目 录一、 机械设计课程设计任务书机械设计课程设计的目的 3机械设计课程设计的题目 3机械设计课程设计的内容及要求 4机械设计课程设计的时间安排 4二、 设计步骤 42.2 电动机的选择 52.3 确定传动装置的总传动比和分配传动比 62.4 计算传动装置的运动和动力参数 6 7 14 18 21 22 25 25三设计小结 25四参考资料 26 一、机械课程设计任务书1.1 机械设计课程设计的目的机械设计课程设计是一次全面设计训练，是重要的综合性、实践性教育环节。其目的是：1. 综合运用机械设计和其他先修课程的知识，分析和解决机械设计问题。 2. 掌握机械设计的一般方法和步骤，培养学生具备简单机械和零部件的设计能力、培养学生正确设计思想、分析问题和解决工程实际问题的能力。 3. 提高学生设计计算、绘图能力和运用技术标准，规范，图表、手册及相关资料的能力。机械设计课程设计的题目设计一用于用于胶带传输机卷筒（图1-2）的传动装置。图 1-1胶带输送机工作装置原始条件：胶带传输机两班制连续单向运转，载荷平稳，空载起动，室内工作，有粉尘；使用期限10年，大修3年。该厂动力来源为三相交流电，在中等规模机械厂小批量生产。输送带速度允许误差为5%。原始数据：送带工作拉力F=2000 N；输送带速度 m/s；卷筒直径D=300mm。机械设计课程设计内容及要求机械设计课程设计内容包括：传动装置的总体设计；传动件（齿轮、轴等）的设计计算和标准件（轴承、链、联轴器等）的选择及校核；装配图和零件图设计；编写设计计算说明书。在机械设计课程设计中应完成的任务：工作分成两部分，一部分是方案分析和设计计算,另一部分是绘制图纸。1. 减速器装配工作图1张（A0或A1，CAD图并打印）；2. 零件工作图2张（齿轮、轴各1张，A3或A4）；3. 设计计算说明书一份（A4） 图纸先手工绘制草图，再用AutoCAD软件绘制计算机图纸。设计计算说明书按规范用计算机打印。机械设计课程设计的时间安排机械设计课程设计的时间为3周。具体安排如下：1传动装置总体设计（2天）2. 装配草图设计（4天、包含上机）3. 零件工作图设计(4天、包含上机)4. 编写设计计算说明书（3天、包含图纸和说明书打印） 5. 答辩（2天）以上天数不包含双休日。二、设计步骤2.1 传动装置总体设计方案根据工作工作条件、制造的经济性，选择齿轮减速器作为传动装置。同时考虑原动机转速较高，而工作要求转速又较低，因此传动比较大，故采用二级展开式圆柱齿轮减速器（图2-1）。此类减速器齿轮相对轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。图 2-1传动装置简图2.2 选择电动机（1） 选择电动机类型 按已知工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇鼠笼型三相异步电动机。（2） 确定电动机功率 工作装置所需功率按式（2-2）计算 KW式中，=2000 N, = m/s, 工作装置的效率考虑胶带卷筒及其轴承的效率取。代入上式得： Fw= =（kw） 电动机的输出功率按式（2-1）计算： KW式中，为电动机轴至卷筒轴的传动装置总效率。由217页，式（2-1），式中，为电动机轴至卷筒轴的传动装置总效率由215页，式（2-4），=联齿2承3轴联联为弹性联轴器效率联=0.99；齿为8级精度齿轮传动（稀油润滑）效率=0.97；承为滚动轴承效率承=0.995；轴联为三轴和工作轴之间联轴器的效率；=93295=故=（kw）因载荷平稳，电动机额定功率Pm只需略大于P0即可，按表8-184中Y系列电动机技术数据，选电动机的额定功率Pm为kw（3） 确定电动机转速 卷筒轴作为工作轴，其转速为： nW=VW=r/min由210页，表2-3两级展开式圆柱齿轮减速器传动比范围齿=840，则总传动比范围应为=840.可见电动机转速的可选范围n=w=(840)r/min,符合这一范围的同步带转速有750r/min、1000r/min和1500r/min三种，为了既不使电动机尺寸过大。也不使传动装置因传动比过大而导致其外廓尺寸过大，价格增加，选常用的同步转速为1500r/min的Y100L1-4，其满载转速nm=1430r/min，电动机中心高132mm。2.3 计算传动装置的总传动比和分配各级传动比传动装置的总传动比i=nm/nW= 两级展开式圆柱齿轮减速器传动比为840，则两级展开式圆柱齿轮减速器传动比即为总装置的传动比 查表2-1普通齿轮传动单级传动比的范围取二轴的传动比i；则一轴的传动比i=，2.4 计算传动装置的运动和动力参数（1） 各轴转速由1式2-6得：一轴 n1=nm=1430r/min二轴 n2=nm/i=260r/min三轴 n3=n2/i=r/min工作轴 n=n3r/min（2） 各轴输入功率由1式2-7得：由219页，式（2-7）一轴 P1=Po轴联二轴 P2=P1联齿承三轴 P3 = P2齿承工作轴：Pw=P3 齿承轴联（3）各轴输入转矩由1式2-8得：一轴 T1=9550P1/n1=9550 N m二轴 T2=9550P2/n2=9550N m三轴 T3=9550P3/ n3=9550N m工作轴 Tw=9550Pw/n=9550N m电动机轴输出的转矩T0=9550Po/nw=9550N m根据以上计算得有关参数如下表1.表2 减速器各轴有关参数参数轴名电动机轴一轴二轴三轴工作轴转速n(r/min)14301430260功率P（KW）转矩T（Nm）传动比i11效率2.5 齿轮的设计计算齿轮实用期限为10年（每年工作300天），两班制。（一）高速级齿轮传动的设计计算1、选齿轮材料，热处理及精度等级及齿数1）运输机为一般的工作机器，速度不是很高，故选用7级精度2）由机械设计表10-1选择小齿轮材料为40Cr(调质)，硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS.3）取小齿轮齿数：Z1=24,，则与之相配合的大齿轮的齿数Z2=245.5=132，4）选取螺旋角，初选螺旋角由1203页，式10-9，1） 试选K2） 由1217页，图10-30选取区域系数ZH2、按齿面接触强度设计由2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) 试选载荷系数。2) 计算小齿轮传递的转矩。由表2可知：3) 由表10-7选取尺宽系数=1。4) 由表10-6查得材料的弹性影响系数。5) 由图10-30选取区域系数6) 由图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 。7)8）由式10-13计算应力循环次数。 N1=60n1jLh=6014301（18300109 N2=N1/i=109）由图10-19取接触疲劳寿命系数KHN1=0.88,KHN2=0.81,10）计算接触疲劳许用应力，取安全系数S=1，由式10-12得 H1=KHN1Hlim1/S= H2=KHN2Hlim2/S= 11)许用接触应力 H=H1+H2/2= (2) 计算1） 试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。计算公式其中，K，T1=Nm，=1.685，=i=5.5,ZH,H=488.75MPa,计算得d1t42.27mm.(小齿轮)取d1t=43mm2）计算圆周速度。 V=d1tn1/601000= 3）计算齿宽b及模数。 mnt=d1tcos/z1= b=dd1t=143=43mmmnt 4）计算纵向重合度 z1tan1 5）计算载荷系数K 已知使用系数KA=1，根据V=，7级精度， 由1194页，图10-8查得动载系数KV2， 由1196页，表10-4查得=1.316由1198页，图10-13查得K=1.35,由1195页，表10-3查得, 故载荷系数K=KAKV= 6)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式10-10a得：由1207页，式（10-10a）得=7）计算模数 （3） 按齿根弯曲强度设计 由2式10-17 1）确定计算参数计算载荷参数。 根据纵向重合度，从机械设计图10-28查得螺旋角影响系数计算当量齿数。 查取齿形系数。由2表10-5查得： ,，,计算大小齿轮的,并加以比较。 由1208页，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 强度极限，7）由1206页，图10-18取弯曲疲劳寿命系数取安全系数S=1.4.，计算弯曲疲劳许用应力。 大齿轮的数值大。2） 设计计算大齿轮的数值大其中，T1=Nm，=14，=1.685，计算得0.68,去 对比计算结果，由齿面