2022年机械课程设计说明书2.docx

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1、精品学习资源一、设计题目1 、设计题目带式运输机传动系统中的绽开式二级圆柱齿轮减速器2、系统简图系统简图如以下图所示滚筒联轴器减速器联轴器v电动机输送带3、工作条件单向运转，有稍微振动，常常满载，空载启动，单班制工作一天8 小时， 使用期限 5 年，输送带速度容许误差为 5%；4 、原始数据速度 v=09m/s直径 D=300mm欢迎下载精品学习资源二、总体设计一、挑选电动机1、挑选电动机的类型依据动力源和工作条件，选用 Y 型三相沟通异步电动机；2、确定电动机的功率1运算工作所需的功率欢迎下载精品学习资源PFw vww2.210000.92.08kW欢迎下载精品学习资源1000 w10000

2、.95欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源其中，带式输送机的效率w0.95；欢迎下载精品学习资源2通过查机械设计基础课程设计表10-1 确定各级传动的机械效率： V带1 =0.96； 齿轮2 =0.97； 轴 承3 =0.99 ； 联轴 器4 =0.99； 总效率欢迎下载精品学习资源23212340.960.97 20.9930.9920859 ；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源Pw电动机所需的功率为： P02.080.8592.42kW ；欢迎下载精品学习资源由表机械设计基础课程设计10-110 选取电动机的额定功率为 3kW ；3电动机的转速选 960r/min 和 1420r

3、/min 两种作比较；欢迎下载精品学习资源工作机的转速： nw60000vD57.3r /min欢迎下载精品学习资源现将两种电动机的有关数据进行比较如下表所示额 定 功 率满载转速欢迎下载精品学习资源方案电动机型号/kW/ r min 1传动比欢迎下载精品学习资源Y132S-63960Y100L2-431420由上表可知方案的总传动比过大，为了能合理安排传动比，使传动装置结构紧凑，打算选用方案；4选定电动机型号为 Y132S-6；查表机械设计基础课程设计 10-111 得电动机外伸轴直径 D=38，外伸轴长度 E=80，如以下图所示；欢迎下载精品学习资源二、传动比安排依据上面挑选的电动机型号可

4、知道现在的总传动比i=16.76 ，高速级齿轮转动比 i14.76 ，低速级齿轮传动比 i23.52；三、传动装置的运动和动力参数1、各轴的转速运算欢迎下载精品学习资源n 1nm960r/ min欢迎下载精品学习资源2nn1i1960201.7r4.76/ min欢迎下载精品学习资源3nn2i2130.1457.3r 3.52/ min欢迎下载精品学习资源2、各轴输出功率运算欢迎下载精品学习资源P1P0430.99kW2.97kW欢迎下载精品学习资源P2P1 32P3P2322.970.990.97kW2.850.990.97kW2.85kW2.74kW欢迎下载精品学习资源3、各轴输入转矩运算

5、欢迎下载精品学习资源1T9550 P1n12T9550 P2n23T9550 P3n39550955095502.97 N m 9602.85 N m 201.72.74 N m 57.329.5N m134.9N m456.7N m欢迎下载精品学习资源各轴运动和动力参数如下表所示参数轴名高速轴中间轴低速轴欢迎下载精品学习资源转速 n / rmin 1960欢迎下载精品学习资源功率 P / kW欢迎下载精品学习资源转矩 T/ Nm欢迎下载精品学习资源传动比 i欢迎下载精品学习资源三、传动零件的运算一、高速级齿轮传动设计1、选定高速级齿轮精度等级、材料及齿数；1输送机为一般工作机器，速度不高，应

6、选用8 级精度足够；2通过查教材表 11-1 挑选小齿轮的材料为 40MnB，调质处理，齿面硬度为欢迎下载精品学习资源241-286HBS，H lim1730MPa,FE600MPa ，大齿轮为 ZG35Si，调质处理，硬欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源度为 241-269HBS，H lim2620MPa,FE510MPa ；欢迎下载精品学习资源3选小齿轮齿数为 Z1=26，就大齿轮齿数 Z2=i 1Z1=264.76=123.76 ，取欢迎下载精品学习资源Z2=124，实际传动比 iz21244.77 ；z126欢迎下载精品学习资源2、按齿面接触强度设计2欢迎下载精品学习资源设计公式

7、 d13 2KT1du1ZEuH欢迎下载精品学习资源1确定公式内的各计数值2小齿轮传递的转矩 T1m=29500N mm欢迎下载精品学习资源4通过查教材表 11-4 得弹性系数 ZE5运算接触疲惫许用应力1188MPa 2欢迎下载精品学习资源通过查教材表 11-5 ，取 SH1.1欢迎下载精品学习资源H 1H 22运算H min1SHH min 2SH730664MPa1.1664564MPa1.1欢迎下载精品学习资源1试运算小齿轮分度圆的最小直径 d1欢迎下载精品学习资源d132KT1d2u1ZEuH45.3mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源2运算齿宽 bd d10.845.336

8、.24，取 b240mm,b145mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源3运算模数 md1z145.31.74 ，取 m=2mm26欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源实际直径 d1z1m26252mm, d21242248mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源4验算弯曲疲惫强度通过查教材表 11-5 ，取 SF由图 11-8 和 11-9 查得1.25欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源YFa 1YFa 22.71,YSa12.12,YSa21.62，就1.83欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源2KT1YFa1YSa11F 1bm2zF 1YFa 2YSa2F 2Y

9、Y93.4MPa82.5MPaF 1480MPaF 2408MPa欢迎下载精品学习资源Fa1 Sa15齿轮的圆周速度vd1n12.61m / s 601000对比表 11-2 可知选用 8 级精度是合宜的；高速齿轮各参数如下表所示名称运算公式结果/mm模数m2欢迎下载精品学习资源压力角n200欢迎下载精品学习资源齿数z1z226124欢迎下载精品学习资源传动比i欢迎下载精品学习资源分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径d1 d2da1d1da2d2dd2ha m 2h* m*a*522485625247欢迎下载精品学习资源f 112 hac m欢迎下载精品学习资源*243欢迎下载精品学习资源d f 2

10、d 22hac m欢迎下载精品学习资源中心距am z1 2z2 150欢迎下载精品学习资源齿宽b1b54540b2b二、低速级齿轮传动的设计1、选定高速级齿轮精度等级、材料及齿数；欢迎下载精品学习资源1输送机为一般工作机器，速度不高，应选用8 级精度足够；2通过查教材表 11-1 挑选小齿轮的材料为 40MnB，调质处理，齿面硬度为欢迎下载精品学习资源241-286HBS，H lim1730MPa,FE600MPa ，大齿轮为 ZG35Si，调质处理，硬欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源度为 241-269HBS，H lim2620MPa,FE510MPa ；欢迎下载精品学习资源3选小齿

11、轮齿数为 Z1=34，就大齿轮齿数 Z2=i 2Z1=343.52=119.68 ，取欢迎下载精品学习资源Z2=120，实际传动比 iz21203.53 ；z134欢迎下载精品学习资源2、按齿面接触强度设计2欢迎下载精品学习资源设计公式 d13 2KT2du1ZEuH欢迎下载精品学习资源1确定公式内的各计数值2小齿轮传递的转矩 T2m=134900Nmm欢迎下载精品学习资源4通过查教材表 11-4 得弹性系数 ZE5运算接触疲惫许用应力1188MPa 2欢迎下载精品学习资源通过查教材表 11-5 ，取 SH1.1欢迎下载精品学习资源H 1H 22运算H min1SHH min 2SH73066

12、4MPa1.1664564MPa1.1欢迎下载精品学习资源1试运算小齿轮分度圆的最小直径 d1欢迎下载精品学习资源d132KT22u1ZEu76.7mm欢迎下载精品学习资源dH欢迎下载精品学习资源2运算齿宽 bd d10.876.761.36， 取b265mm,b170mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源3运算模数 md1z176.72.2534欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源实际直径 d1z1m352.585mm, d21202.5300mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源4验算弯曲疲惫强度通过查教材表 11-5 ，取 SF1.25欢迎下载精品学习资源由图 11-8

13、和 11-9 查得YFa 1YFa 22.61,YSa12.15,YSa21.63，就1.78F 12KT1YFa1YSa1bm z2141.3MPaF 1480MPa1F 1YFa 2YSa2F 2YY127.1MPaF 2408MPaFa1 Sa15齿轮的圆周速度v60d1n210000.79 m / s对比表 11-2 可知选用 8 级精度是合宜的；低速齿轮各参数如下表所示名称模数压力角运算公式m结果/mmn200齿数z134120传动比分度圆直径z2id1 d285300齿顶圆直径d*a1d12h mada2d2*90305齿根圆直径dd2ham*f 1d12 haf 2d*22hac

14、* mc* m中心距am z1z2 2195齿宽b1b5bb27065欢迎下载精品学习资源四、轴的设计一、轴的材料挑选和最小直径估量依据工作条件，选定轴的材料为45 钢，调质处理；轴的最小直径运算公式 dminC 3Pn，C的值通过查教材表 14-2 确定为： C=107；1、高速轴d min1C 3P1n11073 2.9796015.6mm 由于高速轴最小直径处安装联轴器设一个键槽，因此 dmin1dmin115%16.4mm；2、中间轴dmin 2C 3P2n210732.85201.725.9mm；3、低速轴dmin1C 3P3n310732.7457.338.8mm 由于低速轴最小直

15、径处欢迎下载精品学习资源安装联轴器设一个键槽，因此dmin1dmin1 15%40.7mm；欢迎下载精品学习资源二、减速器的装配草图设计减速器草图如以下图所示欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源三、轴的结构设计1、高速轴1高速轴的直径的确定d11 ：最小直径处 与电动机相连安装联轴器的外伸轴段，因此d1138mm欢迎下载精品学习资源d12 ：密封处轴段 d1242mm欢迎下载精品学习资源d13 ：滚动轴承轴段 16mmd1345mm 滚动轴承选取 6009 ：dDB=45mm75mm欢迎下载精品学习资源d14 : 过渡段 d1448mm齿轮轴段由于齿轮直径较小，所以采纳齿轮轴结构；d15

16、：滚动轴承段， d1545mm2高速轴各段长度的确定l11 ： l1150mml12 ：由箱体结构，轴承端盖、装配关系等确定l1240mml13 ：由滚动轴承、挡油环及装配关系等确定l1330mml14 ：由装配关系、箱体结构确定 l1480mml15 ：由高速小齿轮齿宽确定 l1545mm欢迎下载精品学习资源l16 ：由箱体结构，轴承端盖、装配关系等确定2、中间轴1中间轴各轴段的直径确定l1540mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源d21 ：最小直径处 滚动轴承轴段，因此DB=45mm75mm16mm；d22 ：低速小齿轮轴段 取 d2248mmd2145mm. 滚动轴承选取 600

17、9 d 欢迎下载精品学习资源d23 ：轴环，依据齿轮的轴向定位要求取 d2352mmd24 :高速大齿轮轴段 取 d2448mmd25 ：滚动轴承段 d2545mm2中间轴各轴段长度的确定l21 ：由滚动轴承，挡油盘及装配关系取l 2132.5mm欢迎下载精品学习资源l12 ：由低速小齿轮齿宽取 l2265mml23 ：轴环 取 l2310mml14 ：由高速大齿轮齿宽 取l 2440mm欢迎下载精品学习资源l25 ： l2542.5mm3、低速轴1低速轴各轴段的直径确定d31 ： 滚动轴承轴段，因此 80mm16mm；d3150mm. 滚动轴承选取6010 d D B=50mm欢迎下载精品学

18、习资源d32 ：低速大齿轮轴段 取 d3252mmd33 ：轴环，依据齿轮的轴向定位要求取 d3356mmd34 :过度段取，考虑挡油盘的轴向定位取 d3454mmd35 ：滚动轴承段 d3550mmd36 ：封密轴段处，依据联轴器的定位要求以及封面圈的的标注，取d3648mm欢迎下载精品学习资源d37 ：最小直径，安装联轴器的外伸轴段2低速轴各轴段长度的确定d3745欢迎下载精品学习资源l31 ：由滚动轴承、挡油盘以及装配关系等确定取l3132.5mml32 ：由低速大齿轮齿宽 取l 3265mml33 ：轴环 取l 3310mml34 ：由装配关系和箱体结构取l3445mml35 ：滚动轴

19、承、挡油盘以及装配关系l3542.5mml36 ：由箱体结构，轴承端盖、装配关系等确定l3640mml37 ： l3775mm欢迎下载精品学习资源五、轴的校核低速轴1、低速轴的受力分析圆周力、径向力、轴向力大小如下：F t2 T3d 42456.70.33044.67NF rF t tan3044.670.361096.08N2、低速轴的受力情形如以下图所示3、求垂直面的支承反力F 1vFF2vr . L1 LFr1096.08179119.5731.74 NF1v364.34N4、求水平面的支承反力F1HF2 HF t23044.67 / 21522.34N5、绘制垂直面的弯距图如以下图所示

20、M avF 2v . L 2 欢迎下载精品学习资源M avF 1v . L2 欢迎下载精品学习资源6、绘制水平面的受力与弯距图如以下图所示欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源MaHF 1 HL 11522. 340 . 1195181. 92 N. m欢迎下载精品学习资源27、求合成弯距欢迎下载精品学习资源22M aM aVM aH21.682181.922183.21Nm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源2M aM aVM aH87.442181.922201.84N m欢迎下载精品学习资源8、危急截面的当量弯距由以下图可见，截面 a-a 最危急，其转距 T 3456.7 N .m

21、欢迎下载精品学习资源当量弯距如认为轴的扭切应力是脉动循环变力，取折合系数=0.6，代入上式欢迎下载精品学习资源2M eM a T 2183.2120.6456.72329.63N m欢迎下载精品学习资源9、运算危急截面处轴的直径轴的材料为 45 钢，调质处理，由教材14-1 查得 b =650 MPa，由表 14-3 查欢迎下载精品学习资源得1b=60MPa欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源3M e3329.633欢迎下载精品学习资源d 0.11b0.1106010638.02mm欢迎下载精品学习资源 38.02=39.92mm44mm故轴符合强度要求；欢迎下载精品学习资源六、键的挑选一

22、、高速轴键的挑选高速轴上只有安装联轴器的键； 依据安装联轴器处直径 d=38 ，通过查机械设计基础课程设计表10-33 挑选一般平键；挑选的键尺寸：b h=12 8欢迎下载精品学习资源t=5.0 ，r=0.25 ；标记：键 12 8=4mm，传递的转矩TT129.5N m ；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源按表 6-2 差得键的静连接时需用应力p 100MPa 就欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源2T103229.5 103p8.82MPap 欢迎下载精品学习资源kld44438所以高速轴上的键强度足够；二、中间轴键的挑选中间轴上的键是用来安装齿轮的， 因此选用圆头一般平键； 由

23、于高速大齿轮齿宽 B=40mm ，轴段直径 d=48mm，所以通过查机械设计基础课程设计表10-33 选用 b h =149t=5.5 ，r=0.25 ，标记：键 149GB/T1096-2003 ；低速小齿轮齿宽 B=70 ，轴段直径 d=48，所以选用 bh=149t=5.5 ，r=0.25 ，欢迎下载精品学习资源标记：键 14 9=4.5mm，传递的转矩TT2134.9N m 就欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源2T1032 134.9 103p34.70MPap 欢迎下载精品学习资源kld故轴上的键强度足够；4.53648欢迎下载精品学习资源三、低速轴键的挑选键 14 9=4.5

24、mm，传递的转矩 TT3456.7N m 就2T1032456.7pkld4.5591035266.16MPap 故安装齿轮的键强度足够；安装联轴器的键用单圆头一般平键，轴直径 d=45mm，所以选键标记：键 14 =4.5mm，传递的转矩TT3456.7N m就2T1032456.7pkld4.579应选的键强度足够；1034557.10MPap 低速上有两个键， 一个是用来安装低速级大齿轮， 另一个是用来安装联轴器；齿轮选用圆头一般平键，齿轮的轴段的直径 d=95mm，轮宽 B=130mm ，通过查表机械设计基础课程设计表 10-33 选用 bh=149t=5.5 ，r=0.25 标记：b

25、h=149；欢迎下载精品学习资源七、滚动轴承的挑选一、高速轴轴承的挑选依据 载 荷及 速度 情形 ， 选 用深 沟球 轴 承 ； 由高 速轴 的设 计， 依据欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源d13d1545mm，查机械设计基础课程设计 表 10-35 选轴承型号为 6009；欢迎下载精品学习资源二、中间轴轴承的挑选依据 载荷 及速 度情 况， 选用 深沟 球轴 承； 由中 间轴 的设 计， 依据欢迎下载精品学习资源d21d2545 ，查机械设计基础课程设计表10-35 选轴承型号为 6009；欢迎下载精品学习资源三低速轴轴承的挑选依据 载 荷及 速度 情形 ， 选 用深 沟球 轴 承

26、； 由低 速轴 的设 计， 依据欢迎下载精品学习资源d31d3550 ，选轴承型号为 6010；八、联轴器的挑选依据工作要求，为了缓和冲击，保证减速器的正常工作，输出轴低速轴欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源选用凸缘联轴器，考虑到转矩变化小，取K A1.3，就欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源TK T1.329.538.35N m欢迎下载精品学习资源1 A1欢迎下载精品学习资源TK T1.3 134.9175.37N m欢迎下载精品学习资源2 A2依据运算转矩小于联轴器公称转矩的条件，查机械设计基础课程设计表10-41 ，高速轴选用 YL7联轴器，公称转矩 Tn160N m，孔径

27、d=38mm，L=60mm，许 用转 速 n=7600r/min ， 故适 用;低 速轴选用 YL10 联轴 器， 公称 转矩Tn630N m，孔径 d=45mm，L=84mm，许用转速 n=6000r/min ，故适用；九、箱体的设计箱体各部分尺寸关系如下表所示名称符号尺寸关系mm欢迎下载精品学习资源箱座壁厚10箱盖壁厚1箱盖凸缘厚度b1箱座凸缘厚度b15地脚螺钉直径dfM16地脚螺钉数量n6轴承旁联结螺栓直径d1M16盖与座联接螺栓直径d2M8联接螺栓 d2 的间距轴承端盖螺钉直径Ld3M10检查孔盖螺钉直径d4M4定位销直径d8大齿轮齿顶圆与箱体壁的距离L1轴承座轴承盖外径D1125D2

28、125D3130箱体外壁到轴承座端面的距离L2凸缘尺寸C116C214箱坐上的肋厚m1欢迎下载精品学习资源1、润滑十、润滑、密封的设计欢迎下载精品学习资源由于齿轮的速度都比较小， 难以飞溅形成油雾，或难以导入轴承，或难以使轴承浸油润滑；所以，减速器齿轮选用润脂脂润滑的方式润滑；1、密封欢迎下载精品学习资源为了防止泄漏， 减速器的箱盖与箱体接合处和外伸轴处必需实行适当的密封措施；箱体与箱盖的密封可以通过改善接合处的粗糙度，一般为小于或等于 6.3， 另外就是连接箱体与箱盖的螺栓与螺栓之间不宜太大，安装时必需把螺栓拧紧；外伸轴处的密封依据轴的直径选用国家标注U 型密封圈；十一、设计小结二周的课程设

29、计终止了， 本课程设计的任务是二级圆柱齿轮减速器； 依据设计任务书的要求，同学们绽开了猛烈的争论； 我也查阅了大量资料， 然后才开头设计；但其中仍是出了许多问题，主要有两个：1、齿轮设计中显现的问题齿轮设计中第一遇到的是齿数和模数的打算；后来，通过与同学们的相互讨欢迎下载精品学习资源论；为使工作机运转平稳，应尽量把模数取小，齿数增大，这样也便于加工，且运动过程中噪声、振动均小；2、轴设计中显现的问题轴的设计过程中， 开头是按次序先设计轴， 但是在设计中轴的轴向尺寸定不下来，这是由于轴的尺寸与轴和轴的尺寸和结构有关，故应先把第、轴的结构设计排列在一张纸上，综合考虑才能正确把握各轴的轴向定位；由于

30、设计过程中开头没有留意到Z2 的齿顶圆应到轴外端的距离这一条件，导致设计后，这一要求不符合；解决方法是重新确定齿数，加大各轴中心距 以满意这一要求；从这里我留意到： 设计过程中综合考虑全盘布局是非常重要的， 否就会顾此失彼；因此，必需连续努力学习，培育设计习惯，提高运算才能和操作才能；通过这次课程设计， 使我更加深化地明白了机械设计这一门课程；机械设计不仅仅是一门课， 我们必需通过理论接合实际， 深化地去明白其中的概念和设计过程，这样我们不但学到了理论学问，而且有助于提高我们的综合素养；这次设计不但涉及到我们学过的机械设计基础、画法几何及机械制图、理论力学、材料力学、 CAD制图等学问，仍涉及

31、到我们仍没学过的公差与协作等；可见，机械设计是一门广泛综合的课程，单单靠教材学的点点是远远不 够的，我们很有必要多点吸取课外的有关学问； 今后肯定要留意综合摸索问题和解决问题才能的提高，尽可能在工作和学习中少走弯路，但决不能回避困难，遇到困难时要冷静摸索，多看参考书，问老师和同学们，力争尽快解决问题，设计中的问题请老师多多指教；十二、参考资料1、机械设计基础教材第五版，高等训练出版社，主编：杨可桢、程光蕴、李仲生 ；2、机械设计基础课程设计 ，中国矿业高校出版社，主编：张建中；3、画法几何及机械制图 教材，中国矿业高校出版社，主编：李爱军、陈国平；欢迎下载精品学习资源4、AutoCAD2004 教材，中国矿业高校出版社，主编：庄宗元；欢迎下载