机械设计课程设计说明书(含有开式齿轮传动的).docx

机械设计课程设计计算说明书设计题目 院（系） 班设计者 指导教师 年 月 日前 言机械设计课程设计是在学习了机械制图、机械设计、工程材料、材料力学、加工工艺等学科之后将前面几门课的知识综合实践运用的课程。通过学习本课程，学生的总体设计能力和设计创新能力能够得到提高。本次设计是为了解决带式运输机传动装置中一级闭式齿轮的问题。计算说明书对闭式齿轮设计的全过程进行了详细的阐述。目 录目录2一设计任务书3二原动机的选择4三运动和运动参数的计算5四闭式齿轮的计算8五开式齿轮传动的计算10六轴的计算11七轴承计算与校核15八键的选择与校核16九联轴器的选择与计算17十润滑与密封形式，润滑油牌号及用量说明18十一. 箱体结构相关尺寸18十二.减速器附件列表19十三. 参考资料20一设计任务书题目：带式运输机传动齿轮装置设计传动装置如下图所示：1. 设计要求1） 设计用于带式运输机的传动装置2） 连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，运输带允许误差为5%。3） 使用期限为10年，小批量生产，两班制工作。2. 原始数据运输带卷筒所需功率P=5.5kW.运输带卷筒工作转速n=86r/min.二原动机的选择项目内容设计计算依据和过程计算结果1. 电机类型选择2. 电动机容量选择（1）电动机所需功率（2）工作机所需功率（3）各部件的效率 联轴器滚动轴承（一对）闭式齿轮传动开式齿轮传动卷筒传动（4）传动装置的总效率（5）电机所需功率 3. 确定电机转速 电动机类型按工作要求选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压380伏Pd=PwPw=Fv1000（通过查表而知） 12345=123345Pd=5.5=5.50.8498=6.472 Kw通常，一级圆柱齿轮减速器传动比5，则总传动比范围为25，故电动机的可选转速范围为：nd =(125)86 r/ min =862150 r/min符合条件的电机有三个系列：Y160M-6，Y132M-4，Y160L-8。而Y132M-4由于同步转速高，所以价格便宜，但是传动比大，传动装置外廓尺寸太大，制造成本高，结构不紧凑，故不可取；Y160L-8电机传动比小，但是同步转速又太低，质量笨重，价格昂贵，综合考虑选择Y160M-6。因为载荷平稳所以电机额定功率Ped略大于Pd即可，最终选择Ped=7.5 Kw三运动和运动参数的计算（一） 传动比分配项目内容设计计算依据和过程计算结果1. 总传动比2. 分配各级传动比取闭式齿轮传动比为则开式齿轮传动比为ia=nmnw=97086=11.28 i1=3.3i2=iai1=11.283.3=3.418（二）轴1. 电动机轴2.高速轴2. 中间轴3. 滚筒轴P0=Pd=6.472 Kwn0=nm=970r/min T0 =9550P0n0 =95506.472970 =63.72 N.m P1=P01 =6.472 0.99Kw =6.407 Kwn1=n0=970r/min T1 =9550P1n1 =95506.07970 =63.08 N.mP2=P123 =6.4070.990,97 =6.15Kw n2=n1i1=9703.3=294 r/minT2=9550P2n2=200 NmP3=P224=6.150.990.95=5.784 Kwn3=n2i2=2943.418=86 r/minT3=9550P3n3=95505.78486=642.3 Nm（三）运动和运动参数的计算汇总轴名功率P/Kw转矩 T/N.m转速传动比i效率输入输出输入输出n/r/min电机轴6.47263.72970高速轴6.4076.34363.0862.4597010.99中间轴6.1536.0912001982943.30.96滚筒轴5.7875.500642.3635.9863.4180.94四闭式齿轮的计算1. 选择材料和精度（1） 选择材料（2） 热处理（3） 精度选择2. 计算许用应力（1） 极限应力（2） 安全系数（3） 许用应力3. 按齿根弯曲强度设计计算(1) 强度公式(2) 参数选择计算载荷系数齿宽系数小齿轮转矩 初选螺旋角 齿数选择实际传动比齿形系数齿根修正系数(3)按齿根弯曲强度计算模数（4）中心距（4） 确定螺旋角（5） 分度圆直径（6） 齿宽（7） 验算齿面接触强度（8） 齿轮的圆周速度采用硬齿面，考虑大小齿轮都采用20Cr。渗碳淬火，齿面硬度5662HRC。按8级精度设计Hlim=1500MPa，FE=850MPaSH=1.1, SF=1.25H=HlimSH=15001.1=1363.6MPa F=FESF=8501.25=680MPa mn32KTdZ12YFa1YSa1F1cos2K=1.2d=0.5T1=9.55106P出n1 =9.551066.343970 =6.24104Nmm =15oZ1=22，Z2=3.322=72.673i=7322=3.318Zv1=22cos315=24.4Zv2=73cos315=81YFa1=2.75 , YFa2=2.25YSa1=1.58 , YSa2=1.76mn1.545mma=mn(Z1+Z2)2cos=147.5mm=cos-1mnZ1+Z22a=18114d1=mnZ1cos=69.47mmd2=mnZ2cos=230.5mmb=dd1=34.735mm锻钢弹性系数：ZE=189.8节点区域系数：ZH=2.5螺旋角系数：Z=cos=0.97467带入校核公式：H=ZEZHZ2KT1bd12+1=489.8MPaH=1363.6MPav=d1n1601000=3.53m/se因此 X=0.56 ，Y=1.55P=XFr+YFa=1.3两班制工作，则Lh=17520h取 ft=1, fp=1.0Cr=fp.Pft(60n1106Lh)1=13.08 KNe因此 X=0.56 ，Y=1.71P=XFr+YFa=1.347两班制工作，则Lh=17520h取 ft=1, fp=1.0Cr=fp.Pft(60n2106Lh)1=9.107 KN17.0 KN合格。八键的选择与校核项目-内容设计计算依据和过程计算结果材料选择许用挤压应力选用45号钢，取45号钢高速轴轴外伸端处键联接键的选择选用圆头普通平键（GB1096-79）根据d=20mm及外伸端长度，选择键619，其中b=6mm，h=6mm，L=19mm，t=3.5mm，t1=2.8mm键619键的校核p=4Tdhl=463.7210320620=106MPa键选取合适中间轴与大齿轮配合处键联接键的选择选用圆头普通平键（GB1096-79）根据轴径d=46mm，选择键1129，其中b=11mm，h=8mm，L=29mm，t=5.5mm，t1=3.8mm键1070键的校核键选取合适中间轴外伸端处键联接键的选择选用圆头普通平键（GB1096-79）根据d=30mm，选择键1220，其中b=12mm，h=10mm，L=20mm，t=5mm，t1=3.3mm键855键的校核键选取合适九联轴器的选择与计算项目-内容设计计算依据和过程计算结果联轴器的选择II轴外伸端需使用联轴器选用弹性柱销联轴器LX2型(GB5014-2003)弹性柱销联轴器LX2型HL3联轴器参数公称转矩Tn（Nm）许用转矩n(r/min)轴孔直径d（mm）560630020轴孔长度外径D(mm)轴孔类型键槽类型LL16244120JA十润滑与密封形式，润滑油牌号及用量说明项目-内容设计计算依据和过程计算结果润滑方式齿轮线速度v=d1n1601000=69.47970601000=3.53 m/s12m/s故齿轮选用油润滑齿轮选用油池润滑轴承选用油润滑润滑油牌号选用L-CKB(抗氧防锈工业齿轮用油)密封形式机座与机盖凸缘结合面的密封选用在接合面涂密封胶或水玻璃的方式观察孔和放油孔等处的密封选用石棉橡胶纸垫片密封轴承端盖处的密封采用毡圈油封高速轴轴承处用挡油环防止润滑油喷入轴承内部十一. 箱体结构相关尺寸项目-内容设计计算依据和过程计算结果长宽高455mm300mm300mm机座壁厚机盖壁厚1机座凸缘厚b机盖凸缘厚b1机座底凸缘厚b2=10mm1=10mmb=15mmb1=15mmb2=25mm地脚螺栓直径df大齿轮顶圆与内机壁距离1轴承与箱体内机壁距离3外机壁与轴承座端面距离l1高速轴轴承端盖外径DIII轴轴承端盖外径DII轴承端盖凸缘厚tdf=20mm1=15mm3=3mml1=53mmDI=86mmDII=94mmt=7mm十二.减速器附件列表名称及规格数量功能材料备注螺栓M161106轴承旁联接Q235AGB5782-86螺母M166轴承旁联接Q235AGB6170-86弹簧垫圈M166轴承旁联接65MnGB93-87-12螺栓M10454机座机盖联接Q235AGB5782-86螺母M104机座机盖联接Q235AGB6170-86弹簧垫圈M104机座机盖联接65MnGB93-87-12螺钉M62016轴承端盖联接Q235AGB5782-86垫圈4轴承端盖联结65MnGB93-87-12启盖螺钉M10341开启机盖Q235AGB5782-86螺钉M8144窥视孔盖联接Q235AGB5782-86销6402定位35GB117