機械設(shè)計課程設(shè)計說明書

1、沈 陽 工 程 學 院課 程 設(shè) 計設(shè)計題目： 用于帶式輸送機的一級圓柱齒輪減速器設(shè)計 系 別 機械學院 班級 機制專121 學生姓名 學號 指導教師 郭維城 朱爽 職稱 講師 起止日期：2014 年 6 月 30 日起至 2014 年 月 11 日止 沈 陽 工 程 學 院 機械設(shè)計 課程設(shè)計成績評定表系（部）： 機械學院 班級： 機制專121 學生姓名： 指 導 教 師 評 審 意 見評價內(nèi)容具 體 要 求權(quán)重評 分加權(quán)分調(diào)研論證能獨立查閱文獻,收集資料；能制定課程設(shè)計方案和日程安排。0.15432工作能力態(tài)度工作態(tài)度認真，遵守紀律，出勤情況是否良好，能夠獨立完成設(shè)計工作， 0.25432

2、工作量按期圓滿完成規(guī)定的設(shè)計任務(wù)，工作量飽滿，難度適宜。0.25432說明書的質(zhì)量說明書立論正確，論述充分，結(jié)論嚴謹合理，文字通順，技術(shù)用語準確，符號統(tǒng)一，編號齊全，圖表完備，書寫工整規(guī)范。0.55432指導教師評審成績（加權(quán)分合計乘以12） 分加權(quán)分合計指 導 教 師 簽 名： 年 月 日評 閱 教 師 評 審 意 見評價內(nèi)容具 體 要 求權(quán)重評 分加權(quán)分查閱文獻查閱文獻有一定廣泛性；有綜合歸納資料的能力0.25432工作量工作量飽滿，難度適中。0.55432說明書的質(zhì)量說明書立論正確，論述充分，結(jié)論嚴謹合理，文字通順，技術(shù)用語準確，符號統(tǒng)一，編號齊全，圖表完備，書寫工整規(guī)范。0.35432

3、評閱教師評審成績（加權(quán)分合計乘以8）分加權(quán)分合計評 閱 教 師 簽 名： 年 月 日課 程 設(shè) 計 總 評 成 績分沈陽工程學院課程設(shè)計任務(wù)書課程設(shè)計題目：用于帶式輸送機的一級圓柱齒輪減速器設(shè)計 系 別 機械學院 班級 機制專121 學生姓名 劉天河 學號 13 指導教師 郭維城、朱爽 職稱 講師 課程設(shè)計進行地點： 實訓E312 任 務(wù) 下 達 時 間： 2014年6月29日 起止日期： 2014年6月30日起至2014年7月12日止教研室主任 年 月 日批準用于帶式輸送機的一級圓柱齒輪減速器設(shè)計的原始資料及要求（一）設(shè)計題目設(shè)計用于帶式運輸機的一級圓柱齒輪減速器（二）原始數(shù)據(jù)（以實際數(shù)據(jù)為

4、準）運輸帶工作拉力 F=1150 N運輸帶工作速度 v = 1.6 m/s卷筒直徑 D= 260 mm（三）工作條件連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載啟動，使用期限為10年，小批量生產(chǎn)，兩班制工作，運輸帶速度允許誤差為±5%。（四）應(yīng)完成的任務(wù)1、 減速器裝配圖1張（A0圖）2、 零件圖2張（齒輪軸零件圖一張，大齒輪零件圖一張）（A3圖）3、 設(shè)計計算說明書1份（五）時間安排（2周）1、三天計算；2、一天畫草圖；3、四天畫裝配圖及零件圖；4、兩天答辯。（六）設(shè)計說明書主要內(nèi)容（1）目錄（標題及頁次）；（2）課程設(shè)計任務(wù)書；（3）前言（題目分析，傳動方案的擬定等）；（4）電動機的選擇及傳動裝

5、置的運動和動力參數(shù)計算；（5）傳動零件的設(shè)計計算（確定帶傳動及齒輪傳動的主要參數(shù)）；（6）軸的設(shè)計計算及校核；（7）箱體設(shè)計及說明（8）鍵聯(lián)接的選擇和計算；（9）滾動軸承的選擇和計算；（10）聯(lián)軸器的選擇；（11）潤滑和密封的選擇；（12）減速器附件的選擇及說明；（13）設(shè)計總結(jié)；（14）參考資料（資料的編號 及書名、作者、出版單位、出版年月）；（七）要求和注意事項1）圖紙圖面清潔，標注準確，符合國家標準；2）必須按學校規(guī)定的紙張與格式編寫設(shè)計計算說明書，要求計算正確，層次分明，論述清楚，文字精煉，插圖簡明，排版正確。3）本部分課程設(shè)計說明書要求字數(shù)約6千字（或20-25頁），采用學校規(guī)定的設(shè)

6、計用紙與格式。 沈陽工程學院 機械學院 機械原理與設(shè)計教學部 目錄第一章 緒論第二章 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明2.1 課題題目 2.2 主要技術(shù)參數(shù)說明 2.3 傳動系統(tǒng)工作條件2.4 傳動系統(tǒng)方案的選擇 第三章 減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計算3.1 減速器結(jié)構(gòu)3.2 電動機選擇3.3 傳動比分配3.4 動力運動參數(shù)計算第四章 齒輪的設(shè)計計算(包括小齒輪和大齒輪)4.1 齒輪材料和熱處理的選擇4.2 齒輪幾何尺寸的設(shè)計計算 4.2.1 按照接觸強度初步設(shè)計齒輪主要尺寸 4.2.2 齒輪彎曲強度校核 4.2.3 齒輪幾何尺寸的確定4.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計第五章 軸的設(shè)計計算(從動軸)5.1 軸

7、的材料和熱處理的選擇5.2 軸幾何尺寸的設(shè)計計算 5.2.1 按照扭轉(zhuǎn)強度初步設(shè)計軸的最小直徑5.2.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計5.2.3 軸的強度校核第六章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1 軸承的選擇及校核 6.2 鍵的選擇計算及校核6.3 聯(lián)軸器的選擇第七章 減速器潤滑、密封及附件的選擇確定以及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸的計算7.1 潤滑的選擇確定 7.2 密封的選擇確定 7.3減速器附件的選擇確定7.4箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計算 第八章 總結(jié)參考文獻第一章 緒 論本論文主要內(nèi)容是進行一級圓柱直齒輪的設(shè)計計算，在設(shè)計計算中運用到了機械設(shè)計基礎(chǔ)、機械制圖、工程力學、公差與互換性等多門課程知識，因此是一個非常重要的綜合實

8、踐環(huán)節(jié),也是一次全面的、 規(guī)范的實踐訓練。通過這次訓練，使我們在眾多方面得到了鍛煉和培養(yǎng)。主要體現(xiàn)在如下幾個方面：（1）培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想，訓練了綜合運用機械設(shè)計課程和其他相關(guān)課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)合生產(chǎn)實際進行分析和解決工程實際問題的能力，鞏固、深化和擴展了相關(guān)機械設(shè)計方面的知識。（2）通過對通用機械零件、常用機械傳動或簡單機械的設(shè)計，使我們掌握了一般機械設(shè)計的程序和方法，樹立正確的工程設(shè)計思想，培養(yǎng)獨立、全面、科學的工程設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。（3）加強了我們對Office軟件中Word功能的認識和運用。第二章 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明2.1課題題目帶式輸送機傳動系統(tǒng)中的減速器。要

9、求傳動系統(tǒng)中含有單級圓柱齒輪減速器及V帶傳動。2.2 主要技術(shù)參數(shù)說明 輸送帶的最大有效拉力F=1150N，輸送帶的工作速度V=1.6 m/s，輸送機滾筒直徑D=260 mm。2.3 傳動系統(tǒng)工作條件 帶式輸送機在常溫下連續(xù)工作、單向運轉(zhuǎn)；空載起動，工作載荷較平穩(wěn)；兩班制（每班工作8小時），要求減速器設(shè)計壽命為8年，大修期為3年，中批量生產(chǎn)；三相交流電源的電壓為380/220V。2.4 傳動系統(tǒng)方案的選擇圖1 帶式輸送機傳動系統(tǒng)簡圖計 算 及 說 明結(jié)果第三章 減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計算3.1 減速器結(jié)構(gòu)本減速器設(shè)計為水平剖分，封閉臥式結(jié)構(gòu)。3.2 電動機選擇（一）工作機的功率Pw =F

10、V/1000=1150×1.6/1000=1.84kw（二）總效率 = =0.96×0.98×0.99×0.96×0.993=0.867（三）所需電動機功率 Pd=pw/總=1.84/0.867=2.12(KW) 查機械零件設(shè)計手冊得 Ped = 2.2 kw電動機選用 Y100l1-4 n滿 = 1430 r/min3.3 傳動比分配 工作機的轉(zhuǎn)速n=60×1000v/（D） =60×1000×1.6/(3.14×260) =117.589r/min I總=n滿/n=1430/117.589=12.16

11、1(r/min) 取 則i齒=i總/i滿=12.161/3=4.0543.4 動力運動參數(shù)計算（一）轉(zhuǎn)速n電動機選用：Y100L1-4=4.054計 算 及 說 明結(jié)果=1430（r/min）=/=/=1430/3=476.667（r/min） =/=476.667/4.054=117.579（r/min） =117.579（r/min） （二） 功率P P0=Pd =2.12(kw) P1=p0帶=2.12×0.94=1.993（kw） P2=p1齒輪軸承=1.993×0.98×0.99=1.934(kw ) P3=p2聯(lián)軸器軸承=1.934×0.99

12、×0.99=1.895(kw)（三） 轉(zhuǎn)矩T T0=9550P0/n0=9550×2.12/1430=14.158(N·M) T1=T0帶i帶=14.158×0.96×3=40.775(N·M) T2=T1齒輪軸承i齒=40.775×0.98×0.99×4.054=160.376(N·M) T3=T2聯(lián)軸器軸承i齒帶=160.376×0.99×0.99×1=157.185(N·M)計 算 及 說 明結(jié)果將上述數(shù)據(jù)列表如下：軸號功率P/kW N /(r.mi

13、n-1) /(Nm) i 02.100143014.126 30.96 11.993473.33340.684 21.934117.579158.8724.0250.97 31.895117.579155.71010.98第四章 齒輪的設(shè)計計算4.1 齒輪材料和熱處理的選擇 小齒輪選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB236 大齒輪選用45號鋼，正火處理，HB1904.2 齒輪幾何尺寸的設(shè)計計算4.2.1 按照接觸強度初步設(shè)計齒輪主要尺寸 由機械零件設(shè)計手冊查得 Hlim1=580Mpa,Hlim2=380Mpa,SHlim = 1 Flim1=420Mpa,Flim2=300Mpa,SFlim=1.2

14、5 =n1/n2=476.667/117.579=4.054 由機械零件設(shè)計手冊查得 ZN1 = ZN2 = 1 YN1 = YN2 = 1.1 由 H2=HLIM1ZN2/SHlim=380/1=380Mpa計 算 及 說 明結(jié)果 （一）小齒輪的轉(zhuǎn)矩 （二） 選載荷系數(shù)K 由原動機為電動機，工作機為帶式輸送機，載荷平穩(wěn)，齒輪在兩軸承間對稱布置。查機械原理與機械零件教材中表得，取K1.1（三） 計算尺數(shù)比 =4.054（四） 選擇齒寬系數(shù) 根據(jù)齒輪為軟齒輪在兩軸承間為對稱布置。查機械原理與機械零件教材中表得，取1（五） 計算小齒輪分度圓直徑 計 算 及 說 明結(jié)果2.32=2.32 = 42(

15、 mm)（六） 確定齒輪模數(shù)m m =(0.0070.02)a = (0.0070.02)×106.134 取m=2（七） 確定齒輪的齒數(shù)和 取 Z1 = 24 取 Z2 = 85（八）實際齒數(shù)比 齒數(shù)比相對誤差 <±2.5% 允許（九） 計算齒輪的主要尺寸 Z1 = 21Z2 = 85=42mm=170mm計 算 及 說 明結(jié)果 中心距 齒輪寬度 B1 = B2 + (510) = 4752(mm) 取B1 =50 (mm) （十）計算圓周轉(zhuǎn)速v并選擇齒輪精度 查表應(yīng)取齒輪等級為9級，但根據(jù)設(shè)計要求齒輪的精度等級為7級。4.2.2 齒輪彎曲強度校核（一） 由421中

16、的式子知兩齒輪的許用彎曲應(yīng)力 （二） 計算兩齒輪齒根的彎曲應(yīng)力 由機械零件設(shè)計手冊得 =2.95 =2.35比較的值 /=2.95/369.6=0.00793>/=2.35/264=0.00703 計算大齒輪齒根彎曲應(yīng)力為a=120mmB1=57mmB2=48mm V=1.1890(m/s)定為IT7 計 算 及 說 明結(jié)果 齒輪的彎曲強度足夠4.2.3 齒輪幾何尺寸的確定齒頂圓直徑 由機械零件設(shè)計手冊得 h*a =1 c* = 0.25齒距 P = 2×3.14=6.28(mm)齒根高 齒頂高 齒根圓直徑 Df1=d1-2hf=42-2×2.5=37(mm) Df2

17、=d2-2hf=170-2×2.5=165(mm)4.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結(jié)構(gòu)大齒輪的關(guān)尺寸計算如下：軸孔直徑 d=50輪轂直徑 =1.6d=1.6×50=80輪轂長度 輪緣厚度 0 = (34)m = 68(mm) 取 =8輪緣內(nèi)徑 =-2h-2=174-2×4.5-2×8強度足夠=46mm=174mmh=4.5mmS=3.14mmP=6.28mmhf=2.5mmha=2mmdf1=43mmdf2=187mm計 算 及 說 明結(jié)果= 149(mm)取D2 = 150(mm) 腹板厚度 c=0.3=0.3&

18、#215;48=14.4 取c=15(mm)腹板中心孔直徑=0.5(+)=0.5(170+80)=125(mm)腹板孔直徑=0.25（-）=0.25（150-80）=17.5(mm) 取=16(mm)齒輪倒角n=0.5m=0.5×2=1齒輪工作如圖2所示：計 算 及 說 明結(jié)果第五章 軸的設(shè)計計算5.1 軸的材料和熱處理的選擇由機械零件設(shè)計手冊中的圖表查得選45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB217255=650MPa =360MPa =280MPa5.2 軸幾何尺寸的設(shè)計計算 5.2.1 按照扭轉(zhuǎn)強度初步設(shè)計軸的最小直徑從動軸=c=115=29.35考慮鍵槽=29.35×1.05=3

19、0.82選取標準直徑=325.2.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時考慮到強度的原則，主動軸和從動軸均設(shè)計為階梯軸。5.2.3 軸的強度校核從動軸的強度校核 圓周力 =2000×158.872/192=1654.92徑向力 =tan=1654.92×tan20°=602.34 由于為直齒輪，軸向力=0作從動軸受力簡圖：（如圖3所示）D2=32mm計 算 及 說 明結(jié)果L=110mm =0.5=0.5×1654.92=827.46=0.5L=827.46×110×0.5/1000=51.72=0.5=0.5

20、5;602.34 =301.17=0.5L=501.17×110×0.5/1000=36.4 轉(zhuǎn)矩T=158.872 校核=55.04 =118.42 由圖表查得，=55MPa d10=10=29.21(mm) 考慮鍵槽d=29.21mm < 45mm 則強度足夠第六章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1 軸承的選擇及校核考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用單列深溝球軸承主動軸承根據(jù)軸頸值查機械零件設(shè)計手冊選擇6207 2個（GB/T276-1993）從動軸承6209 2個（GB/T276-1993）壽命計劃：從動軸承 2個計 算 及 說 明結(jié)果兩軸承受純徑向載荷P=602

21、.34 X=1 Y=0從動軸軸承壽命：深溝球軸承6209，基本額定功負荷=25.6KN =1 =3=10881201預期壽命為：8年，兩班制L=8×300×16=38400<軸承壽命合格6.2 鍵的選擇計算及校核（一）從動軸外伸端d=42，考慮鍵在軸中部安裝故選鍵10×8 GB/T10962003，b=16，L=50，h=10，選45號鋼，其許用擠壓力=100MPa=82.75<則強度足夠，合格（二）與齒輪聯(lián)接處d=50mm，考慮鍵槽在軸中部安裝，故同一方位母線上，選鍵14×10 GB/T10962003，b=10mm，L=45mm，h=8m

22、m，選45號鋼，其許用擠壓應(yīng)力=100MPa=45.392<則強度足夠，合格從動軸外伸端鍵10×40 GB/10962003與齒輪聯(lián)接處鍵14×52 GB/T10962003計 算 及 說 明結(jié)果6.3 聯(lián)軸器的選擇 由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮拆裝方便及經(jīng)濟問題，選用彈性套柱聯(lián)軸器K=1.3=9550=9550×=202.290選用TL8型彈性套住聯(lián)軸器，公稱尺寸轉(zhuǎn)矩=250，<。采用Y型軸孔，A型鍵軸孔直徑d=3240，選d=35，軸孔長度L=82TL8型彈性套住聯(lián)軸器有關(guān)參數(shù)選用TL8型彈性套住聯(lián)軸器型號公稱轉(zhuǎn)矩T/(N

23、3;m)許用轉(zhuǎn)速n/（r·軸孔直徑d/mm軸孔長度L/mm外徑D/mm材料軸孔類型鍵槽類型TL625033003582160HT200Y型A型第七章 減速器潤滑、密封及附件的選擇確定以及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸的計算及裝配圖7.1 潤滑的選擇確定 7.1.1潤滑方式 1.齒輪V=1.212 m/s 應(yīng)用噴油潤滑，但考慮成本及需要，選用浸油潤滑2.軸承采用潤滑脂潤滑 7.1.2潤滑油牌號及用量齒輪浸油潤滑軸承脂潤滑計 算 及 說 明結(jié)果1.齒輪潤滑選用150號機械油，最低最高油面距1020mm，需油量為1.5L左右2.軸承潤滑選用2L3型潤滑脂，用油量為軸承間隙的1/31/2為宜7.2密封形式 1.箱座與箱蓋凸緣接合面的密封選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2.觀察孔和油孔等處接合面的密封在觀察孔或螺塞與機體之間加石棉橡膠紙、墊片進行密封3.軸承孔的密封悶蓋和透蓋用作密封與之對應(yīng)的軸承外部 軸的外伸端與透蓋的間隙，由于V<3（m/s），故選用半粗羊毛氈加以密封4.軸承靠近機體內(nèi)壁處用擋油環(huán)加以密封，防止?jié)櫥瓦M入軸承內(nèi)部7.3減速器附件的選擇確定列表說明如下：齒輪用150號機械油軸承用2L3型潤滑脂計 算 及 說 明結(jié)果名稱功用數(shù)量材料規(guī)格螺栓安裝端蓋12Q235M6×16GB 57821986螺栓安裝端蓋24Q235M8×25G