1、机械设计基础课程设计说明书机械设计基础课程设计说明书设计题目_学校_ 专业_班级_ 学号_设计人_指导教师_完成日期_年_月_日机械设计课程设计计算说明书目录一、传动方案拟定.二、电动机的选择.三、计算总传动比及分配各级的传动比.四、运动参数及动力参数计算.五、减速器内传动零件的设计计算.六、轴的设计计算.计算过程及计算说明一、传动方案拟定设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动（1） 工作条件：使用年限 10 年，工作为二班工作制，载荷平稳，环境清洁。（2） 原始数据：滚筒圆周力 F=1900N；带速V=1.8m/s；滚筒直径 D=500mm；二、电动机选择1、电动机类型的选择： Y 系列三相异步
2、电动机2、电动机功率选择：（1）传动装置的总功率： 总 = 带 3 轴承 2 齿轮 联轴器 滚筒=0.960.9830.9720.990.96=0.81(2)电机所需的工作功率：P 工作 =FV/1000 总=19001.8/10000.81=4.22KWF=1900NV=1.8m/sn 滚筒=68.7r/min 总 =0.81P 工作 =4.22KW3、确定电动机转速：计算滚筒工作转速：n 筒 =601000V/D=6010001.9/500=68.78r/min按手册 P7 表 1 推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围 Ia=36。取 V 带传动比 I1=24，则总传动
3、比理时范围为 Ia=624。故电动机转速的可选范围为 nd=Ian 筒 =（624）68.78=4121650r/min符合这一范围的同步转速有 750、1000、和1500r/min。根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：因此有三种传支比方案：如指导书 P15 页第一表。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第 2 方案比较适合，则选 n=1000r/min 。4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为 Y132M1-6。其主要性能：额定功率：4KW，满载转速960r/min，额定转矩 2.0。质量
4、63kg。三、计算总传动比及分配各级的伟动比1、总传动比： 95.1378.6/90/ni满总2、分配各级伟动比（1） 据指导书 P7 表 1，取齿轮 i 齿轮 =6（单级减速器i=36 合理）（2） 则8.2带i 98.42/5.3/带总齿 ii四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速（r/min）= =960（r/min）0n满= / = / =960/2.8=342.86（r/min） I带i满n带i= / =342.86/4.98=68.84（r/min）II齿电动机型号Y132M1-6i 总 = 95.13据手册得i 齿轮 =4.98i 带 =2.8= =68.84（r/min）I
5、nI2、 计算各轴的功率（KW）)(2.40kwPd)(032.4.961 k带)(83.972 kw轴 承齿 轮1.8.3P轴 承联 轴 器3、 计算各轴扭矩（N mm）/9602.45/950nT=41.98(Nm)(84.1296.82.101 mNiT带带9702 齿轴 承齿 轮= 534.19(Nm)8.19.53423齿 带轴 承联 轴 器 iT= 518.27(Nm ) 将上述数据列表如下：轴名 功率 P 转矩 T 转速 n 传动比 效率电动机轴3.8 37.8 960 2.8 0.96轴 4.032 3.95 112.84 110.58 342.86 0.95轴 3.83 3.
6、75 534.19 523.5 68.844.980.95卷轴 3.71 3.62 518.27 507.9 68.84 1 0.97nI =960r/minnII=342.86r/minnIII=68.84r/minPI=44.032KWPII=43.83KWPIII=3.71KWTI=112NmmTII=534NmmTIII=518Nmm五、传动零件的设计计算2、齿轮传动的设计计算（1）选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不在，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用 40Cr 调质，齿面硬度为 240260HBS。大齿轮选用 45 钢，调质，齿面硬度 220HBS；根据课本P139 表 6-1
7、2 选 7 级精度。齿面精糙度 Ra1.63.2 m(2)按齿面接触疲劳强度设计由 d176.43(kT 1(u+1)/ du H2)1/3 由式（6-15）确定有关参数如下：传动比 i 齿 =4.98取小齿轮齿数 Z1=24。则大齿轮齿数：Z2=iZ1=4.9824=120实际传动比 I0=120/3=40传动比误差：i-i 0/I=6-6/6=0%2.5% 可用齿数比：u=i 0=4由课本 P138 表 6-10 取 d=1(3)转矩 T1T1=9.55106P/n1=9.551064.032/34286=112307Nmm(4)载荷系数 k由课本 P128 表 6-7 取 k=1.3(5
8、)许用接触应力 H H= HlimZNT/SH 由课本 P134 图 6-33 查得： HlimZ1=600Mpa HlimZ2=500Mpa由课本 P133 式 6-52 计算应力循环次数 NLNL1=60n1rth=60342861(236580)=1.20138109NL2=NL1/i=2.979108由课本 P135 图 6-34 查得接触疲劳的寿命系数：ZNT1=0.90 ZNT2=0.95通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求选取安全系数 SH=1.0 H1= Hlim1ZNT1/SH=6000.9/1.0Mpa=540Mpa H2= Hlim2ZNT2/SH=5500.95/1
9、.0Mpa=522.5Mpa故得：d176.43(kT 1(u+1)/ du H2)1/3=69.058mm模数：m=d 1/Z1=69.058/24=2.89mm根据课本 P107 表 6-1 取标准模数：m=3mmd1=69.058mmM=3(6)校核齿根弯曲疲劳强度根据课本 P132（6-48）式 F=(2kT1/bm2Z1)YFaYSa H确定有关参数和系数分度圆直径：d 1=mZ1=324mm=75mmd2=mZ2=3120mm=360mm齿宽：b= dd1=172mm=72mm取 b=72mm b1=77mm(7)齿形系数 YFa 和应力修正系数 YSa根据齿数 Z1=20,Z2=
10、120 由表 6-9 相得YFa1=2.65 YSa1=2.26YFa2=1.58 YSa2=1.764(8)许用弯曲应力 F根据课本 P136（6-53）式： F= Flim YSTYNT/SF由课本图 6-35C 查得： Flim1=500Mpa Flim2 =380Mpa由图 6-36 查得：Y NT1=0.85 YNT2=0.88试验齿轮的应力修正系数 YST=2按一般可靠度选取安全系数 SF=1.4计算两轮的许用弯曲应力 F1= Flim1 YSTYNT1/SF=0.85500/1.4Mpad1=75d2=360b=72=303.57Mpa F2= Flim2 YSTYNT2/SF
11、=3800.88/1.4Mpa=238.86Mpa将求得的各参数代入式（6-49） F1=(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1=78.61Mpa F1 F2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1=73.72Mpa 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=m/2(Z1+Z2)=3/2(24+120)=216mm(10)计算齿轮的圆周速度 VV=d 1n1/601000=3.1472342.8/601000=1.29m/s几何尺寸计算计算分度园直径：d =z m=243=72 1md =z m=1203=366 2p =3.143=9.42pb =pcos20=8.
12、85mmha=ha*m=3hf=(ha*+c*)=(1+0.25)3=3.75da1=d1+2ha=72+23=78mmda2=d2+2ha=360+23=366mmT1=50021.8Nmm HlimZ1=570Mpadf1=d1-2hf=72-23.75=64.5mmdf2=d2-2hf=360-23.75=350mma=m(z1+z2)/2=216 取 mB06,81)18-07(3.879433min 之 间取APAdIo轮毂轴向长：L=1.5d=105.65位置 计算轮毂处直径 D1=1.6d=1.6*81.37=130.19齿根圆处厚度=9板孔分布圆直径D2=0.5*(D0+D1)
13、=95腹板厚度 C=0.3b2=0.3*86=25.倒角尺寸 N=0.5m=0.5*3=1.5腹板最大直径D0=df-2=344板孔直径 d1=0.25(D0-D1)=77.854.轴的设计计算（一）输入轴的设计计算1. 高速轴的设计求输出轴上的功率 P ，转速 ，直径和长度IInP =6.9408KW =411r/minI直径 d1=96mm 长度取 L1=173mm HlimZ2=350MpaNL1=1.28109NL2=2.14108ZNT1=0.92ZNT2=0.98 H1=524.4Mpa H2=343Mpad1=48.97mmm=2.5mm2） 初步确定轴的最小直径选取轴的材料为
14、45 钢,调质处理,根据课本取 于是得10cmnPAdIo7.284190.633mi 考虑有键槽，并将直径增大 3%，则d=28.7(1+3%)mm=29.11.选 d=30位置 直径 计算带轮处 30油封处 36 a=(0.07 到 0.1)*30=2.9轴承处 40 轴承 6208左轴承处 40齿轮处 96轴肩处 77左轴肩处 77位置 长度带轮处 86油封处 50轴承处 20左轴承处 20齿轮处 100轴肩处 20d1=50mmd2=300mmb=45mmb1=50mmYFa1=2.80YSa1=1.55YFa2=2.14YSa2=1.83 Flim1=290Mpa Flim2 =21
15、0MpaYNT1=0.88YNT2=0.9YST=2SF=1.25左轴肩处 202 输出轴的设计求输出轴上的功率 P ，转速 ，直径和长度IInP =6.598KW =95.68r/minI直径 d2=416mm 长度取 L0=229mm 2） 初步确定轴的最小直径选取轴的材料为 45 钢,正火处理,根据课本取 于是得10cmnPAdIo06.4589.133mi 考虑有键槽，并将直径增大 3%，则d=45.06(1+3%)mm=46.41.选 d=48位置 直径 计算联轴器 48油封处 56 a=(0.07 到 0.1)*48=3.84轴承处 60 轴承 6212左轴承处 60齿轮处 63轴
16、肩处 63 考虑大于轴承小于轴环轴环 60 a=(0.07 到 0.1)*63=5.04位置 长度 F1=77.2Mpa F2=11.6Mpaa =175mmV =1.2m/sd=22mm联轴器 114.5油封处 50轴承处 42左轴承处 23齿轮处 86轴肩处 10轴环 10润滑的选择确定1 润滑方式1.齿轮 V=1.212 m/s 应用喷油润滑，但考虑成本及需要，选用浸油润滑2.轴承采用润滑脂润滑2 润滑油牌号及用量1.齿轮润滑选用 150 号机械油，最低最高油面距 1020mm，需油量为 1.5L 左右2.轴承润滑选用 2L3 型润滑脂，用油量为轴承间隙的 1/31/2 为宜密封形式1.
17、箱座与箱盖凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2.观察孔和油孔等处接合面的密封d1=22mmL1=50mmd2=28mm在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封3.轴承孔的密封闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部轴的外伸端与透盖的间隙，由于 V3（m/s） ，故选用半粗羊毛毡加以密封4.轴承靠近机体内壁处用挡油环加以密封，防止润滑油进入轴承内部减速器附件的选择确定列表说明如下：名称 功用 数量 材料 规格螺栓 安装端盖 12 Q235 M616GB 57821986螺栓 安装端盖 24 Q235 M825GB 57821986销 定位 2 35 A640GB 11719
18、86垫圈 调整安装 3 65Mn 10GB 931987螺母 安装 3 3AM10GB 61701986油标尺 测量油面高度 1 组合件通气器 透气 1 3L2=93mmd3=35mmL3=48mmd4=41mmL4=20mmd5=30mmL=100mmFt =1000.436NFr=364.1N箱体主要结构尺寸计算箱座壁厚 =8mm 箱座凸缘厚度 b=1.5 , =12mm箱盖厚度 =8mm 箱盖凸缘厚度 =1.5 , =12mm1 1b1箱底座凸缘厚度 =20 , =25mm ,轴承旁凸台高度 h=45，凸2b台半径 R=14mm齿轮轴端面与内机壁距离 =38mm1l大齿轮顶与内机壁距离 =10mm小齿端面到内机壁距离 =9mm2上下机体筋板厚度 =5.44mm , =6.8mm1m2主动轴承端盖外径 =105mmD从动轴承端盖外径 =130mm2地脚螺栓 M16，数量 6 根FAY =182.05N参考文献1、机械设计课程设计2、机械制图教材3、机械设计教材4、工程力学教材 6、 其它机械类专业课程教材
