武汉理工机械设计基础课程设计(权威版).doc

目 录1. 传动方案的设计1.1 电机的选择2 1.2 计算各轴的运动及动力参数42. 齿轮的设计2.1 齿轮材料的数据 5 2.2 齿轮的设计及强度校核5 3. 轴的设计计算3.1 轴的材料的选择和最小直径的估算8 3.2 轴的强度校核10 4. 滚动轴承的选择与计算4.1 滚动轴承的选择13 4.2 滚动轴承的校核13 5. 键连接的选择与计算5.1 键连接的选择15 5.2 键连接的校核15 6. 联轴器的选择6.1 联轴器的选择16 6.2 联轴器的校核16 7. 润滑方式、润滑油型号及密封方式的选择7.1 润滑方式的选择16 7.2 密封方式的选择17 8. 箱体及附件的结构设计和选择8.1 箱体的结构尺寸17 8.2 附件的选择18 9. 设计小结20 10.参考资料20 设计题目：带式输送机中单级斜齿圆柱齿轮减速器。 工作条件：两班制工作，使用年限为5年，单向连续运转，载荷平稳。 已知条件：项 目运输带工作拉力F（N）运输带速度v（m/s）卷筒直径D(mm)参 数46002.2220结构简图 1传动系统的方案设计1.1电机的选择 电动机的类型和结构形式应根据电源种类、工作环境、工作时间及载荷的性质、大小、启动性能和过载情况等来选择。Y系列综合性能好，本课程设计采用Y系列三相异步电动机。1.1.1电动机功率的选择假设： 工作机所需功率（kw）； 电动机的额定功率（kw）； 电动机工作功率（kw）； 工作机到电动机之间的总效率（%）。 则： FvPw.2/1000=10.12kw2 46001000/= ，所以： =0.99*0.97*0.99*0.98*0.98*0.96=0.8756， 。1.1.2电动机的数据及总传动比 方案号电动机型号额定功率（kw）同步转速（r/min）满载转速（r/min）总传动比轴伸尺寸DEmm1Y200L6B157507303.822 55110 1.2计算各轴的运动及动力参数 1.2.1各轴的转速 1.2.2各轴的输入功率 1.2.3各轴的输入转矩 1.2.4各轴的运动及动力参数轴号转速nr/min功率P kW 转矩TN.m传动比 i I730 11.430149.5293.822II190.98610.866543.3402齿轮的设计2.1齿轮材料的原始数据材料热处理方法弯曲强度屈服极限硬 度45钢正 火160390180调 质220610220 2.2齿轮的设计及强度校核(1)由上述硬度可知，该齿轮传动为闭式软尺面传动，软尺面硬度350，所 以齿轮的相关参数按接触强度设计，弯曲强度校核。 上式中各参数： 由教材图529查得：小齿轮： 大齿轮：所以： (2)按接触疲劳强度进行设计： 式中：正号表示外啮合，负号表示内啮合；重合度系数，对于斜齿轮传动=0.750.88，取=0.8； K载荷系数，一般近视取K=1.31.7,因是斜齿轮传动，故K取小 K=1.3； 齿宽系数，对于软尺面（350），齿轮相对于轴承对称布置时； ； 齿数比，对于斜齿圆柱齿轮，=67可取为3.9。 (3) 确定中心距 。 (4)计算传动的几何尺寸 (5)齿轮弯曲疲劳强度的校核 上述式中： 试验齿轮的应力修正系数，取=2； 试验齿轮的齿根的弯曲强度极限应力， ， 弯曲疲劳强度寿命系数，取=1； 弯曲疲劳强度的计算尺寸系数，取=1。所以： 又因为： 式中：外齿轮的符合齿形系数； 螺旋角系数。（其他字符的意义同前。） 由教材图526可得： =1.88-3.2(1/Z+1/Z)cos=1.56 由教材图541可得，螺旋角系数综上所述:两齿轮符合强度条件。2齿轮的相关参数名 称代 号单 位小齿轮大齿轮中心距amm175传动比i3.822模 数mm3螺旋角变位系数X0齿 数Z2285分度圆直径dmm71.963278.037齿顶圆直径mm64.463270.537齿根圆直径mm52.422 258.283齿 宽bmm80723轴的设计计算 3.1轴的材料选择和最小直径估算3.1.1轴的材料选用45号钢，调质处理。3.1.2高速轴直径和轴长的确定 初算直径时，若最小直径段开于键槽，应考虑键槽对轴强度的影响，当该段截面上有一个键槽时，d增加5%7%，两个键槽时，d增加10%15%，由教材表12-2，高速轴，同时要考虑电动机的外伸直径d=48mm。所以： 高速轴：l1=110mm,l2=45mm,l3=18mm,l4=18mml5=b1=80mm,l6=l4=18,l7=l3=163.1.3低速轴直径和轴长的确定所以低速轴的轴长初步确定为 3.2轴的强度校核（低速轴所受转矩大，且两轴的直径相差很小，只校核低速轴）(1) 求齿轮上作用力的大小、方向 齿轮上作用力的大小：（2） 求轴承的支反力 水平面上支力 垂直面上支力 （3）画弯矩图 水平面上的弯矩 垂直面上的弯矩 合成弯矩 （4） 画转矩图 （5）画当量弯矩图 因单向回转，视转矩为脉动转矩，,已知，查表12-1可得， 剖面C处的当量弯矩：（6）判断危险剖面并验算强度 a）剖面C当量弯矩最大，而且直径与相邻段相差不大，故剖面C为危险面。 则 b)轴1的剖面虽仅受弯矩，但其直径最小，则该剖面为危险面。 所以轴的强度足够。4滚动轴承的选择与计算4.1滚动轴承的选择 高速轴和低速轴的轴承段的直径分别为50mm,55mm,在轴的设计计算部分已经选用如下表所示深沟球轴承：轴号装轴承处的轴径轴承型号55mm滚动轴承6211 GB/T276-9460mm滚动轴承6212 GB/T276-944.2滚动轴承的校核 由于低速轴的转矩大于高速轴，同时低速轴和高速轴的直径相差很小，所以只需校核低速轴的深沟球轴承。FAFR2FR1 4.2.1轴的受力状况及轴承载荷计算 水平面上支力 垂直面上支力 轴承所承受的径向载荷 轴向外载荷轴承的转速n=190.986r/min 4.2.2求当量动载荷 低速轴受轴向载荷，则，由教材表14-13可得，减速器中等冲击取查有关轴承手册可得。低速轴：，可得4.2.3求轴承寿命则 按两班制计算每天工作16小时，一年工作350天，则 满足年限要求5键连接的选择与计算5.1键连接的选择选择普通平键：轴代号公称直径d（mm）公称尺寸长度L(mm)深度（mm）114100GB/T10962003445014*91005.5214100GB/T1096200344501491005.5齿轮 1863GB/T1096200358651811637.05.2键连接的校核 由教材10-1得键连接时的挤压应力，由于低速轴的转矩大于高速轴，而两者的直径相差很小，且对同一个轴来说，只需校核短键，所以只需校核键1863GB/T10962003式中：T为传递的转矩，T=543.35Nm d为轴的直径,d=65mm h为键的高度,h=11mm l为键的工作长度,l=L-b=45mm b为键的宽度,b=18mm所以键连接符合强度要求。6联轴器的选择6.1联轴器的选择 结合电动机的外伸直径d=55mm，高速轴和低速轴的最小直径分别为45mm和50mm。高速轴初选弹性套柱销联轴器LT8联轴器 ，低速轴选择弹性套柱销联轴器LT8联轴器。6.2联轴器的校核 因为低速轴所受的转矩较大，只校核低速轴，考虑到转矩变化很小取。 所以，联轴器符合其强度要求。7润滑方式、润滑油牌号及密封方式的选择7.1润滑方式的选择 润滑方式有两种： 所以小齿轮大齿轮均采用油润滑。7.2密封方式的选择 一般选用接触式密封：毡圈油封。8箱体及附件的结构设计和选择8.1箱体的结构尺寸减速器铸造箱体的结构尺寸表名称符 号结构尺寸（mm）齿轮减速器箱座（体）壁厚8箱盖壁厚10箱座、箱盖、箱底座凸缘的厚度箱座、箱盖的肋厚m=8,m1=8轴承旁凸台的高度和半径H由结构要求来确定轴承座的外径凸缘式：低速轴 地脚螺钉直径与数目单级减速器25016通孔直径20沉头座直径45底座凸缘直径3025连接螺栓轴承旁连接螺栓直径12箱座、箱盖连接螺栓直径 8连接螺栓直径8通孔直径13.5沉头座直径18凸缘尺寸2016定位销直径 6.4轴承盖螺钉直径8视空盖螺钉直径6吊环螺钉直径由减速器的重量来确定，取16箱体外壁至轴承座断面的距离44大齿轮顶圆与箱体内壁的距离12齿轮断面与箱体内壁的距离1015取10备注：1、a值代表两齿轮的中心距； 2、与减速器的级数有关，对于单级减速器，取=1; 3、0.0250.030，软尺面取0.025，硬尺面0.030 4、当算出的和小于8mm时，取8mm。8.2箱体附件的选择8.2.1窥视孔及窥视盖的选择查表14-4，因为是单级a250,则窥视孔及窥视盖的相关尺寸如下表(mm)直径孔数12010590-90756074458.2.2油标指示装置的选择选择游标尺M16(16),其具体尺寸如下表(mm)416635128526228.2.3通气器的选择选择M121.5，其具体尺寸如下表(mm)sLlaM161.52219.6172312258.2.4起吊装置的选择起重装置选为吊耳环和吊钩。对吊耳环（起吊箱盖用），=（1.82.5）,取为16mm，R=（11.2）d取为16mm，e=（0.81）d取为16mm，b=2取为16mm。对吊钩，B=36mm，H=28.8mm,h=14.4mm,r=9mm,b=16mm。8.2.5螺塞和封油垫的选择选择外六角螺塞、封油垫，M181.5，具体尺寸见下表（mm）esLcM141.511.82320.8172512331.09设计小结六月的雨，潇潇洒洒，飘离落地。这本是一个离人消愁的季节，可是，对我们来说，一切都完全相反。六月的末旬，我们刚刚考完一系列考试，便火热的投入到机械设计基础的课程设计里。忙碌，紧张是我们的主旋律。在我们刚开始的时候，一切都是毫无头绪。在老师的指点引导之后，我们渐渐地理出来一点头绪。从数据开始，我们全身心的投入这场酣畅淋漓的战斗。开始我们的数据总是出现一点点的小差错，本着理科生执着认真、高规格的自我要求，我们没有向困难低头，像那一步一步镶嵌的黄牛一样，慢慢的缕，细细的算。没有什么能难倒自己，只有自己的松懈，才会产生无限的阻力。人，在做事时，就是和自己在战斗，和自己的懒惰在斗争，只有不断的高规格的自我要求，才能达到最后的胜利。我们就这样，一点一点，不断地完善自己的数据。在数据校核时，又出了一点小小的问题，设计年限不能满足要求。顿时有点沮丧，算了好久，得到这个结果，真的不免有些许的颓意。但回首看看正在低头苦算得同学们，我觉得自己有点太不男人，怎么点小事就把自己难倒了。于是，我有按着书上的数据处理步骤，一步一步地 重新算，再一遍又一遍的不停重复计算后，终于修复了这个漏洞。一切，就又能进行下去了。万事开头难，处理掉数据后，我们已经干掉了一个难题。接下来，重头终于来临了。将数据表现在图纸上，这要求我们的工图能力达到要求。有的同学手速快，思维敏捷，不到一会，便可以画出好多。我是看在眼里，记在心里，开始有点着急，画图是有点过于匆忙。盲目是出错的第一表现，这话果然不假。随着图像慢慢成形，我突然发现有些地方，不太合理。于是，我就热了。真的好烦，我出去看着这雨，痛定思痛，放下心来。擦掉之后，一切来过。在经历了好就得雨季与艳阳交替的考验后，我们终于完成了自己的设计。就像长征之