1、机械设计基础课程设计计算说明书题目一级斜齿圆柱齿轮减速器设计学院材料科学与工程专业无机非金属学生姓名学生学号201230330329指导教师课程编号130195课程学分20日期2014714教师评语一、设计态度认真比较认真不够认真二、设计计算说明书参数选取合理基本合理不够合理计算过程完整基本完整不够完整计算结果正确基本正确错误较多三、装配图和零件图结构设计合理基本合理不够合理投影关系正确基本正确错误较多尺寸标注齐全基本齐全不够齐全图面质量较高一般较差四、综合设计能力较强一般较差五、答辩清晰基本清晰不够清晰教师签名日期成绩评定备注目录一、设计任务书111机械课程设计的目的112设计题目113设计
2、要求114原始数据115设计内容1二、传动装置的总体设计221传动方案222电动机选择类型、功率与转速223确定传动装置总传动比及其分配324计算传动装置各级传动功率、转速与转矩3三、传动零件的设计计算431V带传动设计4311计算功率4312带型选择4313带轮设计4314验算带速5315确定V带的传动中心距和基准长度5316包角及其验算5317带根数5318预紧力计算6319压轴力计算63110带轮的结构632齿轮传动设计7321选择齿轮类型、材料、精度及参数7322按齿面接触疲劳强度或齿根弯曲疲劳强度设计7323按齿根弯曲疲劳强度或齿面接触疲劳强度校核9324齿轮传动的几何尺寸计算10四
3、、铸造减速器箱体的主要结构尺寸11五、轴的设计1251高速轴设计12511选择轴的材料12512初步估算轴的最小直径13513轴的结构设计，初定轴径及轴向尺寸1352低速轴设计14521选择轴的材料14522初步估算轴的最小直径14523轴的结构设计，初定轴径及轴向尺寸1553校核轴的强度16531按弯扭合成校核高速轴的强度16532按弯扭合成校核低速轴的强度19六、滚动轴承的选择和计算2261高速轴上的滚动轴承设计22611轴上径向、轴向载荷分析22612轴承选型与校核2262低速轴上的滚动轴承设计23621轴上径向、轴向载荷分析23622轴承选型与校核23七、联轴器的选择和计算2471联轴
4、器的计算转矩2472许用转速2473配合轴径2474配合长度24八、键连接的选择和强度校核2581高速轴V带轮用键连接25811选用键类型25812键的强度校核2582低速轴与齿轮用键连接25821选用键类型25822键的强度校核2583低速轴与联轴器用键连接26831选用键类型26832键的强度校核26九、减速器的润滑2691齿轮传动的圆周速度2692齿轮的润滑方式与润滑油选择2693轴承的润滑方式与润滑剂选择27十、绘制装配图及零件工作图27十一、设计小结27十二、参考文献271一、设计任务书11机械课程设计的目的课程设计是机械设计课程中的最后一个教学环节，也是第一次对学生进行较全面的机械
5、设计训练。其目的是1通过课程设计，综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论和实际知识，来解决工程实际中的具体设计问题。通过设计实践，掌握机械设计的一般规律，培养分析和解决实际问题的能力。2培养机械设计的能力，通过传动方案的拟定，设计计算，结构设计，查阅有关标准和规范及编写设计计算说明书等各个环节，要求学生掌握一般机械传动装置的设计内容、步骤和方法，并在设计构思设计技能等方面得到相应的锻炼。12设计题目设计运送原料的带式运输机用的一级斜齿圆柱齿轮减速器。13设计要求根据给定的工况参数，选择适当的电动机、选取联轴器、设计V带传动、设计一级齿轮减速器（所有的轴、齿轮、轴承、减速箱体、箱盖以及其他附件
6、）和与输送带连接的联轴器。滚筒及输送带效率094。工作时，载荷有轻微冲击，产品生产批量为成批生产，允许总传动比误差4，要求齿轮使用寿命为10年，二班工作制，轴承使用寿命不小于15000小时。14原始数据表1原始数据输送带拉力FN输送带速度VM/S输送带滚筒直径DM19501802615设计内容151绘制传动装置中一级圆柱齿轮减速器装配图一张（A1）。152绘制低速轴及大齿轮零件图二张（建议A3）。153编写设计计算说明书一份。2二、传动装置设计21传动方案根据本课程设计要求，采用一般的单级圆柱齿轮斜齿传动方案，其传动简图如下图1传动装置简图22电动机选择类型、功率与转速（1）工作机的功率PW（
7、2）总效率错误未找到引用源。（3）所需电机功率查附表K1可确定电动机主要参数如下表3电动机主要参数型号额定功率同步转速满载转速堵转转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩Y132M2655KW1000R/MIN960R/MIN2020表4电动机安装及有关尺寸主要参数MM中心外形尺寸底脚安装尺寸地脚螺栓直轴伸尺寸键公称尺寸3高L（AC/2AD）HDAB径KDEFH13247534531521614012388010823确定传动装置总传动比及其分配（1）计算工作机转速（2）计算总传动比（3）计算各轴传动比分配取错误未找到引用源。，则24计算传动装置各级传动功率、转速与转矩（1）传动功率P小带轮轴功率错误
8、未找到引用源。齿轮轴错误未找到引用源。齿轮轴错误未找到引用源。齿轮轴错误未找到引用源。（2）转速N小带轮轴转速错误未找到引用源。齿轮轴错误未找到引用源。960/2480R/MIN齿轮轴错误未找到引用源。480/361133R/MIN（3）转矩T小带轮轴转矩齿轮轴错误未找到引用源。齿轮轴错误未找到引用源。表4各级传动功率、转速与转矩4参数输入功率（KW）转速N（RPM）输入转矩T（NM）传动比I效率电动机轴4169604138200095轴I3954807859361098轴II37913327214三、传动零件的设计计算31V带传动设计311计算功率PC312带型选择根据错误未找到引用源。，由
9、课本P149图811，选用A型V带。313带轮设计DD1、DD2根据P150表84，可选错误未找到引用源。从动轮的基准直径根据P150表84，可选错误未找到引用源。314验算带速V带速V在525M/S之间，即带速合适。315确定V带的传动中心距A和基准长度LD根据07（错误未找到引用源。）错误未找到引用源。2（错误未找到引用源。）计算，可得2625错误未找到引用源。，故初选中心距错误未找到引用源。计算所需基准长度根据P144表82，选取带的基准长度错误未找到引用源。1250MM。可计算实际中心距5316包角及其验算1故主动轮上的包角合适。317带根数Z根据错误未找到引用源。100MM，查P14
10、4表82可得带长修正系数错误未找到引用源。，查P151表85得单根普通V带的基本额定功率错误未找到引用源。，错误未找到引用源。86得单根普通V带的基本额定功率的增量错误未找到引用源。，查P152表87得包角修正系数错误未找到引用源。，可得取Z4根。318预紧力计算F0根据P143表81可得A型普通V带截面尺寸，每米质量Q011KG/M，所以可得319压轴力计算FQ3110带轮的结构表5带轮结构尺寸（MM）小带轮外径DA1大带轮外径DA2基准宽度BD基准线上槽深HAMIN基准线下槽深HAMAX槽间距E槽边距FMIN最小轮缘厚MIN带轮宽B槽型125250112758715错误未找到引用源。966
11、5AV带轮采用HT200制造，允许最大圆周速度为25M/S。6图2V带大带轮结构简图32齿轮传动设计321选择齿轮类型、材料、精度及参数根据P106表73，小齿轮选用45钢，调质，HBS1217255，取HBS1230；大齿轮选用45钢，正火，HBS2160217，取HBS2190；选8级精度（GB100951988）；初选小齿轮齿数错误未找到引用源。大齿轮齿数错误未找到引用源。，取整大齿轮齿数为83；初选螺旋角错误未找到引用源。322按齿面接触疲劳强度或齿根弯曲疲劳强度设计根据闭式齿轮传动的失效分析和设计准则，按齿面接触疲劳强度进行设计计算，再校核齿根弯曲疲劳强度。（1）确定计算参数传递扭矩
12、错误未找到引用源。载荷系数K7因载荷比较平稳，齿轮相对轴承对称布置，根据P108表74可取K11齿宽系数错误未找到引用源。取齿宽系数错误未找到引用源。许用接触应力错误未找到引用源。由P112图726（C）查得安全系数可有P112表75取错误未找到引用源。，则有由于错误未找到引用源。错误未找到引用源。，因此应取小值错误未找到引用源。代入。齿数比U361。取整后A139MM。（2）确定齿轮参数以及主要尺寸计算模数取标准值错误未找到引用源。，按错误未找到引用源。13546MM圆整后仍取中心距A137MM，修正螺旋角并计算主要尺寸错误未找到引用源。错误未找到引用源。21455MM8B错误未找到引用源。
13、圆整取错误未找到引用源。323按齿根弯曲疲劳强度或齿面接触疲劳强度校核根据P110图724（C）许用弯曲应力错误未找到引用源。根据P111表75，可取安全系数错误未找到引用源。，则有当量齿数错误未找到引用源。错误未找到引用源。错误未找到引用源。9175根据P109图723得齿形系数错误未找到引用源。，错误未找到引用源。，有强度足够。9324齿轮传动的几何尺寸计算表6齿轮几何尺寸名称代号计算公式与结果法向模数MN取标准值错误未找到引用源。25端面模数MT螺旋角法向压力角N20端面压力角T分度圆直径D1、D2齿顶高HA齿根高HF全齿高H顶隙C齿顶圆直径DA1、DA2齿根圆直径DF1、DF2中心距A
14、传动比I361（计算过程如前）压力角N20齿数Z1、Z2齿宽B1、B2螺旋方向小齿轮为左，大齿轮为右10四、铸造减速器箱体的主要结构尺寸表7铸造减速器箱体主要结构尺寸计算结果名称代号尺寸（MM）底座壁厚8箱盖壁厚18座上部凸缘厚度H012底座下部凸缘厚度H112轴承座连接螺栓凸缘厚度H218底座加强肋厚度E8箱底加强肋厚度E18地脚螺栓直径D14地脚螺栓数目N6轴承座连接螺栓直径D212底座与箱盖连接螺栓直径D38轴承盖固定螺钉直径D48视孔盖固定螺钉直径D58轴承盖螺钉分布直径D1高速100低速110轴承座凸缘端面直径D2高速120低速130螺栓孔凸缘的配置尺寸C1、C2、D022,18,3
15、0地脚螺栓孔凸缘的配置尺寸C1、C2、D022,22,42箱体内壁与齿顶圆的距离10箱体内壁与齿轮端面的距离110底座深度H148底座高度H1160箱盖高度H237外箱壁至轴承座端面距离L145箱底内壁横向宽度L170其他圆角R0、R1、R218,3,1211五、轴的设计51高速轴设计511选择轴的材料45钢，调质处理，HBS230。512初步估算轴的最小直径根据P183表102，取C110，513轴的结构设计，初定轴径及轴向尺寸1、初定轴径根据D错误未找到引用源。考虑安装带轮时需要加装键及轴的刚度要求，取装带轮处轴径错误未找到引用源。，按轴的结构要求，取密封处轴径D38MM，取轴承处轴径D4
16、0MM，取轴肩直径为D49MM，取齿轮轴处轴径错误未找到引用源。2、轴向尺寸全轴的各参数选取如下错误未找到引用源。65MM；错误未找到引用源。端面的距离，取错误未找到引用源。；K为轴承盖M8螺栓头的高度，查表D3可得K53MM；T为轴承盖凸缘厚度，T12错误未找到引用源。；错误未找到引用源。为轴承盖的高度，错误未找到引用源。18510102330MM。B23MM为轴承宽度。初选6308型深沟球轴承，查附表H3可得该轴承内径为40MM、轴承宽B23MM；错误未找到引用源。为箱体内壁至轴承端面的距离，取错误未找到引用源。；错误未找到引用源。为箱体内壁与小齿轮端面的间隙，错误未找到引用源。；错误未找
17、到引用源。为小齿轮齿宽，错误未找到引用源。列出参数高速轴结构参数KTB651553108221810231050各轴段直径与长度计算轴段轴径与长度轴段名称代号MM参考计算公式带轮轴段直径30长度6512密封处轴段轴径38轴长56轴承处轴段轴承宽B236308型轴承宽轴径406308型轴承内径轴长35左轴肩轴段轴径49轴长8齿轮轴段分度圆直径5950齿轮宽50右轴肩轴段轴径49轴长8轴承处轴段轴径406308型轴承内径轴长35轴总长L257L错误未找到引用源。52低速轴设计521选择轴的材料选用45钢，调质，HBS230。522初步估算轴的最小直径取C110，13523轴的结构设计，初定轴径及轴
18、向尺寸1、初定轴径考虑联轴器的结构要求以及轴的刚度，取装联轴器处轴径错误未找到引用源。按轴的结构要求，取轴承处轴径为D50MM，安装齿轮处轴径为D55MM，轴肩轴径D60MM，取密封处轴径D46MM。2、轴向尺寸全轴的各参数选取如下错误未找到引用源。84MM；错误未找到引用源。端面的距离，取错误未找到引用源。；K为轴承盖M8螺栓头的高度，查表D3可得K53MM；T为轴承盖凸缘厚度，T12错误未找到引用源。；错误未找到引用源。为轴承盖的高度，错误未找到引用源。18510112032MM。B20MM为轴承宽度。初选6210型深沟球轴承，查附表H3可得该轴承内径为50MM、轴承宽B20MM；错误未找
19、到引用源。为箱体内壁至轴承端面的距离，取错误未找到引用源。；错误未找到引用源。为箱体内壁与大齿轮端面的间隙，错误未找到引用源。；错误未找到引用源。为大齿轮齿宽，错误未找到引用源。列出参数高速轴结构参数KTB841553108221811201442各轴段直径与长度计算轴段轴径与长度轴段名称代号MM参考计算公式带轮轴段直径30长度84密封处轴段轴径46轴长63轴承处轴段轴承宽B206210型轴承宽轴径506210型轴承内径轴长45齿轮轴段分度圆直径5514齿轮宽42右轴肩轴段轴径60轴长12轴承处轴段轴径506210型轴承内径轴长33轴总长L279L错误未找到引用源。图3两轴在减速箱中的装配简图
20、53校核轴的强度531按弯扭合成校核高速轴的强度1受力点间距两轴承中点间距离L150202023113MM悬臂梁长度L223/25665/2100MM2轴转矩153小齿轮受力分析圆周力径向力轴向力错误未找到引用源。69449N4带传动作用在轴上的压力Q135654N（1）水平平面支反力（2）垂直平面支反力（3）水平平面弯矩（4）垂直平面弯矩（5）合成弯矩16（6）扭矩（7）计算弯矩当扭转剪应力为脉动循环变应力时，取系数错误未找到引用源。（8）绘制弯矩、扭矩图17图4高速轴的受力、弯矩、合成弯矩、转矩、计算弯矩图（9）按弯扭合成校核轴的强度轴的材料是45号钢，调质处理，其拉伸强度极限错误未找到引
21、用源。，对称循环变应力时的许用应力错误未找到引用源。由弯矩图可以知道，A剖面的计算弯矩最大，该处的计算应力为D剖面的轴径最小，该处的计算应力为18所以强度足够，安全。532按弯扭合成校核低速轴的强度1受力点间距两轴承中点间距离L142222020104MM悬臂梁长度L220/26384/2115MM2轴转矩3受力分析圆周力径向力轴向力错误未找到引用源。66679N（1）水平平面支反力（2）垂直平面支反力（3）水平平面弯矩19（4）垂直平面弯矩（5）合成弯矩（6）扭矩（7）计算弯矩当扭转剪应力为脉动循环变应力时，取系数错误未找到引用源。（8）绘制弯矩、扭矩图20图5低速轴的受力、弯矩、合成弯矩、
22、转矩、计算弯矩图（9）按弯扭合成校核轴的强度轴的材料是45号钢，调质处理，其拉伸强度极限错误未找到引用源。，对称循环变应力时的许用应力错误未找到引用源。由弯矩图可以知道，C剖面的计算弯矩最大，该处的计算应力为D剖面的轴径最小，该处的计算应力为所以强度足够，安全。21六、滚动轴承的选择和计算61高速轴上的滚动轴承设计611轴上径向、轴向载荷分析轴上受带轮的径向载荷Q、小齿轮的径向力、轴向力和法向力作用。612轴承选型与校核（1）轴承选型与安装方式选择深沟球轴承，其型号为6308，CR408KN,C0R24KN（2）轴承内部轴向力与轴承载荷计算（3）轴承当量载荷错误未找到引用源。可求得当量载荷（4
23、）轴承寿命校核P1大于P2,故应以轴承1的当量动载荷为计算依据取温度系数错误未找到引用源。轴承寿命寿命足够。2262低速轴上的滚动轴承设计621轴上径向、轴向载荷分析受大齿轮的径向力、轴向力和法向力作用622轴承选型与校核（1）轴承选型与安装方式初选6210深沟球轴承（成对安装），CR35KN,C0R232KN（2）轴承内部轴向力与轴承载荷计算（3）轴承当量载荷取E022可求当量载荷（4）轴承寿命校核P2大于P1，故应以轴承2的当量动载荷为计算依据取温度系数错误未找到引用源。轴承寿命23寿命足够。表8滚动轴承参数参数轴承型号基本额定动载荷（N）高速轴轴承630840800低速轴轴承621035
24、000七、联轴器的选择和计算71联轴器的计算转矩低速轴转矩错误未找到引用源。72许用转速根据工作条件，选用弹性柱销联轴器，选取型号LX3，公称转矩错误未找到引用源。，许用转速错误未找到引用源。73配合轴径74配合长度表9联轴器参数联轴器型号许用转矩许用转速配合轴径配合长度LX3八、键连接的选择和强度校核81高速轴V带轮用键连接811选用键类型选用单圆头普通平键（A型）根据P256页表141，轴径D30MM，及带轮宽错误未找到引用源。选择A1063（GB/T10962003）812键的强度校核键的材料选为45号钢。因V25M/S；V带轮材料为铸铁HT150。根据P256页表142，载荷轻微冲击，
25、键联接得许用应力错误未找到引用源。，键的工24作长度为L561046MM，KH/28/24MM挤压应力满足强度要求。82低速轴齿轮用键连接821选用键类型选用圆头普通平键（A型）根据P256页表141，轮毂长错误未找到引用源。选择A1636（GB/T10962003）822键的强度校核键的材料选为45号钢。因V25M/S；V带轮材料为铸铁HT150。根据P256页表142，载荷轻微冲击，键联接得许用应力错误未找到引用源。，工作长度错误未找到引用源。，KH/25MM挤压应力满足强度要求。83低速轴联轴器用键连接831选用键类型键的材料选为45号钢。因V25M/S；V带轮材料为铸铁HT150。选择
26、A1270（GB/T10962003）832键的强度校核根据P256页表142，载荷轻微冲击，键联接得许用应力错误未找到引用源。，工作长度错误未找到引用源。，KH/24MM满足强度要求。表10各键参数参数型号键长键高25高速轴带轮键A1063638低速轴齿轮键A16363610低速轴联轴器键A1270708九、减速器的润滑91齿轮传动的圆周速度92齿轮的润滑方式与润滑油选择因为12/VMS，所以采用浸油润滑；根据附录I1，选用LAN22全损耗系统用油（GB4431989）,大齿轮浸入油中的深度大约12个齿，但不应少于10MM。93轴承的润滑方式与润滑剂选择因为V2M/S，采用脂润滑，由表142
27、选用钙基润滑脂LXAAMHA2GB4911987，只需要填充轴承空间的1/31/2，并在轴承内侧设挡油环，使油池中的油不能浸入轴承稀释润滑脂。十、绘制装配图及零件工作图减速器装配图和零件工作图见图纸。十一、设计小结（不少于500字）这次的机械设计让我受益匪浅，由于与其他课程的考试时间冲撞，完成装配图和零件图的时间尤为紧迫，即便把上交答辩时间推迟到开学初，但也有时间上的过长间隔而影响答辩本次设计画图是一项不简单的工程，由于每人数据不一，所选择的轴承等零件的型号也各不一样。虽然这装配图大家看上去都差不多，可是却是差之毫厘谬以千里这次实际上的自我动手画图，把平时在课堂上学到的知识加以运用分析，明白到
28、实践才是最好的老师的道理一开始，由于对设计过程的不了解，以致无从下手。老师虽然给了一个大概的步骤，但是书本教案内容杂乱，有些内容或者一些专业名称我们没有接触过，造成了理解困难。多亏了师兄师姐的帮忙、解答，才逐渐熟悉起来。实话实说，许多人都参考了一些往届的师兄师姐的资料，我也不例外。这对于我们来说，相当于有了一定的向导作用。当然，资料仅仅是参考，不能照搬。例如选择的轴承型号不同，那么它的校核方法也就不一样。许多数据都是牵一发而动全身，因此，磨刀不误砍柴26工，把草图认真完成，数据做好记录和校核，那么到正式画装配图的时候也就会事半功倍在完成的过程中，我遇到的困难有两点1、老师在教室的时间短，想要提问的时候老师往往不在，只能等老师来或者是几个同学间讨论得出结论，但是仍难以确定结论是否正确；2、书本上的错漏百出，不够系统性，使同学在阅读的时候经常发现问题。不过，我完成后得到也是满满的成就感。通过这个课程，让我对机械方面有了一定的了解，是一门很好的实践课。另外，也让我认识到自我学习的重要性。十二、参考文献1黄平、朱文坚，机械设计基础理论、方法与标准，北京清华大学出版社，20122朱文坚、黄平，机械设计课程设计，广州华南理工大学出版社，20043朱文坚、黄平，机械设计，北京高等教育出版社，20084机械设计手册，北京化学工业出版社5机械设计手册，北京冶金工业出版社
