高速齿轮材料毕业论文设计

械设计课程设计任务书 班 级 姓 名 设计题目：带式运输机传动装置设计 布置形式：设计用于带式运输机的一级直齿圆柱齿轮减速器（Ⅰ） 传动简图 原始数据： 数据编号 1 2 3 4 5 6 运输带工作拉力F/N 800 850 1150 运输带工作速度v/(m/s) 卷筒直径D/mm 250 260 270 240 250 260 工作条件：一班制，连续单向运转。载荷平稳,室内工作,有粉尘。 使用期限：10 年 生产批量：10 套 动力来源：三相交流电（220V/380V ） 运输带速度允许误差：±5% 。提问者： 浪人5 - 试用期 一级 其他回答 共 1 条这个是我好不容易才找到的，一个东东啊，你可以自己看看啊，就差不多能自己理解了。。。给我你的邮箱发给你啊！我的是 目 录 设计任务书…………………………………………………2 第一部分 传动装置总体设计……………………………4 第二部分 V带设计………………………………………6 第三部分 各齿轮的设计计算……………………………9 第四部分 轴的设计………………………………………13 第五部分 校核……………………………………………19 第六部分 主要尺寸及数据………………………………21 设 计 任 务 书 一、 课程设计题目： 设计带式运输机传动装置（简图如下） 原始数据： 数据编号 3 5 7 10 运输机工作转矩T/() 690 630 760 620 运输机带速V/(m/s) 卷筒直径D/mm 320 380 320 360 工作条件： 连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期限为10年，小批量生产，单班制工作（8小时/天）。运输速度允许误差为 。 二、 课程设计内容 1）传动装置的总体设计。 2）传动件及支承的设计计算。 3）减速器装配图及零件工作图。 4）设计计算说明书编写。 每个学生应完成： 1） 部件装配图一张（A1）。 2） 零件工作图两张（A3） 3） 设计说明书一份（6000~8000字）。 本组设计数据： 第三组数据：运输机工作轴转矩T/() 690 。 运输机带速V/(m/s) 。 卷筒直径D/mm 320 。 已给方案：外传动机构为V带传动。 减速器为两级展开式圆柱齿轮减速器。 第一部分 传动装置总体设计 一、 传动方案（已给定） 1） 外传动为V带传动。 2） 减速器为两级展开式圆柱齿轮减速器。 3） 方案简图如下： 二、该方案的优缺点： 该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速，这是两级减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边，以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。原动机部分为Y系列三相交流 异步电动机。 总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。 计 算 与 说 明 结果 三、原动机选择（Y系列三相交流异步电动机） 工作机所需功率： = (见课设P9) 传动装置总效率： （见课设式2-4） （见课设表12-8） 电动机的输出功率： （见课设式2-1） 取 选择电动机为Y132M1-6 m型 （见课设表19-1） 技术数据：额定功率（ ） 4 满载转矩（ ） 960 额定转矩（ ） 最大转矩（ ） Y132M1-6电动机的外型尺寸（mm）： （见课设表19-3） A：216 B：178 C：89 D：38 E：80 F：10 G：33 H：132 K：12 AB：280 AC：270 AD：210 HD：315 BB：238 L：235 四、传动装置总体传动比的确定及各级传动比的分配 1、 总传动比： （见课设式2-6） 2、 各级传动比分配： （见课设式2-7） 初定 第二部分 V带设计 外传动带选为 普通V带传动 1、 确定计算功率： 1）、由表5-9查得工作情况系数 2）、由式5-23（机设） 2、选择V带型号 查图5-12a(机设)选A型V带。 3.确定带轮直径 （1）、参考图5-12a（机设）及表5-3（机设）选取小带轮直径 （电机中心高符合要求） （2）、验算带速 由式5-7（机设） （3）、从动带轮直径 查表5-4（机设） 取 （4）、传动比 i （5）、从动轮转速 4.确定中心距 和带长 （1）、按式（5-23机设）初选中心距 取 （2）、按式(5-24机设)求带的计算基础准长度L0 查图.5-7(机设)取带的基准长度Ld=2000mm (3)、按式(5-25机设)计算中心距:a (4)、按式（5-26机设）确定中心距调整范围 5.验算小带轮包角α1 由式(5-11机设) 6.确定V带根数Z (1)、由表（5-7机设）查得dd1=112 n1=800r/min及n1=980r/min时，单根V带的额定功率分呷为和，用线性插值法求n1=980r/min时的额定功率P0值。 (2)、由表（5-10机设）查得△P0= (3)、由表查得（5-12机设）查得包角系数 (4)、由表(5-13机设)查得长度系数KL= (5)、计算V带根数Z，由式（5-28机设） 取Z=5根 7．计算单根V带初拉力F0，由式（5-29）机设。 q由表5-5机设查得 8．计算对轴的压力FQ，由式（5-30机设）得 9．确定带轮的结构尺寸，给制带轮工作图 小带轮基准直径dd1=112mm采用实心式结构。大带轮基准直径dd2=280mm，采用孔板式结构，基准图见零件工作图。 第三部分 各齿轮的设计计算 一、高速级减速齿轮设计（直齿圆柱齿轮） 1.齿轮的材料，精度和齿数选择，因传递功率不大，转速不高，材料按表7-1选取，都采用45号钢，锻选项毛坯，大齿轮、正火处理，小齿轮调质，均用软齿面。齿轮精度用8级，轮齿表面精糙度为，软齿面闭式传动，失效形式为占蚀，考虑传动平稳性，齿数宜取多些，取Z1=34 则Z2=Z1i=34× 2.设计计算。 （1）设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。 （2）按齿面接触疲劳强度设计，由式（7-9） T1=×106×P/n=×106× N?mm 由图（7-6）选取材料的接触疲劳，极限应力为 бHILim=580 бHILin=560 由图 7-7选取材料弯曲疲劳极限应力 бHILim=230 бHILin=210 应力循环次数N由式（7-3）计算 N1=60n, at=60×(8×360×10)=×109 N2= N1/u=×109/×109 由图7-8查得接触疲劳寿命系数；ZN1= ZN2= 由图7-9查得弯曲 ；YN1=1 YN2=1 由图7-2查得接触疲劳安全系数：SFmin= 又YST= 试选Kt= 由式(7-1)(7-2)求许用接触应力和许用弯曲应力 将有关值代入式(7-9)得 则V1=(πd1tn1/60×1000)= ( Z1 V1/100)=×(34/100)m/s= 查图7-10得Kv= 由表7-3查和得K A=.由表7-4查得Kβ=.取Kα=.则KH=KAKVKβKα= ,修正 M=d1/Z1= 由表7-6取标准模数：m=2mm (3) 计算几何尺寸 d1=mz1=2×34=68mm d2=mz2=2×89=178mm a=m(z1＋z2)/2=123mm b=φddt=1×68=68mm 取b2=65mm b1=b2+10=75 3.校核齿根弯曲疲劳强度 由图7-18查得，YFS1=，YFS2= 取Yε= 由式(7-12)校核大小齿轮的弯曲强度. 二、低速级减速齿轮设计（直齿圆柱齿轮） 1.齿轮的材料，精度和齿数选择，因传递功率不大，转速不高，材料按表7-1选取，都采用45号钢，锻选项毛坯，大齿轮、正火处理，小齿轮调质，均用软齿面。齿轮精度用8级，轮齿表面精糙度为，软齿面闭式传动，失效形式为点蚀，考虑传动平稳性，齿数宜取多些，取Z1=34 则Z2=Z1i=34× 2.设计计算。 （1） 设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。 （2）按齿面接触疲劳强度设计，由式（7-9） T1=×106×P/n=×106× N?mm 由图（7-6）选取材料的接触疲劳，极限应力为 бHILim=580 бHILin=560 由图 7-7选取材料弯曲疲劳极阴应力 бHILim=230 бHILin=210 应力循环次数N由式（7-3）计算 N1=60n at=60×148×(8×360×10)=×109 N2= N1/u=×109/×108 由图7-8查得接触疲劳寿命系数；ZN1= ZN2= 由图7-9查得弯曲 ；YN1=1 YN2=1 由图7-2查得接触疲劳安全系数：SFmin= 又YST= 试选Kt= 由式(7-1)(7-2)求许用接触应力和许用弯曲应力 将有关值代入式(7-9)得 则V1=(πd1tn1/60×1000)= ( Z1 V1/100)=×(34/100)m/s= 查图7-10得Kv= 由表7-3查和得K A=.由表7-4查得Kβ=.取Kα=.则KH=KAKVKβKα= ,修正 M=d1/Z1= 由表7-6取标准模数：m= (3) 计算几何尺寸 d1=mz1=×34=85mm d2=mz2=×104=260mm a=m(z1＋z2)/2= b=φddt=1×85=85mm 取b2=85mm b1=b2+10=95 3.校核齿根弯曲疲劳强度 由图7-18查得，YFS1=，YFS2= 取Yε= 由式(7-12)校核大小齿轮的弯曲强度. 总结：高速级 z1=34 z2=89 m=2 低速级 z1=34 z2=104 m= 第四部分 轴的设计 高速轴的设计 1.选择轴的材料及热处理 由于减速器传递的功率不大，对其重量和尺寸也无特殊要求故选择常用材料45钢,调质处理. 2.初估轴径 按扭矩初估轴的直径,查表10-2,得c=106至117,考虑到安装联轴器的轴段仅受扭矩作用.取c=110则: D1min= D2min= D3min= 3.初选轴承 1轴选轴承为6008 2轴选轴承为6009 3轴选轴承为6012 根据轴承确定各轴安装轴承的直径为: D1=40mm D2=45mm D3=60mm 4.结构设计(现只对高速轴作设计,其它两轴设计略,结构详见图)为了拆装方便,减速器壳体用剖分式,轴的结构形状如图所示. (1).各轴直径的确定 初估轴径后,即可按轴上零件的安装顺序,从左端开始确定直径.该轴轴段1安装轴承6008,故该段直径为40mm。2段装齿轮，为了便于安装，取2段为44mm。齿轮右端用轴肩固定，计算得轴肩的高度为，取3段为53mm。5段装轴承，直径和1段一样为40mm。4段不装任何零件，但考虑到轴承的轴向定位，及轴承的安装，取4段为42mm。6段应与密封毛毡的尺寸同时确定，查机械设计手册，选用JB/ZQ4606-1986中d=36mm的毛毡圈，故取6段36mm。7段装大带轮，取为32mm>dmin 。 （2）各轴段长度的确定 轴段1的长度为轴承6008的宽度和轴承到箱体内壁的距离加上箱体内壁到齿轮端面的距离加上2mm，l1=32mm。2段应比齿轮宽略小2mm，为l2=73mm。3段的长度按轴肩宽度公式计算l3=；去l3=6mm，4段：l4=109mm。l5和轴承6008同宽取l5=15mm。l6=55mm，7段同大带轮同宽，取l7=90mm。其中l4，l6是在确定其它段长度和箱体内壁宽后确定的。 于是，可得轴的支点上受力点间的跨距L1=，L2=159mm，L3=。 （3）.轴上零件的周向固定 为了保证良好的对中性，齿轮与轴选用过盈配合H7/r6。与轴承内圈配合轴劲选用k6，齿轮与大带轮均采用A型普通平键联接，分别为16*63 GB1096-1979及键10*80 GB1096-1979。 （4）.轴上倒角与圆角 为保证6008轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面，根据轴承手册的推荐，取轴肩圆角半径为1mm。其他轴肩圆角半径均为2mm。根据标准，轴的左右端倒角均为1*45。。 5.轴的受力分析 （1） 画轴的受力简图。 （2） 计算支座反力。 Ft=2T1/d1= Fr=Fttg20。=3784 FQ=1588N 在水平面上 FR1H= FR2H=Fr-FR1H=1377-966=411N 在垂直面上 FR1V= Fr2V=Ft- FR1V=1377-352=1025N （3） 画弯矩图 在水平面上，a-a剖面左侧 MAh=FR1Hl3=966 a-a剖面右侧 M’Ah=FR2Hl2=411 153= N?m 在垂直面上 MAv=M’AV=FR1Vl2=352×153= N?m 合成弯矩，a-a剖面左侧 a-a剖面右侧 画转矩图 转矩 3784×（68/2）= 6.判断危险截面 显然，如图所示，a-a剖面左侧合成弯矩最大、扭矩为T，该截面左侧可能是危险截面；b-b截面处合成湾矩虽不是最大，但该截面左侧也可能是危险截面。若从疲劳强度考虑，a-a，b-b截面右侧均有应力集中，且b-b截面处应力集中更严重，故a-a截面左侧和b-b截面左、右侧又均有可能是疲劳破坏危险截面。 7.轴的弯扭合成强度校核 由表10-1查得 (1)a-a剖面左侧 3=×443= = （2）b-b截面左侧 3=×423= b-b截面处合成弯矩Mb: =174 N?m =27 8.轴的安全系数校核:由表10-1查得 (1)在a-a截面左侧 WT=×443= 由附表10-1查得 由附表10-4查得绝对尺寸系数 ;轴经磨削加工, 由附表10-5查得质量系数 .则 弯曲应力 应力幅 平均应力 切应力 安全系数 查表10-6得许用安全系数 =～,显然S> ,故a-a剖面安全. (2)b-b截面右侧 抗弯截面系数 3=×533= 抗扭截面系数WT=×533= m3 又Mb=174 N?m,故弯曲应力 切应力 由附表10-1查得过盈配合引起的有效应力集中系数 。 则 显然S> ,故b-b截面右侧安全。 （3）b-b截面左侧 WT=×423= m3 b-b截面左右侧的弯矩、扭矩相同。 弯曲应力 切应力 （D-d）/r=1 r/d=，由附表10-2查得圆角引起的有效应力集中系数 。由附表10-4查得绝对尺寸系数 。又 。则 显然S> ,故b-b截面左侧安全。 第五部分 校 核 高速轴轴承 FR2H=Fr-FR1H=1377-966=411N Fr2V=Ft- FR1V=1377-352=1025N 轴承的型号为6008，Cr= kN 1） FA/COr=0 2） 计算当量动载荷 查表得fP=径向载荷系数X和轴向载荷系数Y为X=1，Y=0 =×（1×352）= N 3） 验算6008的寿命 验算右边轴承 键的校核 键1 10×8 L=80 GB1096-79 则强度条件为 查表许用挤压应力 所以键的强度足够 键2 12×8 L=63 GB1096-79 则强度条件为 查表许用挤压应力 所以键的强度足够 联轴器的选择 联轴器选择为TL8型弹性联轴器 GB4323-84 减速器的润滑 1.齿轮的润滑 因齿轮的圆周速度<12 m/s，所以才用浸油润滑的润滑方式。 高速齿轮浸入油里约个齿高，但不小于10mm，低速级齿轮浸入油高度约为1个齿高（不小于10mm），1/6齿轮。 2．滚动轴承的润滑 因润滑油中的传动零件（齿轮）的圆周速度V≥～2m/s所以采用飞溅润滑， 第六部分 主要尺寸及数据 箱体尺寸: 箱体壁厚 箱盖壁厚 箱座凸缘厚度b=15mm 箱盖凸缘厚度b1=15mm 箱座底凸缘厚度b2=25mm 地脚螺栓直径df=M16 地脚螺栓数目n=4 轴承旁联接螺栓直径d1=M12 联接螺栓d2的间距l=150mm 轴承端盖螺钉直径d3=M8 定位销直径d=6mm df 、d1 、d2至外箱壁的距离C1=18mm、18 mm、13 mm df、d2至凸缘边缘的距离C2=16mm、11 mm 轴承旁凸台半径R1=11mm 凸台高度根据低速轴承座外半径确定 外箱壁至轴承座端面距离L1=40mm 大齿轮顶圆与内箱壁距离△1=10mm 齿轮端面与内箱壁距离△2=10mm 箱盖，箱座肋厚m1=m=7mm 轴承端盖外径D2 ：凸缘式端盖：D+（5～）d3 以上尺寸参考机械设计课程设计P17～P21 传动比 原始分配传动比为：i1= i2= i3= 修正后 ：i1= i2= i3= 各轴新的转速为 ：n1=960/ n2=384/ n3=147/ 各轴的输入功率 P1=pdη8η7 =×× P2=p1η6η5=×× P3=p2η4η3=×× P4=p3η2η1=×× 各轴的输入转矩 T1=9550Pdi1η8η7/nm=9550×××× T2= T1 i2η6η5=××× T3= T2 i3η4η3=××× T4= T3 η2η1=×× 轴号 功率p 转矩T 转速n 传动比i 效率η 电机轴 960 1 1 1 384 2 148 3 48 工作机轴 48 1 齿轮的结构尺寸 两小齿轮采用实心结构 两大齿轮采用复板式结构 齿轮z1尺寸 z=34 d1=68 m=2 d=44 b=75 d1=68 ha=ha*m=1×2=2mm hf=( ha*+c*)m=(1+)×2= h=ha+hf=2+ da=d1＋2ha=68+2×2=72mm df=d1－2hf=68－2× p=πm= s=πm/2=×2/2= e=πm/2=×2/2= c=c*m=×2= 齿轮z2的尺寸 由轴可 得d2=178 z2=89 m=2 b=65 d4=49 ha=ha*m=1×2=2mm h=ha+hf=2+ hf=(1＋)×2= da=d2＋2ha=178＋2×2=182 df=d1－2hf=178－2× p=πm= s=πm/2=×2/2= e=πm/2=×2/2= c=c*m=×2= DT≈ D3≈×49= D0≈da-10mn=182-10×2=162 D2≈(D0-D3)=()=20 R=5 c=×65=13 齿轮3尺寸 由轴可得, d=49 d3=85 z3=34 m= b=95 ha =ha*m=1× h=ha+hf= hf=(ha*+c*)m=(1+)× da=d3+2ha=85+2× df=d1-2hf=85-2× p=πm=× s=πm/2=× e=s c=c*m=× 齿轮4寸 由轴可得 d=64 d4=260 z4=104 m= b=85 ha =ha*m=1× h=ha+hf= hf=(ha*+c*)m=(1+)× da=d4+2ha=260+2× df=d1-2hf=260-2× p=πm=× s=e=πm/2=× c=c*m=× D0≈da-10m=260-10× D3≈×64= D2=(D0-D3)=×()= r=5 c=×85=17 参考文献： 《机械设计》徐锦康 主编 机械工业出版社 《机械设计课程设计》陆玉 何在洲 佟延伟 主编 第3版 机械工业出版社 《机械设计手册》 设计心得 机械设计课程设计是机械课程当中一个重要环节通过了3周的课程设计使我从各个方面都受到了机械设计的训练，对机械的有关各个零部件有机的结合在一起得到了深刻的认识。 由于在设计方面我们没有经验，理论知识学的不牢固，在设计中难免会出现这样那样的问题，如：在选择计算标准件是可能会出现误差，如果是联系紧密或者循序渐进的计算误差会更大，在查表和计算上精度不够准 在设计的过程中，培养了我综合应用机械设计课程及其他课程的理论知识和应用生产实际知识解决工程实际问题的能力，在设计的过程中还培养出了我们的团队精神，大家共同解决了许多个人无法解决的问题，在这些过程中我们深刻地认识到了自己在知识的理解和接受应用方面的不足，在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。 由于本次设计是分组的，自己独立设计的东西不多，但在通过这次设计之后，我想会对以后自己独立设计打下一个良好的基础。

参考一下：课程设计两级斜齿圆柱齿轮减速器

前 言机械设计综合课程设计在机械工程学科中占有重要地位，它是理论应用于实际的重要实践环节。本课程设计培养了我们机械设计中的总体设计能力，将机械设计系列课程设计中所学的有关机构原理方案设计、运动和动力学分析、机械零部件设计理论、方法、结构及工艺设计等内容有机地结合进行综合设计实践训练，使课程设计与机械设计实际的联系更为紧密。此外，它还培养了我们机械系统创新设计的能力，增强了机械构思设计和创新设计。本课程设计的设计任务是展开式二级圆柱齿轮减速器的设计。减速器是一种将由电动机输出的高转速降至要求的转速比较典型的机械装置，可以广泛地应用于矿山、冶金、石油、化工、起重运输、纺织印染、制药、造船、机械、环保及食品轻工等领域。本次设计综合运用机械设计及其他先修课的知识，进行机械设计训练，使已学知识得以巩固、加深和扩展；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和分析问题，解决问题的能力；提高我们在计算、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，同时给了我们练习电脑绘图的机会。 最后借此机会，对本次课程设计的各位指导老师以及参与校对、帮助的同学表示衷心的感谢。由于缺乏经验、水平有限，设计中难免有不妥之处，恳请各位老师及同学提出宝贵意见。带式输送机概论带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输燃料的机械。应用它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。在矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中，广泛应用带式输送机。它用于水平运输或倾斜运输。使用非常方便。 输送机发展历史 中国古代的高转筒车和提水的翻车，是现代斗式提升机和刮板输送机的雏形；17世纪中，开始应用架 空索道输送散状物料；19世纪中叶，各种现代结构的输送机相继出现。 1868年，在英国出现了带式输送机；1887年，在美国出现了螺旋输送机；1905年，在瑞士出现了钢带式输送机；1906年，在英国和德国出现了惯性输送机。此后，输送机受到机械制造、电机、化工和冶金工业技术进步的影响，不断完善，逐步由完成车间内部的输送，发展到完成在企业内部、企业之间甚至城市之间的物料搬运，成为材料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。 输送机的特点 带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备(如机车类)相比具有输送距离长、运量大、连续输送等优点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中化控制，尤其对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭开采机电一体化技术与装备的关键设备。 带式输送机主要特点是机身可以很方便的伸缩，设有储带仓，机尾可随采煤工作面的推进伸长或缩短，结构紧凑，可不设基础，直接在巷道底板上铺设，机架轻巧，拆装十分方便。当输送能力和运距较大时，可配中间驱动装置来满足要求。根据输送工艺的要求，可以单机输送，也可多机组合成水平或倾斜的运输系统来输送物料。 带式输送机广泛地应用在冶金、煤炭、交通、水电、化工等部门，是因为它具有输送量大、结构简单、维修方便、成本低、通用性强等优点。 带式输送机还应用于建材、电力、轻工、粮食、港口、船舶等部门。一、 设计任务书设计一用于带式运输机上同轴式二级圆柱齿轮减速器1. 总体布置简图 2. 工作情况工作平稳、单向运转3. 原始数据运输机卷筒扭矩（N•m） 运输带速度（m/s） 卷筒直径（mm） 使用年限（年） 工作制度（班/日）350 380 10 14. 设计内容(1) 电动机的选择与参数计算(2) 斜齿轮传动设计计算(3) 轴的设计(4) 滚动轴承的选择(5) 键和联轴器的选择与校核(6) 装配图、零件图的绘制(7) 设计计算说明书的编写5. 设计任务(1) 减速器总装配图1张（0号或1号图纸）(2) 齿轮、轴、轴承零件图各1张（2号或3号图纸）(3) 设计计算说明书一份二、 传动方案的拟定及说明为了估计传动装置的总传动比范围,以便选择合适的传动机构和拟定传动:方案,可由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw: 三． 电动机的选择1. 电动机类型选：Y行三相异步电动机2. 电动机容量(1) 卷筒轴的输出功率 (2) 电动机的输出功率 传动装置的总效率 式中， 为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。由《机械设计课程设计》（以下未作说明皆为此书中查得）表2-4查得：V带传动 ；滚动轴承 ；圆柱齿轮传动 ；弹性联轴器 ；卷筒轴滑动轴承 ，则 故 (3) 电动机额定功率 由第二十章表20-1选取电动机额定功率 由表2-1查得V带传动常用传动比范围 ，由表2-2查得两级展开式圆柱齿轮减速器传动比范围 ，则电动机转速可选范围为 可选符合这一范围的同步转速的电动3000 。根据电动机所需容量和转速，由有关手册查出只有一种使用的电动机型号，此种传动比方案如下表： 电动机型号 额定功率 电动机转速 传动装置传动比Y100L-2 3 同步 满载 总传动比 V带 减速器 3000 2880 2 三、 计算传动装置总传动比和分配各级传动比1. 传动装置总传动比 2. 分配各级传动比取V带传动的传动比 ，则两级圆柱齿轮减速器的传动比为 按展开式布置考虑润滑条件,为使两级大齿轮直径相近由图12展开式曲线的 则i 所得 符合一般圆柱齿轮传动和两级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。四、计算传动装置的运动和动力参数： 按电动机轴至工作机运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数1.各轴转速： 2．各轴输入功率： Ⅰ～Ⅲ轴的输出功率分别为输入功率乘轴承效率，卷筒轴输出功率则为输入功率乘卷筒的传动效率，计算结果见下表。3. 各轴输入转矩： Ⅰ～Ⅲ轴的输出转矩分别为输入转矩乘轴承效率，卷筒轴输出转矩则为输入转矩乘卷筒的传动效率，计算结果见下表。综上，传动装置的运动和动力参数计算结果整理于下表：轴名 功率 转矩 转速 传动比 效率 输入 输出 输入 输出 电机轴 2880 2 轴 1440 轴 201. 96 轴 卷筒轴 第三章 主要零部件的设计计算§ 展开式二级圆柱齿轮减速器齿轮传动设计§ 高速级齿轮传动设计1． 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）按以上的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。2）运输机为一般工作，速度不高，故选用8级精度（GB 10095-88）。3) 材料选择。考虑到制造的方便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性，两级圆柱齿轮的大、小齿轮材料均用45钢，大齿轮为正火处理,小齿轮热处理均为调质处理且大、小齿轮的齿面硬度分别为260HBS,215HBS。4）选小齿轮的齿数 ，大齿轮的齿数为 。2． 按齿面接触强度设计 由设计公式进行试算，即 (1) 确定公式内的各计算数值1) 试选载荷系数 2) 由以上计算得小齿轮的转矩： 3) 查6－12（机械设计基础）表选取齿宽系数 ，查图6－37（机械设计基础）按齿面硬度的小齿轮的接触疲劳强度极限 ；大齿轮的接触疲劳强度极限 。计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1％，安全系数S=14)计算应力循环次数5) 按接触疲劳寿命系数 （2） 计算：1) 带入 中较小的值，求得小齿轮分度圆直径 的最小值为 3) 计算齿宽： 取 ， 4) 计算分度圆直径与模数、中心距： 模数: 取第一系列标准值m= 分度圆直径: 中心距： 5) 校核弯曲疲劳强度: 符合齿形因数 由图6－40得 ＝， ＝弯曲疲劳需用应力： 1) 查图6-41得弯曲疲劳强度极限 ： ;2) 查图6-42取弯曲疲劳寿命系数 3) 计算弯曲疲劳许用应力.取弯曲疲劳安全系数S=1,得 4) 校核计算： < < 故弯曲疲劳强度足够 确定齿轮传动精度： 圆周速度： 对照表6－9（机械设计基础）根据一般通用机械精度等级范围为6～8级可知，齿轮精度等级应选8级§ 低速级齿轮传动设计1． 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）按以上的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。2）运输机为一般工作，速度不高，故选用8级精度（GB 10095-88）。3) 材料选择。考虑到制造的方便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性，两级圆柱齿轮的大、小齿轮材料均用45钢，热处理均为正火调质处理且大、小齿轮的齿面硬度分别为200HBS,250HBS，二者材料硬度差为40HBS。4）选小齿轮的齿数 ，大齿轮的齿数为 ，取 。2． 按齿面接触强度设计 由设计公式进行试算，即 2) 确定公式内的各计算数值1） 试选载荷系数 2） 由以上计算得小齿轮的转矩 3） 查表及其图选取齿宽系数 ，由图6－37按齿面硬度的小齿轮的接触疲劳强度极限 ；大齿轮的接触疲劳强度极限 。4） 计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1％，安全系数S=15） 查图6-42取弯曲疲劳寿命系数 按接触疲劳寿命系数模数： 由表6－2取第一系列标准模数 分度圆直径： 中心距： 齿宽： 校核弯曲疲劳强度: 复合齿形因数 由图6－40得 6)计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1％，安全系数S=1得 校核计算： < < 故弯曲疲劳强度足够确定齿轮传动精度： 圆周速度： 对照表6－9（机械设计基础）根据一般通用机械精度等级范围为6～8级可知，齿轮精度等级应选8级对各个轴齿轮相关计算尺寸表6－3高速轴齿轮各个参数计算列表名称 代号 计算公式齿数 Z 模数 压力角 齿高系数 顶隙系数 齿距 P 齿槽宽 e 齿厚 s 齿顶高 齿根高 齿高 h 分度圆直径 d 基圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 中心距 表6－3低速轴齿轮各个参数计算列表名称 代号 计算公式齿数 Z 模数 压力角 齿高系数 顶隙系数 齿距 P 齿槽宽 e 齿厚 s 齿顶高 齿根高 齿高 h 分度圆直径 d 基圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 中心距 V带的设计1)计算功率 2)选择带型 据 和 =2880由图10-12<械设计基础>选取z型带3)确定带轮基准直径 由表10-9确定 <械设计基础> 1) 验算带速 因为 故符合要求2) 验算带长 初定中心距 由表10-6选取相近 3) 确定中心距4) 验算小带轮包角 故符合要求5) 单根V带传递额定功率 据 和 查图10-9得 8) 时单根V带的额定功率增量:据带型及 查表10-2<械设计基础>得 10)确定带根数 查表10-3 查表10-4 <械设计基础> 11) 单根V带的初拉力 查表10-5 12)用的轴上的力 13带轮的结构和尺寸 以小带轮为例确定其结构和尺寸,由图10-11<械设计基础>带轮宽 § 轴系结构设计§ 高速轴的轴系结构设计一、轴的结构尺寸设计根据结构及使用要求,把该轴设计成阶梯轴且为齿轮轴,共分七段,其中第5段为齿轮,如图2所示:图2由于结构及工作需要将该轴定为齿轮轴,因此其材料须与齿轮材料相同,均为合金钢,热处理为调制处理, 材料系数C为118。所以,有该轴的最小轴径为: 考虑到该段开键槽的影响,轴径增大6%,于是有: 标准化取 其他各段轴径、长度的设计计算依据和过程见下表:表6 高速轴结构尺寸设计阶梯轴段 设计计算依据和过程 计算结果第1段 (考虑键槽影响)第2段 (由唇形密封圈尺寸确定)20()50第3段 由轴承尺寸确定(轴承预选6004 B1=12)2023第4段 24()145第5段 齿顶圆直径 齿宽3338第6段 2410第7段 2023二、轴的受力分析及计算轴的受力模型简化(见图3)及受力计算L1= L2= L3=40三、轴承的寿命校核鉴于调整间隙的方便,轴承均采用正装.预设轴承寿命为3年即12480h.校核步骤及计算结果见下表:表7 轴承寿命校核步骤及计算结果计算步骤及内容 计算结果 6007轴承 A端 B端由手册查出Cr、C0r及e、Y值 Cr=计算Fs=eFr(7类)、Fr/2Y(3类) FsA= FsB=计算比值Fa/Fr FaA /FrA>e FaB /FrB< e确定X、Y值 XA= 1,YA = 0, XB =1 YB=0查载荷系数fP 计算当量载荷P=Fp(XFr+YFa) PA= PB=计算轴承寿命 小于12480h由计算结果可见轴承6007合格. 表8 中间轴结构尺寸设计阶梯轴段 设计计算依据和过程 计算结果第1段 由轴承尺寸确定(轴承预选6008 )第2段 (考虑键槽影响) 45()第3段 第4段 99109第5段 4639考虑到低速轴的载荷较大，材料选用45,热处理调质处理,取材料系数 所以,有该轴的最小轴径为: 考虑到该段开键槽的影响,轴径增大6%,于是有: 标准化取 其他各段轴径、长度的设计计算依据和过程见下表:表10 低速轴结构尺寸设计阶梯轴段 设计计算依据和过程 计算结果第1段 (考虑键槽影响) (由联轴器宽度尺寸确定)()142第2段 (由唇形密封圈尺寸确定)64()50第3段 6616 第4段 由轴承尺寸确定(轴承预选6014C ) 7024第5段 7875第6段 208820第7段 齿宽+1080()119§ 各轴键、键槽的选择及其校核因减速器中的键联结均为静联结,因此只需进行挤压应力的校核.一、 高速级键的选择及校核:带轮处键:按照带轮处的轴径及轴长选 键B8X7,键长50,GB/T1096联结处的材料分别为: 45钢(键) 、40Cr(轴)二、中间级键的选择及校核:(1) 高速级大齿轮处键: 按照轮毂处的轴径及轴长选 键B14X9GB/T1096联结处的材料分别为: 20Cr (轮毂) 、45钢(键) 、20Cr(轴)此时, 键联结合格.三、低速级级键的选择及校核(1)低速级大齿轮处键: 按照轮毂处的轴径及轴长选 键B22X14,键长 GB/T1096联结处的材料分别为: 20Cr (轮毂) 、45钢(键) 、45(轴)其中键的强度最低,因此按其许用应力进行校核,查手册其 该键联结合格(2)联轴器处键: 按照联轴器处的轴径及轴长选 键16X10,键长100,GB/T1096联结处的材料分别为: 45钢 (联轴器) 、45钢(键) 、45(轴)其中键的强度最低,因此按其许用应力进行校核,查手册其 该键联结合格.第四章 减速器箱体及其附件的设计§箱体结构设计根据箱体的支撑强度和铸造、加工工艺要求及其内部传动零件、外部附件的空间位置确定二级齿轮减速器箱体的相关尺寸如下：（表中a=）表12 箱体结构尺寸名称 符号 设计依据 设计结果箱座壁厚 δ 11 考虑铸造工艺，所有壁厚都不应小于8 箱盖壁厚 δ1 ≥8 箱座凸缘厚度 b δ 箱盖凸缘厚度 b1 δ1 箱座底凸缘厚度 b2 δ 地脚螺栓直径 df 24()地脚螺栓数目 n 时，n=66轴承旁联结螺栓直径 d1 18箱盖与箱座联接螺栓直径 d 2 (～)df 12轴承端盖螺钉直径和数目 d3，n (～)df,n 10,6窥视孔盖螺钉直径 d4 (～)df 8定位销直径 d (～) d 2 9轴承旁凸台半径 R1 c2 16凸台高度 h 根据位置及轴承座外径确定，以便于扳手操作为准 34外箱壁至轴承座端面距离 l1 c1+c2+ (5～10) 42大齿轮顶圆距内壁距离 ∆1 ＞δ 11齿轮端面与内壁距离 ∆2 ＞δ 10箱盖、箱座肋厚 m1 、 m m1≈δ1 = m≈δ= 7轴承端盖凸缘厚度 t (1～) d3 10轴承端盖外径 D2 D+(5～) d3 120轴承旁边连接螺栓距离S 120第五章 运输、安装和使用维护要求1、减速器的安装 （1）减速器输入轴直接与原动机连接时，推荐采用弹性联轴器；减速器输出轴与工作机联接时，推荐采用齿式联轴器或其他非刚性联轴器。联轴器不得用锤击装到轴上。 （2）减速器应牢固地安装在稳定的水平基础上，排油槽的油应能排除，且冷却空气循环流畅。 （3）减速器、原动机和工作机之间必须仔细对中，其误差不得大于所用联轴器的许用补偿量。 （4）减速器安装好后用手转动必须灵活，无卡死现象。（5）安装好的减速器在正式使用前，应进行空载，部分额定载荷间歇运转1~3h后方可正式运转，运转应平稳、无冲击、无异常振动和噪声及渗漏油等现象，最高油温不得超过100℃；并按标准规定检查轮齿面接触区位置、面积，如发现故障，应及时排除。 2、使用维护 本类型系列减速器结构简单牢固，使用维护方便，承载能力范围大，公称输入功率—6660kw，公称输出转矩100—，不怕工况条件恶劣，是适用性很好，应用量大面广的产品。可通用于矿山、冶金、运输、建材、化工、纺织、轻工、能源等行业的机械传动。但有以下限制条件： 1.减速器高速轴转速不高于1000r/min; 2.减速器齿轮圆周速度不高于20m/s; 3.减速器工作环境温度为—40~45℃，低于0℃时，启动前润滑油应预热到8℃以上，高于45℃时应采取隔热措施。 3、减速器润滑油的更换：（1）减速器第一次使用时，当运转150~300h后须更换润滑油，在以后的使用中应定期检查油的质量。对于混入杂质或变质的油须及时更换。一般情况下，对于长期工作的减速器，每500~1000h必须换油一次。对于每天工作时间不超过8h的减速器，每1200~3000h换油一次。 （2）减速器应加入与原来牌号相同的油，不得与不同牌号的油相混用。牌号相同而粘度不同的油允许混合用。 （3）换油过程中，蜗轮应使用与运转时相同牌号的油清洗。 （4）工作中，当发现油温温升超过80℃或油池温度超过100℃及产生不正常的噪声等现象时，应停止使用，检查原因。如因齿面胶合等原因所致，必须排除故障，更换润滑油后，方可继续运转。 减速器应定期检修。如发现擦伤、胶合及显著磨损，必须采用有效措施制止或予以排除。备件必须按标准制造，更新的备件必须经过跑合和负荷试验后才能正式使用。 用户应有合理的使用维护规章制度，对减速器的运转情况和检验中发现的问题应做认真的记录 。小 结转眼两周的时间过去了，感觉时间过得真快，忙忙碌碌终于把机械设计做出来了。我通过这次设计学到了很多东西。使我对机械设计的内容有了进一步的了解.因为刚结束课程就搞设计,还没有来得及复习,所以刚开始遇到好多的问题,都感觉很棘手.因为机械设计是把我们这学期所学知识全部综合起来了,还用到了许多先前开的课程,例如金属工艺学,材料力学,机械原理等.首先，我们要运用知识想好用什么结构，然后进行轴大小长短的设计，要校核，选轴承。最后还要校核低速轴，看能否用。键也是一件重要的零件，校核也不可避免。所有这些都用到了力学和机械设计得内容，可是我当时力学没有学好，机械设计又没完全掌握，做这次设计真是不容易啊!.但通过这次机械设计学到了许多,不仅是在知识方面，重要是在观念方面。以往我们不管做什么都有现成的东西，而我们只要算别人现有的东西就可以了，其实那就是抄。但现在很多是自己设计，没有约束了反而不知所措了。其次，我在这次设计中出现了许多问题,经过常老师得指点,我学到了许多课本上没有的东西他并且给我们讲了一些实际用到的经验.收获真是破多啊!最后就是我们大学的课程开了这么多,我们一定要把基础打牢,为以后的综合运用打下基础啊.这次机械设计课程就体现了,我们现在很缺乏把自己学的东西联系起来的能力.最后我总结一下通过这次机械设计我学到的。实践出真知，不假。通过设计我现在可以了解真正的设计是一个怎样的程序啊.而且其中出现了许多错误,为以后工作增加经验。虽然机设很累，但我很充实，我学到了许多知识，我增加了社会竞争力，我又多了解了机械，又进步了。总之，这次机械设计虽然很累,但是我学到了好多自己从前不知道和没有经历的经验。参 考 文 献1 <<机械设计>>第八版 濮良贵主编 高等教育出版社 ，20062 <<机械设计课程设计>>第1版 . 王昆,何小柏主编 .机械工业出版社 ,20043 <<机械原理>> 申永胜主编 清华大学出版社 ,19994 <<材料力学 >> 刘鸿文主编 高等教育出版社 ,20045 <<几何公差与测量>>第五版 甘永力主编 上海科学技术出版社 ，20036 <<机械制图>>