机械设计的课程设计.docx
《机械设计的课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械设计的课程设计.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
机械设计的课程设计
《机械设计课程设计》说明书
目录
一、传动方案的拟定和运动简图……………………………………………
二、电动机的选择…………………………………………………………
三、传动比的计算及分配……………………………………………………
四、V带传动的设计计算……………………………………………………
五、直齿圆柱齿轮传动的设计计算…………………………………………
六、齿轮上作用力的计算……………………………………………………
七、高速轴的设计计算（含轴承、键的选择与校核）……………………
八、低速轴的设计计算（含轴承、键、联轴器的选择与校核）…………
九、润滑、密封的选择及说明………………………………………………
一十、箱体及其他附件的设计计算说明…………………………………
一十一、小结……………………………………………………………
一十二、参考资料……………………………………………………………
1、工作情况：
用于带式运输机的传动装置。
两班工作制，连续单向运转，载荷平稳；输送带速度容许误差±5%；滚筒效率η=0.96。
室内工作，使用年限8年（每年工作日以300天计算），4年一次大修。
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
拉力
1.6
1.8
2.0
2.2
1.7
3.0
2.5
1.5
带速度
2.0
2.2
1.8
2.0
2.3
1.5
2
2.5
卷筒直径
450
350
300
300
350
360
400
400
计算项目
计算及说明
计算结果
1.选择电动机
工作装置所需的功率
式中
，
，卷筒及轴承的效率
，代入上式得：
V带传动的效率
，滚动轴承效率
，8级精度齿轮传动效率
，联轴器效率
，则电动机至滚筒的总效率
故
查表选得电动机的额定功率
卷筒作为工作轴其转速为：
V带传动比范围
，单机圆柱齿轮传动比范围
，则总传动比范围应为
，可见电动机转速的可选范围为：
考虑到价格和重量的原因选用同步转速为
的Y系列电动机Y132S-4，其满载转速
。
选用额定功率
同步转速为
满载转速
的Y系列Y132M-4电动机
2.确定和分配传动比
传动装置总传动比
由
所以取
，则
3.计算传动装置的运动和动力参数
由传动比可知各轴的转速
轴
轴
工作轴
各轴的输入功率
轴
轴
工作轴
各轴输入转矩
轴
轴
工作轴
电动机
将以上算得的运动和动力参数列表如下：
参数
轴名
电动机轴
轴
轴
工作轴
转速
1440
576
127.4
127.4
功率
5.08
4.88
4.7
4.58
转矩T
（
）
33.7
80.9
352.3
343.3
传动比
3.00
5.02
1.00
效率η
0.96
0.966
0.974
4.带传动设计
（1）确定计算功率
由表8.21得
由
得
=7.02kW
（2）选取普通V带型号
根据
=6.096kW
=1440r/min
由图8.12选用B型普通V带
B型普通V带
（3）确定带轮基准直径
根据表8.6和表8.3选取
且
大带轮基准直径为
根据表8.3选取标准值
=315mm
=125mm
=355mm
（4）验算带速
带速在5~25m/s范围内
4.带传动设计
（5）初定中心距
由
得
故
取500mm
（6）确定带的基准长度
和实际中心距
由
得
=1709mm
由表8.4选取基准长度
由
得
中心距
的变化范围为
=1800mm
=490.2mm
（7）校验小带轮包角
由
得
4.带传动设计
（8）确定V带根数
由
根据
=125mm
=1440r/min
查表，根据插入法可得
查表得
=0.45
查表得
查图8.11得
带圆整得
（9）求初拉力
及带轮轴上的压力
由表得B型普通V带每米质量q=0.19kg/m
根据
得
由
得
4.带传动设计
（10）设计结果
选用3根B—1800GB/T1154—1997的V带
中心距
=599.5mm，带轮直径
=125mm
=315mm，轴上拉力
=1139.2N，带轮按本章进行设计设计过程及结果详见零件图
5.齿轮传动设计
5.齿轮传动设计
5.齿轮传动设计
（1）选择齿轮材料及精度等级
小齿轮采用45钢调质，硬度为250HBS；大齿轮采用45钢正火，硬度为210HBS。
因为是普通减速器，由表选8级精度，要求齿面精度
（2）按齿面接触疲劳强度设计
因两齿轮均为钢质齿轮，可应用式（10.22）求出
值。
确定有关参数和系数：
1）转矩
2）载荷系数
查表10.11取
3）齿数
和齿宽系数
小齿轮齿数
取为30，则大齿轮齿数
。
则输出实际转速
在±5%内为允许值。
因为单级齿轮传动为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面
由表10.20选取
4）许用接触应力
由图10.24查得
由表10.10差得
=60
查图10.27得
；
由式（10.13）可得
故
由表10.3取标准模
。
（3）计算主要尺寸
取
。
（4）按齿根弯曲疲劳强度校核
由式（10.24）得出
，如
则校核合格。
确定有关参数和系数：
1）齿形系数
查表10.13得
；插入法得
。
2）应力修正系数
查表10.14得
；插入法得
。
3）许用弯曲应力
由图10.25查得
，
查表10.10得
。
由图10.26查得
；
由式（10.24）可得
齿根弯曲疲劳强度校核合格。
（5）验算齿轮的圆周速度
由表10.22可知，选8级精度是合适的。
5.齿轮传动设计
（6）计算几何尺寸及绘制齿轮零件工作图
6.验算中心高
（1）小带轮
已知电动机的中心高
小带轮直径
半径
所以小带轮不会影响电动机
（2）大带轮
箱体中心高
大带轮直径
半径
故中心高度合格。
7.设计结果
带传动选用4根B—1800GB/T1154—1997的V带
中心距
，带轮直径
，轴上拉力
齿轮传动选用
的8级精度圆柱直齿齿轮
8.轴的设计
1.选择轴的材料，确定许用应力
已知减速器传递的属于中小功率，对材料无特殊要求，故采用45钢经调质处理。
由表14.7查得强度极限
，由表14.2查得许用弯曲应力
。
2.按钮转强度估算轴颈
由表14.1得
，由式
得
因为最小直径处要安放带轮，会有键槽故直径应放大
为
，选取直径
。
3.设计轴的结构并绘制结构草图
因小齿轮较小，所以采用齿轮轴，由于是单级齿轮传递可将齿轮布置在箱体内部中央，将轴承对称布置在齿轮两侧，轴的外伸端安装带轮及联轴器。
1）确定轴上的位置和固定方式
采用齿轮轴（如上图所示），其装配比较简单，封油环轴承等应分别从两端装入且轴承应对称安装在齿轮两侧，轴向用轴肩定位，周向采用过盈配合固定右端安装带轮，轴向有轴肩定位，周向用平键连接。
2）确定各段直径
如下图所示轴段a直径在最小，
；带轮装在轴a上要轴向定位，所以轴段b上应有轴肩，轴段b上又装有轴承所以轴段b必须取为标准直，故
；两端轴承为了拆卸方便，差得6207轴承的安装尺寸为42mm，所以取
。
3）确定各轴段的长度
齿轮宽度为65mm，为保证轴承安装在轴承座中并考虑到轴承的润滑和密封圈及挡油环，取齿轮端面距箱体内壁的距离为15mm，取轴承端面距箱体内壁的距离为8mm，所以轴承支点的距离
，挡油环要伸出箱体内壁
，取轴段cd的长度为13mm，根据箱体结构及带轮距轴承盖应有一定距离要求，取
，根据带轮的轮毂长度，取
；在轴段a上加工出键槽，键槽长度应比轮毂长度小约
。
4）选定轴的结构和细节，如圆角倒角退刀槽等。
按照设计结果绘制吃轴的结构草图（下图a）。
4按弯扭合成强度校核轴颈
1）画出轴的受力图（下图b），已知轴及齿轮传递的转矩
所以齿轮所受到的圆周力
径向力
1）做
平面受力分析根据电动机的减速箱的中心高求得带轮处轴上拉力
与x轴夹角
，分解
得
，根据平衡得
求得两轴承处的支防力
，求弯矩
求得
画出
平面内的弯矩图（下图c）
2）做
平面受力分析，根据平衡得
求得
，
求弯矩
求得
画出
平面弯矩图（见下图d）
3）合成弯矩
根据
得
A截面
C截面
（弯矩图见下图e）
5）已知
轴输入转矩
（转矩图见下图f）
6）求当量弯矩
转矩为脉动循环取修正系数
。
A截面
C截面
当量弯矩图如下图g所示
7）确定危险截面
由当量弯矩图可知C截面所受的当量弯矩最大，所以C截面可能为危险截面，A截面虽所受的当量弯矩较小，但其轴颈较小，故也应对A截面进行校核。
A截面
C截面
查表14.2得
，满足
的条件，所以设计的轴强度足够且有一定裕量。
5.修改轴的设计
因所设计的轴强度裕度不是很大，所以不需再做修改。
6.绘制轴的零件图
略
小结
参考文献
[1]陈秀宁.机械设计课程设计.杭州：
浙江大学出版社，1995
[2]石固欧.机械设计基础.北京：
高等教育出版社，2003
[3]张春宜,郝广平,刘敏.j减速器设计实例精解.北京：
机械工业出版社，2010
升级会员 