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1、- 机械设计课程设计计算说明书设计题目 带式运输机单级斜齿圆柱齿轮减速器院系 机电工程学院 专业 过程装备与控制工程 班级 装控 设计者 学号 指导老师 周瑞强 2010 年 12 月 25 日广东石油化工学院目录一、课题任务2二、传动方案的拟定及说明3三、电动机的选择3四、计算总的传动比和分配各级的传动比4五、带传动件的设计与计算6六、齿轮传动件的设计与计算8七、轴的设计和轴承、键的选择校核10八、减速器机体的结构尺寸17九、联轴器的选择18十、润滑方式的确定18十一、装配图设计18十二、零件图设计21计算项目及内容一、课题任务(一) 课程设计的目的及要求目的：1、综合运用机械设计及其他先修
2、课的知识，进行机械设计训练，使已学知识得以巩固、加深和扩展；2、学习和掌握通用机械零件、部件、机械传动及一般机械的基本设计方法和步骤，培养学生工程设计能力、分析问题及解决问题的能力；3、提高学生在计算、制图、运用设计资料（手册、 图册）进行经验估算及考虑技术决策等机械设计方面的基本技能和机械CAD技术。设计要求：1、传动方案的分析和拟定；2、电动机的选择，传动装置的运动和动力参数的计算；3、传动件的设计（齿轮传动（单极）；4、轴的设计（所有轴的结构设计，低速轴的弯、扭组合强度校核及安全系数校核）；5、轴承的设计（所有轴承的组合设计，低速轴上轴承的寿命计算）；6、键的选择及强度校核（高速轴上键的
3、校核）；7、联轴器的选择；8、减速器的润滑与密封；9、减速器装配图设计（箱体、箱盖、附件设计等）；10、零件工作图设计；11、编写设计计算说明书；12、总结及答辩。13、减速器装配图一张：A0号 图纸 比例 1：114、高速齿轮轴图一张：A3号 图纸 比例 1：1 15、低速齿轮图一张：A3号图纸 比例自定16、设计计算说明书一份：1000015000字(二) 已知条件：1、运输带线速度v=1.50m/s。2、带牵引力1250，鼓轮直径240。3、工作条件：运输机双班制工作，连续单向运转，载荷平稳，空载启动，运输带速度允许误差。4、使用期：8年，两班制工作5、产量：小批量生产。计算项目及内容(
4、三) 设计要求二、传动方案的拟定和及说明一、传动方案拟定1、设计题目名称设计带式运输机传动装置。2、运动简图3、分析传动系统的作用：作用：介于机械中原动机与工作机之间，主要将原动机的运动和动力传给工作机，在此起减速作用，并协调二者的转速和转矩。4、分析传动方案：特点：结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。电机不会与箱体发生干涉。三、电动机的选择1、选择电动机系列按工作要求及工作条件，选用Y系列三相异步电动机，其结构简单工作可靠计算项目及内容价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。 封闭式结构，电压为380V。2、选电动机功率（1）传动装置总效率 （
5、2）工作机所需功率 （3）电动机的输出功率 从课程设计书本表19-1中可选额定功率为2.2kW的电动机。3、电动机转速的选择运输带的带速，卷筒直径D（mm），卷筒轴转速V带传动常用传动比，单级圆柱齿轮传动比，故电动机转速可选的范围。故可选同步转速为750r/min、1000r/min和1500r/min。根据相同功率的三种转速，从表19-1中查出三种型号电动机，综合考虑多方面因素，选择第三种转速，即选电动机型号为Y100L1-4，则电动机的技术参数如下表：电动机型号额定功率（kW）满载转速（r/min）堵转转矩/最大转矩/额定转矩（Nm）Y100L2-42.214202.2计算项目及内容安装尺
6、寸可查表19-3获得。四、计算总传动比及分配各级的传动比（1）传动装置总传动比：（2）分配各级的传动比取V带传动的传动比，则单级圆柱齿轮减速器的传动比为，符合一般圆柱齿轮传动和单级圆柱减速器传动比的常用范围课程设计书（表2-1）。（3）各轴输入转速电动机为0轴，则电动机的转速 高速轴的输入转速 低速轴的输入转速 卷筒轴的输入转速 （1）、各轴输入功率 按电动机额定功率P计算各轴输入功率，则 电动机输入功率 高速轴输入功率低速轴的输入功率 卷筒轴的输入功率 计算项目及内容3）各轴输入扭矩 电动机轴输出转矩 高速轴输入扭矩 低速轴输入扭矩 卷筒轴输入扭矩 将计算结果汇总列表：轴转速（r/min）轴
7、输入功率（kW）输入转矩（Nm）传动比效率电动机14202.214.8高速轴5262.1138.31低速轴114.32.05162.91五、带传动设计1计算功率由表机械设计书本表2-10,故2、选用V带型号用普通V带，由图机械设计书本图2-17查出，应选用A型。3、求大、小带轮基准直径计算项目及内容由表机械设计书本表2-4可知应不小于80，取。由公式（2.16）得4、验算带速，在范围内适合。5、求带基准长度和中心距 初选，由由公式（2.1）得带长 由表机械设计书本表（2-2）基准长度选用，再由公式（2.24）可近似计算出实际中心距得，满足要求、验算小带轮包角，合适、求带根数，查表得传动比，查表
8、得由查13-7得计算项目及内容取Z=3根、求作用在带轮轴上的压力查13-1得 故由公式（13-17）得单根带的初拉力作用在轴上的压力六、齿轮传动件设计计算1、确定齿轮的材料 有机械设计书本表4-2得出，小齿轮采用：40MnB调质,齿面硬度为（241286）HBS。大齿轮：ZG35SiMn调质，齿面硬度为（241269）HBS。 2、确定需用应力查机械设计书本图4.19-3得 ，查机械设计书本图4.21-3得 由表4-10得： =1.1, =1.25由表4.20： 3、按齿面接触强度设计设齿轮按8级精度制造，查表4-4取载荷系数，齿宽系数计算项目及内容（由表4-8得）。小齿轮上的转矩 初选螺旋角
9、取齿数则法向模数。查表4-1后，取实际计算得到齿宽中心距。取中心距确定螺旋角4、验算轮齿弯曲强度齿形系数。查课本图11-8得；由图11-9得；计算项目及内容5、齿轮的圆周速度8级精度合适。6、齿轮其他参数端面模数；分度圆直径 齿高；顶隙；齿顶圆直径 ； 齿根圆直径 ； ；七、 轴的设计和轴承,键的选择校核（一）高速轴的结构设计1、选 材 选用45调质。查表取=35Mpa, C=110。2、初估直径 计算项目及内容轴上有单个键槽，轴径应增加5 所以26.5（15）27.5mm 圆整且该段轴径与V带相连，故综合考虑取d为30mm。3、轴的结构设计 （1）轴上零件的定位，固定和装配 单级减速器中可将
10、齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过渡配合固定 （2）确定轴各段直径和长度工段与带轮相连接： 长度取初选用圆锥滚子轴承30208型，轴的各级直径及长度如下，36mm，=69mm:；=40mm，=18；=48 =6； =64，=77 =48，=5 =40，=19由于齿轮左右端面是对称分布的，因此可以确定高速轴的总跨距。4、按轴的强度校核高速齿轮上的圆周力 径向力 轴向力 计算项目及内容aaLK求垂直面的支反力：求水平面的支承力F力在支点产生的反力 求垂直弯矩，并绘制垂直弯矩图：求并绘制水平面
11、弯矩图： 求并绘制F力产生的弯矩图：F在a-a处产生的弯矩：求合成弯矩图：考虑最不利的情况，把与直接相加。 计算项目及内容求轴传递的转矩求危险截面当量弯矩：由弯矩图可知a-a截面是最危险截面其当量弯矩为：（取折合系数）计算危险截面处轴的直径：因为材料选择45调质，查课本表14-1和表14-3得，则： 。考虑到键槽对轴的削弱，将d值加大3%，故，远远小于64.9mm,所以该轴是安全的。5、轴承寿命校核：轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查课本279页表16-8,9，10取取查设计书第131页得 8年（按全年300天，一天16小时工作）该轴承符合要求。计算项目及内容弯矩
12、图及轴的受力分析图6、键的设计与校核见课程设计书123页，由于，选用A型平键键的校核，取长度。（二）低速轴的结构设计1、选材选材料45钢。查课本第245页表14-2取=35Mpa, C=110。2、 确定各轴段直径各轴段直径的确定：根据课本第245页公式（14-2）mm式中：P轴所传递的功率，KWn轴的转速，r/minC由轴的许用切应力所确定的系数计算项目及内容得： 轴上有单个键槽，轴径应增加3 所以，故综合考虑取d为30mm。此段连接的是轴承，先选6006号深沟球轴承，查表可得到轴承宽度B=14mm，所以暂时取，接下来，取段的长度，连接齿轮的轴，由于齿轮的宽度是50mm，所以取长度，取退刀槽
13、的直径是38mm，长度是13mm，下一段连接轴承，直径是30mm，长度是12mm，轴承外面到轴的另一端长度70mm，直径是28mm，下一段的阶梯轴连接联轴器的直径是26mm，长度是38mm。3、 轴的校核aaLK低速齿轮上的圆周力 径向力 轴向力 求垂直面的支反力求水平面的支承力F力在支点产生的反力计算项目及内容 求垂直弯矩，并绘制垂直弯矩图：求并绘制水平面弯矩图： 求并绘制F力产生的弯矩图：F在a-a处产生的弯矩：求合成弯矩图：考虑最不利的情况，把与直接相加。 求危险截面当量弯矩：由弯矩图可知a-a截面是最危险截面其当量弯矩为：（取折合系数）计算危险截面处轴的直径：因为材料选择45调质，查课
14、本表14-1和表14-3得，则： 考虑到键槽对轴的削弱，将d值加大3%，故，小于40mm,所以该轴是安全的。弯矩及轴的受力分析图如下：计算项目及内容4、轴承寿命校核：轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查课本279页表16-8,9，10取取查设计书第131页得 8年（按全年300天，一天16小时工作）该轴承符合要求。计算项目及内容5、键的设计与校核见课程设计书123页，由于，选用A型平键，键的校核，取长度。八、减速器机体结构尺寸序号符号名 称尺 寸(mm)1a中心距1502箱座壁厚83箱盖厚度84b箱盖凸缘厚度125b1箱座凸缘厚度126b2箱座底部凸缘厚度207df
15、地脚螺栓直径188n地脚螺栓数目a250mm,n=449d1轴承旁联接螺栓直径M1610d2箱盖与箱座联接螺栓直径M1211d3轴承端盖螺钉直径M612d4观察孔螺钉直径=（0.30.4）M613d定位小直径=（0.70.8）M614c1Df，d1，d2至箱体外壁距离1815c2Df，d1，d2至凸缘边缘距离1616R1轴承旁凸台半径1617h轴承旁凸台高度根据低速级轴承座外径确定18L1箱体外壁至轴承座端面距离=+（510）3919e轴承端面至箱体内壁距离20m下箱体肋板厚度721m1上箱体肋板厚度722D2轴承压盖外径+（55.5）23S轴承旁联接螺栓距离24S1地脚螺栓间距25f轴承压盖
16、垫片厚度九、联轴器的选择计算联轴器所需的转矩： 查课本291表17-1取，查手册选用型号为HL3的弹性柱销联轴器。十、润滑方式的确定因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小于，所以采用脂润滑，箱体内选用SH0357-92中的50号润滑，装至规定高度。十一、装配图设计（一）、装配图的作用作用：装配图表明减速器各零件的结构及其装配关系，表明减速器整体结构，所有零件的形状和尺寸，相关零件间的联接性质及减速器的工作原理，是减速器装配、调试、维护等的技术依据，表明减速器各零件的装配和拆卸的可能性、次序及减速器的调整和使用方法。（二）、减速器装配图的绘制1、装备图的总体规划：（1）、视图布局：
17、、选择3个基本视图，结合必要的剖视、剖面和局部视图加以补充。、选择俯视图作为基本视图，主视和左视图表达减速器外形，将减速器的工作原理和主要装配关系集中反映在一个基本视图上。布置视图时应注意：计算项目及内容a、整个图面应匀称美观，并在右下方预留减速器技术特性表、技术要求、标题栏和零件明细表的位置。b、各视图之间应留适当的尺寸标注和零件序号标注的位置。（2）、尺寸的标注：、特性尺寸：用于表明减速器的性能、规格和特征。如传动零件的中心距及其极限偏差等。、配合尺寸：减速器中有配合要求的零件应标注配合尺寸。如：轴承与轴、轴承外圈与机座、轴与齿轮的配合、联轴器与轴等应标注公称尺寸、配合性质及精度等级。、外
18、形尺寸：减速器的最大长、宽、高外形尺寸表明装配图中整体所占空间。、安装尺寸：减速器箱体底面的长与宽、地脚螺栓的位置、间距及其通孔直径、外伸轴端的直径、配合长度及中心高等。（3）、标题栏、序号和明细表：、说明机器或部件的名称、数量、比例、材料、标准规格、标准代号、图号以及设计者姓名等内容。、装备图中每个零件都应编写序号，并在标题栏的上方用明细表来说明。（4）、技术特性表和技术要求：、技术特性表说明减速器的主要性能参数、精度等级、表的格式可查文献例题，布置在装配图右下方空白处。、技术要求包括减速器装配前、滚动轴承游隙、传动接触斑点、啮合侧隙、箱体与箱盖接合、减速器的润滑、试验、包装运输要求。2、绘
19、制过程：（1）、画三视图：、绘制装配图时注意问题： a先画中心线，然后由中心向外依次画出轴、传动零件、轴承、箱体及其附件。b、先画轮廓，后画细节，先用淡线最后加深。c、3个视图中以俯视图作基本视图为主。d、剖视图的剖面线间距应与零件的大小相协调，相邻零件剖面线尽可能取不同。计算项目及内容e、对零件剖面宽度的剖视图，剖面允许涂黑表示。f、同一零件在各视图上的剖面线方向和间距要一致。、轴系的固定：a、轴向固定：滚动轴承采用轴肩和闷盖或透盖，轴套作轴向固定；齿轮同样。b、周向固定：滚动轴承采用内圈与轴的过渡配合，齿轮与轴除采用过盈配合还采用圆头普通平键。（2）、润滑与密封、润滑：齿轮采用浸油润滑。当
20、齿轮圆周速度时，圆柱齿轮浸入油的深度约一个齿高，三分之一齿轮半径，大齿轮的齿顶到油底面的距离3060mm。轴承润滑采用润滑脂，润滑脂的加入量为轴承空隙体积的采用稠度较小润滑脂。、密封：防止外界的灰尘、水分等侵入轴承，并阻止润滑剂的漏失。（3）、减速器的箱体和附件：、箱体：用来支持旋转轴和轴上零件，并为轴上传动零件提供封闭工作空间，防止外界灰砂侵入和润滑逸出，并起油箱作用，保证传动零件啮合过程良好的润滑。、附件：包括窥视孔及窥视孔盖、通气器、轴承盖、定位销、启箱螺钉、油标、放油孔及放油螺塞、起吊装置。3、完成装配图：（1）、标注尺寸：标注尺寸包括的特性尺寸、配合尺寸、安装尺寸、外形尺寸、其他重要
21、尺寸。（2）、零件编号（序号）：装配图中所有零部件，按顺时针方向依次编号，并对齐。（3）、技术要求（4）、审图（5）、加深十二、零件图设计（一）、零件图的作用：作用：1、 反映设计者的意图，是设计生产部门组织设计、生产的重要技术文件。 计算项目及内容2、表达机器（或部件）对零件的要求，同时还要考虑到结构和制造的可能性与合理性，是制造、检验和制定技术规程的依据。（二）、零件图的内容及绘制：1、用一组视图，完整、准确、清楚地表示出零件各部分的结构形状：（1）、轴：采用主视图和剖视图。主视图按轴线水平布置，再在键槽处的剖面视图。（2）、齿轮：采用主视图和侧视图。主视图按轴线水平布置（全剖），反映基本
22、形状；侧视图反映轮廓、辐板、键槽等。2、正确、完整、清晰、合理地标注零件结构形状及相对位置尺寸：（1）、轴：径向尺寸以轴线为基准标注，有配合处径向尺寸应标尺寸偏差；轴向尺寸以轴孔配合端面及轴端面为基准，反映加工要求，不允许出现封闭尺寸链。（2）、齿轮：径向尺寸以轴线为基准，轴孔、齿顶圆应标相应的尺寸偏差；轴向尺寸以端面为基准，键槽尺寸应相应标出尺寸偏差。3、用一些规定的符号、数字、字母、和文字注解，简明准确的给出零件在使用、制造安装和检验时应达到的某些技术要求：如表面粗糙度、尺寸公差、形状和位置公差，表面热处理及材料热处理等方面的要求。4、画出标题栏。参考书目机械设计吕宏 王慧 北京大学出版社机械设计课程设计陆玉主编 机械工业出版社机械原理王跃进主编 北京大学出版社互换性测量与技术黄镇昌主编 华南理工大学出版社计算结果计算结果计算结果计算结果计算结果计算结果计算结果Z=3根K=1.1计算结果计算结果计算结果计算结果 计算结果计算结果计算结果计算结果计算结果计算结果计算结果计算结果-第 22 页-