1、机械设计课程设计计算说明书设计题目 院（系） 班设计者 指导教师 2014 年 5 月 5 日北京航空航天大学北京航空航天大学 2014 年机械综合设计课程设计计算说明书1前 言机械设计课程设计是在学习了机械制图、机械设计、工程材料、材料力学、加工工艺等学科之后将前面几门课的知识综合实践运用的课程。通过学习本课程，学生的总体设计能力和设计创新能力能够得到提高。本次设计是为了解决带式运输机传动装置中一级闭式齿轮的问题。计算说明书对闭式齿轮设计的全过程进行了详细的阐述。北京航空航天大学 2014 年机械综合设计课程设计计算说明书2目 录目录 2一设计任务书 3二原动机的选择 4三运动和运动参数的计
2、算 5四闭式齿轮的计算 8五开式齿轮传动的计算 10六轴的计算 11七轴承计算与校核 15八键的选择与校核 16九联轴器的选择与计算 17十润滑与密封形式，润滑油牌号及用量说明 .18十一. 箱体结构相关尺寸 18十二.减速器附件列表 19十三. 参考资料 20北京航空航天大学 2014 年机械综合设计课程设计计算说明书3一设计任务书题目：带式运输机传动齿轮装置设计传动装置如下图所示：1. 设计要求1） 设计用于带式运输机的传动装置2） 连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，运输带允许误差为 5%。3） 使用期限为 10 年，小批量生产，两班制工作。北京航空航天大学 2014 年机械综合设计课程
3、设计计算说明书42. 原始数据运输带卷筒所需功率 P=5.5kW.运输带卷筒工作转速 n=86r/min.二原动机的选择项目内容 设计计算依据和过程 计算结果1. 电机类型选择2. 电动机容量选择（1）电动机所需功率（2）工作机所需功率（3）各部件的效率联轴器滚动轴承（一对）闭式齿轮传动开式齿轮传动卷筒传动（4）传动装置的总效率（5）电机所需功率3. 确定电机转速电动机类型按工作要求选用 Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压 380 伏=1000（通过查表而知）12345=132345=5.5= 5.50.8498=6.472 通常，一级圆柱齿轮减速器传动比5，则总传动比范围为25，
4、故电动机的可选转速范围为： =(125)86 / =862150 /符合条件的电机有三个系列：Y160M-6，Y132M-4，Y160L-8。而Y132M-4 由于同步转速高，所以价格便宜，但是传动比大，传动装置外廓尺寸太大，制造成本高，结构不紧凑，故不可取；Y160L-8 电机传动比小，但是同步转速又太低，质量笨重，价格昂贵，综合考虑选因为载荷平稳所以电机额定功率 略大于 即可，最终选择 =7.5 北京航空航天大学 2014 年机械综合设计课程设计计算说明书5择 Y160M-6。三运动和运动参数的计算（一） 传动比分配北京航空航天大学 2014 年机械综合设计课程设计计算说明书6（二）轴项目
5、内容 设计计算依据和过程 计算结果1. 总传动比2. 分配各级传动比取闭式齿轮传动比为则开式齿轮传动比为=97086=11.281=3.32=1=11.283.3=3.4181. 电动机轴2.高速轴2. 中间轴3. 滚筒轴0=6.472 0=970/0 =955000=95506.472970 =63.72 .1=01 =6.472 0.99=6.407 1=0=970/1 =955011=95506.07970 =63.08 .2=123=6.4070.990,97=6.152=11=9703.3=294 /2=955022=200 3=224=6.150.990.95=5.784 北京航空
6、航天大学 2014 年机械综合设计课程设计计算说明书7（三）运动和运动参数的计算汇总功率 P/Kw 转矩 T/N.m 转速轴名输入 输出 输入 输出 n/r/min传动比i效率电机轴 6.472 63.72 970高速轴 6.407 6.343 63.08 62.45 970 1 0.99中间轴 6.153 6.091 200 198 294 3.3 0.96滚筒轴 5.787 5.500 642.3 635.9 86 3.418 0.943=22=2943.418=86 /3=955033=95505.78486=642.3 北京航空航天大学 2014 年机械综合设计课程设计计算说明书8北京
7、航空航天大学 2014 年机械综合设计课程设计计算说明书9四闭式齿轮的计算1. 选择材料和精度（1） 选择材料（2） 热处理（3） 精度选择2. 计算许用应力（1） 极限应力（2） 安全系数（3） 许用应力3. 按齿根弯曲强度设计计算(1) 强度公式(2) 参数选择计算载荷系数齿宽系数小齿轮转矩初选螺旋角齿数选择实际传动比齿形系数齿根修正系数(3)按齿根弯曲强度计算模数（4）中心距采用硬齿面，考虑大小齿轮都采用20Cr。渗碳淬火，齿面硬度 56 62HRC。按 8 级精度设计=1500， =850=1.1,=1.25=15001.1=1363.6 =8501.25=6803221111 2K=
8、1.2=0.51=9.55106出1=9.551066.343970=6.24104=15，1=222=3.322=72.673=7322=3.3181= 22315=24.42= 73315=81, 1=2.752=2.25, 1=1.582=1.76按标准取： =3取 a=150mm北京航空航天大学 2014 年机械综合设计课程设计计算说明书10（4） 确定螺旋角（5） 分度圆直径（6） 齿宽（7） 验算齿面接触强度（8） 齿轮的圆周速度1.545mm=(1+2)2cos =147.5=cos1(1+2)2=181141=1cos=69.472=2cos=230.5=1=34.735锻钢弹
9、性系数：=189.8节点区域系数：=2.5螺旋角系数：= cos=0.97467带入校核公式：=2121+1=489.8因此 X=0.56 ，Y=1.55=+=1.3两班制工作，则 =17520取 =1, =1.0=.(601106)1=13.08 因此 X=0.56 ，Y=1.7147=+=1.3两班制工作，则 =17520取 =1, =1.0=.(602106)1=9.107 17.0 北京航空航天大学 2014 年机械综合设计课程设计计算说明书18合格。八键的选择与校核项目-内容 设计计算依据和过程 计算结果材料选择许用挤压应力选用 45 号钢，取 MPap10 45 号钢 MPap10
10、高速轴轴外伸端处键联接键的选择 选用圆头普通平键（GB1096-79）根据 d=20mm 及外伸端长度，选择键619，其中b=6mm，h=6mm ，L=19mm ，t=3.5mm，t1=2.8mm键 619键的校核 =4=463.7210320620=106 MPap10键选取合适中间轴与大齿轮配合处键联接键的选择 选用圆头普通平键（GB1096-79）根据轴径 d=46mm，选 择 键 1129， 其 中b=11mm， h=8mm，L=29mm，t=5.5mm ，t 1=3.8mm键 1070键的校核 342017689p pTdlMPa键选取合适中间轴外伸端处键联接键的选择 选用圆头普通平
11、键（GB1096-79）根据 d=30mm，选择键 1220，其中b=12mm，h=10mm，L=20mm，t=5mm，t 1=3.3mm键 855北京航空航天大学 2014 年机械综合设计课程设计计算说明书19键的校核 3419802p pTdhlMPa键选取合适九联轴器的选择与计算项目- 内容 设计计算依据和过程 计算结果联轴器的选择 II 轴外伸端需使用联轴器选用弹性柱销联轴器 LX2 型(GB5014-2003)弹性柱销联轴器 LX2 型HL3 联轴器参数 公称转矩Tn（Nm ）许用转矩 n(r/min)轴孔直径 d（ mm）560 6300 20轴孔长度L L1外径 D(mm)轴孔类
12、型键槽类型62 44 120 J A十润滑与密封形式，润滑油牌号及用量说明项目- 内容 设计计算依据和过程 计算结果润滑方式 齿轮线速度= 11601000=69.47970601000=3.53 /12/故齿轮选用油润滑齿轮选用油池润滑轴承选用油润滑润滑油牌号 选用 L-CKB(抗氧防锈工业齿轮用油)密封形式 机 座 与 机 盖 凸 缘 结 合 面 的 密 封选 用 在 接 合 面 涂 密 封 胶 或 水 玻 璃北京航空航天大学 2014 年机械综合设计课程设计计算说明书20的 方 式观察孔和放油孔等处的密封选用石棉橡胶纸垫片密封轴承端盖处的密封采用毡圈油封高速轴轴承处用挡油环防止润滑油喷入
13、轴承内部十一. 箱体结构相关尺寸项目- 内容 设计计算依据和过程 计算结果长宽高 455mm300mm300mm机座壁厚 机盖壁厚 1机座凸缘厚 b机盖凸缘厚 b1机座底凸缘厚 b2=10mm1=10mmb=15mmb1=15mmb2=25mm地脚螺栓直径 df大齿轮顶圆与内机壁距离 1轴承与箱体内机壁距离3外机壁与轴承座端面距离 l1高速轴轴承端盖外径 DIII 轴轴承端盖外径 DII轴 承 端 盖 凸 缘 厚 tdf=20mm1=15mm3=3mml1=53mmDI=86mmDII=94mmt=7mm十二.减速器附件列表名称及规格 数量 功能 材料 备注螺栓 M16110 6 轴承旁联接
14、Q235A GB5782-86螺母 M16 6 轴承旁联接 Q235A GB6170-86弹簧垫圈 M16 6 轴承旁联接 65Mn GB93-87-12螺栓 M1045 4 机座机盖联接 Q235A GB5782-86螺母 M10 4 机座机盖联接 Q235A GB6170-86弹簧垫圈 M10 4 机座机盖联接 65Mn GB93-87-12螺钉 M620 16 轴承端盖联接 Q235A GB5782-86垫圈 4 轴承端盖联结 65Mn GB93-87-12北京航空航天大学 2014 年机械综合设计课程设计计算说明书21启盖螺钉M1034 1 开启机盖 Q235A GB5782-86螺钉 M814 4 窥视孔盖联接 Q235A GB5782-86销 640 2 定位 35 GB117-86油标尺 1 标志油位 组合件放油孔螺塞 1 放油孔联接 Q235A通气孔螺塞 1 通气孔联接 Q235A垫片 2 密封 石 棉 橡胶 纸油封 1 高速轴密封 毡圈油封 1 中间轴密封 毡圈十三. 参考资料1.机械设计 杨可桢 程光晕 李仲生 主编 高等教育出版社 2006 年 5 月第 5 版2.机械设计综合课程设计 王之栎 王大康 主编机械工业出版社 2007 年 8 月第 2 版3.加工工艺学 李喜桥 主编北京航空航天大学出版社 2009 年 5 月第 2 版
