机设课程设计

1、武汉理工大学机械设计基础课程设计说明书 目 录1. 传动装配的总体设计1.1 电机的选择.11.2 求传动比 .21.3 计算各轴的转速、功率、转矩.22. 齿轮的设计2.1 原始数据.32.2 齿轮的主要参数.32.3 确定中心距 .42.4 齿轮弯曲强度的校核.52.5 齿轮的结构设计.63. 轴的设计计算3.1 轴的材料的选择和最小直径的初定.73.2 轴的结构设计.83.3 轴的强度校核 .104. 滚动轴承的选择与计算4.1 滚动轴承的选择.144.2 滚动轴承的校核.145. 键连接的选择与计算5.1 键连接的选择.155.2 键的校核 .156. 联轴器的选择6.1 联轴器的选择

2、.166.2 联轴器的校核.167. 润滑方式、润滑油型号及密封方式的选择7.1 润滑方式的选择.167.2 密封方式的选择.168. 箱体及附件的结构设计和选择8.1 箱体的结构尺寸.178.2 附件的选择 .189. 设计小结 .1910.参考资料 .19机械设计课程设计计算说明书 已知条件：项 目运输带拉力F（N）运输带速v（m/s）卷筒直径D(mm)参 数50002.9220结构简图 1 传动装配的总体设计1.1 电机的选择1.1.1 类型：Y系列三项异步电动机1.1.2 电动机功率的选择 电源为交流电源；工作环境为铸工车间运型砂，要求连续工作，工作时有轻微的振动。选择Y型系列三相异步

3、电动机。假设： 工作机所需功率，; 电动机的额定功率，； 电动机所需功率，；则：工作机所需要的有效功率：电动机所需功率： 查表可得： 所以： 由表16-1选取，电动机的额定功率为18.5。1.1.3电动机转速的选择以及型号的确定 选择常用的电动机转速为1500r/min和1000r/min；查表16-1，确定以下方案：方案号电动机型号额定功率（kw）同步转速（r/min）满载转速（r/min）总传动比轴伸尺寸D*E1Y200L1-618.510009703.851 55*110辅助计算： 1.2 求传动比 1.3 计算各轴的转速n、功率p、转矩T1.3.1 各轴的转速 1.3.2 各轴的输入功

4、率 1.3.3 各轴的输入转矩 各轴运动及功率参数轴号转速（r/min）功率P（kW）转矩（Nm）传动比197016.206159.5543.8512251.8815.563590.0693251.8815.253578.3162 齿轮的设计2.1 原始数据材料牌号热处理方法硬 度45调 质61023022928645正 火460210169217 其中小齿轮45钢调质，大齿轮45号钢正火。2.2 齿轮的主要参数 由上述硬度可知，该齿轮传动为闭式软尺面传动，软尺面硬度350，所以齿轮的相关参数按接触强度设计，弯曲强度校核。 由教材图529查得：小齿轮； 大齿轮所以：对于软尺面的闭式传动，在满足

5、齿轮弯曲强度下，一般选择=2440之间，选取=23，则，初选89； 式中：重合度系数，对于斜齿轮传动，=0.750.88，取=0.88； 载荷系数，一般近视取k=1.31.7,因是斜齿轮传动，取=1.3；齿宽系数，对于软尺面（350），齿轮相对于轴承对称布置时，,取齿数比，对于斜齿轮。 所以： 2.3 确定中心距 取中心距a=230mm, 式中：小齿轮的齿数； 大齿轮的齿数； 齿轮的螺旋角； 斜齿轮的模数。螺旋角，一般情况下在，当制造精度较高或对振动、噪音有要求的齿轮，可取，或者更大值。本设计为一般要求，所以初选 斜齿轮的模数，由渐开线圆柱齿轮第一系列，取=4所以，符合其条件。齿数比，与i=3

6、.851相比，相对误差为0.5%5%。符合条件。2.4 齿轮弯曲疲劳强度的校核 式中： 试验齿轮的应力修正系数，取=2； 试验齿轮的齿根的弯曲强度极限应力，由教材图5-28可得； 弯曲强度的最小安全系数，取=1.4； 弯曲疲劳强度寿命系数，取=1； 弯曲疲劳强度的计算尺寸系数，取=1.由， 式中： 外齿轮的符合齿形系数； 螺旋角系数。（其他字符的意义同前。） 由教材图5-40可得：、 因此，弯曲强度足够。 小齿轮：45号钢调质， 大齿轮：45号钢正火， 2.5 齿轮结构设计2.5.1 计算齿轮分度圆直径小齿轮： 大齿轮： 2.5.2 齿轮宽度按强度计算要求，取齿宽系数=1，则齿轮的宽度为圆整后

7、小齿轮的宽度为，大齿轮的宽度为。2.5.3 齿轮的圆周速度 （满足精度要求）2.5.4 齿轮的相关参数如下表名 称代 号单 位小齿轮大齿轮中心距amm230传动比i3.851模 数mm4螺旋角齿 数Z2389分度圆直径mm94.956365.503齿顶圆直径mm102.456373.503齿根圆直径mm84.456355.503齿 宽bmm8476 2.5.5大齿轮 因为齿顶圆直径：，为了减轻重 量和节约材料，并考虑机械性能，故大齿轮采用腹板式自由锻结构，且取与轴连接处的直径为62mm。 (d4为低速轴齿轮处轴径。) 3 轴的设计计算3.1 轴的材料选择和最小直径估算3.1.1 轴的材料选用4

8、5号钢，调质处理。3.1.2 高速轴和低速轴直径初算直径时，若最小直径段开于键槽，应考虑键槽对轴强度的影响，当该段截面上有一个键槽时，d增加5%7%，两个键槽时，d增加10%15%，由教材表12-2，高速轴，低速轴。同时要考虑电动机的外伸直径d=28mm。所以 结合电动机的外伸直径，初选弹性套柱销联轴器TL8 ,转矩：所以初确定3.2 轴的结构设计3.2.1 高速轴的结构设计 3.2.1.1各轴段径向尺寸的初定结合电动机的外伸直径，初选弹性柱销联轴器TL8所以取；由此直径确定轴承，选择深沟球轴承,其具体尺寸如下表：基本尺寸/mm安装尺寸/mm基本额定负荷/kn极限转速r/mindDB脂油551

9、00211.56491143.229.260007500 ； ； 。 3.2.1.2各轴端轴向尺寸的初定 ；（联轴器的轴孔长度为） ;（由于轴承盖外面需要留1015的轴段长度） ; ； ； ； 。3.2.2 低速轴的结构设计 2 143567 3.2.2.1各轴段的径向尺寸的初定 由于d1取整50mm，初选弹性联轴器： TL8所以取；由此直径确定轴承，选择深沟球轴承,其具体尺寸如下表：基本尺寸/mm安装尺寸/mm基本额定负荷/kn极限转速r/mindDB脂油60110221.5691011.547.832.856007000 ； ； ； 。 3.2.2.2各轴段的轴向尺寸的确定 ；（联轴器的轴

10、孔长度为112mm） ;（使轴段长度露在轴承盖外1015） ; ； ； ； 。3.3 轴的强度校核因低速轴所受转矩大，且两轴的直径相差很小，故只校核低速轴.3.3.1 求齿轮上的作用力的大小和方向3.3.1.1齿轮上作用力的大小；3.3.2 求轴承的支反力 3.3.2.1水平面上支力 3.3.2.2垂直面上支力 = 3.3.3 画弯矩图 3.3.3.1水平面上的弯矩 3.3.3.2垂直面上的弯矩 3.3.3.3合成弯矩 3.3.4 画转矩图 3.3.5 画当量弯矩图因单向回转，视转矩为脉动转矩，,已知，查表12-1可得，剖面的当量弯矩：40361.840Nm368.198NmFRAFRB23.

11、92Nm72.21NmFa2FRBFt2Fr22Ft2FRA64.60Fa2Fr22T2=590.069Nm68.89Nm96.89Nm403.3.6 判断危险剖面并验算强度3.3.6.1剖面C当量弯矩最大，而且直径与相邻段相差不大，故剖面C为危险面。已知 则3.3.6.2剖面D虽仅受弯矩，但其直径最小，则该剖面为危险面。 所以轴的强度足够。4 滚动轴承的选择与计算4.1 滚动轴承的选择高速轴的轴承段的直径d=55mm，初选深沟球轴承,相关参数如下表：基本尺寸/mm安装尺寸/mm基本额定负荷/kn极限转速r/mindDB脂油55100211.56491143.229.260007500低速轴的

12、轴承段的直径d=60mm, 选择深沟球轴承,其具体尺寸如下表：基本尺寸/mm安装尺寸/mm基本额定负荷/kn极限转速r/mindDB脂油60110221.5691011.547.832.8560070004.2 滚动轴承的校核由于低速轴的转矩大于高速轴，同时低速轴和高速轴的直径相差很小，所以只需校核高速轴的深沟球轴承。FAFR2FR1由前面的计算可得轴向力： 转速： 4.2.1 求当量动载荷由上图可知轴2未受轴向载荷，轴1受轴向载荷，则，由教材表14-12可得，查有关轴承手册可得。轴1：，查表可得，可计算出，由教材表14-11可得 轴2： 4.2.2 求轴承寿命 则 按单班制计算每天工作8小时

13、，一年工作360天，则 。 轴承的年限满足使用要求。 5 键连接的选择与计算5.1 键连接的选择选择普通平键，轴代号公称直径d（mm）公称尺寸长度L(mm)深度（mm）144501491005.5258651811607.0 2505816101006.05.2 键连接的校核由教材表6-2可得键连接时的挤压应力，由于低速轴的转矩大于高速轴，而两者的直径相差很小，且对同一个轴来说，只需校核短键，所以只需校核键齿轮轴段的直径；键的长度；键的接触高度；键转动的转矩则： 所以键连接符合强度要求6 联轴器的选择6.1 联轴器的选择结合电动机的外伸直径d=45mm，为高速轴最小直径，初选弹性套柱销联轴器。

14、型号为TL7；低速轴的最小直径为48mm,初选弹性套柱销联轴器，型号为TL8.6.2 联轴器的校核因为低速轴所受的转矩较大，只校核低速轴，考虑到转矩变化很小取。所以；所以，联轴器符合其强度要求。7 润滑方式、润滑油牌号及密封方式的选择7.1 润滑方式的选择润滑方式有两种：低速轴的转速为4.2,高速轴的转速为电动机的转速,故大齿轮和小齿轮均采用油润滑。7.2 密封方式的选择一般选用接触式密封，半粗羊毛毡垫圈。8 箱体及附件的结构设计和选择8.1 箱体的结构尺寸减速器铸造箱体的结构尺寸表名称符 号结构尺寸（mm）齿轮减速器箱座（体）壁厚8箱盖壁厚8箱座、箱盖、箱底座凸缘的厚度箱座、箱盖的肋厚轴承旁

15、凸台的高度和半径H由结构要求来确定，R1=C2=16轴承座的外径凸缘式：=150地脚螺钉直径与数目单击减速器20通孔直径25沉头座直径48底座凸缘直径3025连接螺栓轴承旁连接螺栓直径箱座、箱盖连接螺栓直径,螺栓的间距连接螺栓直径14通孔直径15.5沉头座直径30凸缘尺寸2218定位销直径轴承盖螺钉直径视空盖螺钉直径吊环螺钉直径根据减速器的重量来确定箱体外壁至轴承座断面的距离大齿轮顶圆与箱体内壁的距离10.000齿轮断面与箱体内壁的距离14.0008.2 箱体附件的选择8.2.1 窥视孔及窥视盖的选择查表14-4，因为是单级,则窥视孔及窥视盖的相关尺寸如下表(mm)直径孔数12010590-9

16、0756074458.2.2 油标指示装置的选择根据表14-8，选择游标尺,其具体尺寸如下表(mm)416635128526228.2.3 通气器的选择根据表14-9，选择M201.5，其具体尺寸如下表(mm)sLlaM201.53025.4222815468.2.4 起吊装置的选择8.2.5 根据表14-12，选择吊耳环和吊钩，,具体尺寸如下表：(mm)吊钩（起吊整机用）吊耳环（起吊箱盖用）8.2.6 螺塞和封油垫的选择选择外六角螺塞、封油垫(JB/ZQ4450-86)，M141.5，具体尺寸见下表（mm）esLcM141.511.82320.818()2512331.0 9 设计小结这次的

17、课程设计对于我来说有着深刻的意义。这种意义不光是自己能够独立完成了设计任务，更重要的是在这段时间内使自己深刻感受到设计工作的那份艰难。而这份艰难不仅仅体现在设计内容与过程中为了精益求精所付出的艰辛，更重要的是背负恶劣的天气所付出的决心与毅力! 这次课程设计我得到的题目是设计一个单级锥齿轮减速器，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。在老师的谆谆教导，和同学们的热情帮助下，使我找到了信心。现在想想其实课程设计当中的每一天都是很累的，。其实正向老师说得一样，设计所需要的东西都在书上了，当时自己老是想找到什么捷径来完成这次任务。但是机械设计的课程设计没有那么简单，因为你的每一个数据都要从机械设计书上或者机械设计手册上找到出处，不然的话就麻烦了。我因为这个就吃了不少的亏。虽然种种困难我都已经克服，但是还是难免我有些疏忽和遗漏的地方。完美总是可望而不