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1、精品学习资源机械设计基础课程设计小樊xx2021.01.07题 目 单级直齿圆柱齿轮减速器同学姓名指导老师专业班级完成时间欢迎下载精品学习资源设计题目：用于胶带运输的单级圆柱齿轮减速器，传送带答应的速度误差为 5%；双班制工作，有稍微振动，批量生产；运动简图：vF6543211电动机 2 联轴器 3 单级齿轮减速器 4链传动 5 卷筒 6 传送胶带原始数据：项目运输带曳引力FkN运输带速度Vm/s卷筒直径Dmm使用年限Y数2.72.24505据D欢迎下载精品学习资源目录：一、 传动方案的拟定及说明 1二、 电动机的挑选和运算 4三、 传动装置的运动和动力参数运算 5四、 传动件的设计运算 6五
2、、 初选滚动轴承 9六、 挑选联轴器 9七、 轴的设计运算 9八、 键联接的挑选及校核运算 17九、 滚动轴承校核 18十、 设计小结 20十一、设计任务书 20十二、参考资料 24欢迎下载精品学习资源一、 传动方案的拟定及说明传动方案 （已给定）：1. 减速器为单级齿轮减速器2. 外传动为链传动3. 方案简图如下：DvF654321传动方案的分析说明 ：1. 方案中采纳链传动；防止了带传动中显现的弹性滑动和打滑；而且作用在轴上的压力小，可削减轴承的摩擦缺失； 制造和安装的精度低，有效降低生产成本；由于链传动的润滑至关重要，应挑选合宜的润滑方式；2. 方案中采纳单级圆柱齿轮减速器；此类减速器工
3、艺简洁， 精度易于保证，相宜批量生产；由题目数据可知，载荷较小，传动速度也较低；3. 总体来说，该传动方案满意工作机的性能要求，适应工作条件、工作牢靠，此外结构简洁、尺寸紧凑、成本低传动欢迎下载精品学习资源效率高；二、 电动机的挑选和运算1. 电动机类型的挑选：分析工作机工作条件及电源，选用 Y系列三相沟通异步电动机；2. 电动机功率的挑选： 工作机所需功率欢迎下载精品学习资源电动机输出功率PPWdPWPed5.94kw 7.5kw欢迎下载精品学习资源传动装置的总效率欢迎下载精品学习资源31234式中， 10.99 、 20.98 、 30.96 、 40.90 分别为联轴器、滚动轴承、齿轮和
4、链轮的效率故3PdPW5.947.38 kw0.990.980.960.90所以电动机的额定功率为 7.5kw3. 电动机转速的确定可查得，齿轮的传动比的范畴为35 ，链轮的传动比范畴为 25 ；就电动机转速可选的范畴为电动机型号：Y2-132M-4总传动比：i15.42据手册： 取i链轮3欢迎下载精品学习资源nni i 560.42335 ri 齿轮5.14欢迎下载精品学习资源w12其中， n60v93.4 rmin欢迎下载精品学习资源w3D10min欢迎下载精品学习资源4. 电动机型号的确定由以上可以确定电动机的型号为： Y2-132M-4欢迎下载精品学习资源其额定功率为：Ped7.5 k
5、w欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源其额定转速为： nm1440rmin欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源故总传动比为： inm144015.42nw93.4欢迎下载精品学习资源各级传动比的安排如下：欢迎下载精品学习资源取链轮的传动比为i13， 就可知齿轮的传 动比 为欢迎下载精品学习资源2i15.425.14 ；可知两者的传动比都在常用范畴之3内；三、 传动装置的运动和动力参数运算1. 各轴的转速欢迎下载精品学习资源n nm1440 rmin欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源in n280.16 r1in n93.38 r2minmin欢迎下载精品学习资源2. 各轴的输入功
6、率欢迎下载精品学习资源P PedPP17.425kw237.06kwz125欢迎下载精品学习资源PP246.225kwz275欢迎下载精品学习资源3. 各轴的转矩T9550T9550T9550PnP nPn49.24 N m240.69 N m636.63 N m欢迎下载精品学习资源四、 传动件的设计运算1. 链传动1) 链轮齿数欢迎下载精品学习资源查表得，z125 ，就 z2iz175 ；欢迎下载精品学习资源2) 链轮节数初定中心距为 a040 p ；可得欢迎下载精品学习资源L2 a0ppz1z2 2p z2 a02z1 2132欢迎下载精品学习资源取链节数为 132；欢迎下载精品学习资源3
7、) 运算功率查表得，工况系数为 K A1.0 ，故欢迎下载精品学习资源PCK A P1.07.067.06 kw4) 链条节距0P7.065.249kw估量此链传动工作于功1.345率曲线图中曲线定点的左侧（即可能显现链板疲惫破坏），可得欢迎下载精品学习资源z1K Z1.08 251.081.345FQ2301N欢迎下载精品学习资源1919欢迎下载精品学习资源采纳单排链， K m . ，故l4h69.44mm欢迎下载精品学习资源0P7.065.249kw1.345查表得，需采纳链条，节距. 5) 实际中心距将中心距设置成可调的，故不必运算实际中心距；可取a a0 4025.401016mm6)
8、 运算链速欢迎下载精品学习资源vz1 pn12.965 m 601000s符合原先的假定；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源且 v2.965 ms0.6 m s ，故不必校核静力强度安欢迎下载精品学习资源全系数；7) 作用在轴上的压力取 FQ1.3F欢迎下载精品学习资源F1000Pcv1770N欢迎下载精品学习资源FQ2301N8) 链轮的主要尺寸采纳腹板式单排铸造链轮，查表可得，欢迎下载精品学习资源轮毂长度为 h9.5350.01 d6欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源可得 l4h 69.44mm2. 齿轮传动1) 齿轮材料及精度等级齿轮采纳软齿面；小齿轮选用 40Cr，调质，齿
9、面硬度为 HBS；大齿轮选用 45 钢，调质，齿面硬度 HBS；依据表选级精度；齿面精糙度Ra 1.6 3.2 m.m=2a135mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源其 中 数 据 为 ，H lim1700 ，H lim2590，欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源FE1600 ，FE 2450 ， SH1.1 ， SF1.25欢迎下载精品学习资源，12H limFEHFSHSFH636536F480360欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源1) 按齿面接触强度设计设 齿轮 按8 级精 度制 造， 取载 荷系 数 K1.1 ，欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源d0.9 ；
10、取 ZE2KTu188.91 Z H Z E2F 1127.2M Pa欢迎下载精品学习资源d 13duH， 代 入 数 据 得 ，F 2 = 20.54欢迎下载精品学习资源d 142.96mm；欢迎下载精品学习资源齿数取动比为 iZ122 ，就 Z25.1422113 ；故实际传1135.13622v3.3 m s欢迎下载精品学习资源模数 md11.95z1欢迎下载精品学习资源齿宽 bd d138.7 ，取 b152 ， b247查表，取模数为 2mm，实际的 d144 ， d2226欢迎下载精品学习资源中心距为 ad1d 2135mm 2轴 I 上的轴承选 用 型 号 为6306欢迎下载精品
11、学习资源ddad fdbb欢迎下载精品学习资源小齿轮1大齿轮244483941.3552226230221212.3747轴 II上的轴承选用型号为6210欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源1) 验算轮齿弯曲强度由图表可得，齿形系数YFa12.80 ， YFa 22.21欢迎下载精品学习资源YSa11.55 ， YSa21.81欢迎下载精品学习资源2 KT1Y Fa1YSa11F1bZ m2127.2M PaF 1欢迎下载精品学习资源YFa 2YSa2F 2F 1 YY20.54F 2欢迎下载精品学习资源安全；Fa 1Sa1欢迎下载精品学习资源2) 齿轮的圆周速度vd1n13.14441
12、4403.3 m601000601000s欢迎下载精品学习资源故可知选用 8级精度是合宜的；五、 初选滚动轴承d因该减速器采纳单级圆柱齿轮传动，主要承担径向载荷， 所以选用深沟球轴承；查表GB276 89轴I上的轴承选用型号为6306， d30mm， B19mm，Cr轴IICr20.8 KN上的轴承选用型号为27.0 KN6210， d50mm， B20mm，其寿命校核见第九章；六、 挑选联轴器由于本机构载荷较为平稳、启动频繁、整体轴系为要求不高的中、低速轴系传动，而且对弹性和缓冲性要求不高，即 选 择 弹 性 柱 销 联 轴 器 ， 又 因 为 轴 的 转 矩22mm欢迎下载精品学习资源欢迎
13、下载精品学习资源T 49.24 Nm，转速为 n1440 rmin，轴颈为 22mm，查欢迎下载精品学习资源表GB501485 ，选用型号 HL 2 的弹性柱销联轴器；七、 轴的设计运算1. 高速轴（即前述轴）1) 依据扭矩初算轴颈材料选用 45#钢，调质处理，硬度 217 255HBS欢迎下载精品学习资源取轴的 C值为110；欢迎下载精品学习资源PdC 3n1107.4253144019.004 mm欢迎下载精品学习资源为补偿键槽对轴强度的减弱，应将直径扩大5%Ft欢迎下载精品学习资源即， d19.95mm2238.182N欢迎下载精品学习资源故，选 d22mmFr814.63N欢迎下载精品
14、学习资源2) 轴的机构设计a) 轴的装配、定位和固定单级圆柱齿轮减速器中可以将齿轮安装在箱体的中心，相对两轴承堆成分布；在考虑到齿轮和轴的尺寸，将齿轮和轴制造成齿轮轴，以保证安装要求；b) 轴的各段直径和长度前面已选联轴器和滚动轴承，故轴上装有联轴器、轴承和密封元件处的直径即可取定；另外留意用于定位的轴肩和仅是为了轴上零件装拆便利或者区分加工表面的轴肩，两直径略有差别即可；各轴段的长度取决于轴上零件（传动件、轴承）的宽度以及相关零件（箱体轴承座=轴承端盖）的轴向位置和结构尺寸；另外要留意轴 承润滑方式的选取对其位置的影响；依据以上分析，可得轴的各段直径和长度如图：c) 按弯矩复合强度校核欢迎下
15、载精品学习资源. 已知小齿轮分度圆直径 d144mm ，轴的转矩T49240 N mm ；欢迎下载精品学习资源就圆周力 Ft2T2238.182 Nd欢迎下载精品学习资源径向力 FrFt tan814.63N. 轴受力分析简图（ a）欢迎下载精品学习资源FAYFBYFAZFBZFr407.415 N2Ft1119.091N 2欢迎下载精品学习资源由 于 轴 承 两 轴 承 关 于 齿 轮 对 称 ， 故l Al B43mm. 垂直面弯矩图（ b）截面a-a 在垂直面的弯矩为欢迎下载精品学习资源M a1FAYl A17.5 N m欢迎下载精品学习资源. 水平面弯矩图（ c）截面a-a 在水平面的
16、弯矩为欢迎下载精品学习资源M a 2FAZl A48.1N m欢迎下载精品学习资源. 合弯矩图（ d）22欢迎下载精品学习资源M aM a1M a251.2N m欢迎下载精品学习资源. 扭矩图（ e）T 49240 N mm. 当量弯矩图（ f ）欢迎下载精品学习资源危急截面 a-a 当量载荷为22M eM a T ,假如认为轴的扭切应力是脉动循环变应力，取折合系数0.6 ，代入上式得欢迎下载精品学习资源eM51.220.649.24 271.04Nm欢迎下载精品学习资源. 危急截面的强度校核欢迎下载精品学习资源Mee0.1d371.0410.05MPa 0.1 4431b60MPad35mm
17、欢迎下载精品学习资源符合强度要求；欢迎下载精品学习资源d35mmd145mmd 250mmd354mmd 462mmd550mml70 mml150 mml 250mml 345mml 48.4mml 529mm2. 低速轴（即前述轴）1) 依据扭矩初算轴颈材料选用 45#钢，调质处理，硬度 217 255HBS取轴的 C值为110；欢迎下载精品学习资源PdC 3n1107.063280.1632.25mm欢迎下载精品学习资源为补偿键槽对轴强度的减弱，应将直径扩大5%欢迎下载精品学习资源即， d33.86mm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源故，选 d35mm欢迎下载精品学习资源2) 轴
18、的机构设计欢迎下载精品学习资源a) 轴的装配、定位和固定制造安装要求基本同高速轴；只有，此轴上大齿轮用键周向定位，而不再制成齿轮轴；故应留意套筒和齿轮的定位；b) 轴的各段直径和长度前面已运算链轮的有关参数，故轴上装链轮、轴承和密封元件处的直径即可取定；另外留意用于定位的轴肩和仅是为了轴上零件装拆便利或者区分加工表面的轴肩，两直径略有差别即可；各轴段的长度取决于轴上零件（传动件、轴承）的宽度以及相关零件（箱体轴承座=轴承端盖）的轴向位置和结构尺寸；另外要留意轴 承润滑方式的选取对其位置的影响；依据以上分析，可得轴的各段直径和长度，以及大致形状图如下：d35mml70mmd145mml150mm
19、d250mml250mmd354mml345mmd462mml48.4mmd550mml529mmc) 按弯矩复合强度校核欢迎下载精品学习资源. 已知大齿轮分度圆直径 d 2226mm ，轴的转矩 T24069 N mm ；欢迎下载精品学习资源2T就圆周力 Ftd213 N欢迎下载精品学习资源径向力 FrFt tan77.526 N链轮部分已知，链轮对轴的作用力FQ2301N. 轴受力分析简图（ a）欢迎下载精品学习资源FAYFBYFAZFBZFr38.763 N2Ft106.5 N2欢迎下载精品学习资源轴承两轴承关于齿轮对称，欢迎下载精品学习资源L2l A2l B103.4mm欢迎下载精品学
20、习资源k95mm. FQ 在支点产生的反力欢迎下载精品学习资源FBFFAFFQk LFQFBF2114 N4415N欢迎下载精品学习资源外力 FQ 作用方向与链传动的布置有关，按照最不利的情形考虑；见步骤中运算；欢迎下载精品学习资源. 垂直面弯矩图（ b）截面a-a 在垂直面的弯矩为键C845GB/T1096-欢迎下载精品学习资源LM a1FAY22.04 N m2003p31.19MPa欢迎下载精品学习资源. 水平面弯矩图（ c）欢迎下载精品学习资源截面a-a 在水平面的弯矩为Ma 2FAZL25.506Nm. FQ 力产生的弯矩图a-a 截面处： MaFQFBF109.29 N m键164
21、0GB/T1096-L22003. 合弯矩图（ d）考虑到最不利的情形，把p74.37MPaMaM2a1M2a2MaFQ115.15 Nm. 扭矩图（ e）T24096 Nmm键10GB/T1096-63. 当量弯矩图（ f ）危险 截面 a-a当量 载荷 为2003M2eMa T 2 ,p假如认为轴的扭切应力是脉动循环变应64.88MPa力，取折合系数0.6 ，代入上式得C20.134kNM e115.1520.6240.962184.7NmC1.11kN欢迎下载精品学习资源. 危急截面的强度校核欢迎下载精品学习资源Mee0.1d3184.70.16MPa 0.1 22631b60MPa欢迎
22、下载精品学习资源符合强度要求；八、 键联接的挑选及校核运算1. 与联轴器联结的键欢迎下载精品学习资源已知， d22mm ， l50mm ；欢迎下载精品学习资源故，选用单源头一般平键，即 C型键；查表得，选用型号: 键C8 45 GB/T1096-2003欢迎下载精品学习资源lLb 241mm , h7mm, T49.24N m.欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源故，4T449.2431.19MPa110 MPa欢迎下载精品学习资源ppdhl22741故强度符合；2. 与低速轴上齿轮联结的键欢迎下载精品学习资源已知， d54mm， l45mm；欢迎下载精品学习资源故，选用圆头一般平键，即A
23、型键；查表得，选用型号：键 1640 GB/T1096-2003欢迎下载精品学习资源lLb24mm ， h10mm， T240.69N m ；欢迎下载精品学习资源故，欢迎下载精品学习资源4T4240.9674.37MPa110MPa欢迎下载精品学习资源ppdhl541024故强度符合；3. 低速轴上与链轮联结的键欢迎下载精品学习资源已知， d35mm， l70mm；欢迎下载精品学习资源故，选用圆头一般平键，即A型键，查表得，选用型号：键 1063 GB/T1096-2003欢迎下载精品学习资源lLb53mm， h8mm， T240.69N m ；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源4T42
24、40.96dhl35853故， p64.88MPap110 MPa欢迎下载精品学习资源故强度符合；九、 滚动轴承校核有 工 作 条 件 可 知 ， 要 求 轴 承 的 寿 命 至 少 为L5365 1629200h ；为了保证整个机构的寿命，取轴欢迎下载精品学习资源承寿命 LhL 90%32445h ；欢迎下载精品学习资源1. 高速轴上的滚动轴承校核依据 工 作 条 件， 取载 荷 系 数 f p1.2， 温 度 系 数欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源ft1.0 ； n1440 rmin ；欢迎下载精品学习资源前已分析轴承的受力，即无轴向载荷，故，当量动载荷为一恒定的径向载荷；欢迎下载
25、精品学习资源PFF22即，AYAZ407.41521119.09121190N欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源f pP 60n1CL 1.2 1190 60 14401320.134kN欢迎下载精品学习资源6h632445ft101.010其中，对于球轴承，寿命指数3 ；所选轴承 6306的Cr20.8kN ；CCr故轴承符合要求；欢迎下载精品学习资源2. 低速轴上的滚动轴承校核依据 工 作 条 件， 取载 荷 系 数 f p1.2， 温 度 系 数欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源ft1.0 ； n280.16 rmin ；欢迎下载精品学习资源前已分析轴承的受力，即无轴向载荷，
26、故，当量动载荷为一恒定的径向载荷；欢迎下载精品学习资源PFF22即，AYAZ38.7632106.52113.345N欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源f pP60n L 11.2 113.34560 280.161欢迎下载精品学习资源tCf106h3244531.01061.11kN欢迎下载精品学习资源其中，对于球轴承，寿命指数3 ；所选轴承 6210的Cr27.0kN ；CCr欢迎下载精品学习资源故轴承符合要求；十、 设计心得机械设计要设计每个零部件，设计其传动装置，进行参数设计；传动零件，轴，健和轴承等的设计运算；在设计中许多要先进行初步运算，利用初步运算的结果在进行下一步的计 算
27、；假如下面的结果不抱负，就重复修改初步结果，直到中意为止；这其中有许多反复工作，必需要有足够的耐心，保证结果的合理正确性；设计时，全面考虑机械零部件的强度，刚度，工艺性，经济性和保护等要求；如轴承的挑选应大部分考虑经济及有用 性，在满意各种使用条件下，应优先考虑价格低廉的深沟球轴承；再画出装配图前，要先画草图；由于有些零件需要先经初算和绘草图，得出初步符合设计条件的基本结构尺寸，然后再进行必要的运算，依据运算的结果再对结构和尺寸进行修改；在设计中尽量采纳使用标准和规范，有利于零件的互换性与工艺性；课程设计肯定要按次序步骤进行；假如不按次序，就有可能数据缺少依据，是错误的；所以肯定要先把设计内容
28、步骤次序理清；十一、设计任务书一、课程设计的目的机械设计基础课程设计是机械设计基础课程的最终一个教学环节，是对同学进行的第一次较为全面的设计训练，其目的欢迎下载精品学习资源是：1、培育同学综合运用学过的理论学问，结合生产实际分析解决机械工程问题的才能；2、学习把握机械设计的一般方法，明白简洁机械传动装置的设计步骤和设计方法；3、熟识和使用设计资料、手册、标准和规范；4、为将来的专业设计和毕业设计打下基础；二、课程设计的内容机械设计基础课程设计题目为通用机构的传动装置设计， 机械设计基础课程设计题目及设计参数见设计题目清单；课程设计内容：1、电动机的挑选；2、传动装置运动和动力参数的确定和运算；
29、3、主要零件的设计运算；4、减速器装配图和零件工作图的绘制；5、设计说明书的编写；设计工作量：1、减速器装配图1张（ 0 号）；2、主要零件工作图2张（从减速器中挑选1 个齿轮和1 根轴）；3、设计说明书1份；设计说明书编排格式参照中南高校本科生毕业论文格式要求；三、设计的方法与步骤机械设计基础课程设计与机械设计的一般过程相像，也是从方案分析开头，进行必要的运算和结构设计，最终以图纸表达设计结果，以运算说明书表示设计的依据；课程设计步骤：欢迎下载精品学习资源1、设计预备认真阅读设计任务书，明确设计要求、工作条件、设计内容；通过阅读有关资料、图书，参观实物或模型，明白设计对象；复习有关课程相关内
30、容，熟识有关零件的设计方法和步 骤，预备好设计需要的图书、资料和用具，拟定设计方案；2、传动装置的总体设计 确定传动装置的传动方案；、挑选电动机依据工作机的特性、工作环境、工作载荷的大小和性质等条件，挑选电动机的种类、类型和结构型式、功率和转速，确定电动机型号；、传动比的安排传动装置总的传动比可依据电动机的满载转速n0 和工作机轴的转速 nW，运算出，然后依据总传动比合理安排给各级传动；总传动比等于各级分传动比的连乘积；、传动装置的运动和动力参数的运算在选定电动机型号，安排传动比后，将传动装置中各轴传递的功率、转速、转矩和相邻轴间的传动比及传动效率运算出来，为下一步的零件和轴的设计运算供应设计
31、运算依据；3、传动零件的设计运算传动零件的设计运算包括确定传动零件的材料、热处理方法、参数、尺寸和主要结构；、减速器以外的传动零件设计运算（带传动、链传动、开式齿轮传动等）；、开式齿轮传动设计开式齿轮传动须确定出模数、齿数、分度圆直径、齿宽、轮毂长度以及作用在轴上力的大小和方向；、一般 V 带传动设计运算一般 V 带传动须确定出带的型号、带轮直径和宽欢迎下载精品学习资源度、运算出带的长度、中心距、带的根数及作用在轴上力的大小和方向；、链传动设计链传动须确定出链节距、齿数、链轮直径、轮毂宽度、中心距及作用在轴上力的大小和方向；、减速器内部传动零件的设计运算（如齿轮传动设计计算、轴的设计运算等）；
32、在减速器外部的传动零件设计完成后，应检验开头运算的运动及动力参数有无变化，如有变化就应作相应的修改后，再进行减速器内传动零件的设计运算；齿轮和轴的设计运算参照教材所示的步骤、方法和公式进行；4、减速器装配草图设计绘制减速器装配草图，挑选联轴器，初定轴径； 定出轴上受力点的位置和轴承支点间的跨距； 校核轴及轴毂联接强度；挑选运算轴承并设计轴承组合的结构；减速器箱体和附件的设计；5、工作图设计 零件工作图设计； 装配工作图设计6、整理编写设计说明书整理编写设计说明书，总结设计的收成和体会教训；四、设计留意事项1、提倡独立，严禁盲目抄袭和“闭门造车”，要认真阅读参考资料，认真分析参考图例的结构；2、把握“三边”（边画图、边运算、边修改）设计法， 设计中应对发觉的不合理结构和尺寸进行必要的修改，力求精益求精；欢迎下载精品学习资源3、学会正确处理设计运算和结构设计间的关系，要统筹兼顾；4、正确使用标准和规范；5、图纸表达正确、清楚、图面干净，符合机械制图标准，设计说明书要求运算正确、编排合理；十二、参考资料1、机械设计课程设计，合肥：合肥工业高校出版社，20052、机械设计手册化学工业出版社3、机械设计手册：单行本减速器和变速器机械工业出版社， 20074、减速器和变速器设计与选用手册，机械工业出版社，20075、机械设计基础课程设计，高等训练出版社，2005欢迎下载