机械设计课程设计姓名： 冷龙龙 班级： 机制101 学号： 20101009 指导教师： 吴瑞梅 成 绩： 日期：2012 年 12月 12日目 录1. 设计目的22. 设计方案33. 电机选择54. 装置运动动力参数计算75.带传动设计 96.齿轮设计187.轴类零件设计288.轴承的寿命计算319.键连接的校核3210.润滑及密封类型选择 3311.减速器附件设计 33 12.心得体会 3413.参考文献 35前 言机械原理课程是培养学生具有机械理论能力的技术基础课。课程设计则是机械设计课程的实践性教学环节，同时也是我学习机械专业来第一次全面的自主进行机械设计能力的训练。在这个为期两周的过程里，我们有过紧张，有过茫然，有过喜悦，感受到了学习的艰辛，也收获到了学有所获的喜悦，回顾一下，我觉得进行机械原理课程设计的目的有如下几点：（1） 通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械原理课程和其他先修课程的的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。（2） 学习设计机械产品的一般方法，掌握机械设计的一般规律。（3） 通过制定设计方案，合理选择传动机构，正确计算零件的工作能力，确定尺寸及掌握机械零件，再进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方法。（4） 学习进行机械基础技能的训练，例如：计算、绘图、查阅设计资料和手册等。 一设计目的 1. 机械设计课程设计是高等工科院校机械类本科学生第一次较全面的机械设计训练，也是机械设计课程的一个重要的实践性教学环节。其目的是：1）综合运用先修课理论，培养分析和解决工程实际问题的能力。2）学习简单机械传动装置的设计原理和过程。3）进行机械设计基本技能训练。（计算、绘图、使用技术资料）二 设计方案及要求 据所给题目：设计一带式输送机的传动装置（两级展开式斜齿轮减速器）方案图如下：技术与条件说明：1） 传动装置的使用寿命预定为20年每年按300天计算， 每天16小时计算；2） 带式传送机在生产车间沿生产线运送成件产品，环境清洁，与转方向不变，工作载荷稳定。3） 电动机的电源为三相交流电，电压为380/220伏；已知条件 设计要求1.减速器装配图一张；2.零件工作图6张(齿轮4张和轴2张)；3.设计计算说明书一份4. 机械设计课程设计结束时进行课程设计总结和答辩。4）相关参数：F=6KN，V=1.3，D=400mm。三电机选择3.1 电动机类型的选择 按工作要求和工作条件选用Y系列鼠笼三相异步电动机。其结构为全封闭自扇冷式结构，电压为380V。3.2 选择电动机的容量工作机有效功率P=,根据任务书所给数据F=6KN，V=1.3。则有：P=7.8KW从电动机到工作机输送带之间的总效率为 =式中，分别为V带传动效率, 滚动轴承效率，闭式齿轮（7精度）传动效率，联轴器效率，卷筒效率。据机械设计手册知=0.97，=0.98，=0.97，=0.99，=0.99，则有： =0.97 =0.7923所以电动机所需的工作功率为： P=9.84KW取P=10.0KW根据动力源和工作条件，电动机的类型选用Y系列三相异步电动机。电动机的选择常用的两种同步转速：1000r/min以及1500r/min,以便比较。根据电动机的所需功率和同步转速，查机械设计手册可得Y160M-4和Y160L-6.传动系统的总传动比为i=(,分别为电动机的满载转速和传送带的转速)w=v/r=6.5rad/r, =60*w/2=62.07r/min根据电动机型号查机械设计手册确定外伸轴径，外伸轴长度，中心高等参数。将计算数据和查表数据填入表3-1，便以比较。由表3-1可知，Y160M-4转速高，价格便宜，总传动比虽然大些，但完全可以通过带传动和两极齿轮传动实现.按推荐的两级同轴式圆柱斜齿轮减速器传动比I=840和带的传动比I=24，则系统的传动比范围应为：I=I=（860）（24）=16240 n=62.02r/min所以电动机转速的可选范围为 n=I=（16240）62.02 =（99214884）=1460r/min在这个范围内，所以选用Y160M-4. 四装置运动动力参数计算4.1 传动装置总传动比和分配各级传动比1）传动装置总传动比 I=2）分配到各级传动比 因为I=已知带传动比的合理范围为24。故取V带的传动比则I分配减速器传动比，参考机械设计指导书图12分配齿轮传动比得高速级传动比=3.91，低速级传动比为4.2 传动装置的运动和动力参数计算电动机轴：转速：n=1460输入功率：P=P=10.0KW输出转矩：T=9.55=9.55 =6.54N轴（高速轴）转速：n=输入功率：P=P输入转矩T=9.55轴（中间轴）转速：n=输入功率：P=P =9.22082KW 输入转矩：T=9.55 轴（低速轴）转速：n=输入功率：PP =8.765KW输入转矩：TN 卷筒轴：转速：n输入功率：P=P =8.765 =8.5KW输入转矩：各轴运动和动力参数表4.1 N图4-1轴 号功率（KW）转矩（N）转速（）电机轴10.06.5414601轴9.71.277302轴9.220824.72186.73轴8.7651.3562.03卷同轴8.51.3162.02五带传动设计5.1 确定计算功率P 据2表8-7查得工作情况系数K=1.1。故有： P=KP5.2 选择V带带型 据P和由图8-11选用B带。5.3 确定带轮的基准直径d并验算带速 （1）初选小带轮的基准直径d有表8-6和8-8，取小带轮直径d=125mm。 （2）验算带速v，有： =9.55 因为9.55m/s在5m/s25m/s之间，故带速合适。 （3）计算大带轮基准直径d 由表8-8选取=250mm,恰好不用调整。5.4 确定V带的中心距a和基准长度L (1) 据2式8-20初定中心距初取=500(2) (2)计算带所需的基准长度 =1596mm由2表8-2选带的基准长度L=1600mm（3）计算实际中心距 中心局变动范围： 5.5 验算小带轮上的包角5.6 计算带的根数z（1）计算单根V带的额定功率P由和r/min查2表8-4a得 P=2.20KW据n=1460，i=2和B型带，查28-4b得 P=0.46KW查2表8-5得K=0.96，K=0.92，于是： P=(P+P)KK =（2.20+0.46）0.960.92=2.349KW（2）计算V带根数z 故取5根.5.7 计算单根V带的初拉力最小值（）由2表8-3得A型带的单位长质量q=0.18。所以 =201.12N应使实际拉力大于（）5.8 计算压轴力F压轴力的最小值为： （F）=2（）sin=25201.120.99222 =1995.55N5.9 带轮设计 （1）小带轮设计 由Y160M-4电动机可知其外伸轴直径为d=42mm，故因小带轮与其装配，故小带轮的轴孔直径d=42mm。由表22.1-17可知小带轮结构为实心轮。（2）大带轮设计 大带轮轴孔取40mm，可知其结构为孔板式（由书上P161得：=250300且250-40100，所以应该采用孔板式）。六齿轮设计6.1高速级齿轮设计1.选定齿轮类型，精度等级，材料及模数 1）按要求的传动方案，选用圆柱斜齿轮； 2）运输机为一般工作机器，速度不高，故用7级精度；（GB1009588） 3）材料的选择。由课本表10-1选择小齿轮材料为40Cr(调质），硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS.4） 选小齿轮齿数为Z=24，大齿轮齿数Z可由Z=得 Z=93.84，取=945） 选取螺旋角。初选螺旋角=14度2. 按齿面接触强度设计 有设计计算公式（10-9a)进行计算，即 (1) 确定公式内的各个计算数值1） 试选=1.6。2） 由图10-30选取区域系数=2.433.3） 由图10-26查得。4） 高速级端的小齿轮的转矩为T=9.555） 由表10-7选取齿宽系数=1.6） 由表10-6查得材料的弹性影响系数=189.8.7） 由表10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限大齿面的接触疲劳强度8） 由试10-13计算应力循环次数。=60*730*1*(20*300*16)=4.204所以=1.0299） 由图10-19取解除疲劳寿命=0.89=0.9610） 计算接触疲劳强度许用应力。取失效概率为1，安全系数S=1，由式（10-12）得=534MPa =52811） 许用接触应力(2) 计算 1) 试计算小齿轮分度圆直径，由计算公式得 61.12mm