2022年机械设计课程设计任务书 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 目 录设计任务书 1 传动方案的拟定及说明 4 电动机的挑选 4 运算传动装置的运动和动力参数 5 传动件的设计运算 5 轴的设计运算 8 滚动轴承的挑选及运算 14 键联接的挑选及校核运算 16 连轴器的挑选 16 减速器附件的挑选 17 润滑与密封 18 设计小结 18 参考资料目录 181 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 机械设计课程设计任务书题目：设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器一 总体布置简图1电动机； 2联轴器； 3齿轮减速器；

2、4带式运输机；5鼓轮； 6联轴器二 工作情形：载荷平稳、单向旋转2 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 三 原始数据鼓轮的扭矩 TNm：850 鼓轮的直径 Dmm：350 带速答应偏差 ：5 使用年限年 ：5 工作制度班 /日：2 四 设计内容1. 电动机的挑选与运动参数运算；2. 斜齿轮传动设计运算3. 轴的设计4. 滚动轴承的挑选5. 键和连轴器的挑选与校核；6. 装配图、零件图的绘制7. 设计运算说明书的编写五 设计任务1 减速器总装配图一张2 齿轮、轴零件图各一张3 设计说明书一份六 设计进度1、 第一阶段：

3、总体运算和传动件参数运算2、 其次阶段：轴与轴系零件的设计3、 第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制4、 第四阶段：装配图、零件图的绘制及运算说明书的编写3 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 传动方案的拟定及说明由题目所知传动机构类型为：同轴式二级圆柱齿轮减速器；故只要对本传动机构进行分析论证；本传动机构的特点是：减速器横向尺寸较小,两大齿轮浸油深度可以大致相同；结构较复杂,轴向尺寸大,中间轴较长、刚度差,中间轴承润滑较困难；电动机的挑选1电动机类型和结构的挑选 由于本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转

4、；所以选用常用的封闭式 YIP44系列的电动机；2电动机容量的挑选 1） 工作机所需功率 Pw Pw3.4kW 2） 电动机的输出功率 Pd Pw/ 联 3 轴承 齿 2 联 轴承3电动机转速的挑选 nd i1 i2 in nw 初选为同步转速为 1000r/min 的电动机4电动机型号的确定由表 201 查出电动机型号为Y132M1-6, 其额定功率为4kW ,满载转速960r/min ；基本符合题目所需的要求；运算传动装置的运动和动力参数传动装置的总传动比及其安排1运算总传动比由电动机的满载转速nm 和工作机主动轴转速nw 可确定传动装置应有的总传动比为：inm/nw i 2合理安排各级传

5、动比4 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 由于减速箱是同轴式布置,所以 i1i2 ；由于 i25.14,取 i25,i1=i2=5 速度偏差为 0.5%5% ,所以可行；各轴转速、输入功率、输入转矩项 目电动机轴高速轴 I 中间轴 II 低速轴 III 鼓 轮转速 r/min 960 960 192 5 1 功率 kW 4 191 转矩 Nm1 1 传动比5 效率1 传动件设计运算1 选精度等级、材料及齿数1） 材料及热处理；挑选小齿轮材料为 40Cr调质,硬度为 280HBS,大齿轮材料为 45 钢调质,硬度为

6、240HBS ,二者材料硬度差为 40HBS ；2） 精度等级选用 7 级精度；3） 试选小齿轮齿数 z120,大齿轮齿数 z2100 的；4） 选取螺旋角；初选螺旋角 142按齿面接触强度设计由于低速级的载荷大于高速级的载荷,所以通过低速级的数据进行运算按式 1021试算,即dt32KtTuu1ZHZE2d H1） 确定公式内的各运算数值（1）（2）（3） 由表 107 选取尺宽系数d1 20.87,就 1 （4） 由图 1026 查得 10.75, （5）（6） 由图 1021d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲惫强度极限 的解除疲惫强度极限 Hlim2 550MPa；（7） 由式 1013

7、运算应力循环次数Hlim1 600MPa；大齿轮N160n1jLh 60 192 1 2 8 300 10e8 107（8）（9） 运算接触疲惫许用应力取失效概率为1,安全系数S1,由式 1012得5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - H 600MPa570MPa H 550MPa539MPa H H1 H2） 运算（1） 试算小齿轮分度圆直径d1t ZHZE2.82d1t32KtT 1u1d uH433189=321.619110362 .11.6255545.（2） 运算圆周速度v=d t 1n 2 =67.8

8、5192601000601000（3） 运算齿宽 b 及模数 mnt b= dd1t=1mnt=d t 1cos =67. 85cos 14；z 120（4） 运算纵向重合度 =0.318 1ztan 1 tan14；KV=1.11 ；由表 104 查的（5） 运算载荷系数K 已知载荷平稳,所以取KA=1 依据 v=0.68m/s,7 级精度,由图108 查得动载系数KH 的运算公式和直齿轮的相同,故KH 12 1 12 103由表 1013 查得 KF 由表 103 查得 KH =KH =1.4；故载荷系数K=KAKVKH KH =1 1.03 1 .61010a得（6） 按实际的载荷系数校

9、正所得的分度圆直径,由式33d1=d1 tK/Kt=67.852. 05/（7） 运算模数 mn 6 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - mnd1cos =736.；cos14z 1203按齿根弯曲强度设计 由式 1017 mn32KTY cos2Y FaY Sadz 1 2 F1） 确定运算参数（1） 运算载荷系数K=KAKVKF KF =1 1028 查得螺旋角影响系数Y 0；（2） 依据纵向重合度 dz1tan ,从图88 （3） 运算当量齿数z1=z1/cos 3 =20/cos 3 14；z2=z2/cos

10、 3 =100/cos 3 14；（4） 查取齿型系数（5） 查取应力校正系数（6） 运算 F F1=500Mpa F2=380MPa F2=266MPa （7） 运算大、小齿轮的Y FaY Sa并加以比较FY FaY Sa 1=2 .741.569F1339.29Y Fa Y Sa2=2.1721.798F2266大齿轮的数值大；7 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2） 设计运算mn321 . 962 cos140 . 881910 . 0146812 201 . 624几何尺寸运算 1） 运算中心距z1d1c

11、os =32.9,取 z1=33 mnz2=165 az 1z 2m n2cos a 圆整后取 255mm 2） 按圆整后的中心距修正螺旋角 =arcosz 1z2m n=13；55 50”2a3） 运算大、小齿轮的分度圆直径d1z 1mn=425mm cos d2z 2mncos 4） 运算齿轮宽度 b= dd1 b=85mm B1=90mm ,B2=85mm 5） 结构设计以大齿轮为例；因齿轮齿顶圆直径大于160mm,而又小于500mm,故以选用腹板式为宜；其他有关尺寸参看大齿轮零件图；轴的设计运算 拟定输入轴齿轮为右旋 II 轴：1初步确定轴的最小直径8 名师归纳总结 - - - - -

12、 - -第 8 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - dA03P12633.84=34.2mm N1922求作用在齿轮上的受力2 TFt1= =899N dFr1=Ft tan n =337N cos Fa1=Fttan =223N ；Ft2=4494N Fr2=1685N Fa2=1115N 3轴的结构设计1） 拟定轴上零件的装配方案i.I-II 段轴用于安装轴承30307,故取直径为35mm；ii.II-III段轴肩用于固定轴承,查手册得到直径为44mm；iii.III-IV段为小齿轮,外径90mm；iv.IV-V 段分隔两齿轮,直径为55mm；v.V-VI 段

13、安装大齿轮,直径为40mm；vi.VI-VIII段安装套筒和轴承,直径为35mm；2） 依据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1.I-II 段轴承宽度为22.75mm,所以长度为22.75mm；4mm,所以2.II-III段轴肩考虑到齿轮和箱体的间隙12mm,轴承和箱体的间隙长度为 16mm；3.III-IV段为小齿轮,长度就等于小齿轮宽度90mm；83mm；4.IV-V 段用于隔开两个齿轮,长度为120mm；5.V-VI 段用于安装大齿轮,长度略小于齿轮的宽度,为6.VI-VIII长度为 44mm；9 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 18 页精选学习资料 - - -

14、 - - - - - - 4求轴上的载荷Fd1=443N Fd2=189N 由于两个齿轮旋向都是左旋；故： Fa1=638N Fa2=189N 5精确校核轴的疲惫强度1） 判定危急截面由于截面 IV 处受的载荷较大,直径较小,所以判定为危急截面2） 截面 IV 右侧的bM m17.5 MPa7.64MPaW截面上的转切应力为TT2W TbmT15 .987. 99MPa22由于轴选用 40cr,调质处理,所以B735MPa,1386MPa,1260MPa；10 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2P355 表 1

15、5-1a综合系数的运算D1 . 6经直线插入,知道因轴肩而形成的理论应由r20 . 045,d55d力集中为2.23,.1 81,2P38 附表 3-2 经直线插入轴的材料敏锐系数为q0 .85,q0. 87,2P37 附图 3-1故有效应力集中系数为0. 76,k1q1 2. 05k1q1 1.70查得尺寸系数为0.72,扭转尺寸系数为2P37 附图 3-22P39 附图 3-3轴采纳磨削加工,外表质量系数为0 .92,2P40 附图 3-4轴外表未经强化处理,即q1.1,就综合系数值为Kk112 .930,0. 05Kk112. 11b碳钢系数的确定碳钢的特性系数取为c安全系数的运算轴的疲

16、惫安全系数为SKa12mm6 .92SaSK16 .24.66SScaS6615.S2S故轴的选用安全；11 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - I 轴：1作用在齿轮上的力2初步确定轴的最小直径d a1A 03P 117 . 9 mmn 13轴的结构设计1） 确定轴上零件的装配方案2依据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度d 由于联轴器一端连接电动机,另一端连接输入轴,所以该段直径尺寸受到电动机外伸轴直径尺寸的限制,选为 25mm；e 考虑到联轴器的轴向定位牢靠,定位轴肩高度应达 2.5mm,所以该段直径选为 30

17、；f该段轴要安装轴承,考虑到轴肩要有2mm 的圆角, 就轴承选用30207g型,即该段直径定为35mm；2mm 的圆角,经标准化,定为该段轴要安装齿轮,考虑到轴肩要有40mm；h为了齿轮轴向定位牢靠,定位轴肩高度应达5mm,所以该段直径选为46mm；i 轴肩固定轴承,直径为 42mm；j 该段轴要安装轴承,直径定为 35mm；2） 各段长度的确定各段长度的确定从左到右分述如下：a 该段轴安装轴承和挡油盘,轴承宽 18.25mm,该段长度定为 18.25mm；b 该段为轴环,宽度不小于 7mm,定为 11mm；c 该段安装齿轮,要求长度要比轮毂短 2mm,齿轮宽为 90mm,定为88mm；d该段

18、综合考虑齿轮与箱体内壁的距离取13.5mm、轴承与箱体内壁距离取 4mm采纳油润滑 ,轴承宽 18.25mm,定为 41.25mm；12 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - e 该段综合考虑箱体突缘厚度、调整垫片厚度、端盖厚度及联轴器安装f尺寸,定为57mm；42mm 该段由联轴器孔长打算为4按弯扭合成应力校核轴的强度45 钢的强度极限为p275MPa,又由于轴受的载荷为脉动的,所以0 6.；pM2T 3243 MPapmWIII 轴1作用在齿轮上的力FH1=FH2=4494/2=2247N 2初步确定轴的最小直径

19、d a1A 03P 151 4. mmn 13轴的结构设计1） 轴上零件的装配方案2） 据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度直径I-II II-IV IV-V V-VI VI-VII VII-VIII 60 70 75 87 79 70 长度105 83 9 13 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 5求轴上的载荷6. 弯扭校合pM2W01. d30.160321600mm3T 1251 2.MPapmW滚动轴承的挑选及运算I 轴：1求两轴承担到的径向载荷5、 轴承 30206 的校核1） 径向力FrF22 F

20、V 1168 .5H12） 派生力FdAF rA52.7N,FdBFrB527.N2 Y2 Y3） 轴向力由于F a1FdBF22352.7aB275.7NFdA,所以轴向力为aA223,F527.4） 当量载荷由于FaA1.32e,FaB0. 31e,20；FaB202.22FrAFrB所以XA04.,YA1 .6,XB1,Y B由于为一般载荷,所以载荷系数为pf1.,故当量载荷为fpXBFrBY BP AfpXAFrAY AFaA509. 04NP B5） 轴承寿命的校核Lh6 10Cr3 . 98107h24000 h60 n 1P A14 名师归纳总结 - - - - - - -第 1

21、4 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - II 轴：6、 轴承 30307 的校核 1） 径向力FrAF2 H12 F V 11418 . 5 NFrb2 F H22 F V 2603 . 5N2） 派生力FdAFrA443N,FdBFrB189N2 Y2 Y3） 轴向力由于F a1FdB8921891081NFdA,所以轴向力为FaA638N,F aB189N4） 当量载荷由于FaA0. 45e,FaB0.31e,20；FrAFrB所以XA04.,YA1 .6,XB1,Y B由于为一般载荷,所以载荷系数为pf1.,故当量载荷为P AfpXAFrAYAFaA1905

22、. 84NP BfpXBFrBY BFaB7242.N5） 轴承寿命的校核L h6 10Cr.1507 10h24000 h60n 1P AIII 轴：7、 轴承 32214 的校核 1） 径向力FrA2 F H12 F V 1842 . 5 NFrb2 F H22 F V 2842 5.N2） 派生力FdAF rA294.6N,F dBFrB294.6N2 Y2 Y15 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3） 轴向力由于F a1FdB294.611151409.6NNFdA,所以轴向力为FaA1115N,FaB

23、2946.4） 当量载荷由于FaA1.32e,FaB0.34e,0；YBFaB1011NFrAFrB所以XA04.,YA1 .5,XB1,Y B由于为一般载荷,所以载荷系数为pf1.2,故当量载荷为P AfpXAFrAY AFaA2317.fpXBFrB87NP B5） 轴承寿命的校核Lh6 10Cr56 . 1107h24000 h60 n 1P A键连接的挑选及校核运算高代号直径工作长度工作高度转矩m极限应力8 7 60单头mm mmmmNMPa25 35 速12 8 80单头40 68 4 轴中12 8 70单头40 58 4 191 间轴低20 12 80单头75 60 6 速18 1

24、1 110单头60 107 轴由于键采纳静联接,冲击稍微, 所以许用挤压应力为p110MPa,所以上述键皆安全；连轴器的挑选由于弹性联轴器的诸多优点,所以考虑选用它；二、高速轴用联轴器的设计运算由于装置用于运输机,原动机为电动机,所以工作情形系数为KA1.5,16 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 运算转矩为TcaKAT 115.39.859.7Nm所以考虑选用弹性柱销联轴器TL4 GB4323-84 ,但由于联轴器一端与电动机相连,其孔径受电动机外伸轴径限制,所以选用 TL5 GB4323-84 其主要参数如下

25、：材料 HT200 公称转矩Tn125Nmd225mm轴孔直径d138mm,轴孔长L82 mm,L160mm装配尺寸A45 mm半联轴器厚b38 mm1P163 表 17-3GB4323-84 三、其次个联轴器的设计运算由于装置用于运输机,原动机为电动机,所以工作情形系数为KA1.5,运算转矩为TcaKAT 31 5.925 .21387.8Nm所以选用弹性柱销联轴器TL10 GB4323-84 其主要参数如下：材料 HT200 公称转矩Tn2000Nm107mm轴孔直径d1d263mm轴孔长L142 mm,L 1装配尺寸A80 mm半联轴器厚b58 mm1P163 表 17-3GB4323-

26、84 减速器附件的挑选通气器由于在室内使用,选通气器一次过滤,采纳 M18油面指示器选用游标尺 M16 起吊装置17 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 采纳箱盖吊耳、箱座吊耳 放油螺塞 选用外六角油塞及垫片 M16 润滑与密封一、齿轮的润滑采纳浸油润滑, 由于低速级周向速度为,所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径,取为35mm；二、滚动轴承的润滑 由于轴承周向速度为,所以宜开设油沟、飞溅润滑；三、润滑油的挑选齿轮与轴承用同种润滑油较为便利,考虑到该装置用于小型设备,选用 L-AN15润滑油；四、密封方法的选取 选用

27、凸缘式端盖易于调整,采纳闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封；密封圈型号按所装配轴的直径确定为FB25-42-7-ACM ,FB70-90-10-ACM ；轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径打算；设计小结由于时间紧迫, 所以这次的设计存在很多缺点,比方说箱体结构巨大,重量也很大；齿轮的运算不够精确等等缺陷,我信任, 通过这次的实践,能使我在以后的设计中防止很多不必要的工作,有才能设计出结构更紧凑,传动更稳固精确的设备；参考资料目录1 机械设计课程设计 ,高等训练出版社,王昆,何小柏,汪信远主编,1995 年 12 月第一版；2 机械设计第七版 ,高等训练出版社,濮良贵,纪名刚主编,2001 年 7 月第七版；3 简明机械设计手册 ,同济高校出版社,洪钟德主编,4 减速器选用手册 ,化学工业出版社,周明衡主编,5 工程机械构造图册 ,机械工业出版社,刘希平主编2002 年 5 月第一版；2002 年 6 月第一版；6 机械制图第四版 ,高等训练出版社,刘朝儒,彭福荫,高治一编,2001 年 8 月第四版；7 互换性与技术测量第四版,中国计量出版社,廖念钊,古莹庵,莫雨松,李硕根,杨兴骏编, 2001 年 1 月第四版；18 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 18 页