课程设计(1) 设计计算

机械设计课程设计

（一）

班级：

时间：三周

学分：

3分

地点：一。概述设计题目：皮带运输机用

单级斜齿圆柱齿轮减速器设计目的：前修课程的实际应用巩固专业理论和知识培养设计计算能力培养工程设计的综合能力培养解决实际问题的能力提高计算机绘图能力齿轮减速器：圆柱圆锥蜗轮蜗杆（见图）单级双级多级

设计任务：方案的构思与设计计算

装配图一张，0号，(草图1号)草图和机绘图各一份

零件图1张，3号

设计说明书一份，20页以上

答辩，20分钟内容与进度1。方案设计2。总体设计计算3。主要零件设计计算开式齿轮、带、链闭式齿轮2天轴、滚动轴承、键4。装配草图设计、绘制6天5。正式装配图、零件图绘制6天6。设计说明书撰写1天7。答辩1天题目与数据：

带传动＋单级齿轮减速器

已知数据：

F=2000V=1.2D=300F=1800V=1.3D=300,325

链传动＋单级齿轮减速器

已知数据：F=3800V=1.2D=300F=3600V=1.3D=300,325

开式齿轮传动＋单级齿轮减速器

已知数据：F=4500V=1.0D=300，325，350F=4000V=1.1D=300，325，3501、拟定总体传动方案原动机工作机传动装置外传动件减速器+齿轮传动带传动链传动双级圆柱齿轮圆锥-圆柱齿轮蜗杆带式运输机电动机开式注意：a)带传动一般放在高速级b)链传动、开式齿轮放在低速级1）传动简图设计

布局带在高速级链传动在低速级开式齿轮传动在低速级一根轴必须两个轴承支撑

合理性齿轮润滑效果带、链的松紧边结构的紧凑性vFD带+单级减速器单级减速器+链单级减速器+开式齿轮2、选择电动机类型转速功率三相交流异步电机Y系列同步转速3000、1500、1000、750r/min工作机有效功率电机所需功率选择额定功率Pe≥Pd

总效率η：P

w=F·v/1000Pd

=P

w/ηη=η1.η2.η

3…..表2-2常用传动零件的效率(注意:轴承按对计算)P148电动机选择

3.传动比计算与分配工作机转速

单位:转/分钟1）总传动比计算P148电动机选择带传动链传动开式齿轮传动闭式齿轮传动比电机转速选择总传动比带、链、开式传动比电机同步转速r/min减速器传动比电机转速选择ii21500i1ii21000i1传动比分配传动比越大，包角越大表2-34。各轴的功率、转速、转矩计算（Pn、nn、Tn）带＋单级各轴的运动及动力参数轴号转速n功率p转矩T传动比i123P9例子5、传动零件的设计计算A、普通V带传动型号、长度、根数、直径、中心距、初拉力、压轴力、轮毂宽度L、轴孔直径d0先计算外传动件，再计算内传动件vFD（整个设计过程按照《机械设计》教材上的进行）带轮轮毂宽度L由表19-2(P182)确定表中毂孔直径d0是最大值，其具体数值是这样确定的：先算出大带轮所在轴（高速轴）的最小直径，再由表9-7(P73)确定为标准值小带轮孔径：=电动机轴径D大带轮孔径：最大值实际取值可以由相关零件计算B、链传动型号、节距、链节数(偶数,头尾相连)、排数、（单排，若尺寸太大可选双排）链轮齿数（最好为奇数z2<120）、直径、中心距、压轴力3.开式齿轮设计计算（直齿）不同处

选材:小齿轮(45)大齿轮(球墨铸铁)

小齿轮齿数：17～20按转动比确定大齿轮齿数,z1与z2互质

齿宽系数

:0.3

计算准则：

弯曲强度计算放大15%来确定mn

不进行接触强度校核

mn取标准机械设计教材54页

4.闭式齿轮设计计算设计计算准则

接触强度设计，弯曲强度校核

软齿面

设计步骤：（1）选材与确定许用应力（2）接触强度设计确定小齿轮的分度圆d1

公式：d1≥选材:小齿轮(45调质)大齿轮(45正火)其中：T1：小齿轮的转矩

σHP:两个齿轮许用应力中最小的一个

Ψd:齿宽系数

β：螺旋角8～20°z1：小齿轮齿数20～40（3）初定中心距a=(1+i)d1/2圆整为5的倍数120~150（4）确定模数mnmn

=2~3对中小减速器2,2.5,3（5）利用以下关系确定齿数i=z2/z1a=mn(z1+z2)/2cosβ

解出 Z1,Z2

（z120-40，中间为好）圆整，互质

反求βcosβ=mn(z1+z2)/2a*.****（5）求分度圆直径*.***d1=mnz1/cosβd2=mnz2/cosβ检查：a=(d1+d2)/2a=mn(z1+z2)/2conβ

（6）求齿宽*.B2=d1Ψd

（Ψd=1）B1=B2+5~8（7）弯曲强度校核（小齿轮与大齿轮分开计算，见《机械设计》）齿轮计算结果方案类型给定数据F=V=D=电机型号d0=转矩传动比T1=i1=中心矩a=d1min=模数螺旋角mn=

β=齿数

Z1=Z2=分度圆直径d1=d2=顶圆直径da1=da2=齿宽B1=B2=5。轴的材料和最小直径计算和确定45（取C=106-107)

最小直径是极限尺寸具体尺寸有轴上安装零件的孔径确定（联轴器）高速级C取大值，低速级取小值，中间轴取中间值最细直径处有一键槽，加大5%；有两个，加大10%若最细直径处是装带轮，则最细处的真正直径由初算的最小直径带轮的孔径一起确定若最细直径处是装联轴器，则最细处的真正直径应由初算的最小直径和联轴器标准系列直径共同确定，需等联轴器选好后才能确定7、选择联轴器(P131)型号公称扭矩许用转速轴孔直径类型：弹性联轴器 依据转矩孔径联轴器轴孔和键槽的形式及代号联轴器尺寸选择举例一：有的传动方案中有两个联轴器低速级联轴器型号如何选择？vF012435T3=442.339N.m，n3=74.42r/min，P3=3.447kWT4=433.484N.m，n4=74.42r/min，P4=3.378kW设联轴器与轴只用一个键连接因此方案中有链传动，为减少系统动载荷，选用弹性柱销联轴器HL4联轴器GB4323-84J1A45×84J1A45×84含义：主动端孔径为45mm，长度为84mm，孔的形状为J1型，孔长度为84mm，键槽的类型为A型从动端含义与主动端相同vF012435高速级联轴器型号如何选择？已知：高速轴上的输入转矩为110N.m，转速为960r/min。电动机的轴径为38mm，轴长为80mm考虑键槽的影响，增大5%选择弹性套柱销联轴器联轴器尺寸选择举例二：vF012435TL6联轴器YA38×82J1A32×60GB4323-84主动端：Y型轴孔，A型键槽d1=38mm，L＝82mm从动端：J1型轴孔，A型键槽d2=32mm，L1＝60mm类型：有轴向力作用,则一般采用角接触球轴承根据轴颈尺寸确定轴承内径例：7207C7207AC尺寸：宽度、直径系列选小尺寸内径代号根据轴径选内径尺寸d的确定：对于外伸轴（高速轴和低速轴）:d≈

dmin+(7~8)在此基础上取标准值8、初选滚动轴承五、第一阶段要完成的计算任务1、拟定总体传动方案2、选择电动机3、计算总传动比和分配传动比4、传动装置的运动和动力参数计算5、传动件计算6、初算轴的最细处直径7、选择联轴器(型号、孔径、孔长等)8、初选滚动轴承及其相关参数，轴承盖是否干涉等!仔细阅读第一、二及三章，在完成上面的计算内容以上步骤不要颠倒，按顺序进行箱体结构尺寸结果：壁厚δ=8箱盖上凸缘厚=12箱座上凸缘厚=12下凸缘厚=20连接凸缘宽

δ+c1+c2箱座下凸缘宽轴承座宽

δ+c1+c2+(5~8)地脚螺栓直径16孔径：20沉孔直径D45扳手空间c1=25,c2=23轴承旁螺栓直径12