1、辽宁工业大学机械设计基础课程说明书1、目 录一 机械设计课程设计任务书- 2二 电动机的选择计算2三 传动比分配 4四 传动装置运动和动力参数计算 4五 传动零件的设计计算 61 链传动设计计算 62 减速器高速级斜齿圆柱齿轮设计计算 73 减速器低速级斜齿圆柱齿轮设计计算 12六 轴承与联轴器的选择 17七 轴、轴承及键的强度校核181 轴的设计与强度校核（高速轴）182滚动轴承的选择及寿命验算223键联接的选择和验算23八 减速器的密封种类的选择 24九 减速器的附件选择 24十 润滑油的牌号及油量计算 25十一 设计体会 26辽宁工业大学机械设计基础课程说明书2十二 参考文献 28辽宁工
2、业大学机械设计基础课程说明书3一.设计任务1带式运输机传动装置设计的布置:2.设计的技术数据：运输带的工作拉力 F=4600 N,运输带的工作速度 V=0.95m/s,运输带的滚筒直径 D=400mm,运输带的宽度 B=400mm3.工作情况要求：用于机械加工车间运输工作，2 班工作制,载荷有轻度冲击，使用 5 年，小批量生产。在中等规模制造厂制造。动力来源：电力三相交流 380/220V。速度允差 Pr3.确定电动机转速传动滚筒轴转速 nW=60V/D=(600.95)/(0.4)=45.4 r/min现以同步转速为 1500、1000r/min 二种方案进行比较。由表 27-1 查得电动机
3、数据，计算总传动比列于下表 1表 1 电动机数据及总传动比方案号电机型号额定功率kw同步转速（空转）r/min满载转速r/min电机质量kg传动比 iPW = 4.37kw= 0.79Pr= 5.53kwnW=45.4 r/min辽宁工业大学机械设计基础课程说明书51 Y132M-4 7.5 1500 1440 54.5 31.722 Y160M-6 7.5 1000 970 83.0 21.37经比较两个方案可见，方案 2 选用价格较便宜，传动比较合适，它的传动装置结构比较紧凑，故决定选用方案 2。电动机型号为： Y160M-6.额定功率为： P0=7.5kw 同步转速为： n=1000r/
4、min满载转速为： n0=970r/min由参考表 27-2 查得电动机中心高 H=160mm，轴伸直径和长度：DE=42110mm。三 .传动比分配(总传动比一级减速器 3-5；二级减速器-10-25。直齿取较小值，斜齿取较大值。 蜗杆 8-20 比较合适)当设计多级传动的传动装置时，分配传动比很重要。要做到尺寸紧凑，结构协调，成本低，维修方便。i=n0/nw=970/45.4=21.37据参考表 17-9：取链传动传动比 i链=2（闭式）P0=7.5kwn=1000r/minn0=970r/mini=21.37I 链=2i 减=10.685i1=3.798i2=2.813Po=5.53kw
5、no=970r/minT0=54.44 NmP1=5.47kwn1=970rminT1=53.85Nm辽宁工业大学机械设计基础课程说明书6则：减速器传动比：i 减 =i/i 链=21.37/2=10.685取两级齿轮减器高速级传动比： 798.365.103.35.1减ii低速级传动比 =2.8132/i减四传动装置运动和动力参数计算0 轴：即电动机轴Po=Pr=5.53kwno=970r/minTo=9.55Po/no=9.55（5.5310 3/970）=54.44 Nm轴：即减速器高速轴5.530.99=5.47kw1010=pp联n1=n0 =970r/min T1=9.55 P1/n
6、1=9.55（5.4710 3/970）=53.85 Nm 轴：即减速器中间轴P2=P112 =P1 齿 承 =5.470.970.99=5.25kw n2=n1/ =970/3.798=255.4 r/miniT2=9.55 P2/n2 =9.55(5.25103)/ 255.4=196.31Nm 轴：即减速器低速轴P3=P223=P2 齿 承=5.250.970.99=5.04kwn3=n2/ =255.4/2.813=90.8r/miniT3=9.55 P3/n3=9.55(5.04103)/ 90.8=530.09Nm轴：传动滚筒轴P4= =P3 承 链=5.040.990.92=4.
7、59kw34p90.82=45.4r/min/ni链P2=5.25kwn2=255.4r/minT2=196.31NmP3=5.04kwn3=90.8r/minT3=530.09 NmP4=4.59kwn4=45.4r/min T4=965.52Nm辽宁工业大学机械设计基础课程说明书7T4=9.55 P4/n4=9.55(4.59103)/ 45.4=965.52Nm上述结果汇于下表 2：表 2 各轴运动及动力参数轴序号功率P（kw）转速n（r/min）转距T（Nm）传动比i效率 0 5.53 970 54.441.0 0.98I 5.47 970 53.853.798 0.96 5.25 2
8、55.4 196.312.813 0.96 5.04 90.8 530.09 4.59 45.4 965.522 0.91五传动零件的设计计算：（滚子链常用于低速级，功率在 100KW 以下，链条速度不超过 15m/s，最大传动比8）1.链传动设计计算已知：传递功率 P=5.04kw，主动链轮转速=90.8r/min，从动轮转速 =45.4 r/min ,载荷有轻度冲1n2n击。（1）确定链轮齿数计算传动比 i= / =90.8/45.4=21n2一般先确定链条速度，在确定 z1，设链速v=38m/s,由表 4-13 选取 =231zi=2=231z=472V=1.105m/s=110.445
9、 节0pL辽宁工业大学机械设计基础课程说明书8又 = =2 23=46 则取 =47.（优先选奇数且为质数）2z1i2z(2）选取链型号，确定链节距 p由式得1.50.755.04/1=5.67KW0/AZPpK式中，工况系数 由表 4-14 查得为 1.5，小链轮齿系数A由Z图 4-39 查得为 0.75，多排链系数 按单排链由表 4-15 查得PK为 1。根据 =5.67 kw 及 =90.8r/min，由图 4-37 选定0P1n链型号为 20A，由表查得其节距 P=31.75mm(3)验算带速23 90.8 31.75/(60 1000)1/(60)vznp=1.105m/sS, 所以
10、满足要求。剖面疲劳强度安全系数校核因轴单向转动，弯曲应力为对称循环变应力。扭剪应力按脉动循环处理。MPaWT38.52.0maxin Paam69.2根据教材附表查取应力集中系数，绝对尺寸影响系数和表面质量系数。查得： ， ， ，71.K89.05.并取： 250= =25.35 Sm1取S=1.51.8 SS, 所以满足要求 2滚动轴承的选择及寿命验算(1).滚动轴承的选择减速器中的高速轴选用角接触球轴承，可得轴承代号7209C；C=22.8KN ， =15.8KN ，n=1440r/min0C=212.7N , =322.4N, =457.9N , =975.5N1HR2H1VR2V(2)
11、.轴轴承寿命验算 = =504.9N 121HVR1=504.9NR2=1027.4NA1=326.7NA2=0P1=1182.2NP2=1232.88N辽宁工业大学机械设计基础课程说明书25= =1027.4N 2R2HV轴系结构为全固式结构，所以 = =326.7N , =01AF2A由轴承手册差得 6208 轴承：C=22.8KN , =15.8KN0C对轴承 1： =326.7N , =504.9NA1R/ =326.7/15800=0.021,查得： =0.200Ce/ =326.7/504.9=0.647 =0.201R1查得 =0.56, =2.15X1Y因为载荷有轻微冲击，查取
12、冲击载荷系数： =1.2df= =1182.2N111dPfRA7.32615.90456.2对轴承 2： =0N , =1027.4N , 查得 =1, =0XY因为载荷有轻微冲击，查取冲击载荷系数： =1.2df=1.2 1027.4=1232.88N222dPfXRYA因为 , 用 计算轴承寿命 ，温度系数 ft=1.0212P= =73217.2h610hcLnp368.104073217.2/(300 16)=15.25 年4.5 年 ， 所以轴承合适3键联接的选择和验算已知：联轴器、轴、键的材料均为 45 钢，联轴器与轴的配合直径为 40mm ，轮毂长为 84mm ，传递转矩 T=
13、53.85Nmm。(1).键联接的类型和尺寸选择选 A 型圆头平键，因为它具有结构简单，对中性好，装拆方便等优点，键的截面尺寸根据键所在轴段直径 d 按标准， L=50mm108bh2）对轴上键联接的强度校核L=50mm辽宁工业大学机械设计基础课程说明书26普通平键的主要失效形式是轴、轮毂和键三个零件中较弱零件的压溃。故应进行挤压强度校核。许用挤压应力在表 3-1 中查得=100MPa ， 键的工作长度： l=L-b=50-10=40mmp由式 3-1 得， p 35283/32/8/4013.78MPa p100MPadhlT4键强度满足。八减速器的密封种类的选择轴的外伸端的轴承盖为透盖，透
14、盖中有密封装置，高速轴密封处的圆周速度 V=160ndvsm/7.21063.597由于 ，所以采用皮碗密封。sm/5九减速器的附件选择1.检查孔和盖板选择 A=150，A1=190 ，A2=170，d4 为 M8 螺钉 4 个，R=10，h=5 的规格。2不是恶劣环境下选择比较经济的通气塞 。选择 d 为 M181.5 ， D=40，D1=25.4 的规格。 3轴承油润滑，在小齿轮处加装挡油盘 b=24定位销直径为 105启箱螺钉为 M10 。6.螺塞及封油垫选择 M201.5，D0=30，L=28 ， l=15，a=4，D=25.4， S=22，D10.95S，d1=22，H=2 的规格。
15、十润滑油的牌号及油量计算1）齿轮润滑油的选择润滑油牌号齿轮的接触应力为 ，故选用抗氧锈工业齿轮油润MPa50辽宁工业大学机械设计基础课程说明书27滑。润滑油的牌号按齿轮的圆周速度 选择mv参照 5-12 选择： svm/5选用 320 根据 4.8-1：代号 320s/22）齿轮箱的油量计算油面由箱座高度 H 确定斜齿轮应浸入油中一个齿高，但不应小于 10mm。这样确定出的油面为最低油面。考虑使用中油不断蒸发耗失，还应给出一个允许的最高油面，中小型减速器的最高油面比最低油面高出即可。因此，确定箱座高度 H 的原则为，既m65要保证大齿轮齿顶圆到箱座底面的距离不小于，以避免齿轮回转时将池底部的沉
16、积物搅03起，又要保证箱座底部有足够的容积存放传动所需的润滑油。通常单级减速器每传递 的功率，需油量：kw1箱座高度 H +(3050)+ +(35)=150mm2ad高速轴轴心距下箱内壁：150-8=142mm油深：h=59mm减速器装油量 38.59.14dmhblV低速轴大齿轮浸油深度：15mm没超过大齿轮顶圆的 1/3 故油深合理3）滚动轴承的润滑确定轴承的润滑方式与密封方式减速器中高速级齿轮圆周速度: = =2.7m/s160ndv10623.597307.5.dmV辽宁工业大学机械设计基础课程说明书28由于 V 不过 2m/s 所以角接触球轴承可以采用油润滑4）验算齿轮是否与轴发生
17、干涉现象：1、2 轴之间距离：130mm，2 轴上小齿轮齿顶圆半径 89.48。碰不到 1 轴。 2、3 轴间距离：160mm，2 轴上大齿轮的齿顶圆半径：240.52。2 轴大齿轮与 3 轴之间的距离：39.74mm。因此，齿轮传动设计合理。十一、设计体会三周的课设已经结束了，从计算到动手画，再到现在的成图，让我切实的感受了设计的过程，因为以前没有接触过，走了很多弯路，也犯了许多错误，但是收获也很多，让我了解也设计的流程，需要注意哪些问题，怎样考虑才能使设计更合理，将对我以后的学习和工作带来更多的经验和帮助。 通过这次课程设计，我不但进一步巩固了课堂上所学过的理论知识，而且提高了我对这些知识
18、的综合运用能力。了解了机械设计的一般方法、步骤和一些注意事项。不能为了单方面增加零件的强度和刚度而随意增大零件的尺寸。因为这样不但会使机械变得笨重而且很浪费材料。我们要在满足强度、刚度的条件下选择合适的零件的尺寸。画图时减速器箱体上的一些线和面是倾斜的，不能随意更改。因为这是为了箱体铸造后方便拔模而专门设计的，同一轴上的两个键槽要在一条母线上，这样可以省掉一些加工工序，节省加工时间，所以我们在设计机械时，不但要考虑机械的工作性能还要考虑到其零件的铸造性能，切削加工性能和经济性的问题。虽然课设结束了，但是我们以后还会做更多的设计，通过此次的实战经验，相信我们以后会做的更加精细，更加完美。虽然对课
19、程设计时遇到的一些困难和挫折，感到心烦，但当成图打印的那一刻，会感觉心情特别激动，就像自己的一个作品马上就要诞生了，不论是否完美，都是自己的心血所在。在这段时间中，老师也教会我们很多书上学不到的东西，也告诉了我们课程设计辽宁工业大学机械设计基础课程说明书29的目的所在，让大家了解机械，知道怎么去设计，什么是设计理念，怎样去用准则确定零件的位置，配合的尺寸，而不是单纯的记尺寸。特别感谢在课程设计过程中关心和帮助自己的 XX 老师和同学们，让我度过了难忘的三周。辽宁工业大学机械设计基础课程说明书30参考文献1 作者，文献名称 . 出版社 . 出版年月1、孙志礼等主编.机械设计.东北大学出版社，20002、巩云鹏，田万禄，张祖立，黄秋波主编.机械设计课程设计.东北工学院出版社，20003、高泽远，遥玉泉，李林贵编.机械设计（修订版）.沈阳：东北学院出版社，19924、巩云鹏主编.机械设计课程设计.北京：冶金工业出版社，19995、孙德志，张伟华编.机械设计课程设计.北京：冶金工业出版社，6、蔡春源主编.机械零件设计手册（第三版）.北京：冶金工业出版社，1994
