1、机械设计基础机械设计基础课程设计说明书设计题目： 设计用于带式运输机的传动装置 学 院： 港航学院 专 业： 轮机工程 年 级： A11 轮机 1 班 指导教师： 龚雅萍 学生姓名： 学 号： 110204115 起迄日期： 2013.8.302013.9.8 港航学院轮机工程机械设计基础目录第一章. 设计任务书 .1第二章. 设计内容 .1第三章. 计算传动装置的运动和动力参数 .2第四章. 齿轮的设计 .4第五章. 低速级齿轮设计 .8第六章. 轴的设计 .12第七章. 键的计算 .15第八章. 减速器的润滑与密封 .15第九章. 减速器箱体及附件的选择 .16第十章. 制造、安装及使用说
2、明 .17机械设计基础1第一章. 设计任务书1.1 设计题目带式运输机的传动装置设计1.2 传动装置原理方案设计1.3 原始数据数据编号 A15输送机工作轴功率 P（KW ） 11.5输送机工作轴转速 n（1/min） 701.4 工作条件单向传动，载荷平稳，每天平均工作 4 小时，使用寿命 15 年试设计闭式齿轮传动机构。运输带速度允许误差为 5%。1.5 设计工作量(1)设计说明书一份(2)速器零件工作图 1 张第二章. 设计内容2.1 选择电动机的类型机械设计基础2按工作要求和工作条件选用 Y 系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V。2.2 选择电动机的容量工作机的有效
3、功率:PW=FvF：运送带工作拉力（N） V：运输带工作速度(m/s)2.3 传动装置的总功率：从电动机输出轴到运输带的总工作效率为: 总 =123456=0.990.990.980.950.960.97=0.85式中：刚性联轴器的效率 1=0.99一对滚动轴承的效率 2=0.99单机圆柱齿轮传动的效率 3=0.98开式齿轮传动的效率 4=0.95卷筒的传动效率 5=0.96一对滑动轴承的效率 6=0.972.4 电动机所需工作效率已知输送机工作轴功率为：P=11.5KWPd=P/ 总=11.5/0.85=13.53KW第三章. 计算传动装置的运动和动力参数3.1 传动比的分配已知：输送机工作
4、轴转速 n=70r/min。常用同步电机的转速为 1500 r/min 和1000r/min。选单级圆柱齿轮减速器传动比=45。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，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，则选 n=1500r/min。开式齿轮为避免齿轮数过多，导致尺寸过大，传动比7。结合电动机的额定功率，可选的电动机数据以及传动装置对应的传动比如下表：3.2 确定电动机型号机械设计基础3电动机型号 额定功率（KW） 满载转速（r/min） 额定转矩Y160L-4 15 1460 2.23.3 传动比的分配(1)总传动比 为wmni分配传动比ii考虑润
5、滑条件等因素，初定，04.i3i3.4 各参数的计算1)各轴的转速I 轴 min140rnmII 轴 i/.356i III 轴 in18rin卷筒轴 miw2)各轴的输入功率I 轴 kwPd08.132II 轴 69III 轴 k2.23卷筒轴 wP5814卷3）各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩 为dT机械设计基础4mNnPTmdd 46 1096.8105.9I 轴 d 4217.II 轴 iT5310III 轴 mN2.卷筒轴 5489卷将上述计算结果汇总与下表，以备查用.第四章. 齿轮的设计4.1 高速级齿轮设计选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1)按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱
6、齿轮传动，软齿轮面闭式传动。(2)运输机为一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度(GB10095-88)。(3)材料选择。由机械设计表 10-1，选择小齿轮材料为 40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮为 45 钢（调质），硬度为 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。(4)选小齿轮齿数 ，则大齿轮齿数201z 812zi按齿面接触疲劳强度设计，即2311 )(. HEdt ZuKTd轴名 功率 P/kw 转矩 T/(Nmm) 转速n/(r/min) 传动比 i效率 I 轴 13.08 8.77104 14404.04 0.97II 轴 12.69 3.44104 356.43
7、 0.97III 轴 12.32 10.01105 118卷筒轴 11.58 9.38105 118 1 0.95机械设计基础5确定公式内的各计算数值1）试选载荷系数 。3.1tK2）计算小齿轮传递的转矩mNnPT46.1 0875.0593）由机械设计表 10-7 选取齿宽系数 。1d4）由机械设计表 10-6 查得材料的弹性影响系数 。MPaZE8.95）由机械设计图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限 。MPaH601lim H502lim6）由式 10-13 计算应力循环次数 91 13.163821406 hjLnN822.i7）由机械设计
8、图 10-19 取接触疲劳寿命系数 ； 。90.1HNK95.2HN8）计算接触疲劳许用应力取安全系数 S=1MPaSKHNH 540690.1lim11 .25.2li24.2 设计计算1）试算小齿轮分度圆直径 ，代入 中较小的值。td1HmZuKTdEdt 67.50)(32. 212）计算圆周速度 v snvt 82.310647.51063）计算齿轮宽度 bmd.14)计算齿宽高之比h机械设计基础6模数：mzdm53.2067.1齿高： h7.897.560b5）计算载荷系数查表 10-2 得使用系数 ;0.1AK根据 、7 级精度，由图 10-8 得动载系数 ；smv82.3 12.
9、VK直齿轮， FH由表 10-4 用插值法查得 7 级精度、小齿轮相对支承非对称布置时， ；由43.H， 查图 10-13 得 ，89.hb423.1HK35.1H故载荷系数 94.2VA6）校正分度圆直径 1d由机械设计式（10-10a）得 mKkdtt 23.54.1/594.67.0/331 7）计算模数 zm.2/.54/14.3 按齿根弯曲强度设计由式（10-5）得弯曲强度的设计公式为 FSYzKT321d4.4 确定公式内的各计算数值1)由图 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ；大齿轮的弯曲疲劳a501MPFE强度极限 ；MPaFE38022)由图 10-18 取弯曲疲劳
10、寿命系数 ， ；8.0KFN18.2N3)计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数 ，由式（10-12 ）得4.SPaYKFETNF573011机械设计基础7MPaSYKFETNF86.23224）计算载荷系数 K。 512.1.FVA5)查取齿形系数。由表 10-5 查得 ； ；80.21FaY0.2FaY6）查取应力校正系数由表 10-5 查得 ；5.1Sa71.2Sa7）计算大、小齿轮的 并加以比较。FY014297.1FSaY01568.2FSa大齿轮的数值大。8）设计计算 m794.10568.20187.45.m34对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 大于由齿根弯曲疲劳
11、强度计算的强度，由于齿轮模数 m 的大小取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数1.794 并就近圆整为标准值 ，按接触强度算得的分度圆直径 ，算2 m23.54d出小齿轮齿数则 27z1md10912mz这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。4.5 几何尺寸计算1）计算分度圆直径 mzd54271118092机械设计基础82)计算中心距 mda136213）计算齿轮宽度 bd541取 ，B6026第五章. 低速级齿轮设计5.1 选定齿轮类型
12、、精度等级、材料及齿数(1)按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，软齿轮面闭式传动。(2)运输机为一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度(GB10095-88)。(3)材料选择。由机械设计表 10-1，选择小齿轮材料为 40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮为 45 钢（调质），硬度为 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。(4)选小齿轮齿数 ，则大齿轮齿数203z 6034zi5.2 初步设计齿轮主要尺寸(1)设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。(2)按齿面接触疲劳强度设计，即233 )(12. HEdt ZuKTd确定公式内的各计算数值1）试选载荷系数 。.t2）计算小齿轮传递的转矩mNnPT56.3 109.1059 3）由机械设计表 10-7 选取齿宽系数 。d4）由机械设计表 10-6 查得材料的弹性影响系数 。MPaZE8.195）由机械设计图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限 。MPaH603lim H504lim6）由式 10-13 计算应力循环次数 83 12.83213560 hjLnN
