沈阳航空航天大学机械设计课程设计任务书文档格式.docx

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额定转速：

n=1000r/min

1.2确定工作机转速

nw

60v

60

0.5

D

0.3

31.8r/min

2．分配传动比

2.1总传动比

电动机满载转速为

960/min

n0

r

总传动比：

i总

960

30.19

i带

2.5

31.8

2.2减速器传动比

根据资料[2]

取i带

，则减速器传动比

i减

12.076

i

i减

i带

2.3减速器高速级传动比

设计计算说明书的内容

设计任务书；

目录（标题及页次）；

1.电动机的选择计算

1.1计算电动机功率工作机功率

2.分配传动比

2.1

总传动比

2.2

减速器外各传动装置的确定

2.3

减速器传动比

2.3.1

减速器高速级传动比

2.3.2

低速级传动

3.传动装置的运动与动力参数的选择和计算

（计算减速器各轴的功率

P、转速n和扭矩）

3.1

电动机轴的参数

3.2

减速器高速轴的参数

3.3

减速器中间轴的参数

3.4

减速器低速轴的参数

3.5⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

4.传动零件的设计计算

4.1减速器外部零件的设计计算

4.1.1带传动的设计计算

4.1.2链传动的设计计算

4.1.3⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

4.2减速器内部传动零件的设计计算

4.2.1高速级齿轮的设计计算

（1）齿轮各分力计算

（2）齿轮的弯曲强度计算

（3）齿轮的接触强度计算

4.2.2低速级齿轮的设计计算

4.轴的设计计算

5.1高速轴的设计

5.1.1高速轴的结构设计

（1）初估直径

（2）确定各轴段的尺寸。

5.1.2高速轴的强度校核

（1）轴的受力分析

（2）按弯扭合成条件校核计算（计算各点弯矩、合成弯矩及扭矩图，并绘制轴的弯矩图、

合成弯矩图及扭矩图，找出危险截面，按弯扭合成校核危险截面）。

（3）按疲劳强度条件进行精确校核

4.2中间轴的设计

4

5.2.1中间轴的结构设计

5.1.2中间轴的强度校核

4.3低速轴的设计

5.3.1低速轴的结构设计

5.3.2轴的强度校核

6.轴动轴承的选择和寿命计算

6.1高速轴的轴承校核计算（包括轴承受力分析图、派生轴向力计算、轴向力计算、当量定动载荷及寿命计算）

6.2中间轴的轴承校核计算

6.3低速轴的轴承校核计算

7.键联接的选择和验算

7.1高速轴

7.1.1键的型号

7.1.2键校核计算

7.2中间轴

7.3低速轴

8.联轴器的选择

9.减速器的润滑方式及密封形式的选择，润滑油牌号的选择及装油量的计算

10.参考目录

11.总结。

5

机械设计中注意事项

4.一律采用手工绘图。

5.图面必须干净、清晰，线条必须光滑符合制图标准。

6.说明书字迹要工整，内容要完整。

且符合说明书要求。

7.结构正确，标准正确。

8.标准件要严格按尺寸绘制。

机械设计进度安排

序号

时间

应完成的工作

2天

完成动力参数和运动计算；

齿轮参数计算；

完成草图，并进行轴的校核计算

3天

完成轴的校核、轴承校核、键的校核，和部分装配图

1天

完成装配图

完成零件图

6

完成说明书

7

答辩

机械设计课程设计任务书

班级：

姓名：

学号：

指导教师：

2014年6月

一：

课程设计的目的

1.培养学生综合运用机械设计及相关课程知识解决机械

工程问题的能力，并使所学知识得到巩固和发展；

2.学习机械设计的一般方法和步骤；

3.进行课程设计基本技能的训练，如计算，绘图（其中包

8

括计算机辅助设计）和学习使用设计资料，手册，标准和规

范。

二：

课程设计的内容

1.设计题目：

带式运输机用两级圆柱齿轮减速器

2.设计原始数据

组序F（kN）V（m/s）D（mm）

81.61.0400

3.传动示意图

4.工作条件及设计要求

载荷变化（冲击）：

工作环境（多尘）：

使用3年，每日工作2班：

5%。

9

三．计算及说明

10

计算及说明

1.电动机的选择与计算

1.1电动机工作功率

结果

工作机功率：

p=Fv/1000=1600*1/1000=1.6kw

圆柱齿轮传动（8级）?

1=0.97

轴承效率（圆锥轴承（稀油润滑））?

2=0.98

联轴器传动效率?

3=0.99

卷筒效率?

4=0.96

总效率?

=?

1^2×

?

2^4×

3^2×

4

=0.97^20×

.98^4×

0.99^2×

=0.8166

电动机功率Pr=p/?

=1.6/0.8166=1.959kw

根据质料电动机型号为Y132S-8，额定功率2.2kw,满载

转数710r/min，（同步转数750r/min），d电机=38mm，

轴伸长E=80mm

n=60v/（πD）=60×

1/（π×

0.4）=47.75r/min

总传动比i=n满/n=710/47.75=14.87

2.2减速器外各传动装置的确定

i联=1

11

i减=i/i联=14.87/1=14.87

2.3减速器传动比

2.3.1减速器高速级传动比

高速级i1=（1.3-1.4）·

i2

低速级i1=[（1.3-1.4）·

i减]^0.5

i1=（1.35×

14.87）^0.5=4.48

2.3.2低速级传动

i2=i减/i1=14.87/4.48=3.32

3.传动装置的运动与动力参数的选择和计算（计算减速器各轴的功率P、转速n和扭矩）

3.1电动机轴的参数

轴0：

即电动机机轴

P0=Pr=1.959kw

n0=710r/min

T0=9.55P0/n0=9.55×

1.959×

10^3/710=26.350N·

m

3.2减速器高速轴的参数

减速器高速轴,即轴1

P1=P0×

01=P0×

联=1.959×

0.99=1.939kw

n1=n0/i01=710/1=710r/min

T1=9.55×

P1/n1=9.55×

1.939×

10^3/710=26.081N·

3.3减速器中间轴的参数

减速器中间轴,即轴2

P2=P1×

12=P1·

齿·

承=1.863×

0.97×

0.98=1.843kw

12

n2=n1/i12=710/4.48=158.5r/min

T2=9.55×

P2/n2=9.551×

.843×

10^3/158.5=111.045N·

3.4减速器低速轴的参数

减速器低速轴,即轴3

P3=P2·

23=P2·

承=1.843×

0.98=1.752

kw

n3=n2/i23=182.3/3.82=47.7r/min

T3=9.55·

P3/n3=9.551×

.752×

10^3/47.7=350.767N·

3.5传动滚筒轴的参数

传动滚筒轴,即轴4

P4=P3·

34=P3·

承·

联=1.752×

0.98×

0.99=1.700kw

n4=n3=47.7r/min

T4=9.55·

P4/n4=9.551×

.700×

10^3/47.7=340.356N·

联轴器

过程在轴的计算

（1）选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数

1）.选用斜齿圆柱齿轮

2）.运输机为一般工作机器，速度不高，故选用

8级

13

精度（GB10095-88）

3）.材料选择:

由表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z1=22

大齿轮齿数z2=22×

i1=22×

4.48=98.56=99

5）选取螺旋角。

初选螺旋角

14，压力角20

（2）按齿面接触强度设计

由教材计算公式（9-10a）进行计算，即

2KT1u1ZHZE

d1t

u

H

d

1）试选定载荷系数K=2

，

由图10-30选取区域系数ZH

2.433

2）小齿轮传递的转矩

T1=26.081

N·

3）由教材中表10-7选取齿宽系数

4）由表10-6查得材料弹性影响系数ZE

189.8MPa2

5）由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳极

限Hlim

600MPa，大齿轮接触疲劳强度极限

Hlim2550MPa

6）由式10-13计算应力循环次数

Lh

3300

14400

h;

j=1

N1

60njLh

7101

6.1344108

N2

6.1344

1.3693

108

4.48

14

7）由图10-19取接触疲劳寿命系数

KHN10.92;

KHN20.97

8）计算许用接触应力

取失效概率为1%，安全系数为S=1，由10-12得

KHN1lim1

H1

S

KHN2

lim2

H2

0.92600MPa552MPa;

0.97550MPa533.5MPa

552

533.5

542.75MPa

9）由图10-26查得

10.765，20.88，121.645

10）计算

a.计算小齿轮分度圆直径d1t

d1t

2KT1

ZHZE

26.081

103

5.48

2.433

189.8

1.645

4.48

542.75

38.3

b.计算圆周速度v

v

d1tn1

38.3

710

1.42m/s

c.计算齿宽b

bdd1t138.338.3mm

d.计算齿宽与齿高之比b/h

15

d1tcos

cos14

模数mt

1.69mm

z1

22

齿高h2.25mt2.25

1.69

3.80mm

b

h

10.08

3.80

e.计算纵向重合度

0.318dZ1tan

0.318122tan141.744

f.根据v=1.69m/s,8级精度，由图10-8查

动载系数Kv=1.15

由表10-3齿轮KHKF1。

由表10-2查得使用系数KA1.50

由表10-4用插值法查得8级精度，小齿轮相对支承

非对称布置时，KH

1.449

由b/h=10.08,KH

1.449查图10-13得KF

1.36

故载荷系数KKAKVKH

KH1.501.151.41.449

3.500

故按实际载荷系数校正所算得分度圆直径，由

10-10a得d1

d1t3

K

38.333.500

46.2mm

Kt

1.6

f.计算模数m

d1cos

46.2

2.04mm

（3）按齿根弯曲强度设计

由10-17得弯曲强度的设计公式为

2KT1Ycos3

YFaYSa

mn

dz

F

1）确定公式内的各计算数值

16

a.由图10-20c查得小齿轮弯曲疲劳强度极限为

FE1500MPa；

大齿轮的疲劳弯曲强度极限FE2380MPa

b.计算系数K

KKAKvKFKF1.50*1.15*1.4*1.36=3.28

C.根据重合度

0.318dZ1tan0.318

122tan141.744，从图

10-28查得螺旋角影响系数Y

0.88

e.计算当量齿数

zv1

cos3

24.08

cos314

zv2

z2

99

108.37

f.查取系数

由表10-5

查得齿形系数YFa12.72；

YFa

2.182

查得应力校正系数YSa11.57

；

YSa21.789

由图10-18取弯曲疲劳寿命系数

KFN10.90，KFN2

0.93

g.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

KFN1

FE1

F1

KFN2

FE2

F2

0.90

500

1.4

321.43MPa

380MPa

252.43MPa

p.计算大小齿轮的YFaYSa并加以比较

17

YFa1YSa1

2.57

。

157

0.01255

321.43

YFa2YSa2

1.789

0.01546

252.43

大齿轮的数值大

2）设计计算

2KT

1cos2

YFaYSa

dz1

32

3.28

26.081

1030.88cos214

222

1.645

1.40

教材P220的理由，m=1.40

取标准值m=2mm

22.4取z1=23

mn

Z2=4.48*30=103.04

取z2=103

新的传动比i12,

103

23

（4）几何尺寸计算

1）计算中心距

（z1z2）mn

（23

103）2

a

129.9

2cos

将中心距调为130

2.）按圆整后的中心距修正螺旋角

（z1z2）mn’'

'

arccos141500

2a

3）验算

14-1415'

00'

015'

1

18

符合要求

4）计算大小齿轮的分度圆直径

d1

z1mn

232

cos

‘‘’47.460mm

cos141500

d2

z2mn

1032

212.540mm

4）计算齿宽

bdd1147.5=47.5

取整后B2=50，B1=55

（1）选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数

1）.选用斜齿圆柱齿轮

2）.运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8

级精度（GB10095-88）

由表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。

大齿轮齿数z2=24×

i2=22×

3.32=73.04=73

初选螺旋角14

19

2KT1u1

1）试选定载荷系数K=2，

由图10-30选取区域系数ZH2.433

2）小齿轮传递的转矩T1=111.045N·

4）由表10-6查得材料弹性影响系数ZE189.8MPa2

Hlim2550MPa

82