1、 机械设计课程设计任务书 目录： 机 械 设 计 课 程 设 计 任 务 书. 1 目录： . 1 一 .设计题目 : . 错误 !未定义书签。 二 .传动简图 : . 2 三 .原始数据 . 2 四 .设计工作量要求 . 2 五 .传动装置的总体设计 . 3 1.拟定传动方案； . 3 2.选择电动机； . 3 3.确定传动装置的总传动比及其分配； . 4 4.计算传动装置的运动及动力参数 . 4 六 .设计计算传动零件 . 5 1.高速齿轮组的设计与强度校核 . 错误 !未定义书签。 2. 高速齿轮组的结构设计 . 错误 !未定义书签。 3. 低速齿轮组的设计与强度校核 . 错误 !未定义
2、书签。 4低速齿轮组的结构设计 . 错误 !未定义书签。 5. 校验传动比 . 错误 !未定义书签。 七 .设计计算箱体的结构尺寸 . 15 八 .设计计算轴 (如图六 A 所示 ). 16 1. 低速轴的设计与计算 . 错误 !未定义书签。 2. 中间轴的设计与计算 . 错误 !未定义书签 。 3. 高速轴的设计与计算 . 错误 !未定义书签。 九 .选择滚动轴承及寿命计算 . 错误 !未定义书签。 十 .选择和校核键联接 . 错误 !未定义书签。 十一 .选择联轴器 . 错误 !未定义书签。 十二 .选择润滑方式、润滑剂牌号及密封件 . 错误 !未定义书签。 螺旋 输送机 第五组 一 .
3、设计题目 : 运送原料的带式运输机用 二级 圆柱齿轮减速器 二 .传动简图 : 三 .原始数据 1） 输送带的有效拉力 f=2400N 2) 输送带的工作速度 v=1.2m/s 3）工作情况：三班制连续单向运转，载荷较平稳； 4) 使用折旧期： 8 年 ,高低速级都为直齿轮 5）动力来源：电力，三相交流，电压 380V； 6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。 四 .设计工作量要求 每个同学独立完成设计总装图一张 ,设计计算说明书一份和主要零件工件图 13 张 ,具体要求由任课教师统一说明。 1 2 3 4 56 78五 .传动装置的总体设计 1.拟定传动方案； 采用二级圆柱齿轮
4、减速器，适合于繁重及恶劣条件下长期工作，使用与维护方便。（缺点：结构尺寸稍大） 高速级常用斜齿，低速级可用直齿或斜齿。由于相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮在远离转矩输入端，以减少因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均的现象。常用于载荷较平稳的场合，应用广泛。传动比范围： i = 8 40 2.选择电动机； 选用 Y 系列三相异步电动机 1.螺旋运输机所需功率 KwPw 2.1 2.初估电动机额定功率 Pd =wp圆锥齿轮效率 1 =0.95,两对闭式圆柱斜齿轮传动效率 2 = 3 =0.97,四对向心推力1 2 3 4 56 78球轴承效率 4 = 5 = 6 = 7 =0.9
5、9(油润滑 ),弹性联轴器 99.08 85.099.099.097.095.0 42844221 kwkwPP wd 41.185.0 2.1 3.确定电动机转速 选择同步转速为 1000 min/r 电动机 ,型号为 6100 LY 4各尺寸及主要性能如下 : 额定功率 Kw 同步转速 min/r 满载转速 min/r 额定转矩 mN 最大转矩 mN 质量 (kg) 1.5 940 1000 2.0 2.0 23 机座号 中心高 安装尺寸 轴伸尺寸 平键尺寸 外形尺寸 100L 100 A B D E hb G L HD AC/2 AD 160 140 28 60 78 24 380 24
6、5 100.25 180 3.确定传动装置的总传动比及其分配； 6.37259 4 0 wmnni总 5342齿轮锥齿轮传动比锥齿轮比推荐值： ii 初取锥齿轮传动比 33i 则两斜圆柱齿轮 取 10.3,04.4,3.1 2121 iiii 低速级则算得：高速级 综上取传动比00.310.304.4132iii4.计算传动装置的运动及动力参数 1.各轴转速 电动机轴 min/940 rnm I 轴 min/940rnI II 轴 m in/67.2 3 2m in/04.49 4 01 rrinn III III 轴 m in/06.75m in/1.3 67.2322 rrinn IIII
7、I 锥齿轮输出轴 m in/01.25m in/3 06.753 rrinn IIIIV 2.各轴输入功率 I 轴 kwkwPP dI 3 9 6.141.199.08 II 轴 kWkWPP III 3 4 0.13 9 6.199.097.042 III 轴 kWkWPP IIIII 2 8 7.134.199.097.053 锥齿轮输出轴 kWkWPP IIIIV 198.1287.199.099.095.0761 3.各轴输入转矩 I 轴 mNmNnPT III 1 8 3.149 4 0 3 9 6.19 5 5 09 5 5 0II 轴 mNmNnPT IIIIII 000.556
8、7.232 340.195509550III 轴 mNmNnPT IIIIIIIII 7 4 7.1 6 306.75 2 8 7.19 5 5 09 5 5 0锥齿轮输出轴 mNmNnPT IVIVIV 8 3 1.4 5 701.25 1 9 8.19 5 5 09 5 5 0六 .设计计算传动零件 减速器外传动零件的设计计算 一 . 联轴器的选择 由于是高速轴 ,所以采用弹性套柱销联轴器 二 . 开式锥齿轮传动设计 1. 选定齿轮类型 ,精度等级 ,材料及齿数 1) 大小齿轮都选用硬齿面 ,由表 10-1 选大小齿轮材料为 45 号钢 ,并经调质及表面淬火 ,齿面硬度为 48-55HRC
9、 2) 初选 7 级精度 3) 选用小齿轮齿数 ,221Z 大齿轮齿数 57132 ZiZ 2. 按齿根弯曲疲劳强度设计 3 22523 1)5.01( 4FSaFaT YYuZRR TKm 确定公式内的各计算数值 1) 试选载荷系数 6.1tK 2) 计算小齿轮传递的转矩 mmNT 53 105 9 4.1 3) 选取齿宽系数 31R 4) 2112 c o t tgZZi 3i 6.71,43.18 21 当量齿数 2.233.18c o s20c o s 155 ZZ v1.2 0 96.71c o s80c o s 266 ZZ v5) 由表 10-5 查得齿形系数和应力校正系数 86
10、5.1,12.2;575.1,69.2 6611 SaFaSaFa YYYY 6) 计算应力循环次数 (每年按 300 天 ) 8136 0 6 0 7 5 . 0 0 3 1 ( 3 8 3 0 0 1 0 ) 3 . 2 4 1 0N n jL h 88312 1008.13 1024.3 iNN 7) 计算大小齿轮的FSaFaYY 由图 10-20d 查得大小齿轮的弯曲疲劳强度极限 M PaFEFE 8 0 021 由图 10-18 查得弯曲疲劳寿命系数 98.0,90.0 21 FNFN KK 取弯曲疲劳强度的安全系数 S=1.4，由式 10-12 得 111 8 0 0 0 . 9
11、0 5 1 4 . 2 91 . 4F N F EF K M P as M P asK FEFNF 5 6 04.1 98.08 0 0 222 则 1112 .6 9 1 .5 7 5 0 .0 0 8 2 5 1 4 .2 9F a SaFYY 2222 .1 2 1 .8 6 5 0 .0 0 7 0 6 5 6 0F a S aFYY 8） 小齿轮的数值大 53 2 2 24 1.6 1.59 4 10 0.00 78 2.90.51( 1 ) 22 3 133m 3. 验算 1) 11 2 .2 8 2 2 6 3 .8d m Z m m 22 2 . 2 8 6 6 1 9 1 .
12、 4d m Z m m 11 0 . 5( 1 0 . 5 ) 6 3 . 8 ( 1 ) 5 3 . 23md d R m m 22 0 . 5( 1 0 . 5 ) 1 9 1 . 4 ( 1 ) 1 5 9 . 53md d R m m 2) 131 3 . 1 4 5 3 . 2 7 4 . 9 0 . 2 0 9 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0mdnv m s 由 5v 查图 10-8 得 1.03(8 )vK 级 精 度 (并假设 )/100 mmNbFK tA 3) 已知传动平稳 ,原动机为电动机 1AK 4) 由于锥齿轮 ,则 1HFKK 5) 由 beHHF
13、 KKK 5.1 ,且小齿轮和大齿轮均工业用悬臂 ,即 50.1beHK 则 25.250.15.1 HF KK 所以 3 1 8.225.2103.11 FFvA KKKKK 6) mmKKddt 2.706.13 1 8.204.62 3311 修正模数 m =d1/Z1=3.191 开式齿轮传动将模数加大 10%-20% 取 m=4, 符合弯曲疲劳强度 则 55.174 2.7011 mdZ, 圆整为 18 65.524 6.2 1 022 mdZ, 圆整为 53 所以 944.21853123 ZZi故 i3=2.994 i1=4.23 i2=3.02 经验算 ,与假设一致 ,故不用修
14、正 . 修正各轴转速： : nm =n =940 minr : n =940/4.23=222.2 minr III: nIII =222.2/3.02=73.58 minr 减速器内传动零件的设计计算 一 . 第一对斜齿轮设计 1. 选定齿轮类型 ,精度等级 ,材料及齿数 1 大齿轮材料为 45 钢（常化）硬度为 200HBS，小齿轮材料为 45 钢（调质） 硬度为240HBS，硬度差为 40HBS 2 取 7 级精度等级 3 选小齿轮齿数 231Z , 大齿轮齿数 97112 ZiZ 4 选取螺旋角 ,初选 14 2. 按齿面接触强度设计 按式 10-21 计算 , 即3 211 )(12
15、HEHtt ZZuud TKd 1) 确定公式内的各计算数值 1 试选 5.1tK 2 由图 10-30 选取区域系数 43.2HZ 3 由图 10-26 查得 768.01 , 88.02 , 则 648.121 4 由表 10-7 选取齿宽系数 1d , 小齿轮传动转矩 mmNTI 51055.9 5 由表 10-6 查得材料的弹性影响系数 218.189 MPaZE 6 由图 10-21d 查得大小齿轮的接触疲劳强度 M P aM P a HH 400500 2l i m1l i m 7 大小齿轮应力循环次数为 811 10586.7)1030083(19406060 jlhnN 881
16、12 10793.123.4 10586.7 iNN 8 由图 10-19 查得接触疲劳寿命系数 95.0,9.0 21 HNHN KK 9 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1% , 安全系数 s=1.0 , 由式 10-12 得 M P asK HHNH 450 1l i m11 M P asK HHNH 380 2l i m22 则许用接触应力 M P aHHH 4152/)380450(2/)( 21 2) 计算 1 试算小齿轮分度圆直径 td1 , 由计算公式得 mmdt 4.33)415 8.189433.2(23.4 123.4648.11 10361.15.123 241 2
17、 计算圆周速度 smndv t /64.11 0 0 060 9 4 04.3314.31 0 0 060 11 3 计算齿宽 b 及模数 ntm 54.1017.34.3317.3417.125.225.241.12314c o s4.33c o s4.334.331111hbmhZdmmmddbnttntt4 计算纵向重合度 824.114231318.0318.0 1 tgtgZd 5 计算载荷系数 K 已知使用系数 1AK ,由 v=1.47m/s,7 级精度 ,由图 10-8 查得动载系 08.1vK 由表 10-4 查得 415.1HK ,由图 10-13 查得 43.1FK 由表
18、 10-3 查得 4.1 FH KK 故载荷系数 14.24.14 1 5.108.11 HFvA KKKKK 6 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径 ,由式 10-10a 得 mmKKddtt 22.415.114.236 3311 7 计算模数 nm 74.123 14c o s22.41c o s11 Zdm n , 取 0.2nm 3) 校核 由式 10-16 , 3 2121c o s2 F SaFadn YYzYKTm 1 确定计算参数 计算载荷参数 , 06.24.143.103.11 HFvA KKKKK 根据纵向重合度 824.1 ,从图 10-28 查得螺旋角影响系数 8
19、8.0Y 计算当量齿数 18.1 0 614cos 97cos1 7 8.2514cos 23cos33223311ZZZZvv 由表 10-5 查取齿形系数和应力校正系数 795.1,175.2;59.1,62.2 2211 SaFaSaFa YYYY 由图 10-20c 查得大小齿轮弯曲疲劳强度极限 M P aM P a FEFE 3 5 0,5 0 0 21 由图 10-18 查得弯曲疲劳寿命系数 88.0,86.0 21 FNFN KK 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 s=1.4 , 由式 10-12 得 M P asK FEFNF 3 0 74.1 5 0 086.0 111 M P asK FEFNF 2204.1 35088.0 222 计算大小齿轮的FSaFaYY , 并加 以比较 0117.0307 59.162.2 1 11 F SaFa YY 0 1 7 7.02 2 0 7 9 5.11 7 5.2 2 22 F SaFa YY
