机械课程设计机械郭青方

1、机械设计课程设计带式运输机传动装置工学院机械设计制造及其自动化指导教师二0五年一月七日工学院课程设计评审表专业机械设计制造及年级2012级学号 其自动化设计题目带式运输机传动装置评价内容评价指标评分权值评定 成绩业务水平有扎实的基础理论知识和专业知识；合理选择执行机构和传动机构的类型，制疋执行机构方案和传动机构方案，合理选择标准部件的类 型和型号，正确计算零件的工作能力。独立进行设计工作，能运用所 学知识和技能去发现与解决实际问题；能正确处理设计数据；能对课 题进行理论分析，得出有价值的结论。40课程设计 （设计说 明书、图 纸）质里论述充分，结论严谨合理；设计方法正确，分析处理科学；文字通

2、顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、 整洁、正确；图纸绘制符合国家标准；计算结果准确；工作中有创新 意识；对前人工作有改进或突破，或有独特见解。30工作量、 工作态度按期完成规定的任务，工作量饱满，难度较大；工作努力，遵守纪 律；工作作风严谨务实。10答辩回答问题有理论根据，基本概念清楚，主要问题回答准确，深入。 综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理。20合计100指导教师评语、八,、刖言带式输送机自18世纪末被发明以来，经过近两个世纪的发展，已被电力、冶 金、煤炭、化工、矿山、港口等各行各业广泛采用。特别是第三次工业革命带来 了新材料、新技术的应用

3、，使带式输送机的发展步入了一个新纪元。如今，无论从输送量、运距、经济效益等各方面来衡量，它已经可以和火车、 汽车运输相抗衡，成为三足鼎立的局面，并成为各国争相发展的行业。带式输送 机是以胶带、钢带、钢纤维带、塑料带和化纤做为传送物料和牵引工具的输送机 械。其特点是承载物料的输送带也是传递动力的牵引力。承载带在托辊上运行， 也可用气垫、磁垫代替托辊作为无阻力支撑承载带运行。带式输送机按承载断面 可分为平形、槽形、双槽形、波纹挡边斗式、波纹挡边袋式、吊挂式圆管形、固 定式和移动式圆管形等8大类。带式输送机是煤矿最理想的高效连接运输设备，它与其它运输设备（如机车 类）相比，不仅具有长距离、大运量、连

4、续输送等优点，而且运行可靠，易于实 现自动化、集中化控制，特别是对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭高效开 采机电一体化技术与装备的关键设备。目前，我国煤矿共用带式输送机约120万台，矿用带式机也正在往大运量、长距离、高带速方向发展。大学课程设计是工科专业学校教学计划的一个重要组成部分， 是教学环节的 深化和检验，是对大学所学知识系统的总结和综合应用，其实践性和综合性是其 它教学环节所不能代替的。通过课程设计使学生获得综合训练，有利于培养学生 独立工作能力，巩固和提高所学知识，全面提高学生的素质，使之能较快的适合 工程实践，对培养学生的实际工作能力具有十分重要的作用。通过这一环节的训练，提高了

5、以下能力：(1) 、综合运用所学知识和技能，独立分析和解决实际问题的能力；(2) 、综合运用各种基本技能，包括绘图、计算机应用、翻译、查阅及阅 读文献等等的能力；(3) 、调动实验研究的积极性，技术经济分析和组织协作工作的能力，学习 撰写科技论文和技术报告，正确运用国家标准和技术语言阐述理论和 技术问题的能力；(4) 、学会收集加工各种信息的能力，以及获取新知识的能力；(5) 、培养创新意识和严肃认真的科学作风。(6) 、另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料 以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的设计。课程设计在我们的大学学习中占据着举足轻重的地位， 我们应该抓紧

6、这个机 会认真学习并做好课程设计。 因为它对我们进入实践及将来参加工作有重要的意 义，也是为我们这四年的大学学习画上一个圆满的句号， 是检验我们学习成果的 试金石，它将把我们过去的理论学习引向一个更高的层次， 也就是联系实践， 可 以说我们在做一次实践性的实验。 因此在思想和行动上我们都要对课程设计表现 出极大的重视，并努力认真去完成。目录目录前言 41设计总述 61.1 设计题目 62.2 传动比分配 94.2 齿轮几何尺寸的设计计算 124.2.1 按照接触强度设计齿轮主要尺寸 124.2.2 校核齿根弯曲疲劳强度 13齿根弯曲疲劳强度满足要求，并且大齿轮抵抗弯曲疲劳破坏的能力大于小齿轮。

7、 145.2 高速轴的概略设计 165.2.1 轴的材料和热处理的选择 165.2.2 轴的几何尺寸设计计算 16（1）按照扭转强度初步设计轴的最小直径 16（2）轴的结构设计 165.3 低速轴的概略设计轴 175.3.1 轴的材料和热处理的选择 175.3.2 轴的几何尺寸设计计算 18（1） 按照扭转强度初步设计轴的最小直径 185.3.3 轴的结构设计 186 轴的强度校核 191设计总述1.1设计题目带式输送机传动装置设计12设计目的通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用，培养结构设计，计算 能力，熟悉一般的机械装置设计过程。1.3.传动方案的分析运输带滚筒图1.1带式运输机

8、传动示意图方案拟定：采用V带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动 具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使 用维护方便。1. 电动机 2 带传动3.圆柱齿轮减速器4.连轴器5.滚筒6. 运输带机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动 机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部 分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、 重量和成本。 合理的传动方 案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率 高和使用维护方便。本设计中原动机为电动机， 工作机为皮带输送机。 传动

9、方案采用了两级传动， 第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。带传动承载能力较低， 在传递相同转矩时， 结构尺寸较其他形式大， 但有过 载保护的优点， 还可缓和冲击和振动， 故布置在传动的高速级， 以降低传递的转 矩，减小带传动的结构尺寸。齿轮传动的传动效率高， 适用的功率和速度范围广， 使用寿命较长， 是现代 机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。1.4 主要技术参数说明( 1)运输带工作拉力 F=2500N；( 2)运输带工作速度 V=1.1m/s；(3) 滚筒直径D=400mm1.5 传动系统工作条件( 1)工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳

10、，室内工作，有粉尘，环 境最高温度35 C；( 2)使用折旧期： 8 年；( 3)动力来源：电力。1.6 传动系统方案的选择单级直齿圆柱齿轮减速器1.7 设计任务要求：1. 减速器装配图纸一张(1号图纸)一张2. 轴、齿轮零件图纸各一张(3号图纸)两张3. 设计说明书 一份2. 电动机的设计计算2.1电动机选择表2-1主要设计数据运输带工作拉力F运输带工作速度V滚筒直径D2500N1.1m/s400mm(1) 电动机类型的选择：丫系列三相异步电动机(2) 电动机功率选择：传动装置的总效率：2n总=耳带 ( n轴承)Xq齿轮Xq联轴器Xn滚筒2=0.96 X (0.99) X 0.97 X 0.

11、99 X 0.96=0.867(3) 电机所需的工作功率及同步转速 电机所需的工作功率P d=P/ n 总=FV/(1000 n 总)=2500 X 1.1/(1000 X 0.867)=3.17(kW 电机所需同步转速转速有750 r/min和1000r/min。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量和 带传动、减速器的传动比，则选同步转速n=1000r/min。(4) 确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，查课程设计手 册表12-1，选定电动机型号为丫132M1-6其主要性能：额定功率P=4kVy满载 转速 n1=960r/min 。表2-2电动机主要性能(查课程设

12、计手册表 12-1 )电动机型额定功率满载转速堵转转矩最大转矩号/kw/(r/mi n)额定转矩额定转矩质里/kgY132M1-649602.02.273L匚E存BB'IAC/?, AD* AB图2-1电动机外形表2-3电动机的主要安装尺寸和外形如下表：（查课程设计手册表12-3）中心高外型尺寸底脚安装尺地脚螺 栓孔直 径K轴伸尺装键部位尺寸FXHLX( AC/2+AD X HD寸AX B寸DX EGX D132515X 315 X 315216 X 17814.538 X8010X 33X 382.2传动比分配（1）总传动比i总=n电动/n筒=960/5318（2）分配各级传动比 取

13、V带传动比i带=4.5 （V带传动i=2至4合理） 由i总=i齿轮x I带得i 齿轮=i 总/i 带=18/4.5=4 确定电动机转速：计算滚筒工作转速 n3：n3=60 x 1000V/( n D)=60 x 1000X 1.1/( nX 400)=53 (r/min )按推荐的传动比合理范围，取V带传动比i 1=24,取圆柱齿轮传动一级减速 器传动比范围i2=24贝U总传动比合理范围为i'=416。故电动机转速的可选范 围为 n'=i' x n3=(416) x 53=212848r/min3. V 型带及带轮的设计计算3.1 V 型带的设计( 1 )确定计算功率

14、Pca 由表8-8查得工作情况系数 KA=1.1, 贝Pca=K - P=1.1 x 4=4.4 (kW(2) 选择V带的带型根据FCa、n 1,由图8-11选用A型。(3) 确定带轮的基准直径dd并验算带速v 初选小带轮的基准直径 dd1由表8-7和表8-9,取小带轮的基准直径 dd1=125mm。 验算带速 v根据式(8-13) 验算带的速度v=n- dd1 - n/(60 x 1000)= nx 125x 960/(60 x 1000)=6.28 (m/s) 因为5m/sv vv 30m/s，故带速合适。 计算大带轮的基准直径按式(8-15a)，计算大带轮的基准直径dd2=id d1=4

15、.5x125=562.5 (mm)根据表8-9 ,取标准值为dd2=560mm则实际传动比为i=4.5 。那么大带轮的转 速为n1=n/i=940/4.5=213.3(r/min )(4) 确定V带的中心距a和基准长度Ld 根据式 (8-20) ，初定中心距a 0=700mm 由式 (8-22) 计算带所需的基准长度2L do 2ao+n (dd1+dd2)/2+(d d1+dd2)/4a 0=2 x 700+n /2 x (125+560)+(560-125) 7(4 x 700)2543 (mr)i由表8-2选带的基准长度Ld=2480mm 按式(8-23)计算实际中心距aa ao+(Ld

16、-L d°)/2=700+(2480-2543)/2= 668 (mr)i按式(8-24)，中心距的变化范围为458668mm(5) 验算小带轮上的包角a ia i 180° -57.3 ° (d d2-ddi)/a=180 ° -57.3 ° X (560-125)/668 142 120°(6) 计算带的根数z 计算单根V带的额定功率Pr由dd1=125mn和n=960r/min，查表8-4并利用插值法得P 0=1.38 kW0根据n'=960r/min、i = 4.5和A型带，查表8-5得 P°=0.11kW0

17、查表 8-6 得 Ka =0.91，表 8-2 得 Kl=1.09，于是P r=(P°+4 P0) Ka K_=(1.38+0.11) X 0.91 X 1.09kW=1.48(kW) 计算V带的根数zz=P ca/Pr=4.4/1.48=2.97取三根。(7) 计算单根V带的初拉力F。由表8-3得A型带的单位长度质量q=0.105kg/m,所以2F 0=500(2.5-K a)Pca/K azv+qv2=500 X (2.5-0.91) X 4.4/(0.91 X 3X 6.28)+0.105 X 6.28 =208(N)(8) 主要设计结论选用A型普通V带3根，带基准长度2480

18、mm带轮基准直径 dd1=125mm dd2=560mm 中心距 a=668mm 单根带初拉力 F°=208N(9) 带轮宽度的计算由表8-11可知选用A型普通V带3根，则两带轮齿宽B 2f (z 1)e18(3 1) 1548 mm4. 齿轮传动的设计计算根据：传递功率P;传动比i ;小齿轮的转速；工作时间；闭式传动4.1齿轮材料和热处理的选择表4.1齿轮材料和热处理的选择材料选择处理方法精度等级齿面硬度小齿轮40Cr调质处理8280HBS大齿轮45钢调质处理8240HBS4.2齿轮几何尺寸的设计计算421按照接触强度设计齿轮主要尺寸(1) 由式(10-11)试算小齿轮分度圆直径，

19、即dit 确定乙、乙和齿宽系数选小齿轮齿数乙=24,大齿轮齿数乙=i 乙=4X 24=96。 算实际传动比、传动比误差由可知齿轮实际传动比i'=96/24=4，故传动比误差为S =00 计算转矩T1=9.55 X 106P/n 1=9.55 X 106 X 0.96 X 4X 4.5/960=38200(N mm) 由表10-7选取齿宽系数© <=1。因载荷较平稳，初选KHt=1.3。 由图10-20查得区域系数 乙=2.5。 由表10-5查得材料的弹性影响系数 乙=189.8皿卩晋。 由式(10-9)计算接触疲劳强度用重合度系数 Ze。a a1=arcosZ qos

20、a /(Z 计2ha )= arcos24 X cos20° /(24+2 X 1)=29.841 a a2=arcosZ 2COS a /(Z 2+2ha )= arcos96 X cos20 ° /(83+2 X 1)=23.074£ a=Z1(tan a a1-tan a ')+ Z 2(tan a a2-tan a ')/2 n=24 X (tan29.841 ° -tan20 ° )+ 96 X (tan23.074 ° -tan20 ° )/2 n =1.7174_1 .717门0.87133 计

21、算接触疲劳许用应力c h由图10-25d查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为c Hiin1 =600MPa c hm2 =550MPa由式(10-15)计算应力循环系数：N 1=60n1jL h=60X 240X 1 X (2 X 8X 300X 15)=0.49 X 109N 2=N/u=0.49 X 109/3.46=0.12 X 109由图10-23查得接触疲劳强度寿命系数 Khn1=0.93、Khn2=0.97。取失效概率为1 %安全系数为S=1，由式(10-14)得c H1】=K hn1c Hiin1 /S=0.93 X 600=582(MPa) c H1= K HN2C Hlin

22、2 /S=0.97 X 550=511(MPa)取c h1和c h2中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即c h 1= c h| 2=511MPa 试算小齿轮分度圆直径ditdit严?u_!?(“ y d u h42.7(mm)(2) 调整小齿轮分度圆直径 计算实际载荷系数前的数据准备圆周速度 v= n dit ni/(60 X 1000)= nX 42.7 X 213.3/(60 X 1000)=2.15(m/s)齿宽 b b= © d d 1t=1 X 42.7=42.7(mm) 计算实际载荷系数Kh由表10-2查得使用系数K=1。根据v=0.8m/s、7级精度，由图10-

23、8查得动载荷系数K/=1.1。 齿轮的圆周力F t1 =2T1/d 1t=2X 38200/42.7=1789.02(N)K AFt1/b=(1 X 1789.02/42.7)N/mm=41.89(N/mm) v 100N/m查表10-3得齿间载荷分配系数Kh. =1.2。由表10-4用插值法得7级精度，小齿轮相对支承非对称布置时，得齿向载 荷分布系数Khb =1.418。由此，得到实际载荷系数K=KaK/KKhb =1X 1.1 X 1.2 X 1.418=1.87 由式(10-12)，可得按实际载荷系数算得的分度圆直径fKM87d1 d1t3 H 42 .7 347 .83 (mm ) K

24、Ht1.3及相应的齿轮模数m=dz 1=47.83/24=1.993(mm) 取 m=2mm4.2.2校核齿根弯曲疲劳强度(1) 计算弯曲疲劳强度用重合度系数由式(10-5)试算弯曲疲劳强度用重合度系数Y £ =0.25+0.75/ =0.25+0.75/1.717=0.687(2) 计算(T f 1 > (T f 2由图10-17查得齿形系数 YFa1=2.68、Wa2=2.2。由图10-18查得应力修正系数 Ysa1=1.58、Ysa2=1.8。由图10-24c查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为T Flim1 =500MPa T Flim2 =380MPa由图10-

25、22查得弯曲疲劳寿命系数 ¥n1=0.86，¥n2=0.89。 取弯曲疲劳强度安全系数S=1.4,由式(10-14)得(T F 1= Kfni a Fin /S=0.86 X 500/1.4=307.14MPaa f 2= Kfn2 a Fiin2 /S=0.89 X 380/1.4=241.57MPa(2)计算载荷系数KF 计算圆周速度vdi=mtzi=2X 24=48(mm)v= n du n/(60 X 1000)=0.536(m/s) 齿宽bb= © d d1=1 X 48=48(mm) 宽高比b/hh=(2h a*+c*)m=(2 X 1+0.25) X

26、 2=4.5(mm)b/h=48/4.5=10.67 计算实际载荷系数矗根据v=0.536m/s、7级精度，由图10-8查得动载荷系数K=1.03。由齿轮的圆周力 Ft1 =2T1/d 1=2X 38200/48=1591.67(N)K AFt1/b=1 X 1591.67/48=33.51(N/mm)<100N/mm=查表10-3得齿间载荷分配系数Ka =1.2。由表10-4用插值法得8级精度，小齿轮相对支承非对称布置时，得齿向载荷分布系数 2 =1.34，结合b/h=10.67查图10-13，得 畑=1.418。则载荷系数为 QKKKaKfb =1X 1.03 X 1.2 X 1.3

27、4=1.656。(3) 齿根弯曲疲劳强度校核将相关数据代入式(10-6)，得到2KFYFa 1丫79.99MPaF 1J 2d m Z1F 12KFY Fa2Y74.89MPaF 23 _2F 2d m Z1齿根弯曲疲劳强度满足要求，并且大齿轮抵抗弯曲疲劳破坏的能力大于小齿 轮。4.3齿轮几何尺寸计算Z1 24Z2 96 m 2 C* 0.25 h*a 1表4-1齿轮各部分尺寸名称计算公式小齿轮大齿轮分度圆直径dizim48mm192mm中心距a (di d2)/2120mm齿宽bdd i55mm48mm齿顶圆dai di 20 (乙 2ha*)m52mm196mm齿根圆df1 di 2hf(

28、Zi 2ha* 2C*)m43mm187mm基圆直径db1d1 cos45.1mm180.4mm齿顶咼haha*m2mm2mm齿根高hf (ha* c*)m2.5mm2.5mm齿全高h ha hf (2ha c* )m4.5mm4.5mm齿厚S2mmmm齿宽m e 2mmmm齿距P m2 mm2 mm齿顶圆压力角cos3023齿顶径向间隙C C*m0.5mm重合度当20 ,h*a1 时max1.7245轴的设计5.1各轴的功率、转速和扭矩计算高速轴低速轴功率P(KW)3.843.69转速 n(r/mi n)213.353转矩 T(N mm)171926.86660437.155.2高速轴的概略

29、设计521轴的材料和热处理的选择根据轴上零件的定位、装拆方便的要求，同时考虑到强度的原则将从动轴设 计为阶梯轴。选取轴的材料为 45钢，并调质处理，HB217-255。5.2.2轴的几何尺寸设计计算(1) 按照扭转强度初步设计轴的最小直径按扭矩初步计算轴的最小直径。查表15-3，取Ao=112，得低速轴最小直径：dmin.3.84"：21123 213.329.35(mm)(2)轴的结构设计图5-1高速轴(3) 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 轴段L1的确定：由带轮宽度B=48mr和轴的最小直径dmin=29.35mn，所以选择轴径为30mm长度为50mm且 L1段左端为固

30、定带轮设计公称直径为 M2Q长度为20mnt勺螺柱。 轴段L2和L4的确定：因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用深沟球轴承。主动轴承由机 械设计课程设计手册查表6-1,根据GB/T276-1994选用轴承代号为6009的深 沟球轴承,其尺寸为dx DX B=45mm 75mm< 16mm 由上分析得：轴段L2的轴径为45mn，长度为50mm轴段L4的轴径为45mm长度为18mm 轴段L3的确定：轴段L3的两端设计为直径45mn长度10mm的轴肩。由于齿轮的齿根直径为 42mn，故考虑设计齿轮轴。轴肩之间轴径设计为42mn，且在中间设计齿根为42mm 长度为55mm的齿轮。(4) 轴

31、上零件的周向定位 轴上的键槽宽度和长度确定由机械设计课程设计手册表4-1，根据高速轴上键所在轴段的轴径及长度，查得轴径为 30mnd处平键截面尺寸为 bx hx L=8mrX 7mnX 40mm 轴肩、轴环宽度与高度、各圆角半径和倒角大小定位轴肩高度h 一般取(23)C或(23)R。表5-1零件倒角C与圆角半径R的推荐值 mm直径d> 68> 16 18> 18 30> 30 50> 50 80C或R0.50.60.81.01.21.62.0轴上零件的固定方法和紧固件齿轮的右端采用轴肩定位，带轮与轴的周向定位均采用平键连接，齿轮的左端用轴端挡圈定位。 轴上各零件的

32、润滑方法和密封件的尺寸安装对于单级斜齿圆柱齿轮减速器，因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所 以其速度不是特别高，所以采用脂润滑，箱体内选用SH0357-92中的50号润滑， 装至规定高度。化学合成油的粘度大，润滑效果好。从密封性来讲为了保证机盖与机座连接处密封良好，凸缘应有足够的宽度， 连接表面应精刨，且密封的表面要经过刮研。同时，凸缘连接螺柱之间的距离不 宜太大，并均匀布置，保证部分面处的密封性。5.3低速轴的概略设计轴5.3.1轴的材料和热处理的选择根据轴上零件的定位、装拆方便的要求，同时考虑到强度的原则将从动轴设 计为阶梯轴。选取轴的材料为 45钢，并调质处理，HB21255532轴的

33、几何尺寸设计计算(1) 按照扭转强度初步设计轴的最小直径按扭矩初步计算轴的最小直径。查表 15-3，取Ao=112，得I* p13 686低速轴最小直径：dmin3 112 3： .46(mm) n3 535.3.3轴的结构设计(1) 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 轴段L1的确定：由机械设计课程设计手册表 8-7，根据GB/T5014-2003选用型号为LX4 的弹性柱销联轴器由上面计算可得轴的直径最小值为46mm所以选择轴径为50mm长度为80mm 轴段L3和L7的确定：因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用深沟球轴承。主动轴承由机 械设计课程设计手册查表6-1,根据GB/T

34、276-1994选用轴承代号为6012的深 沟球轴承,其尺寸为dx DX B=60mm 95mm< 18mm 由上分析得：轴段L3的轴径为60mm长度为48mm轴段L7的轴径为60mm长度为20mm 轴段L4和L5的确定：由上面齿轮的计算可得，L4轴径为62mm长度为44mm为固定齿轮，L5 段设计轴肩，其直径为70mn长度为10mm 轴段L2和L6的确定：根据高速轴轴承的中心与低速轴轴承的中心要在同一条直线上及以往经验，轴段L2的轴径为54mm长度为40mm轴段L6的轴径为68mn，长度为20mm(2) 轴上零件的周向定位 轴上的键槽宽度和长度确定由机械设计课程设计手册表4-1，根据低

35、速轴上键所在轴段的轴径及长度，查得轴径为50mn处平键截面尺寸为 bx hx L=14mrH 9mm< 70mm轴径为62mm 处键截面尺寸为 bx hx L=18mrX 11mnX 36mm 轴肩、轴环宽度与高度、各圆角半径和倒角大小定位轴肩高度h 一般取(23)C或(23)R。表5-2零件倒角C与圆角半径R的推荐值mm直径d> 68> 16 181 > 18 30> 30 50> 50 80C或R0.50.60.81.01.21.62.0 轴上零件的固定方法和紧固件齿轮的右端采用轴肩定位，联轴器与轴的周向定位均采用平键连接，齿轮的 左端与左轴承之间采用套

36、筒定位，左端用轴端挡圈定位。 轴上各零件的润滑方法和密封件的尺寸安装对于单级斜齿圆柱齿轮减速器，因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所 以其速度不是特别高，所以采用脂润滑，箱体内选用SH0357-92中的50号润滑， 装至规定高度。油的深度为H+h=24+1.5mm=25.5mm化学合成油的粘度大，润滑 效果好。从密封性来讲为了保证机盖与机座连接处密封良好，凸缘应有足够的宽度， 连接表面应精刨，且密封的表面要经过刮研。同时，凸缘连接螺柱之间的距离不 宜太大，并均匀布置，保证部分面处的密封性。6轴的强度校核(1) 求大齿轮的受力圆周力 f t=2T低速轴/d 2=2x 660437.15/192

37、=6879.55(N) 径向力 F r=Ftan a =6879.55 x tan20 ° =2503.95(N) 由于为直齿轮，轴向力Fa=0(2) 作出从动轴的空间受力简图(如图 a)(2) 绘制垂直面弯矩图(如图b)轴承支反力：F AY=FBY=Fr/2=1251.96 ( N)由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为M ci=HyL/2=1251.96 X61=76369.56 (N- mrj)(3) 绘制水平面弯矩图(如图C)F Az=FBz=Ft/2=3439.78 (N)由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在水平面上弯矩为：M c2=FazL/2=34

38、39.78 X61=209826.58 ( N- mrjn绘制合弯矩图(如图d)M c=(Mc2+M22) 1/2=223292.42 (N- mm绘制合转矩图(如图e)转矩：T=9550000X R/n2=660437.15 (N- mm绘制当量弯矩图(如图f) 转矩产生的扭剪力按脉动循环变化，取a=0.6，截面C处的当量弯矩:Mec=h+( a T)21/2=454844.267 (N.mm(7)校核危险截面C的强度由式(6-3(T e=Mec/w=454844.267/20324.01=22.38MPa< cb=60MPa因此：该轴强度足够。7. 轴承寿命计算、键和联轴器的选择7.

39、1轴承的选择及校核(1) 轴承型号查课程设计手册表6-1可知，主动轴选用型号为6008的深沟球轴承(2) 额定动载荷查机械设计手册表6-1知基本额定动载荷C=17kN(3) 温度系数查表13-4，由于轴承工作温度不超过120°，故温度系数ft=1.00.(4) 径向载荷两轴承承受纯径向载荷 P=F=2503.95N。(5) 轴承的寿命用工作小时数L10表示轴承的寿命。L106肿)16670 Cn P3 316670 17 102402503.9524453.82(h)已知：使用折旧期为8年，工作条件为两班制。因为Lh=8X 300X16=38400h>24453.82h,所以轴

40、承不满足使用要求，改为型 号是6009的深沟球轴承。7.2键的选择计算及校核低速轴外伸端d=50mm选平键截面尺寸为 bX hX L=14mX 9mnX 70mryi其许 用挤压应力c p=110MPa静连接的工作方式，材料选择 45钢。4000T2phld4000 660.4379 70 5083.865MPa则该键强度足够，满足使用要求。与齿轮连接处d=62mm选平键截面尺寸为 bX hX L=18mrX 11mnX 36mm其 许用挤压应力c p=110MPa静连接的工作方式，材料选择 45钢。4000T2hld4000 660.43711 36 62107.6MPa则该键强度足够，满足

41、使用要求。7.3联轴器的选择(1) 计算名义转矩由 4.3 知名义转矩 T低速轴=9550X P 低/n 低=9550X 3.68 X 0.99/53=653832.78 (N mr)i(2) 使用系数由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑装拆方便及经济问题， 选用弹性套柱销联轴器，查表14-1取K=1.5。3)计算转矩Tc KA Tii 1.5 653832.78 980.75(N m)(4) 选择联轴器查课程设计手册表8-5选用LX4型(GB12458-1990)弹性套柱销联轴器，其 公称尺寸转矩Tn=2500Nm满足TcvTn,许用转速为3870r/min。采用丫型轴孔, A型键

42、，轴孔直径d=50mm轴孔长度L=112mm8. 箱体的设计和润滑及密封8.1箱体的设计S.走位销起盖嫌仃 起重吊钩油标尺7外肋片图7-1减速器的结构简图另有：减速器的附件的设计8.1.1 油标尺：M12 , d1 4 , d2 12 , d3 6 , h 28, a 10, b 6,8.1.2通气器:考虑到设计任务书中要求是工作环境有粉尘，故选用有滤网的通气帽 M27 1.5，JB/ZQ4450 -86。8.1.3 螺塞 M18X 1.5 : JB/ZQ4450-86表5-1减速器箱体各部分尺寸名称符 号尺寸名称符号尺寸箱座壁厚0.025a+1=5.778 取8d1, d2, d3 至外箱壁

43、距离C114箱盖壁厚S 10.02a+1=4.82 取8d1, d2至凸缘边 缘距离C212箱盖凸缘厚度b112轴承旁凸台半 径R122箱座凸缘厚度b12凸台高度h30箱座底凸缘厚 度b220外箱壁至轴承 座端面距离L145地脚螺钉直径df16大齿轮顶圆与内箱壁距离 110地脚螺钉数目n4齿轮端面与内 箱壁距离 29轴承旁连接螺 栓直径d112箱盖、箱座肋厚m1 m6.8盖与座连接螺 栓直径d210轴承端盖外径D2连接螺栓d2的 间距l取 l=144轴承旁连接螺 栓距离s轴承端盖螺钉 直径d36视孔盖螺钉直 径d46定位销直径d68.2润滑和密封(1) 齿轮的润滑采用浸油润滑，由于低速轴周向速

44、度为1.8m/s，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为35mm(2) 滚动轴承的润滑由于齿轮周向速度为1.8m/s v2 m/s所以宜选用脂润滑，应开设封油盘。(3) 润滑油的选择考虑到该装置用于小型设备，选用 L-AN15润滑油。(4) 密封方法的选取 选用嵌入式端盖，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为( F)B25-42-7-ACM， (F)B70-90-10-ACM。 轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。9 分析各零件作用、结构及类型：9.1 主要零部件：(1) 轴：主要功用是直接支承回转零件， 以实现回转运动并传递动力。 高速轴属 于

45、齿轮轴；低速轴为转轴、属阶梯轴。(2) 轴承：用来支承轴或轴上回转零件、保持轴的旋转精度、减小磨擦和磨损。(3) 齿轮：用来传递任意轴间的运动和动力， 在此起传动及减速作用， 都为直齿 圆柱齿轮。9.2 附件：(1) 窥视孔：窥视孔用于检查传动零件的啮合、 润滑及轮齿损坏情况， 并兼作注油孔， 可向减 速器箱体内注入润滑油。(2) 通气器：使箱体内受热膨胀的气体自由排出， 以保持箱体内外压力平衡， 不致使润滑油沿 分箱面或轴伸密封件处向外渗漏。(3) 定位销：对由箱盖和箱座通过联接而组成的剖分式箱体， 为保证其各部分在加工及装配时 能够保持精确位置，特别是为保证箱体轴承座孔的加工精度及安装精度

46、。(4) 启盖螺钉： 由于装配减速器时在箱体剖分面上涂有密封用的水玻璃或密封胶， 因而在拆卸时 往往因胶结紧密难于开盖，旋动启箱螺钉可将箱盖顶起。(5) 放油孔及放油螺塞： 为排放减速器箱体内污油和便于清洗箱体内部，在箱座油池的最低处设置放油 孔，箱体内底面做成斜面，向放油孔方向倾斜 12使油易于流出。9.3 减速器装配草图设计(1)装配图的作用： 作用：装配图表明减速器各零件的结构及其装配关系， 表明减速器整体结构， 所 有零件的形状和尺寸， 相关零件间的联接性质及减速器的工作原理， 是减速器装 配、调试、维护等的技术依据，表明减速器各零件的装配和拆卸的可能性、次序 及减速器的调整和使用方法

47、。（2）设计内容 进行轴的设计，确定轴承的型号、轴的支点距离和作用在轴上零件的力的作用点， 进行轴的强度和轴承寿命计算， 完成轴系零件的结构设计以及减速器箱体的结构 设计。（3）初绘减速器装配草图 主要绘制减速器的俯视图和部分主视图：1、画出传动零件的中心线；2、画出齿轮的轮廓；3、画出箱体的内壁线；4、确定轴承座孔宽度，画出轴承座的外端线；5、轴的结构设计（径向尺寸、轴向尺寸）；6、画出轴、滚动轴承和轴承盖的外廓。9.4 完成减速器装配草图（1）视图布局： 、选择 个基本视图，结合必要的剖视、剖面和局部视图加以补充。 、选择俯视图作为基本视图，主视和左视图表达减速器外形， 将减速器的工作 原

48、理和主要装配关系集中反映在一个基本视图上。布置视图时应注意：a、整个图面应匀称美观，并在右下方预留减速器技术特性表、技术要求、标题 栏和零件明细表的位置。b、各视图之间应留适当的尺寸标注和零件序号标注的位置。（2）尺寸的标注： 、特性尺寸：用于表明减速器的性能、规格和特征。如传动零件的中心距及其 极限偏差等。 、外形尺寸：减速器的最大长、宽、高外形尺寸表明装配图中整体所占空间。 、安装尺寸：减速器箱体底面的长与宽、地脚螺栓的位置、间距及其通孔直径、 外伸轴端的直径、配合长度及中心高等。（3）标题栏、序号和明细表： 、说明机器或部件的名称、数量、比例、材料、标准规格、标准代号、图号以 及设计者姓

49、名等内容。 、装备图中每个零件都应编写序号，并在标题栏的上方用明细表来说明。（4）技术特性表和技术要求： 、技术特性表说明减速器的主要性能参数、 精度等级，布置在装配图右下方空 白处。 、技术要求包括减速器装配前、滚动轴承游隙、传动接触斑点、啮合侧隙、箱体与箱盖接合、减速器的润滑、试验、包装运输要求。 、技术要求包括减速器装配前、滚动轴承游隙、传动接触斑点、啮合侧隙、箱 体与箱盖接合、减速器的润滑、试验、包装运输要求。9.5 绘制过程：（ 1）、画三视图： 、绘制装配图时注意问题：a 先画中心线，然后由中心向外依次画出轴、传动零件、轴承、箱体及其附件。b、先画轮廓，后画细节，先用淡线最后加深。

50、c、3 个视图中以俯视图作基本视图为主。d、剖视图的剖面线间距应与零件的大小相协调， 相邻零件剖面线尽可能取不同。e、对零件剖面宽度 的剖视图，剖面允许涂黑表示。f 、同一零件在各视图上的剖面线方向和间距要一致。 、轴系的固定：a、轴向固定：滚动轴承采用轴肩和闷盖或透盖，轴套作轴向固定；齿轮同样。（ 2）、润滑与密封 、润滑：齿轮采用浸油润滑。参考 1 。当齿轮圆周速度 时，圆柱齿轮浸入油的深 度约一个齿高，三分之一齿轮半径，大齿轮的齿顶到油底面的距离 。参考 。轴 承润滑采用润滑脂，润滑脂的加入量为轴承空隙体积的 ，采用稠度较小润滑脂。 、密圭寸：防止外界的灰尘、水分等侵入轴承，并阻止润滑剂

51、的漏失。（3）、减速器的箱体和附件： 、箱体：用来支持旋转轴和轴上零件，并为轴上传动零件提供封闭工作空 间，防止外界灰砂侵入和润滑逸出， 并起油箱作用， 保证传动零件啮合过程良好 的润滑。材料为： HT200。 、附件： 包括窥视孔及窥视孔盖、通气器、轴承盖、定位销、启箱螺钉、油标、放油孔及 放油螺塞、起吊装置。9.6 完成装配图（1）、标注尺寸：标注尺寸反映其的特性、配合、外形、安装尺寸。（2）、零件编号（序号）：由重要零件，按顺时针方向依次编号，并对齐。（ 3）、技术要求；（4）、审图；（ 5）、加深。9.7 零件图设计a、零件图的作用：1、反映设计者的意图，是设计、生产部门组织设计、生产

52、的重要技术文件。2 、表达机器或部件运载零件的要求，是制造和检验零件的依据。b、零件图的内容及绘制：1、选择和布置视图：（1）、轴：采用主视图和剖视图。主视图按轴线水平布置，再在键槽处的剖面 视图。（2）、齿轮：采用主视图和侧视图。主视图按轴线水平布置（全剖），反映基 本形状；侧视图只画出局部视图。9.8 合理标注尺寸及偏差：（ 1）、轴：，径向尺寸以轴线为基准标注，有配合处径向尺寸应标尺寸偏差； 轴向尺寸以轴孔配合端面及轴端面为基准， 反映加工要求， 不允许出现封闭尺寸 链。（2）、齿轮：径向尺寸以轴线为基准，轴孔、齿顶圆应标相应的尺寸偏差；轴 向尺寸以端面为基准，键槽尺寸应相应标出尺寸偏差

53、。9.9 表面粗糙度标注（1）、轴：查表轴加工表面粗糙度 Ra荐用值。 、与传动件及联轴器等轮毂相配合的表面取 1.6。 、与滚动轴承相配合的表面，轴承内径 取1.0. 、与传动件及联轴器相配合的轴肩端面取 3.2。 、平键键槽工作面取3.2，非工作面取6.3。 、与滚动轴承相配合的轴肩端面，的取2.0.（2）、齿轮：查3P117表8-3齿轮表面粗糙度 Ra荐用值。 、齿轮工作面、齿顶圆、与轴肩配合的端面取 3.2。 、轴孔取1.6。 、平键键槽取3.2 （工作面）；12.5 （非工作面）9.10 合理标注形状和位置公差（ 1）、轴：取公差等级为 6 级，推荐标注项目有圆柱度、圆跳动度、对称度。（ 2）、齿轮：取公差等级为 7 级，推荐标注项目有圆柱度、圆跳动度、对称度。9.11 技术要求轴： （1） 调质处理，硬度为 230 255HBS；（2） 圆角半径为 R1 。齿轮： （1） 调质处理，硬度为 230 255HBS。（2） 圆角半径为 R1。结论机械设计课程设计是我们机械专业学生第一次较全面的机械设计训练， 是机 械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性环节。在设计过程中的经验教训总结：(1). 设计的过程中必须严肃认真，刻苦专研，一丝不苟，精益求精，才能在设 计思想，方法和技能各方面获得较好的锻炼与提高。(2). 机械设计课程设计是