机械设计课程设计说明书Word文件下载.docx

1、10001.5/240=119.43r/min三、计算总传动比及分配各级的传动比根据机械设计手册查得取V带传动比i带=3，单级圆柱齿轮传动比范围idmin=50dd2=i带dd1（1-）=380（1-0.02）=235.2mm由机械设计P157表8-8，取dd2=250带速V：V=dd1n满601000=1400/60 =5.86m/s在525m/s范围内，带速合适。（3确定带长和中心距初定中心距a0=400mmLd0=2a0+（dd1+dd2）/2+（dd2-dd1） 2/4a0=2400+3.14（80+250）+（250-80） 2/4400=1336.2mm根据机械设计P146表8-2

2、选取相近的Ld=1400mm确定中心距aa0+（Ld-Ld0）/2=500+（1400-1336.2）/2=432mm（4） 验算小带轮包角1=180-57.3 （dd2-dd1）/a=180（250-80）/432=157.45120（适用）（5）确定带的根数单根V带传递的额定功率.据机械设计P152表8-4a得 P0=0.34KWi1时单根V带的额定功率增量.据带型及i据机械设计P153表8-4b得 P0=0.03KW查机械设计P146表8-2得KL=1.14；查机械设计表8-5得 K=0.94Z= Pc/（P0+P0）K KL=1.398/（0.34+0.03） 0.941.14=3.5

3、3 （取4根） （6） 计算轴上压力由机械设计P149表8-3查得q=0.06kg/m，单根V带的初拉力：F0=500（2.5K）PcK Z Vq （ V 2 ）=5002.50.941.398/0.9445.86+0.065.862 =51.55N则作用在轴承的压力FQFQ=2 Z F0 sin（1/2）=251.55sin（157.45 /2）=404.44N第三部分 各齿轮的设计计算齿轮传动的设计计算（1）选择齿轮材料、热处理与精度等级：所设计齿轮传动属于闭式传动，通常齿轮采用软齿面。选用价格便宜便于制造的材料，小齿轮材料为45号钢，调质，齿面硬度236HBS；大齿轮材料也为45号钢，正

4、火处理，硬度为190HBS；运输机是一般机器，速度不高，因此选用8级精度。（2）转矩T1：T1=9550P1/n1=95501.10/466.67=22.51 N m（3）选载荷系数k :取k=11.0411.45=1.508（4）选齿宽系数d：由机械设计P205表10-7知d=0.9-1.4，取d=1.0（5）许用接触应力HH= Hlim ZN/SHmin 由机械设计手册查得Hlim1=580Mpa Hlim2=530MPa 接触疲劳寿命系数Zn：按一年300个工作日，每天16h计算，由公式N=60njtn 计算N1=60466.671036516=1.64x10 9N2=N/i=1.64x

5、10 9 /3.91=4.210 8查机械设计P207图10-19得ZN1=ZN2=1 按一般可靠度要求选取安全系数SHmin=1.0H1= Hlim1ZN1SHlim=58011=580MPaH2= Hlim2ZN2SHlim=53011=530MPa故得：D1 （2kT1d） +1（ZHZEH2 1000 1/3=40.88mm （6）中心距：a=D11+2=100.37mm模数：m=0.0070.02100.37=0.712由机械设计手册查得m=1.5齿数：Z1=D1m=40.881.5=27.25 取Z1=28 Z2=Z1=3.9127.25=106.55 取Z2=108实际传动比：=

6、Z2Z1=10828=3.86 =3.86-3.913.86=0.013误差允许分度圆直径：D1=m Z1=1.528=42mm D2=m Z2=1.5108=162mm齿宽：B2=dd1=42mm B1=B2+510=4752mm 取B1=50mm（7）校核齿根弯曲疲劳强度由机械设计手册查得Flim1=215MPa Flim2=200MPa SFlim=1.3 复合齿形因数YFS 由机械设计P200表10-5得：YFS1=YFa1YSa1=2.721.57=4.27 YFS2 =YFa2YSa2=2.211.775=3.92 （8）许用弯曲应力F根据课本1P116：查机械设计P206图10-

7、18得弯曲疲劳寿命系数YN：YN1= YN2=1弯曲疲劳的最小安全系数SFmin ：按一般可靠性要求，取SFmin =1.3计算得弯曲疲劳许用应力为F1=Flim1 YN1/SFlim=2151/1.3=165.38MPaF2= Flim2 YN2/SFlim=2001/1.3=153.85MPa校核计算F1=2kT1YFS1/ dm3D1=109.56MPa F1F2=2kT1YFS2/ dm3D1=100.578MPa F2故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够（9）计算齿轮传动的中心矩aa=（D1+D2）/2= （42+162）/2=1102mm（10）计算齿轮的圆周速度V计算圆周速度V=n1D1/

8、601000=3.1442/601000=1.026m/s因为V6m/s，故取8级精度合适第四部分 轴的设计轴的设计计算一、从动轴设计 1、选择轴的材料 确定许用应力 选轴的材料为45号钢，调质处理。由机械设计P362表15-1得： b=640Mpa,s=355MPa,查2表13-6可知：b+1=260MPa -1=60Mpa，=3040 MPa 2、按扭转强度估算轴的最小直径 单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联轴器相接，输出端轴径应最小，最小直径为： d0AP2n213 查机械设计手册得，45钢A=118 107,取A=110 则d0110（1.05/119.35） （1/3 ）mm=

9、22.71mm 考虑键槽的影响d=d0 （1+5% ）以及联轴器孔径系列标准，取d=25mm 3、齿轮上作用力的计算 齿轮所受的转矩：T=9550P2/n2=9550 齿轮作用力： 圆周力：Ft=2T/d=284.02/162=1.04KN 径向力：Fr=Ft tan20 =1.04tan20 =0.38KN4、联轴器和轴承的选择（1）、联轴器的选择 可采用弹性套柱联轴器，查机械设计手册得联轴器的型号为LT5联轴器：2562（2）选择轴承型号：由机械设计手册初选深沟球轴承,代号为6407,查手册可得:轴承宽度B=25,安装尺寸da=44,故轴环直径d5=44mm.5、从动轴的结构设计（1）、确

10、定各段轴的直径将估算轴d=25mm作为外伸端直径d1与联轴器相配，考虑联轴器用轴肩实现轴向定位第二段，取直径为d2=30mm齿轮和右端轴承从右侧装入，考虑装拆方便以及零件固定的要求，装轴处d3应大于d2，取d3=35mm，为便于齿轮装拆与齿轮配合处轴径d4应大于d3，取d4=40mm。齿轮右端用用套筒固定,左端用轴环定位,且满足齿轮定位的同时,还应满足左侧轴承的安装要求,根据选定轴承型号确定与左端轴承型号与右端轴承相同,取d6=35mm. （2）确定轴各段直径和长度段：d1=25mm 长度取L1=40mmII段：d2=30mm 长度取L2=20mm段：d3=35mm初选用6407深沟球轴承，其

11、内径为35mm,宽度为25mm.考虑齿轮端面和箱体内壁，齿轮端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为20mm，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定，为此，取该段长为43mm，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故段长：L3=（2+24+25+21）=72mm段：d4=40mm L4=B22=42-2=40mm段：d5=44mm长度与右面的套筒相同，即L5=24mm段：d6=35mm. 长度L6=25mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=115mm6、从动轴的强度校核（1）按弯矩复合强度计算求分度圆直径：已知D1=162mm求转矩：已知T2=84.02 N

12、m求圆周力：Ft=2T2/D2=2求径向力：Fr=Ft tan=1.04因为该轴两轴承对称，所以：（）绘制轴受力简图（如图a）（）轴承支反力：FAY=FBY=Fr/2=0.38/2=0.19KNFAZ=FBZ=Ft/2=1.04/2=0.52KN绘制垂直面弯矩图（如图b）由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为Mc1=FAyL/2=0.191152=10.925 N m绘制水平面弯矩图（如图c）截面C在水平面上弯矩为：Mc2=FAZL/2=0.522=29.9 N m（）绘制合弯矩图（如图d）Mc=（Mc1 2+Mc2 2） 1/2=（10.925 2+29.92） （ 1/2

13、） =31.83N m（）绘制扭矩图（如图e）转矩：T=9550P2/n2=84.02 N m（）校核危险截面的强度转矩产生的扭转切应力按脉动循环变化，取=0.6， ca=Mc2+（T） 2 121000（0.1d4 3 ）= 31.83 2+0.684.022 121000（0.140 3 ）=9.32Mpa-1=60MPa则该轴强度足够。二、主动轴的设计1、选择轴的材料 确定许用应力 -1=60MPa，=3040 MPa2、按扭转强度估算轴的最小直径 单级齿轮减速器的高速轴为转轴，输入端与V带轮相连，从结构要求考虑，输入端轴径应最小，最小直径为： d0AP1n113（1.10/466.67

14、） （1/3 ）mm=14.64mm 考虑键槽的影响d=d0 （1+5% ）以及联轴器孔径系列标准，取d=16mm3、齿轮上作用力的计算T=9550P1/n1=95501.10/466.67=22.51 N m。齿轮作用力：圆周力：22.51/42N=1.07KNFr=Ft tan200=1.07=0.39KN 4、轴的结构设计 将估算轴d=16mm作为外伸端直径d1与V带带轮相配，考虑联轴器用轴肩实现轴向定位第二段，取直径为d2=20mm考虑装拆方便以及零件固定的要求，装轴处d3应大于d2，取d3=25mm，为给轴承定位d4应大于d3。主动轴为齿轮轴，则d5由小齿轮定，满足左侧轴承的安装要求

15、,根据选定轴承型号确定左端轴承型号与右端轴承相同,取d6，d7段安装轴承则d7=25mm.（2）、选择轴承型号：由机械设计手册初选深沟球轴承,代号为6405查手册可得:轴承宽度B=15,安装尺寸da=31,故轴环直径d6=d4=31mm. （3）、确定轴各段直径和长度d1=16mm 长度取L1=35mmd2=20mm 长度取L2=10mmd3=25mm初选用6205深沟球轴承，其内径为25mm,宽度为15mm.考虑箱体壁厚、凸缘厚度和密封盖轴段长，为此取段长：L3=55mmd4=31mm 为使齿轮对称布置L4=20mm根据小齿轮宽度知L5=50mmd6=31mm. 为使齿轮对称布置L6=20m

16、m段：d7=25mm 此段安装轴承则L7=15mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=105mm（4）按弯扭复合强度计算:校核方法同从动轴的校核，经计算知强度满足。第五部分 键的设计、校核1根据轴径的尺寸，由P106表6-1得：高速轴（主动轴）与V带轮联接的键为：键5518大齿轮与轴连接的键为：键 12832轴与联轴器的键为：键872键的强度校核 大齿轮与轴上的键 ：bh=55,L=18mm,则Ls=L-b=13mm挤压强度：p =422.511000（51325）MPa=55.3Mpap=100-120MPa因此挤压强度足够剪切强度： =225.511000525MPa=110.6MPa =

17、100-120MPa因此剪切强度足够键1232和键832根据上面的步骤校核，并且符合要求。第六部分 箱体，箱盖主要尺寸及数据1、减速器附件的选择通气器由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用M181.5油面指示器选用游标尺M12起吊装置采用箱盖吊耳、箱座吊耳.放油螺塞选用外六角油塞及垫片M18根据机械设计基础课程设计表5.3选择适当型号：起盖螺钉型号：GB/T5780 M1830,材料Q235高速轴轴承盖上的螺钉：GB578386 M8X12,材料Q235低速轴轴承盖上的螺钉：GB578386 M820,材料Q235螺栓：GB578286 M14100，材料Q235箱体的主要尺寸：（1）箱座

18、壁厚z=0.025a+1=0.025102+1= 3.55mm 取z=8 mm （2）箱盖壁厚z1=0.02a+1=0.02102+1= 2.04mm 取z1=8mm （3）箱盖凸缘厚度b1=1.5z1=1.58=12mm（4）箱座凸缘厚度b=1.5z=1.5（5）箱座底凸缘厚度b2=2.5z=2.58=20mm（6）地脚螺钉直径df =0.036a+12=0.036102+12=15.672 mm （取df =16mm） （7）地脚螺钉数目n=4 （因为a250） （8）轴承旁连接螺栓直径d1= 0.75df =0.7516= 12mm （9）盖与座连接螺栓直径 d2=（0.5-0.6）df

19、 =0.55 16 =8.8mm 取d2=9mm （10）连接螺栓d2的间距L=150275mm（11）轴承端盖螺钉径d3=（0.4-0.5）df=0.416=6.4mm 取d3=6mm（12）检查孔盖螺钉d4=（0.3-0.4）df=0.316=4.8mm 取d4=6mm（13）定位销直径d=（0.7-0.8）d2=0.89=7.2mm 取d=8mm（14）df.d1.d2至外箱壁距离C1=16mm（15）df.d2d3到凸缘边缘距离C2=20mm（16）凸台高度：根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准。 取h凸=15mm（17）外箱壁至轴承座端面的距离h1=C1C2（510）=41-

20、46 取h1=43mm（18）齿轮顶圆与内箱壁间的距离：h2=13-161.2z=9.6 mm （19）齿轮端面与内箱壁间的距离：h3=10-15 mm 取h3=12mm（20）箱盖，箱座肋厚：m1=15mm,m2=15mm （21）轴承旁连接螺栓距离：尽可能靠近，以Md1和Md3 互不干涉为准。第七部分 润滑1.齿轮的润滑采用浸油润滑，由于为单级圆柱齿轮减速器，速度12m/s，当m20 时，浸油深度h约为1个齿高，但不小于10mm，所以浸油高度约为36mm。2.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。3.润滑油的选择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

21、，选用GB443-89全损耗系统用油L-AN15润滑油。4.密封方法的选取选用凸缘式端盖易于调整，采用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GB894.1-86-25轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。第八部分 课程设计心得课程设计都需要刻苦耐劳，努力钻研的精神。对于每一个事物都会有第一次的吧，而没一个第一次似乎都必须经历由感觉困难重重，挫折不断到一步一步克服，可能需要连续几个小时、十几个小时不停的工作进行攻关；最后出成果的瞬间是喜悦、是轻松、是舒了口气！课程设计过程中出现的问题几乎都是过去所学的知识不牢固，许多计算方法、公式都忘光了，要不断的翻资料、看

22、书，和同学们相互探讨。虽然过程很辛苦，有时还会有放弃的念头，但始终坚持下来，完成了设计，而且学到了，应该是补回了许多以前没学好的知识，同时巩固了这些知识，提高了运用所学知识的能力。第九部分 主要参考资料 1机械设计手册，化学工业出版社，成大先主编，2010年5月第5版；2机械设计，高等教育出版社，濮良贵主编 2006年5月第8版3机械原理，高等教育出版社，孙恒 陈作模 葛文杰主编 2006年5月第7版机械设计课程设计计算说明书设计题目： 单级减速器的设计 机械设计制造及其自动化 专业 08 级 机械本2 班 设计者： 殷晏珍 姚传亮 于飞 李阳 指导教师： 胡文平 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8第四部分 轴的设计10第五部分 键的设计、校核17第六部分 箱体，箱盖主要尺寸及数据18 第七部分 润滑20第八部分 课程设计心得20第九部分 主要参考资料21