机械设计基础课程设计(带+齿轮)

《机械设计基础》课程设计一.设计目的《机械设计基础》课程设计是在学完《机械设计基础》课程的基础上进行的重要实践性教学环节，是学生第一次较全面的机械设计训练。《机械设计基础》课程设计的目的是：1、通过课程设计，综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论和实际知识，掌握机械设计的一般规律，树立正确的设计思想，培养分析和解决实际问题的能力；2、学会从机器功能的要求出发，合理选择传动机构类型，制定设计方案，正确计算零件的工作能力，确定它的尺寸、形状、结构及材料，并考虑制造工艺、使用、维护、经济和安全等问题，培养机械设计能力；3、通过课程设计，学习运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等，培养机械设计的基本技能。二.设计题目

设计带式输送机传动装置中的单级圆柱齿轮减速器。

三.传动系统方案带式输送机由电动机驱动。电动机1通过带传动2将动力传入单级圆柱齿轮减速器3，再通过联轴器4将动力传至输送机滚筒5，带动输送带6工作，如图所示。123456四.原始参数输送带工作拉力F=kN；输送带工作速度v=m/s

(允许输送带速度误差为±5%)；滚筒直径D=mm；滚筒效率ηj=0.96（包括滚筒与轴承的效率损失）；使用期限8年123456五.工作条件工作情况

两班制，连续单向运转，载荷较平稳。动力来源

电力，三相交流，电压380V/220V；检修间隔期

四年一次大修，二年一次中修，半年一次小修。制造条件及生产批量一般机械厂制造，小批量生产。123456六.设计工作量要求减速器装配图一张（A1，可用两个视图和必要的局部剖视）；箱座零件工作图一张（A1）从动轴零件工作图一张（A3）；从动齿轮零件工作图一张（A3）；设计说明书一份(不少于20页，6000～8000字)。电机的选择各轴运动参数计算带传动设计计算齿轮传动设计计算与校核轴的设计计算及校核轴承的选择与校核键及联轴器等零件的选择与校核箱体设计（主要结构尺寸及计算）减速器的润滑及密封的选择减速器附件的选择及说明设计小结（设计体会，本设计优缺点分析，今后改进的意见）参考文献设计说明书主要内容一.传动装置的总体设计根据设计需求和工作条件，对多种传动方案进行分析比较；选择传动装置的类型，拟定传动装置的运动方案；绘制传动装置运动简图。一.传动装置的总体设计（一）.传动方案的确定带传动+一级齿轮传动带传动i=2～4齿轮传动i=3～5一.传动装置的总体设计123456（二）.电动机的选择1.选择电动机类型和结构型式：Y系列三相异步电动机。（手册P167）2.确定电动机的功率（1）工作机所需的功率：（2）传动装置的总效率：η1—带传动η2—轴承η3—闭式齿轮传动η4—轴承η5—联轴器（手册P5）（3）所需电动机的功率：η—电动机至工作机之间传动装置的总效率一.传动装置的总体设计123456①②③④⑤（二）.电动机的选择3.确定电动机的转速工作机转速电动机转速一般可取：一.传动装置的总体设计列出符合转速、功率要求的多种电机（多方案）方案电动机型号额定功率电机转速电机重量参考价格总传动比同步转速满载转速123一.传动装置的总体设计对满足要求的电机的重量、价格、外形尺寸、传动比进行比较，选择一种电机。选择的一般原则：选1500r/min1000r/min

不选750r/min。

选择结果（列表）

（手册P189）型号额定功率满载转速外形尺寸中心高伸出端安装直径伸出端安装长度键联接尺寸地脚尺寸一.传动装置的总体设计（三）.计算总传动比和分配各级传动比总传动比：(注：nm—电机满载转速)选择带传动传动比：

i1=2～4计算闭式齿轮传动传动比：（注：一般选i1<i2）一.传动装置的总体设计（四）.计算传动装置的运动和动力参数1.各轴转速：0轴（电机轴）1轴（高速轴）2轴（低速轴）3轴（工作机）一.传动装置的总体设计0轴1轴2轴3轴（四）.计算传动装置的运动和动力参数2.各轴功率：0轴1轴2轴3轴一.传动装置的总体设计0轴1轴2轴3轴①②③④⑤注意：Pd为所需电动机的功率。（四）.计算传动装置的运动和动力参数3.各轴转矩：0轴1轴2轴3轴一.传动装置的总体设计0轴1轴2轴3轴①②③④⑤（四）.计算传动装置的运动和动力参数4.传动系统运动和动力参数汇总轴号功率转矩转速传动比效率输入输出输入输出0123一.传动装置的总体设计二.V带传动的设计计算二.V带传动的设计计算选择V带截型；确定V带基准直径，验算带速；确定带长和中心距；验算小带轮包角；确定V带的根数；计算带传动作用在轴上的压力；带轮结构设计（与轴的结构设计综合考虑）。二.V带传动的设计计算带轮结构设计带轮轮缘宽度:

B=(Z-1)e+2f带轮轮毂宽度:L=(1.5～2)d当B<1.5d时，L=B

注意:带轮直径确定后，应验算带传动实际传动比和大带轮转速，并以此修正减速器传动比和输入转矩。三.齿轮传动的设计计算与校核选择齿轮材料和精度等级

软齿面:HBS1-HBS2=25～40;

硬齿面:HRC1=HRC2;

对齿轮传递功率不大,一般选软齿面。按齿面接触疲劳强度条件设计齿轮主要参数（对软齿面）

模数选择:m=(0.007～0.020)a

m≥1.5～2;

m=2～4;

齿数选择:z1=20～40(选30左右)三.齿轮传动的设计计算与校核3.按齿根弯曲疲劳强度条件校核齿轮强度（对软齿面）齿轮传动的几何尺寸计算；(教材:P115,表6.2)

注意:齿轮传动尺寸与参数的取值:模数应取标准值;齿宽和其他结构尺寸应尽量圆整;啮合几何尺寸(分度圆、齿顶圆、齿根圆、螺旋角）应求出精确值。（手册P199）

列表

列出计算结果（教材：P115，表6.2）三.齿轮传动的设计计算与校核齿轮结构设计（与轴的结构设计综合考虑）

（教材：P136～138，手册：P163）

采用列表方式，列出齿轮结构参数计算结果绘制大齿轮结构草图。三.齿轮传动的设计计算与校核四.轴的结构设计与强度校核（一）高速轴的设计1.选择轴的材料，确定许用应力

2..初步计算最小轴径注意：轴径的圆整（键槽、联轴器、标准直径）

四.轴的结构设计与强度校核（一）高速轴的设计3.轴的结构设计

(1).轴上零件装配、定位和固定画轴系结构图（教材P214:图9.15）(2).确定各段直径和长度综合箱体、轴承盖的设计统一考虑箱体设计（手册P158）轴承盖设计（手册P166）箱体轴承孔轴向尺寸L=δ+C1+C2+（5～10）四.轴的结构设计与强度校核（一）高速轴的设计3.轴的结构设计

(1).轴上零件装配、定位和固定(2).确定各段直径和长度四.轴的结构设计与强度校核

注意1.若齿轮和轴的结构尺寸接近，应设计成齿轮轴，此时轴的结构、各段直径和长度需作调整。2.齿轮轴的危险截面尺寸，按齿根圆计算。画轴系结构图（教材P214:图9.15）（一）高速轴的设计4.按弯扭合成强度条件校核轴的强度；5.绘制高速轴的结构草图标明各段的长度和直径四.轴的结构设计与强度校核（二）低速轴的设计设计过程同高速轴，但应特别注意两轴间轴向尺寸匹配关系。四.轴的结构设计与强度校核四.轴的结构设计与强度校核（二）低速轴的设计设计过程同高速轴，但应特别注意两轴间轴向尺寸匹配关系。

注意(1).两个齿轮的对称中心面应对正；(2).轴承相对于齿轮对称布置；(3).尽可能使两轴上轴承内端面对齐；(4).两轴承端盖安装面相对齿轮中心面对称布置，两轴的轴承端盖安装面对齐。四.轴的结构设计与强度校核五.轴承的选择与校核（一）高速轴滚动轴承的选择与校核1.初选轴承的类型和型号

（在轴的结构设计时进行）

类型选择：

载荷条件；转速条件；装调性能；调心性能；经济性

型号选择：轴颈尺寸：（推荐初选轻系列轴承）2.计算轴承径向载荷五.轴承的选择与校核说明3.计算轴向载荷Fa1，Fa2若不满足要求，重新选择中或重系列若为角接触轴承

计算内部轴向力轴向载荷4.计算当量载荷P1，P25.轴承寿命校核五.轴承的选择与校核（二）低速轴滚动轴承的选择与校核设计过程同高速轴滚动轴承五.轴承的选择与校核六.键的选择与校核（一）高速轴大带轮键联接的选择与校核（二）高速轴齿轮键联接的选择与校核（三）低速轴齿轮键联接的选择与校核（四）低速轴联轴器键联接的选择与校核六.键的选择与校核七.联轴器的选择与校核类型选择：（手册P198）(2).计算转矩TC(1).计算名义转矩