机械设计课程设计说明书封面与格式参考

机械设计基础课程设计———二级圆柱齿轮减速器专业：班级：姓名：学号：指导老师：光电与机电工程系完成时间：年月日设计任务书一、设计题目带式输送机用二级直齿圆柱齿轮展开式减速器，他的主要功能是通过输送带运送机器零部件或其他物料。其传动简图如下图所示，主要由电动机1、联轴器2、减速器3、联轴器4、驱动鼓轮5、输送带6等组成。二、已知数据题号参数123456运输带工作拉力F（N）140014501500155016001650运输带工作速度v（m/s）1.61.551.51.451.41.35卷筒直径D（mm）300300300300300300三、工作条件工作寿命5年、每年300个工作日、每日工作16小时；单向运转；载荷平稳；运输带速度允许误差：±5%。目录一、设计目的------------------------------------------------------2二、传动方案分析-------------------------------------------------2三、电动机的选择和计算--------------------------------------------4四、一级齿轮的设计计算及结构说明---------------------------------6五、二级齿轮的设计计算及结构说明---------------------------------11六、轴的设计计算及校核------------------------------------------17七、滚动轴承的选择及寿命校核-------------------------------------19八、键的选择与校核----------------------------------------------21九．联轴器的选择------------------------------------------------22十．减速器润滑方式、密封形式------------------------------------22十一.箱体主要结构尺寸--------------------------------------------23十二.参考文献---------------------------------------------------23十三.设计总结---------------------------------------------------24课程设计计算书计算项目设计计算内容及说明主要结果一一、设计目的二、传动方案分析机械设计课程设计是我们第一次较全面的机械设计训练，是机械制图、工程力学、公差配合与技术测量、机械制造技术基础和机械设计课程重要的综性与实践性教学环节。其基本目的是：(1)通过机械设计课程的设计，综合运用有关先修课程的理论，结合生产实际知识，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。(2).学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。(3).进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）。我们这次的设计题目是带式输送机，他的主要功能是通过输送带运送机器零部件或其他物料。我们组根据设计任务对闭式两级圆柱齿轮减速器传动方案进行了分析和讨论。如图所示，带式输送机由电动机驱动。电动机1通过联轴器2将动力传入两级圆柱齿轮减速器3，再通过联轴器4，将动力传至输送机滚筒5，带动输送带6工作。方案中…….采用的是闭式两级圆柱齿轮减速器计算项目设计计算内容及说明主要结果三、电动机的选择和计算1.电动机的的选择(1)工作机的功率PwPw=工作机的转速n=(2)总效率ηη=(3)所需电动机功率PdPd≥Pw/η=5.86/0.841=6.97(kW)查《简明机械设计手册》得Pcd=7.5Kw选Y160M-6n满=970(r/min)2.传动比的分配i总=n满/n=970/67.1=14.46取第一级齿轮i1=4.3第二级齿轮i2=3.33.动力运动参数计算(1)转速nn0=n满=970(r/min)n1=n0=970(r/min)n2=n1/==970/4.3=225(r/min)n3=n2/i2=225/3.3=68(r/min)选Y160M-6n满=970(r/min)计算项目设计计算内容及说明主要结果四．一级齿轮的设计计算及结构说明(2)数据列表如下轴号功率P/kW扭矩T/(N/m)转速N/(r/min)传动比i效率η输入输出输入输出电动机轴7.573.897010.97Ⅰ7.277.2071.67099704.30.96Ⅱ6.916.842922892253.30.96Ⅲ6.576.37932.4904.56810.97工作机轴6.185.93868834681.选材料，确定初步参数：(1)选材：由表18-4《机械原理与机械设计》小齿轮：选用40Cr调质，平均取齿面硬度为260HBS。大齿轮：选用45钢调质，平均取齿面硬度为230HBS。(2)初选齿数：取小齿轮数为Z1=25大齿轮数则为Z2=Z1×i1=4.3×25=108(3)选择齿宽系数d和传动精度等级参照表18-12，取d=1。参照表18-2，选择8级精度等级。(4)确定载荷系数K查表4-25《课程设计实例与机械设计》骆素君主编，得：K=1.2i12=4.3I23=3.3小齿轮：选用40Cr调质大齿轮：选用45钢调质Z1=25Z2==108计算项目设计计算内容及说明主要结果2.齿面接触疲劳强度计算(1)确定作用接触应力[]H由表18-21，取接触疲劳极限MpaH7201limMpaH5802lim参照表18-11，取安全因数SH=1许用接触应力[]1H=(1limH×ZN1)/SH=(720×0.92)/SH=662.4Mpa[]2H=(2limH×ZN2)/SH=(580×0.96)/SH=556.8Mpa(2)弹性系数ZE，由表18-9，ZE=190Mpa(3)带点区域系数ZH，由图18-20，取ZH=2.5(4)所需小齿轮直径d12323311)][(12HZZZKTdHEd=23334)8.556879.05.2190(3.413.411016.72.12=49.2mm(5)确定中心距模数等主要几何参数m=d1/Z1=49.2/20=2.46圆整模数，取m=2.5则d1=m×Z1=2.5×20=50mmd2=m×Z2=2.5×86=215mm则大齿轮宽b2=d×d1=50mm小齿轮宽b1=60mmmmdda5.132221550221123.齿根抗弯疲劳强度验算(1)求许用弯曲应力[]F由N1=1.54×109N2=3.57×108由图18-25，取寿命系数YN1=YN2=1d1=50mmd2=215mmm=2.5mmmma5.13212计算项目设计计算内容及说明主要结果由图18-6,分别取极限应力1limF=290Mpa2limF=270Mpa由图18-26，取尺寸系数Yx=1表18-11，取安全系数SF=1.25则许用弯曲应力[]1F=SFYx×YN1×1lim2F=25.1112902=464Mpa[]2F=SFYx×YN2×2lim2F=25.1112202=352Mpa(2)齿形系数YFa1,YFa2，由图18-23，取YFa1=2.80YFa2=2.21(3)应力修正系数YSa1,YSa2，由图18-24，取YSa1=1.55YSa2=1.77(4)校核齿根抗弯疲劳强度，齿根弯曲应力1F=m211bdKT×YFa1×YSa1×Y=5.250501016.72.124×2.8×1.55×0.696=83Mpa＜[]1F2F=1F×1122FaFaFaFaYYYY=83×55.18.277.121.2=75Mpa＜[]2F抗弯疲劳强度足够。4.轮的几何尺寸计算(1)齿顶圆直径ad)(555.2)1220(*)2(21111mmmhZhddaaa)(2205.2)1286(*)2(22222mmmhZhddaaa齿全高)25.0*(ch)(6.55.2)25.012(*)*2(mmmchhada1=55mmda2=220mm计算项目设计计算内容及说明主要结果齿厚SS)(9.325.214.322mmmP齿根高)(1.3*)*(mmmchhaf齿顶高)(5.2*mmmhhaa齿根圆直径fd)(8.431.3250211mmhddff)(8.2081.32215222mmhddff5.轮的结构设计小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用实心打孔式结构大齿轮的有关尺寸计算如下：轴孔直径d40mm轮毂长度l与齿宽相等)(50mml轮毂直径)(64406.16.11mmdD取)(751mmD轮缘厚度)(100mm轮缘内径2D02222hdDa)(8.1881026.52220mm圆整，取)(1852mmD腹板厚度)(16mmc腹板中心孔直径)(1300mmD计算项目设计计算内容及说明主要结果五、二级齿轮的设计计算及结构说明腹板孔直径)(200mmd齿轮倒角取)(2mmn齿轮工作图如下图所示1.选材料，确定初步参数：(1)选材：由表18-4《机械原理与机械设计》小齿轮：选用40Cr调质，平均取齿面硬度为260HBS。大齿轮：选用45钢调质，平均取齿面硬度为230HBS。(2)初选齿数：取小齿轮数为Z3=27大齿轮数则为Z4=Z3×i2=3.3×27=89.1取齿数Z4=90计算项目设计计算内容及说明主要结果验算传动比误差齿数比i2=34ZZ=2790=3.333.33.333.3×100%=0.9%(3)选择齿宽系数d和传动精度等级：参照表18-12，取d=1。参照表18-2，选择8级精度等级。(4)确定载荷系数K查表4-25《课程设计实例与机械设计》骆素君主编，得：K=1.22.齿面接触疲劳强度计算(1)确定作用接触应力][H由表，取接触疲劳极限MpaH7203limMpaH5804lim参照表18-11，取安全因数SH=1.2许用接触应力][3H=720/SH=662.4Mpa[]4H=4limH/SH=556.8Mpa(2)弹性系数ZE，由表18-9，ZE=190Mpa(3)带点区域系数ZH，由图18-20，取ZH=2.5(4)所需小齿轮直径d32323313)][(142HZZZKTdHEd=23335)8.55687.05.2190(3.313.311092.22.12=70.5mm计算项目设计计算内容及说明主要结果(5)确定中心距模数等主要几何参数m=d3/Z370.5/27=2.42圆整模数，取m=2.5则d3=mZ3=2.5×27=67.5d4=mZ4=2.5×90=225mma34=(67.5+225)/2=146.25mm3.齿根抗弯疲劳强度验算(1)求许用弯曲应力[]F由N3=1.54×109N4=3.57×108由图18-25，取寿命系数YN3=YN4=1由图18-6,分别取极限应力3limF=290Mpa4limF=270Mpa由图18-26，取尺寸系数Yx=1表18-11，取安全系数SF=1.25则许用弯曲应力[]3F=SFYx×YN3×3lim2F=25.1112902=464Mpa[]4F=SFYx×YN4×4lim2F=25.1112202=352Mpa(2)齿形系数YFa3YFa4，由图18-23，取YFa3=2.58YFa4=2.20(3)应力修正系数YSa1,YSa2，由图18-24，取YSa1=1.6YSa4=1.78(4)校核齿根抗弯疲劳