机械设计基础课程设计第一组数据范本

1、机械设计课程设计单级齿轮减速器机械设计课程设计计算说明书材料科学与工程 学院 焊接 专业 2010级焊接 班设计者：闫柳汀指导教师：纪琳2012年12月10日山东大学材料学院2010级焊接班 2012年12月机械设计课程设计单级齿轮减速器目录第一章 课程设计任务及题目1.1 课程设计任务1.2 课程设计题目第二章 机械传动装置的总体设计2.1 传动方案的确定2.2 电动机的选择2.3 传动装置传动比计算及其分配2.4 传动装置的运动参数及动力参数计算第三章 传动零件的设计计算3.1 V 带传动设计计算3.2 齿轮传动设计计算第四章 轴系零件的设计计算4.1 轴设计计算4.2 滚动轴承设计计算4

2、.3 键联接选择与计算4.4 联轴器选择与计算第五章 减速器草图设计5.1 箱体结构设计5.2 带轮结构设计5.3 齿轮结构设计5.4 轴的结构设计5.5 润滑5.6 密封第六章 相关参数的验证及误差分析.6.1 传动比的验算及误差分析6.2 轴长的验算及误差分析第七章 设计小结第八章 参考资料2010级焊接班第三组 31 2012年12月第一章 课程设计任务及题目1.1课程设计任务 减速箱A0 图纸装配图一张、零件图两张、草图一张、设计说明书一份。1.2课程设计题目 原料车间一运输冷料的带式运输机，由电动机经一级减速传动装置，该减 速传动装置系由单级齿轮减速器配合其他传动件组成。该带式运输机

3、折合每日两班工 作制，工作期限5年。设计此传动装置。 技术参数：运输机主动鼓轮轴输入端转矩/主动轮直径运输带速度5003501.5 工作条件：工作年限工作班制52 第二章 机械传动装置的总体设计2.1传动方案的确定传动系统由带、齿轮、链传动组成，平面简图如下所示： 2.2 电动机的选择（1）工作机的输入功率 =60×1000×=60×1000×1.5350 =81.893r/min =×/9550=（500×81.893/9550）kw=4.288kw （2）总效率 齿轮为7级精度，滚动轴承为角接触轴承，联轴器为弹性联轴器，链传动为开

4、式链传动。 （3）所需电动机输出功率 查机械零件设计手册得 = 5.5 kw 电动机选用 Y132S-4 n满 = 1440 r/min2.3 传动装置传动比计算及其分配 减速器的总传动比 取 则 2.4 传动装置的运动参数及动力参数计算 功率P的计算： 转速n的计算： 转矩 的计算： 将上述数据列表如下：轴号IIIIII功率4.9694.8214.739转速720180180转矩65.901255.781251.43第3章 V带传动的设计计算3.1 V 带传动的设计计算 设计条件：水平对称布置，电机转速，从动轮转速，每天工作16个小时。1.计算功率 由表13-6查得，故 2.选普通V带型号

5、根据、查图13-12选用A型V带3.选择小带轮基准直径 参考表13-7和图13-12得小带轮基准直径为，故 取4.验算带速 在525范围内，带速合适。5.确定带长和中心距 按公式 选 则 查表13-2，取，同时查得 实际中心距为 6.验算小带轮包角 包角合适。7.确定V带的根数 由表13-5查得、 A型V带 ，其中传动比， 由表13-9得，由表13-8得，则 由表13-10得，由表13-2得，则V带根数为 ，取根。8.计算张紧力 由表13-1查得 9.计算压轴力 10.带轮基本参数V带型号根数z带长/mm带轮直径/mm中心距a/mmA416001122245333.2 齿轮传动的设计计算 设计

6、条件：7级精度、对称布置、单向转动、载荷平稳、 , 1.选材 小齿轮 45钢 调质处理 230HBS 大齿轮 45钢 正火处理 200HBS2.确定基本参数 3.接触疲劳强度计算 设计过程中所用图、表由机械设计基础查得 （1）计算小齿轮转矩 （2）确定载荷系数 由于载荷平稳，由表11-4取 已知齿轮为7级精度，调质处理，并初设，由表11-5取 对于7级精度软齿面齿轮，由表11-9取 齿轮在轴上对称布置，轴刚性大，软齿面，由表11-8取， 由图11-7取 因此，该斜齿轮圆柱齿轮传动的载荷系数为 （3）确定弹性系数、节点区域系数、重合度系数和螺旋角系数 钢对钢的弹性系数查表11-6得，初设， 则由

7、图11-9 可查得节点区域系数，重合度系数 对斜齿轮可取， 由此可得 螺旋角系数 （4）计算许用接触应力 因为大齿轮的硬度比较低，其强度较差，故接 疲劳强度按大齿轮计算即可。 大齿轮45钢，正火处理，200HBS，由图11-10取， 按表11-7查得其失效概率为1%得。 大齿轮许用接触应力为 （5）计算小齿轮分度圆直径 （6）验算速度 ，与初设相符。4.确定传动尺寸 （1）确定模数 ，取.5 （2）确定中心距 ， 中心距应圆整为整数，取 （3）确定螺旋角 （4）确定齿轮分度圆直径 （5）确定齿宽 ，取 5.弯曲疲劳强度验算 （1）确定齿形系数、应力修正系数、重合度系数及螺旋角系数 小齿轮的当量

8、齿数为，大齿轮的当量齿数为。查图11-12和图11-13得 重合度系数因已知故 螺旋角系数 （2）计算许用弯曲应力 小齿轮45钢，调质处理，硬度为230HBS，查 图11-14得。大齿轮45钢，正火处理，硬度为200HBS，查图11-14得。 因为.5，查图11-15，可取尺寸系数 失效概率为1%，查图11-7得尺寸系数 计算许用弯曲应力 （3）验算弯曲疲劳强度 6.齿轮相关参数的计算 （1)小齿轮参数的计算 分度圆直径； 齿顶圆直径； 齿根圆直径； 旋向：右旋。 （2）大齿轮参数的计算 分度圆直径； 齿顶圆直径；齿根圆直径； 旋向：左旋。参数主动轮从动轮模数/mm2.52.5齿数2288齿宽

9、/mm6560螺旋角分度圆直径/mm56.400225.600齿顶圆直径/mm61.400230.600齿根圆直径/mm50.150219.350中心距/mm141旋向右旋左旋精度等级7级第四章 轴系零件的设计和计算4.1 轴的设计和计算1.轴I的设计和计算 设计条件： 轴上齿轮分度圆直径 (1) 选材 选用45钢并经过调质处理，由表15-1和表15-3查得 硬度为217255HBS，(2) 轴长的估算 参照机械设计课程设计对轴长进行估算 轴总长： 带轮到邻近的轴承部分长为： 轴承之间长为： 一个轴承到齿轮中心的距离为：(3) 画轴的空间受力简图,如图1 （4）作水平面内的弯矩图，如图2 截面

10、C左侧的弯矩为 截面C右侧的弯矩为 截面A处的弯矩为 （5）作垂直面内的弯矩图，如图3 截面C处的弯矩为 （6）作合成弯矩图，如图4 截面C左侧合成弯矩为 截面C右侧合成弯矩为 截面A处的合成弯矩为 （7）作转矩图，如图5 （8）作当量弯矩图，如图6 因单向传动，可认为转矩为脉动循环变化，故校正系数 危险截面处的当量弯矩为 （9）计算危险截面处的直径 A处： C处： 因C处有键槽，故将直径扩大5%，即 D处： 因D处有键槽，故将直径扩大5%，即 2 .轴的设计和计算 设计条件： 轴上齿轮分度圆直径 （1） 选材 选用45钢并经过调质处理，由表15-1和表15-3查得 硬度为217255HBS，

11、抗拉强度，许用弯曲正应力（2） 轴长的估算 该轴的轴承之间的长度应与轴I轴承之间的长度相同， 即 （3）画轴的空间受力简图，如图1 在数值上 （4）作水平面内的弯矩图,如图2 截面C左侧弯矩为 截面C右侧弯矩为 （5）作垂直面内的弯矩图，如图3 （6）作合成弯矩图，如图4 截面C左侧合成弯矩为 截面C右侧合成弯矩为 （7）作转矩图，如图5 （8）作当量弯矩图，如图6因单向传动，可认为转矩为脉动循环变化，故校正系数 危险截面处的当量弯矩为 （9）计算危险截面处的直径 C处： 因C处有键槽，故加大5%，即 B处、D处 B处、D处也加大5%，即 4.2 滚动轴承设计计算1. 轴I两端轴承的选择和计算

12、 设计条件：预期使用寿命为29200h 轴承内径， 转速 轴承型号： 选用70000AC型轴承 （1） 计算轴承1、2的轴向负荷 （2） 计算轴承1、2的内部轴向力 因为 故 （3） 计算轴承1、2的当量动负荷 由表17-8查得型轴承， 而 查表17-8得 （4） 计算所需的径向基本额定动负荷 因为， 故以轴承1的当量动负荷为计算依据，因为轻微 冲击负荷，查表17-6得，工作温度正常，查表17-5得， 所以 由机械设计常用标准查得型轴承的径向基本额定动负荷 ，符合设计要求。2 轴两端轴承的选择和计算 设计条件：预期使用寿命为29200h 轴承内径， 转速轴承型号：选用60000型轴承（1） 计

13、算轴承1、2的轴向负荷 （3） 用试算法 暂取,则 查表17-8得 （4） 计算所需的径向基本额定动负荷 因为， 故以轴承1的当量动负荷为计算依据，因为轻微 冲击负荷，查表17-6得，工作温度正常，查表17-5得 所以， 查手册选得6209轴承，其， 故，与原估计值接近，适用。4.3键的选择及计算1 .轴键的选择和计算（1） 键的选择 该处用键联接带轮和轴I，由第三章V 带的设计及带轮的结构设计可知，带轮与轴接触部分轴长为，故， 故键长为 ，由第五章轴的设计和计算可知，该处直径为由机械设计课程设计查表5-1，选键长为 由机械设计课程设计查表5-1，选择A 型普通平键GB1096-90材料为45

14、 钢。（2） 键的校核 齿轮轮毂材料为45钢，按其挤压应力进行校核。 该处键联接有轻微冲击，查机械设计基础表10-11得 ， ，符合设计要求。2 .轴键的选择和计算轴与齿轮之间的键（1） 键的选择 该处用键联接从动轴和从动齿轮，由第四章齿轮的设计和计算可知，该 处齿轮和轴接触部分长度为， 故键长为 ，由机械设计课程设计 查表5-1，选键长为 由第五章轴的设计和计算可知，该处直径为，由机械设计 课程设计查表5-1，选择A型普通平键 GB1096-90 材料为45钢。（2） 键的校核 齿轮轮毂材料为45钢，按其挤压应力进行校核。 该处键联接有轻微冲击，查机械设计基础表10-11得 ， ，符合设计要

15、求。轴与联轴器之间的键（1）键的选择 该处用键联接从动轴和联轴器，由第X章联轴器的设计和计算可知，该 处联轴器和轴接触部分长度为， 故键长为 ，由机械设计课程设计 查表5-1，选键长为 由第五章轴的设计和计算可知，该处直径为，由机械设计 课程设计查表5-1，选择A型普通平键 GB1096-90 材料为45钢。（2）键的校核 齿轮轮毂材料为45钢，按其挤压应力进行校核。 该处键联接有轻微冲击，查机械设计基础表10-11得 ， ，符合设计要求。4.4 联轴器的选择与计算1从动轮外伸端联轴器的选择 设计条件：（1） 选择类型 考虑到转速较低，传递功率不太大，安装时不易保证完全同 轴线，故选用弹性柱销

16、联轴器。（2） 计算名义转矩 由机械设计基础查表18-1取， （3） 选择型号 参考机械设计课程设计表6-4按GB/T5014-2003 选择联轴器型号为LX3联轴器，选择J型孔，A型键，轴的直径为，孔长。2 .大链轮处联轴器的选择 设计条件： （1） 选择类型 考虑到转速较低，传递功率不太大，安装时不易保证完全同 轴线，故选用弹性柱销联轴器。（2） 计算名义转矩 由机械设计基础查表18-1取， （3） 选择型号 参考机械设计课程设计表6-4按GB5014-8 选择联轴器型号为LX4联轴器，选择J型孔，A型键，轴的直径为，孔长。 第五章 减速器草图设计5.1 箱体结构设计查机械设计课程设计表6

17、-1 可知箱体结构尺寸如下部位尺寸下箱座壁厚上箱座壁厚下箱座刨分面处凸缘厚度上箱座刨分面处凸缘厚度地脚螺栓底脚厚度箱座上的肋厚箱座上的肋厚地脚螺栓直径 地脚螺栓通孔直径地脚螺栓沉头座直径地脚螺栓数目4地脚凸缘扳手空间轴承旁螺栓直径轴承旁螺栓通孔直径轴承旁沉头座直径部分面凸缘尺寸上下箱联接螺栓直径上下箱联接螺栓通孔直径上下箱联接螺栓沉头座直径箱缘尺寸轴承盖外径箱体外壁至轴承端面的距离轴承座孔长度轴承旁凸台的高度轴承旁凸台的半径轴承盖螺钉直径检查孔盖联接螺钉直径圆锥定位销直径减速器中心高大齿轮顶圆与箱内壁的距离齿轮端面与箱内壁的距离5.2 带轮结构设计1.小带轮的尺寸设计小带轮的基准直径，型号为A

18、 型孔径为，查机械设计课程设计表6-3 得小带轮结构形式应为实心轮。2. 大带轮的尺寸设计大带轮的基准直径，型号为A 型孔径为。查机械设计课程设计表6-3 得大带轮的结构形式应为孔板式孔板式带轮5.2 齿轮的结构设计小齿轮 由之前计算可知，小齿轮齿根圆直径，则轴段直径为48mm，则轴段半径，由机械设计基础中键的机构得齿轮齿槽顶面离轴中心距离为因为所以小齿轮应设计成齿轮轴，在下一节轴的机构设计中进行设计。 大齿轮 因为齿顶圆直径=230.600mm，故选锻造辐板式齿轮 由表6-6（机械设计课程设计P41）得 ,5.3 轴的结构设计 轴轴5.4润滑（1） 齿轮传动的润滑 齿轮的圆周速度,故采用浸油

19、润滑。润滑油具有冷 却、散热、吸振和降低噪音的作用。 润滑油选择机械油（GB44384）,代号为46。 用量：最低要浸润大齿轮的12个齿高，最高不超过大齿轮齿顶圆半 的。（2） 轴承的润滑 油润滑的效果比脂润滑要好，但考虑到轴承转速较低，工作温度为正常 温度，温度不高，该减速器设计中采用脂润滑。脂润滑具有易于密封， 结构简单，维护方便，较长时间内无须补充润滑剂的优点。 润滑脂选择滚珠轴承脂（SY151482），代号为ZGN692。 用量：填充轴承空隙的。5.5密封（1） 轴伸出端的密封 本设计采用毡圈密封。毡圈密封价格低廉，结构简单，安装方便。（2） 轴承靠箱体内侧的密封 本设计采用封油环密封

20、。封油环适用于脂润滑轴承的密封。（3） 箱体结合面的密封 本设计采用在箱盖和箱座结合面上涂水玻璃密封。（4） 凸缘轴承端盖、检查孔盖和放油螺塞的密封 这些部分采用挡油环进行密封。第六章 相关参数的验证及误差分析6.1 确定精确传动比及误差分析（1）精确传动比的计算 、 （2） 传动比误差分析 符合设计误差的要求。6.2 轴长的误差分析轴长度误差分析 根据最终装配图测量计算的轴I总长为 符合设计误差的要求。轴长度误差分析 根据最终装配图测量计算的轴总长为 符合设计误差的要求。第七章 设计小结机械设计课程设计是机械课程中一个重要的环节,通过两个周的课程设计使我在各个方面都受到了机械设计的锻炼，对单级圆柱减速箱的各个零部件及其结合得到了深刻的认识。 由于在设