.69=51.15MPaF1F2=1.6536.57545822.171.830.69=52.79MPaF2齿根弯曲疲惫强度足够4.大齿轮结构设计齿宽b=58齿顶高ha=m=2mm齿根高hf=1.25m=2.5mm齿高h=ha+hf=2.25m=4.5mm分度圆直径d=mZ2=2133=266mm齿顶圆直径da1=d+2ha=266+4=270mm齿根圆直径df=d-2hf=266-5=261mm 轴孔直径dh=62mm 轮毂直径D1=1.6dh=1.662=99.2mm D1=100mm轮毂长度L=b=58mm轮缘厚度=2.54mn=6.2510mm 取=10mm轮缘直径D2=da-2-2h=270-210-24.5=241mm腹板厚度c=0.3b=0.358=17.4mm取c=18mm腹板中心直径D0=0.5D2+D1=0.5100+241=170.5mm腹板孔直径d0=14D2-D1=14241-100=35.25mm取d0=35mm齿轮倒角n=0.5m=0.52=1mm齿轮结构以下图：七轴及轴承装置设计1. 初定跨距参考课程设计P51 图5-1为确保滚动轴承完全放入箱体轴承孔内，计入尺寸c采取油润滑c=35mm，取c=5mm考虑齿轮和内壁沿轴向不发生干涉，k8mm，取k10mm轴承宽度，高速轴取n1=20mm，低速轴n2=25mm齿宽b=63mm轴支撑跨距 高速轴L1=2c+k+b+510+n1=25+10+63+10+20=123mm 低速轴L2=2c+k+b+510+n2=25+10+63+10+25=128mm2. 选择轴材料初选45钢，调质处理，硬度246270HBb=647MPa -1=59.7MPa3. 轴结构设计和轴承、联轴器选择1. 高速轴轴转矩T1=36.57Nm圆周力Ft1=T1d1=36.5754=1354.44N径向力Fr1=Ft1tan=1354.44tan20=492.98N轴截面上弯矩M1=Fr1L12=492.980.1232=30.32Nm轴材料许用弯曲应力=-1=59.7MPa将转矩折合成当量弯矩折算系数=0.6d1310M12+T12-1=18.4mm低速轴轴转矩T2=173.84Nm圆周力Ft2=T2d2=173.84266=1307.07N径向力Fr2=Ft2tan=1307.07tan20=475.73N轴截面上弯矩M2=Fr2L22=475.730.1282=30.45Nmd2310M22+T22-1=26.3mm因为开有键槽d2=d21+5%=27.6mm2. 高速轴结构设计电动机伸出端直径dm=38mm公称转矩Tn=1.2T0=41.381.2=49.66Nm许用转速n n1=1440r/min查附表C-16，选择LT6型弹性套柱销联轴器轴孔直径可选32、35、38、40、42取de=32mm 长度lde=55mm轴承选择：Lh=53001612=1hRAx=RBx=Ft12=677.22NRAy=RBy=Fr12=246.49NRA=RB=677.222+246.492=720.68N取fP=1.2 对于球轴承=3P=RAfP=720.681.2=864.82N基础额定动载荷Cr=P(60n106Lh）1=8753.01N由附录D1选择6307轴承B=21mm d=35mm D=80mm高速轴部分尺寸以下图3. 低速轴结构设计转速n2=290.91r/min转矩T2=173.84Nm联轴器公称转矩Tn=1.2T2=173.841.2=208.61Nm查附表C-15,选择LX4弹性柱销联轴器RCx=RDx=Ft22=653.54NRCy=RDy=Fr22=237.87NRC=RD=653.542+237.872=695.48N取fP=1.2 对于球轴承=3P=RCfP=695.481.2=834.576N基础额定动载荷Cr=P(60n106Lh）1=4956.36N由附录D1选择6311轴承B=29mm d=55mm D=120mm低速轴部分尺寸以下图4. 键设计a) 高速轴联轴器处键设计轴径为32mm 宽b高h=108 键长l=45mm材料选择45钢 p=110MPa强度校核：p=4Tdh(L-b)=436.57103328(45-10)=16.32MPap 所以强度足够b) 低速轴联轴器处键设计轴径d=50mm,宽b高h=149键长l=100mm材料选择45钢 p=110MPa强度校核：p=4Tdh(L-b)=4173.84103509(100-14)=17.97MPap所以强度足够c) 低速轴齿轮处键设计轴径d=62mm，宽b高h=1811键长l=50mm材料选择45钢 p=110MPa强度校核：p=4Tdh(L-b)=4173.841036211(50-18)=31.86MPap所以强度足够八、减速器箱体及其附件设计1.箱体结构尺寸箱座壁厚：=0.025a+1=0.025160+1=5mm，取=10mm箱盖壁厚1：1=0.02a+1=0.02160+1=4.2mm 取1=8mm箱座凸缘壁厚b：b=1.5=1.510=15mm；箱盖凸缘壁厚b1：b1=1.51=12mm；箱座底凸缘壁厚P：P=2.5=25mm；箱座上肋厚mm0.85=8.5，取m=9箱盖上肋厚m1m10.851=6.8mm 取7mm 地脚螺钉直径及数目d，n：d=0.036a+12=17.76mm 取M20; n=4；轴承旁连接螺栓直径d1：d1=0.75d=15mm；取M16上下箱座联接螺栓直径d2：d2=0.5 d=10mm；取M10大齿轮顶圆和箱体内壁距离1：11.2=12mm；取15mm列表以下：名称结果(mm)箱座壁厚10箱盖壁厚18箱座凸缘壁厚b15箱盖凸缘壁厚b112箱座底凸缘壁厚P25箱座上肋厚m9箱盖上肋厚m17地脚螺栓数目n4地脚螺栓螺栓直径d20螺栓通孔直径d25螺栓沉头座直径d048地脚凸缘尺寸L132L230轴承旁螺栓螺栓直径d116螺栓通孔直径d117.5螺栓沉头座直径D033部分凸缘尺寸C124C220上下箱螺栓螺栓直径d210螺栓通孔直径d211螺栓沉头座直径D022部分凸缘尺寸C118C214定位销孔直径d38轴承旁连接螺栓距离S120轴承旁凸台半径R20轴承旁凸台高度h48大齿轮顶圆和箱体内壁距离115箱外壁至轴承座端面距离K52部分面至底面高度H3632.减速器附件及其结构尺寸1) 窥视孔及其孔盖窥视孔用于检验传动零件啮合，润滑及轮齿损坏情况，并兼作注油孔，设置在减速器箱盖上合适位置。窥视孔盖常见螺钉将其固定在箱体上，连接面上应加防渗漏垫片。2) 通气器在箱体顶部或直接在窥视孔盖上设置通气器。3) 轴承盖轴承盖用来封闭减速器箱体上轴承座孔和固定轴系部件轴向位置并承受轴向载荷。4) 定位销箱盖和箱座连接凸缘上设置两个定位销。5) 启盖螺钉在箱盖凸缘合适位置加工出12个螺孔，装入启盖用圆柱端螺钉或平端螺钉。6) 油标油标通常设置在箱体便于观察且油面比较稳定部位，油标有很多个类及规格，常见有压配式圆型油标、长形油标、管状油标和杆式油标等。7) 放油孔及放油螺塞在箱座油池最低处设置放油孔，平时用放油螺塞将放油孔堵住，在放油螺塞头和箱体凸面间应加防漏用封油垫。8) 起吊装置可采取吊环螺钉，也可直接在箱体上住处吊耳或吊钩结构尺寸参考俘虏C和附录F九、减速器润滑和密封方法选择1.润滑方法选择 采取油浴法润滑，以浸入大齿轮一个齿全高为宜，但浸油深度不应小于10mm，为避免因为齿轮旋转搅起沉积在箱底油污，大齿轮顶圆和油池底面距离应为3050mm。2.密封形式密封关键目标是预防灰尘、水分等进入轴承，并阻止滑剂流失。因为此减速器工作条件无特殊要求，所以选择密封圈密封即可。在轴承透盖和外伸轴之间装有密封件。十、设计小结经过机械设计基础课程设计学习，初步体验了机械设计基础方法、基础原理、基础步骤，对机械设计有了一个较为直观感受，而且对部分机械设计常见零件有了一定了解和掌握。在此次课程设计中，自学CAD软件制图给课程学习带来了较大便利，体会到软件制图优越性，同时也感受到机械设计基础课程设计这门课是一门实践性很强课程，兼具理论和工程特点，在完成作业过程中要注意很多细节，锻炼了自己完成学习任务能力。电动机额定功率选为7.5Kw初选1440r/min电动机单级圆柱齿轮减速器传动传动比为i12=4.95n0=1440r/minP0=5.57KwT0=36.94Nmn1=1440r/minP1=5.5143KwT1=36.57Nmn2=290.91r/minP2=5.2954KwT2=173.84NmN1=2.0736109N2=4.189104108H1=504MPaH2=465MPaa=160mmb=58mmZ1=27 Z2=133K=1.65K偏安全b1=63mmb2=58mm齿根弯曲疲惫强度足够L1=123mmL2=128mmd118.4mmd226.3mmd2=27.6mm选择LT6型弹性套柱销联轴器选择6307轴承选择LX4弹性柱销联轴器选择6311轴承键强度足够