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課程設(shè)計工作計劃簿 能源與動力工程學(xué)院 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 班 級： 專 業(yè)： 設(shè)計題目：帶式輸送機(jī)驅(qū)動裝置-減速器設(shè)計 指導(dǎo)教師： 趙立華、石志標(biāo) 2012年 12 月 25日 第 一 天 2013年2月25日（星期一） 指導(dǎo)教師簽字 學(xué)生工作任務(wù)（指導(dǎo)教師填寫）： 1、制圖室安排； 2、課程設(shè)計準(zhǔn)備工作：1）資料 2）繪圖用具 3、閱讀設(shè)計任務(wù)書； 4、電動機(jī)的選擇； 5、選擇傳動方案和分配傳動比； 6、計算各軸轉(zhuǎn)速、功率、計算轉(zhuǎn)矩。 完成情況： 第 二 天 2013年2月26日（星期二） 指導(dǎo)教師簽字 學(xué)生工作任務(wù)（指導(dǎo)教師填寫）： 減速器傳動零件設(shè)計計算（V帶傳動）； 減速器傳動零件設(shè)計計算（齒輪傳動）。 完成情況： 第 三 天 2013年2月27日（星期三） 指導(dǎo)教師簽字 學(xué)生工作任務(wù)（指導(dǎo)教師填寫）： 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計； 減速器裝配圖草圖繪制。 完成情況： 第 四 天 2013年2月28日（星期四） 指導(dǎo)教師簽字 學(xué)生工作任務(wù)（指導(dǎo)教師填寫）： 減速器裝配圖草圖繪制。 完成情況： 第 五 天 2013年2月29日（星期五） 指導(dǎo)教師簽字 學(xué)生工作任務(wù)（指導(dǎo)教師填寫）： 減速器裝配圖草圖繪制； 輸出軸的校核； 輸出軸軸承壽命計算。 完成情況： 第 六 天 2013年3月1日（星期六） 指導(dǎo)教師簽字 學(xué)生工作任務(wù)（指導(dǎo)教師填寫）： 檢查、修改裝配圖草圖.； 標(biāo)注尺寸、配合及零件序號； 編寫明細(xì)表、標(biāo)題欄、減速器技術(shù)特性及技術(shù)要求。 完成情況： 第 七 天 2013年3月4日（星期一） 指導(dǎo)教師簽字 學(xué)生工作任務(wù)（指導(dǎo)教師填寫）： 應(yīng)用CAD軟件，繪制減速器裝配圖。 完成情況： 第 八 天 2013年3月5日（星期二） 指導(dǎo)教師簽字 學(xué)生工作任務(wù)（指導(dǎo)教師填寫）： 應(yīng)用CAD軟件，繪制減速器裝配圖。 完成情況： 第 九 天 2013年3月6日（星期三） 指導(dǎo)教師簽字 學(xué)生工作任務(wù)（指導(dǎo)教師填寫）： 應(yīng)用CAD軟件，繪制減速器裝配圖。 完成情況： 第十天 2013年3月7日（星期四） 指導(dǎo)教師簽字 學(xué)生工作任務(wù)（指導(dǎo)教師填寫）： 應(yīng)用CAD軟件，繪制減速器裝配圖和零件圖； 整理和編寫設(shè)計計算說明書。 完成情況： 第十一天 2013年3月8日（星期五） 指導(dǎo)教師簽字 學(xué)生工作任務(wù)（指導(dǎo)教師填寫）： 完成設(shè)計計算說明書，設(shè)計成品裝入檔案袋中； 總結(jié)設(shè)計收獲和經(jīng)驗教訓(xùn)、做好答辯前的準(zhǔn)備工作。 完成情況： 第十二天 2013年3月8日（星期五） 指導(dǎo)教師簽字 學(xué)生工作任務(wù)（指導(dǎo)教師填寫）： 答辯。 完成情況： 注：以上為課程設(shè)計內(nèi)容的主要時間段分配，供同學(xué)們參考，實際進(jìn)行時可適當(dāng)調(diào)整時間安排。 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo) （一）傳動裝置的總體分析 1、擬定傳動方案 傳動裝置的設(shè)計方案一般用運(yùn)動簡圖表示。它直觀地反映了工作機(jī)、傳動裝置和原動機(jī)三者間的運(yùn)動和力的傳遞關(guān)系。 滿足工作機(jī)性能要求的傳動方案，可以由不同傳動機(jī)構(gòu)類型以不同的組合形式和布置順序構(gòu)成。合理的方案首先應(yīng)滿足工作機(jī)的性能要求，保證工作可靠，并且結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護(hù)便利。一種方案要同時滿足這些要求往往是困難的，因此要通過分析比較多種方案，選擇能滿足重點要求的較好傳動方案。 ? 常用傳動機(jī)構(gòu)的布置原則： （1）帶傳動的承載能力較小，傳動平穩(wěn)，緩沖吸振能力較強(qiáng)，宜布置在高速級。 （2）鏈傳動運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻，有沖擊，宜布置在低速級。 （3）蝸桿傳動效率較低，但傳動平穩(wěn)，當(dāng)與齒輪副組成傳動機(jī)構(gòu)時，宜布置在高速級。 （4）開式齒輪傳動的工作環(huán)境一般較差，潤滑條件不好，因而磨損嚴(yán)重，壽命較短，應(yīng)布置在低速級。 （5）斜齒輪傳動的平穩(wěn)性較直齒輪傳動好，常用在高速級或要求傳動平穩(wěn)的場合。 2、電動機(jī)選擇 a.選擇類型和結(jié)構(gòu)形式 一般選用系列三相異步電動機(jī)。經(jīng)常啟動、制動和正反轉(zhuǎn)的電動機(jī)，其結(jié)構(gòu)形式有防滴式，封閉自扇冷式和防爆式等根據(jù)要求選擇。常用系列三相異步電動機(jī)的技術(shù)要求和外形尺寸見《簡明機(jī)設(shè)計手冊》或其它手冊。 b.選擇電動機(jī) 電動機(jī)的功率對電動機(jī)的正常工作和經(jīng)濟(jì)性能都有影響。功率過大或過小都不能使電動機(jī)發(fā)揮其正常的效能。 對于載荷穩(wěn)定、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械，通常只需電動機(jī)的額定功率Pd大于或等于所需電機(jī)功率Pw。 （1）變載下長期運(yùn)行的電動機(jī)、短時運(yùn)行的電動機(jī)（工作時間短，停歇時間較長）和重復(fù)短時運(yùn)行的電動機(jī)（工作時間和停歇時間都不長），電動機(jī)的額定功率選擇要按等效功率法計算并進(jìn)行發(fā)熱驗算。 （2）長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷不變或很少變化的機(jī)械，要求所選電動機(jī)的額定功率稍大于所需電動機(jī)輸出的功率，則一般不需校驗電動機(jī)的發(fā)熱和起動力矩。 　 1）所需電動機(jī)輸出的功率 　　　　=　 (kw) 　　　── 工作機(jī)器的輸出功率(kw) 　 　── 由電動機(jī)到工作機(jī)的總效率 2）工作機(jī)器的輸出功率 　若已知工作機(jī)器的阻力F(N)，圓周速度υ(m/s)，則 　　　 = (kw) 　若已知作用在工作機(jī)器上的轉(zhuǎn)矩 T(N.m)及轉(zhuǎn)速 (r/min)，則 　　　 ＝　 (kw) 　 3）由電動機(jī)到工作機(jī)器的總效率 　　　=··… 　式中η1·η2·η3…ηw為各級傳動（齒輪、帶或鏈）、一對軸承、每個聯(lián)軸器的效率。各種傳動效率的數(shù)值見表。 　在進(jìn)行效率計算時，還應(yīng)注意以下幾點： ?、佥S承效率指一對而言，如一根軸上有三個軸承時，按兩對計算。 　②同類型的多對傳動副，要分別計入各自的效率。 　請注意：設(shè)計計算所依據(jù)的功率，可以是電動機(jī)的額定功率，也可是工作機(jī)實際需要的功率，對于通用機(jī)械，常用電動機(jī)的額定功率作為設(shè)計功率。對于傳動裝置的設(shè)計功率，一般按實際需要的電動機(jī)功率。轉(zhuǎn)速按電動機(jī)額定功率時的轉(zhuǎn)速nm（滿載轉(zhuǎn)速，不等于同步轉(zhuǎn)速）計算。 3、確定傳動比 傳動裝置的總傳動比可由電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)轉(zhuǎn)速之比得到，總傳動比為各級傳動比連乘積。 n=(···…·) 合理分配總傳動比，可使傳動裝置的外形小或重量輕，以實現(xiàn)降低成本和結(jié)構(gòu)緊湊的目的；也可以降低齒輪的動載和傳動精度等級的要求；還可以使齒輪有較好的潤滑條件。在傳動比分配時，主要考慮以下幾點： （1）各級傳動比都應(yīng)在各自的合理范圍內(nèi)，以保證傳動形式的工作特點和結(jié)構(gòu)緊湊。 （2）分配各傳動形式的傳動比時，應(yīng)注意各傳動件尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)合理。 (3) 各傳動件不能發(fā)生碰撞 （4）在二級減速器中，高速級和低速級的大齒輪直徑應(yīng)盡量相近，以利于浸油潤滑。 4、計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 為進(jìn)行傳動件的設(shè)計計算，應(yīng)首先推算出各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩。一般按電動機(jī)至工作機(jī)之間運(yùn)動傳遞的路線推算出各軸的運(yùn)動和動力參數(shù)。 （具體參見《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)指導(dǎo)書》） （二）傳動零件的設(shè)計計算 設(shè)計減速器的裝配圖前，必須先計算各級傳動件的參數(shù)，確定其尺寸，并選好聯(lián)軸器的類型和規(guī)格。為使設(shè)計減速器的原始條件比較準(zhǔn)確，一般先計算減速器的外傳動件，如帶傳動、鏈傳動和開式齒輪傳動等，然后計算其內(nèi)傳動件。 1、選擇聯(lián)軸器的類型和規(guī)格 傳動裝置中一般有兩個聯(lián)軸器，一個是聯(lián)接電動機(jī)與減速器高速軸的聯(lián)軸器，另一個是聯(lián)接減速器低速軸與工作機(jī)軸的聯(lián)軸器。前者由于轉(zhuǎn)速較高，為了減小起動載荷、緩和沖擊，應(yīng)選用具有較小轉(zhuǎn)動慣量的彈性聯(lián)軸器，如彈性柱銷聯(lián)軸器等；后者由于所聯(lián)接的轉(zhuǎn)速較低，傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，減速器與工作機(jī)常不在同一底座上而要求有較大的軸向偏移，常選用無彈性元件的撓性聯(lián)軸器，如十字滑塊聯(lián)軸器等。 對于標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器，按傳遞扭矩的大小和轉(zhuǎn)速選擇型號。 選擇時注意：該型號最大、最小孔徑尺寸必須與兩聯(lián)接軸相適應(yīng)。 2、設(shè)計減速器外傳動零件 設(shè)計方法參見《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》教材。設(shè)計時注意事項： （1）帶傳動 采用普通V帶或窄V帶傳動 a.檢查帶輪尺寸與傳動裝置外廓尺寸的相互關(guān)系，如裝在電機(jī)軸上的小帶輪直徑與電機(jī)中心高是否對稱，其軸孔直徑是否與電機(jī)軸徑是否一致，大帶輪是否過大與機(jī)架相碰 。。 b.帶輪的結(jié)構(gòu)型式主要取決于帶輪直徑的大小。帶輪直徑與電動機(jī)的中心高應(yīng)相稱，帶輪軸孔的直徑、長度應(yīng)與電機(jī)軸的直徑、長度對應(yīng)，大帶輪的外圓半徑不能過大，否則會與機(jī)器底座相干涉等。 c.帶輪直徑確定后，應(yīng)驗算實際傳動比和大帶輪的轉(zhuǎn)速，并以此修正減速器的傳動比和輸入轉(zhuǎn)矩。 2、鏈傳動 （1）應(yīng)使鏈輪的直徑、軸孔尺寸等與減速器、工作機(jī)相適應(yīng)。應(yīng)由所選鏈輪的齒數(shù)計算實際傳動比，并考慮是否需要修正實際傳動比。 （2）如果選用的單列鏈尺寸過大，則應(yīng)該選雙列鏈。畫鏈輪結(jié)構(gòu)圖時只需要畫其軸面齒形圖。 3、開式齒輪傳動 （1）開式齒輪傳動一般布置在低速級，常采用直齒齒輪。因開式齒輪的傳動潤滑條件差，磨損嚴(yán)重，因此只需計算輪齒的彎曲強(qiáng)度，再將計算模數(shù)增大10%—20% （2）應(yīng)選用耐磨性好的材料作為齒輪材料。選擇大齒輪的材料時應(yīng)考慮毛坯尺寸和制造方法，例如當(dāng)齒輪尺寸超過50mm時，應(yīng)采用鑄造毛坯。 （3）由于開式齒輪的支承剛度小，其齒寬系數(shù)應(yīng)取小些。 3、設(shè)計減速器內(nèi)傳動零件 設(shè)計時應(yīng)選擇正確的設(shè)計準(zhǔn)則，計算出減速器各齒輪的參數(shù)，主要為：模數(shù)、齒數(shù)、螺旋角、齒輪寬度、傳動中心距，并計算出各齒輪的主要尺寸。計算中應(yīng)注意以下問題： （1）選擇齒輪材料時，通常先估計毛坯的制造方法，當(dāng)齒輪直徑d≤500mm時，可以采用鍛造或鑄造毛坯，當(dāng)d＞500mm多用鑄造毛坯。小齒輪根圓直徑與軸徑接近時，齒輪與軸如制成一體 ，則所選材料應(yīng)兼顧軸的要求。材料種類選定后，根據(jù)毛坯尺寸確定材料機(jī)械性能，以進(jìn)行齒輪強(qiáng)度設(shè)計。在計算出齒輪尺寸后，應(yīng)檢查與所定機(jī)械性能是否相符，必要時，應(yīng)對計算作必要的修改；同一減速器中的各級小齒輪(或大齒輪)的材料應(yīng)盡可能一致，以減少材料牌號和工藝要求。 （2）齒輪傳動的計算方法，由工作條件和材料的表面硬度來確定。要注意當(dāng)有短期過載作用時，要進(jìn)行過載靜強(qiáng)度校驗計算。 （3）根據(jù)Фd＝b／d1求齒寬b時，b應(yīng)是一對齒輪的工作寬度，為易于補(bǔ)償齒輪軸向位置誤差，應(yīng)使小齒輪寬度大于大齒輪寬度，因此大齒輪寬度取b，而小齒輪寬度取bl＝b+(5～10)mm，齒寬數(shù)值應(yīng)圓整。 （4）齒輪傳動的幾何參數(shù)和尺寸有嚴(yán)格的要求，應(yīng)分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、圓整或計算其精確值。例如模數(shù)必須標(biāo)準(zhǔn)化，中心距和齒寬盡量圓整，嚙合尺寸(節(jié)圓、分度圓、齒頂圓以及齒根圓的直徑、螺旋角、變位系數(shù)等)必須計算精確值，長度尺寸準(zhǔn)確到小數(shù)點后2～3位(單位為mm)，角度準(zhǔn)確到秒。圓整中心距時，對直齒輪傳動，可以調(diào)整模數(shù)m和齒數(shù)z；對斜齒輪傳動可以調(diào)整螺旋角β。 （5）齒輪結(jié)構(gòu)尺寸，如輪緣內(nèi)徑D1、輪輻厚度C1、輪輻孔徑d。、輪裁直徑d，和長度L等，按參考資料給定的經(jīng)驗公式計算，但都應(yīng)盡量圓整，以便于制造和測量。 ? 注意：? 各級大、小齒輪幾何尺寸和參數(shù)的計算結(jié)果應(yīng)及時整理并列表，同時畫出結(jié)構(gòu)簡圖，以備裝配圖設(shè)計時應(yīng)用。 ?????????????????????????????????????? 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計范例 設(shè)計題目:試按下列一組數(shù)據(jù)，設(shè)計一帶式輸送機(jī)的傳動裝置，傳動簡圖如下。 工作條件及要求：用于運(yùn)輸碎粒物體，工作時載荷有輕微沖擊，輸送帶允許速度誤差±4％，二班制，使用期限10年（每年工作日300天），連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)。 設(shè)計原始數(shù)據(jù)如下表： 組 別 運(yùn)輸帶牽引力 ???? （N） 運(yùn)輸帶速度 ? （m/s） 傳動滾筒直徑D ?? （㎜） ? 1 ??? 2600 ???? 1．25 ???? 320 ? 2 ??? 3500 ???? 1．45 ???? 420 ???????? ?????????帶式輸送機(jī)的傳動裝置簡圖 1、電動機(jī)；???? 2、V型帶傳動；??? 3、減速器；??? 4、聯(lián)軸器；? 5、傳動滾筒；?? 6、皮帶運(yùn)輸機(jī) 設(shè)計的基本步驟： 一、電動機(jī)的選擇及運(yùn)動參數(shù)的計算 一般電動機(jī)均采用三相交流電動機(jī)，如無特殊要求都采用三相交流異步電 動機(jī)，其中首選Y系列全封閉自扇冷式電動機(jī)。 電動機(jī)的選擇 1、確定皮帶輸送機(jī)所需功率 ????????=·/1000（kw）???? ? 式（1—1） 2、傳動裝置的效率 ??????? η=η1·η2·η3·η4·η5????? 式（1—2） 式中：η1-----三角帶傳動效率 ???????? η2-----齒輪傳動效率 ???????? η3-----滾動軸承的效率 ???????? η4-----聯(lián)軸器的效率 ???????? η5-----運(yùn)輸機(jī)平型帶傳動效率 ?? 常見機(jī)械效率參見附表1 3、電動機(jī)的選擇 電動機(jī)的額定功率： ≥/η= ·/η（kw）?? 式（1—3） 4、確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)： （1）??? 滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速為： =60×1000/ΠD（r/min）?? 式（1—4） ???? 式中：-----皮帶輸送機(jī)的帶速 ??????????? ??D----滾筒的直徑 （1）??? 電動機(jī)的轉(zhuǎn)速： ????????????? nˊ=iˊ??? ?? 式（1—5） ???? 式中：iˊ是由電動機(jī)到工作機(jī)的減數(shù)比??? ??????? iˊ=i1ˊ·i2ˊ·i3ˊ····inˊ??? 式（1—6） ?????????? i1ˊ·i2ˊ·i3ˊ····inˊ是各級傳動比的范圍。 ?????????? 按nˊ的范圍選取電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n (2)常用機(jī)械傳動比的范圍見表1。（課程設(shè)計指導(dǎo)書p7頁） 5、列出電動機(jī)的主要參數(shù) 電動機(jī)額定功率P（KW） 　 電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速（r/min） 　 電動機(jī)軸伸出端直徑d（mm） 　 電動機(jī)軸伸出端的安裝高度（mm） 　 電動機(jī)軸伸出端的長度（mm） 　 常用機(jī)械傳動效率?????? 表1（課程設(shè)計指導(dǎo)書p7頁） 機(jī)械傳動類型 ????????? 傳　動　效　率 圓柱齒輪傳動 ??? 閉式傳動0.96—0.98（7-9級精度） ??? 開式傳動0.94—0.96 圓錐齒輪傳動 ??? 閉式傳動0.94—0.97（7-8級精度） ??? 開式傳動0.92—0.95 帶傳動 平型帶傳動 ??? 0.95—0.98 V型帶傳動 ??? 0.94—0.97 滾動軸承（一對） ??? 0.98—0.995 聯(lián)軸器 ??? 0.99-0.995 ?????常用機(jī)械傳動比范圍??????????表1（課程設(shè)計指導(dǎo)書p7頁） 傳動類型 選用指標(biāo) 平型帶 三角帶 ??? 齒 輪 傳 動 功率（KW） ?。?0） 中（≤100） ??? 大（最大可達(dá)50000） 單級傳動比 （常用值） 2—4 2—4 ? 圓柱 ? 圓錐 ? 3—5 ? 2—3 最大值 6 15 ??? 10 ? 6—10 二、總傳動比的計算及傳動比的分配 （1）傳動裝置總傳動比 ????????? i=/??? ?式?（2—1） （2）分配傳動裝置各級傳動比 ???????? i=······???? ? 式（2—2） ???? 式中：、、····從表1中選值。 三、傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)的計算 1、各軸的功率計算： ? P1=Pη1·η3?? ? 式（3—1） ??????P2=Pη1·η2·η3??? ? 式（3—2） 2、各軸的轉(zhuǎn)速計算： （1）高速軸轉(zhuǎn)速? n1=nm/i1?? （r/min）??? 式（3—3） ???? （2）低速軸轉(zhuǎn)速? n2=nm/（i1·i2）? （r/min）???? 式（3—4） 3、各軸扭矩的計算： ????????????????? TK=9.55×10×PK/nK?? (N.mm)??? 式（3—5） 四、V型帶傳動設(shè)計 1、選擇V型帶型號； 2、選擇帶輪的基準(zhǔn)直徑，并驗算帶速（5m/s≤V≤25m/s）； 3、確定中心距和帶長，驗算小輪包角；（α1≥120°） 4、按許用功率計算帶的根數(shù)； 5、確定作用在軸上的壓力； 6、確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸（只要求繪制大帶輪的零件圖）； 五、齒輪傳動設(shè)計 1、參考教材步驟設(shè)計這一對齒輪的尺寸（只要求繪制大齒輪的零件圖）； 2、選擇齒輪傳動的潤滑油粘度、潤滑方式； 六、軸的設(shè)計 參考教材的附加內(nèi)容的例子及設(shè)計步驟進(jìn)行設(shè)計，只要求低速軸的設(shè)計并繪 制低速軸的（軸Ⅱ）零件圖。?? 七、滾動軸承的選擇（低速軸） 按教材選擇步驟進(jìn)行滾動軸承的選擇，并確定潤滑方式。 八、鍵的選擇及強(qiáng)度校核（低速軸的鍵），鍵的尺寸選擇可參照《公差與配合》教材的相關(guān)章節(jié)。 九、聯(lián)軸器的選擇（低速軸），參考第十七章。主要檢驗它的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。聯(lián)軸器的類型選擇可參照《機(jī)械設(shè)計手冊》 十、繪制各種規(guī)格的零件圖、裝配圖 1、零件圖的繪制:圖面全部用A3號紙繪制，比例可用1：1或1：2圖面布置合理，線型正確和清晰，符號國家的制圖標(biāo)準(zhǔn)，公差尺寸配合正確，結(jié)構(gòu)合理，連接部分應(yīng)圓滑，技術(shù)要求一律書寫于標(biāo)題欄上方適當(dāng)位置，書寫的字母、數(shù)字、漢字應(yīng)做到：字體端正、排列整齊、間隔均勻，漢字應(yīng)寫成仿宋體。 2、裝配圖的繪制：用0號圖紙， 比例可用1：1或1：2繪制三個視圖。 十一、編寫設(shè)計計算說明書 1、設(shè)計計算說明書的內(nèi)容概括如下： （1）目錄。 （2）設(shè)計任務(wù)書。 （3）電動機(jī)的選擇。 （4）計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)。 （5）V型帶傳動設(shè)計。 （6）齒輪的設(shè)計計算。 （7）軸的設(shè)計計算。 （8）滾動軸承的選擇及計算。 （9）鍵聯(lián)接的選擇及校核計算。 ?(10)聯(lián)軸器的選擇。 ?(11)潤滑與密封（潤滑與密封方式的選擇、潤滑劑的選擇） （11）設(shè)計小結(jié)（本設(shè)計的優(yōu)缺點、及課程設(shè)計的體會）。 （12）參考資料目錄。 還可以包括一些其它技術(shù)說明，例如裝拆、安裝的注意事項，維護(hù)保養(yǎng)的 要求等。 2、編寫說明書的要求（一律用word編制打?。? （1）設(shè)計計算說明書要求論述清楚，文字精煉，計算正確。 （2）說明書一律采用A4紙按一定格式打印，裝訂成冊。具體格式參見“東北電 力大學(xué)課程設(shè)計說明書”。 （3）說明書中應(yīng)附有必要的插圖。 （4）計算中所引用的公式和數(shù)據(jù)應(yīng)有根據(jù)，并注明其來源（如由資料[ ] p．×式 (×-×)等）。 （5）說明書中每一自成單元的內(nèi)容，應(yīng)有大小標(biāo)題，使其醒目便于查閱。 （6）計算過程應(yīng)層次分明。一般可列出計算內(nèi)容，寫出計算公式，然后代入數(shù)據(jù)， 略去具體驗算過程，直接得出計算結(jié)果，并寫上結(jié)論性用語，如“合格”、 “安全”、“強(qiáng)度足夠”等。對技術(shù)計算出的數(shù)據(jù)，需圓整的應(yīng)予圓整，屬 于精確計算的不得隨意圓整。 ? ?????????????????????????????????????????????? 　　　　　　　　　　　　　　 2011年11月20日 11 課 程 設(shè) 計 說 明 書 學(xué)生姓名 學(xué) 號 學(xué) 院 能源與動力工程學(xué)院 班 級 風(fēng)動 班 題 目 帶式輸送機(jī)驅(qū)動裝置-減速器設(shè)計 指導(dǎo)教師： 趙立華、石志標(biāo) 職稱: 教 授 2013年2月6日 一、正文：正文內(nèi)容層次序號為： 1、1.1、1.1.1……。 課程設(shè)計任務(wù)書 2012-2013 學(xué)年第 二 學(xué)期 學(xué) 院 能源與動力工程學(xué)院 專 業(yè) 風(fēng)能與動力工程10級 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號 課程設(shè)計題目 帶式輸送機(jī)驅(qū)動裝置-減速器設(shè)計 起 迄 日 期 2013年2月25日-3月10日（1-2教學(xué)周） 課程設(shè)計地點 3教D座103、104室（待定） 指 導(dǎo) 教 師 趙立華 石志標(biāo) 系主任 王明秋 下達(dá)任務(wù)書日期:2012年12月25日 課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書 1．設(shè)計目的 1.培養(yǎng)正確的設(shè)計思想，訓(xùn)練綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識解決工程實際問題的能力； 2.學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計的一般方法，掌握通用機(jī)械零件、機(jī)械傳動裝置的設(shè)計過程和進(jìn)行方式。 3.設(shè)計基本技能的訓(xùn)練。如計算、繪圖、熟悉和運(yùn)用設(shè)計資料、手冊、圖冊、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。 2．設(shè)計內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計要求等） 課程設(shè)計要求： 1.研究分析設(shè)計題目和工作條件，明確 設(shè)計要求和設(shè)計內(nèi)容； 2.認(rèn)真復(fù)習(xí)與設(shè)計有關(guān)的章節(jié)內(nèi)容，提倡獨(dú)立思考，深入鉆研，積極主動、創(chuàng)造性地進(jìn)行設(shè)計； 3.設(shè)計態(tài)度嚴(yán)肅認(rèn)真,一絲不茍，反對照抄照搬，抄襲他人設(shè)計等問題。 4.通過課程設(shè)計，在設(shè)計思想、設(shè)計方法和設(shè)計技能等方面得到良好的綜合性訓(xùn)練。 原始數(shù)據(jù) 輸送帶有效拉力F（N） 載荷情況 輸送帶速度V（m/s） 每天工作班數(shù) 滾筒直徑D（mm） 預(yù)期使用壽命 輸送物料 建議 課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書 3．設(shè)計工作任務(wù)及工作量的要求〔包括課程設(shè)計計算說明書(論文)、圖紙、實物樣品等〕 一、工作量 1.減速器設(shè)計裝配圖（草圖） 1張0號座標(biāo)紙（手繪）； 2.減速器設(shè)計裝配圖 1張0號圖（CAD制圖）； 3. 低速軸（輸出軸）零件圖 1張3號圖（手繪或CAD制圖）； 4.設(shè)計計算說明書 （內(nèi)容1打印；內(nèi)容2-13手寫） 1份（約20頁）。 二、設(shè)計計算說明書內(nèi)容 1.設(shè)計任務(wù)書原件； 2.電動機(jī)型號選擇； 3.確定總傳動比、傳動比分配、各軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率； 4.普通V帶傳動設(shè)計計算； 5.斜齒圓柱齒輪傳動設(shè)計計算； 6.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計； 7.按彎扭合成強(qiáng)度驗算輸出軸（低速軸）； 8.聯(lián)軸器的選擇； 9.輸出軸滾動軸承的選擇驗算（低速軸）； 10.主要零件的配合選擇； 11.減速器的潤滑方式及潤滑劑選擇； 12.綜述你的設(shè)計體會、優(yōu)點和不足； 13.參考書。 課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書 4．主要參考文獻(xiàn) 1.楊可楨，程光緒，李仲生.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)（第五版）高等教育出版社 2008.04 2.龔溎義 主編. 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書（第二版）高等教育出版社 2009.05 3.龔溎義 主編. 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計圖冊 高等教育出版社 2009.02 4.周開勤 主編. 機(jī)械零件手冊(第五版) 高等教育出版社 2008.05 5.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo) 2011.11 5．設(shè)計成果形式及要求 1.減速器設(shè)計裝配圖（草圖） 1張0號座標(biāo)紙（手繪）； 2.減速器設(shè)計裝配圖 1張0號圖（CAD制圖）； 3. 低速軸（輸出軸）零件圖 1張3號圖（手繪或CAD制圖）； 4.設(shè)計計算說明書 （內(nèi)容1打?。粌?nèi)容2-13手寫） 1份（約20頁）。 要求將上述設(shè)計成品折疊裝入檔案袋，填寫檔案袋封面明細(xì)，按學(xué)號從小至大順序排好，以班級為單位，上交存檔。 6．工作計劃及進(jìn)度 2013年2月25日- 3月10日，具體進(jìn)程可參考下表；3月8日-10日安排答辯。 1 設(shè)計準(zhǔn)備、傳動裝置總體設(shè)計階段 第一周 星期一至星期二 1天 2 傳動裝置設(shè)計計算階段 第一周 星期二至星期三 1天 3 傳動裝置設(shè)計計算階段 第一周 星期三至星期四 1天 4 減速器裝配圖設(shè)計階段 第一周 星期五至星期六 2.5天 第二周 星期一至星期二 2.5天 5 零件工作圖繪制階段 第二周 星期三 1天 6 設(shè)計計算說明書編寫階段 第二周 星期四 1天 7 檢查整理，準(zhǔn)備答辯 第二周 星期五 1天 7．成績組成及考核標(biāo)準(zhǔn)： 根據(jù)成品質(zhì)量和答辯情況評定成績，成績?yōu)槲宸种?，即：?yōu)、良、中、及格、不及格。 系主任審查意見： 簽字： 王明秋 2012年12 月22日 （1）帶傳動 采用普通V帶或窄V帶傳動 a.檢查帶輪尺寸與傳動裝置外廓尺寸的相互關(guān)系，如裝在電機(jī)軸上的小帶輪直徑與電機(jī)中心高是否對稱，其軸孔直徑是否與電機(jī)軸徑是否一致，大帶輪是否過大與機(jī)架相碰 。。 b.帶輪的結(jié)構(gòu)型式主要取決于帶輪直徑的大小。帶輪直徑與電動機(jī)的中心高應(yīng)相稱，帶輪軸孔的直徑、長度應(yīng)與電機(jī)軸的直徑、長度對應(yīng)，大帶輪的外圓半徑不能過大，否則會與機(jī)器底座相干涉等。 c.帶輪直徑確定后，應(yīng)驗算實際傳動比和大帶輪的轉(zhuǎn)速，并以此修正減速器的傳動比和輸入轉(zhuǎn)矩。 2、鏈傳動 （1）應(yīng)使鏈輪的直徑、軸孔尺寸等與減速器、工作機(jī)相適應(yīng)。應(yīng)由所選鏈輪的齒數(shù)計算實際傳動比，并考慮是否需要修正實際傳動比。 （2）如果選用的單列鏈尺寸過大，則應(yīng)該選雙列鏈。畫鏈輪結(jié)構(gòu)圖時只需要畫其軸面齒形圖。 3、開式齒輪傳動 （1）開式齒輪傳動一般布置在低速級，常采用直齒齒輪。因開式齒輪的傳動潤滑條件差，磨損嚴(yán)重，因此只需計算輪齒的彎曲強(qiáng)度，再將計算模數(shù)增大10%—20% （2）應(yīng)選用耐磨性好的材料作為齒輪材料。選擇大齒輪的材料時應(yīng)考慮毛坯尺寸和制造方法，例如當(dāng)齒輪尺寸超過50mm時，應(yīng)采用鑄造毛坯。 （3）由于開式齒輪的支承剛度小，其齒寬系數(shù)應(yīng)取小些。 3、設(shè)計減速器內(nèi)傳動零件 設(shè)計時應(yīng)選擇正確的設(shè)計準(zhǔn)則，計算出減速器各齒輪的參數(shù)，主要為：模數(shù)、齒數(shù)、螺旋角、齒輪寬度、傳動中心距，并計算出各齒輪的主要尺寸。計算中應(yīng)注意以下問題： （1）選擇齒輪材料時，通常先估計毛坯的制造方法，當(dāng)齒輪直徑d≤500mm時，可以采用鍛造或鑄造毛坯，當(dāng)d＞500mm多用鑄造毛坯。小齒輪根圓直徑與軸徑接近時，齒輪與軸如制成一體 ，則所選材料應(yīng)兼顧軸的要求。材料種類選定后，根據(jù)毛坯尺寸確定材料機(jī)械性能，以進(jìn)行齒輪強(qiáng)度設(shè)計。在計算出齒輪尺寸后，應(yīng)檢查與所定機(jī)械性能是否相符，必要時，應(yīng)對計算作必要的修改；同一減速器中的各級小齒輪(或大齒輪)的材料應(yīng)盡可能一致，以減少材料牌號和工藝要求。 （2）齒輪傳動的計算方法，由工作條件和材料的表面硬度來確定。要注意當(dāng)有短期過載作用時，要進(jìn)行過載靜強(qiáng)度校驗計算。 （3）根據(jù)Фd＝b／d1求齒寬b時，b應(yīng)是一對齒輪的工作寬度，為易于補(bǔ)償齒輪軸向位置誤差，應(yīng)使小齒輪寬度大于大齒輪寬度，因此大齒輪寬度取b，而小齒輪寬度取bl＝b+(5～10)mm，齒寬數(shù)值應(yīng)圓整。 （4）齒輪傳動的幾何參數(shù)和尺寸有嚴(yán)格的要求，應(yīng)分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、圓整或計算其精確值。例如模數(shù)必須標(biāo)準(zhǔn)化，中心距和齒寬盡量圓整，嚙合尺寸(節(jié)圓、分度圓、齒頂圓以及齒根圓的直徑、螺旋角、變位系數(shù)等)必須計算精確值，長度尺寸準(zhǔn)確到小數(shù)點后2～3位(單位為mm)，角度準(zhǔn)確到秒。圓整中心距時，對直齒輪傳動，可以調(diào)整模數(shù)m和齒數(shù)z；對斜齒輪傳動可以調(diào)整螺旋角β。 （5）齒輪結(jié)構(gòu)尺寸，如輪緣內(nèi)徑D1、輪輻厚度C1、輪輻孔徑d。、輪裁直徑d，和長度L等，按參考資料給定的經(jīng)驗公式計算，但都應(yīng)盡量圓整，以便于制造和測量。 ? 注意：? 各級大、小齒輪幾何尺寸和參數(shù)的計算結(jié)果應(yīng)及時整理并列表，同時畫出結(jié)構(gòu)簡圖，以備裝配圖設(shè)計時應(yīng)用。 機(jī)械設(shè)計（論文）說明書 題 目：一級斜齒圓柱齒輪減速器 系 別： XXX系 專 業(yè)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 二零一二年五月一日 目 錄 第一部分 課程設(shè)計任務(wù)書-------------------------------3 第二部分 傳動裝置總體設(shè)計方案-------------------------3 第三部分 電動機(jī)的選擇--------------------------------4 第四部分 計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)-----------------7 第五部分 齒輪的設(shè)計----------------------------------8 第六部分 傳動軸承和傳動軸及聯(lián)軸器的設(shè)計---------------17 第七部分 鍵連接的選擇及校核計算-----------------------20 第八部分 減速器及其附件的設(shè)計-------------------------22 第九部分 潤滑與密封----------------------------------24 設(shè)計小結(jié)--------------------------------------------25 參考文獻(xiàn)--------------------------------------------25 第一部分 課程設(shè)計任務(wù)書 一、設(shè)計課題： 設(shè)計一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的一級圓柱齒輪減速器.運(yùn)輸機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),載荷變化不大,空載起動,卷筒效率為0.96(包括其支承軸承效率的損失),減速器小批量生產(chǎn),使用期限8年(300天/年),1班制工作,運(yùn)輸容許速度誤差為5%,車間有三相交流,電壓380/220V。 二. 設(shè)計要求: 1.減速器裝配圖一張(A1或A0)。 2.CAD繪制軸、齒輪零件圖各一張(A3或A2)。 3.設(shè)計說明書一份。 三. 設(shè)計步驟: 1. 傳動裝置總體設(shè)計方案 2. 電動機(jī)的選擇 3. 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 4. 計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 5. 設(shè)計V帶和帶輪 6. 齒輪的設(shè)計 7. 滾動軸承和傳動軸的設(shè)計 8. 鍵聯(lián)接設(shè)計 9. 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計 10. 潤滑密封設(shè)計 11. 聯(lián)軸器設(shè)計 第二部分 傳動裝置總體設(shè)計方案 1.組成：傳動裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。 2.特點：齒輪相對于軸承不對稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。 3.確定傳動方案：考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動功率大，將V帶設(shè)置在高速級。其傳動方案如下： 圖一: 傳動裝置總體設(shè)計圖 初步確定傳動系統(tǒng)總體方案如:傳動裝置總體設(shè)計圖所示。 選擇V帶傳動和一級圓柱斜齒輪減速器。 計算傳動裝置的總效率ha: ha=h1h22h3h4h5=0.96×0.982×0.97×0.99×0.96=0.85 h1為V帶的效率,h2為軸承的效率,h3為齒輪嚙合傳動的效率,h4為聯(lián)軸器的效率,h5為滾筒的效率（包括滾筒和對應(yīng)軸承的效率）。 第三部分 電動機(jī)的選擇 1 電動機(jī)的選擇 皮帶速度v: v=1.45m/s 工作機(jī)的功率pw: pw= 2.25 KW 電動機(jī)所需工作功率為: pd= 2.65 KW 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)速為: n = 92.4 r/min 經(jīng)查表按推薦的傳動比合理范圍，V帶傳動的傳動比i1=2~4，一級圓柱斜齒輪減速器傳動比i2=3~6，則總傳動比合理范圍為ia=6~24，電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd = ia×n = (6×24)×92.4 = 554.4~2217.6r/min。綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，選定型號為Y100L2-4的三相異步電動機(jī)，額定功率為3KW,滿載轉(zhuǎn)速nm=1430r/min，同步轉(zhuǎn)速1500r/min。 2 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 （1）總傳動比： 由選定的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n 和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速n，可得傳動裝置總傳動比為: ia=nm/n=1430/92.4=15.5 （2）分配傳動裝置傳動比: ia=i0×i 式中i0,i1分別為帶傳動和減速器的傳動比。為使V帶傳動外廓尺寸不致過大，初步取i0=3.5，則減速器傳動比為: i=ia/i0=15.5/3.5=4.4 第四部分 計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) （1）各軸轉(zhuǎn)速: nI = nm/i0 = 1430/3.5 = 408.6 r/min nII = nI/i = 408.6/4.4 = 92.9 r/min nIII = nII = 92.9 r/min （2)各軸輸入功率: PI = Pd×h1 = 2.65×0.96 = 2.54 KW PII = PI×h2×h3 = 2.54×0.98×0.97 = 2.41 KW PIII = PII×h2×h4 = 2.41×0.98×0.99 = 2.34 KW 則各軸的輸出功率： PI' = PI×0.98 = 2.49 KW PII' = PII×0.98 = 2.36 KW PIII' = PIII×0.98 = 2.29 KW (3)各軸輸入轉(zhuǎn)矩: TI = Td×i0×h1 電動機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩: Td = = 17.7 Nm 所以： TI = Td×i0×h1 = 17.7×3.5×0.96 = 59.5 Nm TII = TI×i×h2×h3 = 59.5×4.4×0.98×0.97 = 248.9 Nm TIII = TII×h2×h4 = 248.9×0.98×0.99 = 241.5 Nm 輸出轉(zhuǎn)矩為： TI' = TI×0.98 = 58.3 Nm TII' = TII×0.98 = 243.9 Nm TIII' = TIII×0.98 = 236.7 Nm 第五部分 V帶的設(shè)計 1 選擇普通V帶型號 計算功率Pc: Pc = KAPd = 1.3×2.65 = 3.44 KW 根據(jù)手冊查得知其交點在A型交界線范圍內(nèi)，故選用A型V帶。 2 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑，并驗算帶速 取小帶輪直徑為d1 = 100 mm,則： d2 = n1×d1×(1-e)/n2 = i0×d1×(1-e) = 3.5×100×(1-0.02) = 343 mm 由手冊選取d2 = 335 mm。 帶速驗算： V = nm×d1×π/(60×1000) = 1430×100×π/(60×1000) = 7.48 m/s 介于5~25m/s范圍內(nèi)，故合適。 3 確定帶長和中心距a 0.7×(d1+d2)≤a0≤2×(d1+d2) 0.7×(100+335)≤a0≤2×(100+335) 304.5≤a0≤870 初定中心距a0 = 587.25 mm，則帶長為: L0 = 2a0+π×(d1+d2)/2+(d2-d1)2/(4×a0) = 2×587.25+π×(100+335)/2+(335-100)2/(4×587.25)=1881 mm 由表9-3選用Ld = 1800 mm，確定實際中心距為： a = a0+(Ld-L0)/2 = 587.25+(1800-1881)/2 = 546.75 mm 4 驗算小帶輪上的包角a1: a1 = 1800-(d2-d1)×57.30/a = 1800-(335-100)×57.30/546.75 = 155.40>1200 5 確定帶的根數(shù)： Z = Pc/((P0+DP0)×KL×Ka) = 3.44/((1.32+0.17)×1.01×0.93) = 2.46 故要取Z = 3根A型V帶。 6 計算軸上的壓力： 由初拉力公式有： F0 = 500×Pc×(2.5/Ka-1)/(Z×V)+q×V2 = 500×3.44×(2.5/0.93-1)/(3×7.48)+0.10×7.482 = 135 N 作用在軸上的壓力： FQ = 2×Z×F0×sin(a1/2) = 2×3×135×sin(155.4/2) = 791.3 N 第六部分 齒輪的設(shè)計 （一） 高速級齒輪傳動的設(shè)計計算 1 齒輪材料、熱處理及精度： 考慮此減速器的功率及現(xiàn)場安裝的限制，故大小齒輪都選用軟齒面漸開線斜齒輪。 1） 材料：高速級小齒輪選用40Cr鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為小齒輪：274~286HBW。高速級大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為大齒輪：225~255HBW。取小齒齒數(shù)：Z1 = 21，則： Z2 = i×Z1 = 4.4×21 = 92.4 ?。篫2 = 92 2） 初選螺旋角:b = 140。 2 初步設(shè)計齒輪傳動的主要尺寸，按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計： 確定各參數(shù)的值: 1) 試選Kt = 2.5 2) T1 = 59.5 Nm 3) 選取齒寬系數(shù)yd = 1 4) 由表8-5查得材料的彈性影響系數(shù)ZE = 189.8 5) 由圖8-15查得節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZH = 2.44 6) 由式8-3得： ea = [1.88-3.2×(1/Z1+1/Z2)]×cosb = [1.88-3.2×(1/21+1/92)]×cos140 = 1.643 7) 由式8-4得： eb = 0.318ydZ1tanb = 0.318×1×21×tan140 = 1.66 8) 由式8-19得: Ze = = = = 0.78 9) 由式8-21得： Zb = = = 0.99 10) 查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限:sHlim1 = 650 MPa，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限:sHlim2 = 530 MPa。 11) 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N1 = 60nkth = 60×408.6×1×8×300×1×6 = 3.53×108 大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N2 = 60nkth = N1/u = 3.53×108/ = 8.02×107 12) 由圖8-19查得接觸疲勞壽命系數(shù):KHN1 = 0.9,KHN2 = 0.92 13) 計算接觸疲勞許用應(yīng)力,取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,得: [sH]1 = = 0.9×650 = 585 MPa [sH]2 = = 0.92×530 = 487.6 MPa 許用接觸應(yīng)力: [sH] = ([sH]1+[sH]2)/2 = (585+487.6)/2 = 536.3 MPa 3 設(shè)計計算: 小齒輪的分度圓直徑:d1t: = = 54.9 mm 4 修正計算結(jié)果： 1) 確定模數(shù)： mn = = = 2.54 mm 取為標(biāo)準(zhǔn)值:3 mm。 2) 中心距： a = = = 174.7 mm 3) 螺旋角： b = arccos = arccos = 140 4) 計算齒輪參數(shù)： d1 = = = 65 mm d2 = = = 284 mm b = φd×d1 = 65 mm b圓整為整數(shù)為：b = 65 mm。 5) 計算圓周速度v: v = = = 1.39 m/s 由表8-8選取齒輪精度等級為9級。 6) 同前，ZE = 189.8。由圖8-15查得節(jié)點區(qū)域系數(shù)為:ZH = 2.44。 7) 由式8-3得： ea = [1.88-3.2×(1/Z1+1/Z2)]×cosb = [1.88-3.2×(1/21+1/92)]×cos140 = 1.643 8) 由式8-4得： eb = 0.318ydZ1tanb = 0.318×1×21×tan140 = 1.66 9) eg = ea+eb = 3.303 10) 同前，取:eb = 1 Ze = = = = 0.78 11) 由式8-21得： Zb = = = 0.99 12) 由表8-2查得系數(shù)：KA = 1，由圖8-6查得系數(shù)：KV = 1.1。 13) Ft = = = 1830.8 N = = 28.2 < 100 Nmm 14) 由tanat = tanan/cosb得： at = arctan(tanan/cosb) = arctan(tan200/cos140) = 20.60 15) 由式8-17得： cosbb = cosbcosan/cosat = cos14cos20/cos20.6 = 0.97 16) 由表8-3得： KHa = KFa = ea/cos2bb = 1.643/0.972 = 1.75 17) 由表8-4得： KHb = 1.17+0.16yd2+0.61×10-3b = 1.37 18) K = KAKVKHaKHb = 1×1.1×1.75×1.37 = 2.64 19) 計算d1： d1 ≥ = = 55.6 mm 實際d1 = 65 > 55.6所以齒面接觸疲勞強(qiáng)度足夠。 5 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度： (1) 確定公式內(nèi)各計算數(shù)值： 1) 當(dāng)量齒數(shù)： ZV1 = Z1/cos3b = 21/cos3140 = 23 ZV2 = Z2/cos3b = 92/cos3140 = 100.7 2) eaV = [1.88-3.2×(1/ZV1+1/ZV2)]cosb = [1.88-3.2×(1/23+1/100.7)]×cos140 = 1.658 3) 由式8-25得重合度系數(shù)： Ye = 0.25+0.75cos2bb/eaV = 0.68 4) 由圖8-26和eb = 1.66查得螺旋角系數(shù)Yb = 0.88 5) = = 2.96 前已求得:KHa = 1.75<2.96，故?。篕Fa = 1.75 6) = = = 9.63 且前已求得:KHb = 1.37，由圖8-12查得：KFb = 1.34 7) K = KAKVKFaKFb = 1×1.1×1.75×1.34 = 2.58 8) 由圖8-17、8-18查得齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)： 齒形系數(shù):YFa1 = 2.66 YFa2 = 2.17 應(yīng)力校正系數(shù):YSa1 = 1.59 YSa2 = 1.83 9) 由圖8-22c按齒面硬度查得大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限為： sFlim1 = 500 MPa sFlim2 = 380 MPa 10) 同例8-2： 小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù):N1 = 4.71×108 大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù):N2 = 1.07×108 11) 由圖8-20查得彎曲疲勞壽命系數(shù)為： KFN1 = 0.85 KFN2 = 0.89 12) 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取S=1.3，由式8-15得： [sF]1 = = = 326.9 [sF]2 = = = 260.2 = = 0.01294 = = 0.01526 大齒輪數(shù)值大選用。 (2) 按式8-23校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度： mn≥ = = 1.74 mm 1.74≤3所以強(qiáng)度足夠。 (3) 各齒輪參數(shù)如下： 大小齒輪分度圓直徑： d1 = 65 mm d2 = 284 mm b = yd×d1 = 65 mm b圓整為整數(shù)為：b = 65 mm 圓整的大小齒輪寬度為：b1 = 70 mm b2 = 65 mm 中心距：a = 174.5 mm，模數(shù)：m = 3 mm 第七部分 傳動軸承和傳動軸及聯(lián)軸器的設(shè)計 Ⅰ軸的設(shè)計 1 輸入軸上的功率P1、轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1: P1 = 2.54 KW n1 = 408.6 r/min T1 = 59.5 Nm 2 求作用在齒輪上的力: 已知小齒輪的分度圓直徑為: d1 = 65 mm 則: Ft = = = 1830.8 N Fr = Ft× = 1830.8× = 686.7 N Fa = Fttanb = 1830.8×tan140 = 456.2 N 3 初步確定軸的最小直徑: 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表15-3，取A0 = 112，得： dmin = A0× = 112× = 20.6 mm 顯然，輸入軸的最小直徑是安裝大帶輪處的軸徑，由于安裝鍵將軸徑增大4%，故選取:d12 = 21 mm。帶輪的寬度：B = (Z-1)×e+2×f = (3-1)×18+2×8 = 52 mm，為保證大帶輪定位可靠?。簂12 = 50 mm。大帶輪右端用軸肩定位，故取II-III段軸直徑為:d23 = 26 mm。大帶輪右端距箱體壁距離為20，取:l23 = 35 mm。 4 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度: 初選軸承的類型及型號。為能順利地在軸端III-IV、VII-VIII上安裝軸承，其段滿足軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)，故取:d34 = d78 = 30 mm；因軸既受徑載荷又受軸向載荷作用，查軸承樣本選用：30206型單列圓錐滾子軸承，其尺寸為:d×D×T = 30×62×17.25 mm，軸承右端采用擋油環(huán)定位，由軸承樣本查得：30206。型軸承的定位軸肩高度：h = 3 mm，故?。篸45 = d67 = 36 mm，?。簂45 = l67 = 5 mm。 齒輪的定位及安裝齒輪處軸段尺寸的確定。由于:d1≤2d56 ，所以小齒輪應(yīng)該和輸入軸制成一體，所以:l56 = 70 mm；則: l34 = T+s+a-l45 = 17.25+8+11-5 = 31.25 mm l78 = T+s+a-l67 = 17.25+8+11+2-5 = 33.25 mm 5 軸的受力分析和校核: 1）作軸的計算簡圖（見圖a）: 根據(jù)30206圓錐滾子軸承查手冊得a = 16 mm 帶輪中點距左支點距離L1 = (52/2+35+16)mm = 77 mm 齒寬中點距左支點距離L2 = (70/2+31.25+5-16)mm = 55.2 mm 齒寬中點距右支點距離L3 = (70/2+5+33.25-16)mm = 57.2 mm 2）計算軸的支反力： 水平面支反力（見圖b）： FNH1 = = = 931.7 N FNH2 = = = 899.1 N 垂直面支反力（見圖d）： FNV1 = = = -852 N FNV2 = = = 747.4 N 3）計算軸的彎矩，并做彎矩圖： 截面C處的水平彎矩： MH = FNH1L2 = 931.7×55.2 Nmm = 51430 Nmm 截面A處的垂直彎矩： MV0 = FQL1 = 791.3×77 Nmm = 60930 Nmm 截面C處的垂直彎矩： MV1 = FNV1L2 = -852×55.2 Nmm = -47030 Nmm MV2 = FNV2L3 = 747.4×57.2 Nmm = 42751 Nmm 分別作水平面彎矩圖（圖c）和垂直面彎矩圖（圖e）。 截面C處的合成彎矩： M1 = = 69691 Nmm M2 = = 66878 Nmm 作合成彎矩圖（圖f）。 4）作轉(zhuǎn)矩圖（圖g）。 5）按彎扭組合強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度： 通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面（即危險截面C）的強(qiáng)度。必要時也對其他危險截面（轉(zhuǎn)矩較大且軸頸較小的截面）進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)公式（14-4），取a = 0.6，則有： sca = = = MPa = 2.9 MPa≤[s-1] = 60 MPa 故設(shè)計的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的裕度（注：計算W時，忽略單鍵槽的影響）。軸的彎扭受力圖如下： II軸的設(shè)計 1 求輸出軸上的功率P2、轉(zhuǎn)速n2和轉(zhuǎn)矩T2： P2 = 2.41 KW n2 = 92.9 r/min T2 = 248.9 Nm 2 求作用在齒輪上的力: 已知大齒輪的分度圓直徑為: d2 = 284 mm 則: Ft = = = 1752.8 N Fr = Ft× = 1752.8× = 657.5 N Fa = Fttanb = 1752.8×tan140 = 436.8 N 3 初步確定軸的最小直徑: 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表15-3，取:A0 = 112，得: dmin = A0× = 112× = 33.2 mm 輸出軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器直徑處d12，所以同時需要選取聯(lián)軸器的型號，聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩:Tca = KAT2，查《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取:KA = 1.2，則: Tca = KAT2 = 1.2×248.9 = 298.7 Nm 由于鍵槽將軸徑增大4%，選取聯(lián)軸器型號為:LT7型，其尺寸為：內(nèi)孔直徑40 mm，軸孔長度84 mm，則：d12 = 40 mm，為保證聯(lián)軸器定位可靠?。簂12 = 82 mm。半聯(lián)軸器右端采用軸端擋圈定位，按軸徑選用軸端擋圈直徑為：D = 50 mm，左端用軸肩定位，故取II-III段軸直徑為：d23 = 45 mm。 4 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度： 初選軸承的類型及型號。為能順利地在軸端III-IV、VI-VII上安裝軸承，其段滿足軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)，故?。篸34 = d67 = 50 mm；因軸既受徑載荷又受軸向載荷作用，查軸承樣本選用:30210型單列圓錐滾子軸承，其尺寸為：d×D×T = 50mm×90mm×21.75mm。軸承端蓋的總寬度為：20 mm，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面的距離為：l = 20 mm，l23 = 35 mm。 齒輪的定位及安裝齒輪處軸段尺寸的確定。取大齒輪的內(nèi)徑為：d2 = 58 mm，所以：d45 = 58 mm，為使齒輪定位可靠?。簂45 = 63 mm，齒輪右端采用軸肩定位，軸肩高度：h ≥ 0.07d = 0.07×58 = 4.06 mm，軸肩寬度：b ≥ 1.4h = 1.4×4.06 = 0 mm，所以：d56 = 67 mm，l56 = 6 mm；齒輪的左端與軸承之間采用套筒定位，則： l34 = T+s+a+2.5+2 = 21.75+8+11+2.5+2 = 45.25 mm l67 = 2+T+s+a+2.5-l56 = 2+21.75+8+11+2.5-6=39.25 mm 5 軸的受力分析和校核: 1）作軸的計算簡圖（見圖a）: 根據(jù)30210圓錐滾子軸承查手冊得a = 20 mm 齒寬中點距左支點距離L2 = (65/2-2+45.25-20)mm = 55.8 mm 齒寬中點距右支點距離L3 = (/2+6+39.25-20)mm = 57.8 mm 2）計算軸的支反力： 水平面支反力（見圖b）： FNH1 = = = 891.8 N FNH2 = = = 861 N 垂直面支反力（見圖d）： FNV1 = = = 880.5 N FNV2 = = = 223 N 3）計算軸的彎矩，并做彎矩圖： 截面C處的水平彎矩： MH = FNH1L2 = 891.8×55.8 Nmm = 49762 Nmm 截面C處的垂直彎矩： MV1 = FNV1L2 = 880.5×55.8 Nmm = 49132 Nmm MV2 = FNV2L3 = 223×57.8 Nmm = 12889 Nmm 分別作水平面彎矩圖（圖c）和垂直面彎矩圖（圖e）。 截面C處的合成彎矩： M1 = = 69930 Nmm M2 = = 51404 Nmm 作合成彎矩圖（圖f）。 4）作轉(zhuǎn)矩圖（圖g）。 5）按彎扭組合強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度： 通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面（即危險截面C）的強(qiáng)度。必要時也對其他危險截面（轉(zhuǎn)矩較大且軸頸較小的截面）進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)公式（14-4），取a = 0.6，則有： sca = = = MPa = 8.5 MPa≤[s-1] = 60 MPa 故設(shè)計的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的裕度（注：計算W時，忽略單鍵槽的影響）。軸的彎扭受力圖如下： 第八部分 鍵聯(lián)接的選擇及校核計算 1 輸入軸鍵計算： 校核大帶輪處的鍵連接： 該處選用普通平鍵尺寸為：b×h×l = 6mm×6mm×45mm，接觸長度:l' = 45-6 = 39 mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為: T = 0.25hl'd[sF] = 0.25×6×39×21×120/1000 = 147.4 Nm T≥T1，故鍵滿足強(qiáng)度要求。 2 輸出軸鍵計算： (1) 校核大齒輪處的鍵連接： 該處選用普通平鍵尺寸為：b×h×l = 16mm×10mm×50mm，接觸長度:l' = 50-16 = 34 mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為: T = 0.25hl'd[sF] = 0.25×10×34×58×120/1000 = 591.6 Nm T≥T2，故鍵滿足強(qiáng)度要求。 (2) 校核聯(lián)軸器處的鍵連接： 該處選用普通平鍵尺寸為：b×h×l = 12mm×8mm×70mm，接觸長度:l' = 70-12 = 58 mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為: T = 0.25hl'd[sF] = 0.25×8×58×40×120/1000 = 556.8 Nm T≥T2，故鍵滿足強(qiáng)度要求。 第九部分 軸承的選擇及校核計算 根據(jù)條件，軸承預(yù)計壽命： Lh = 8×1×8×300 = 19200 h 1 輸入軸的軸承設(shè)計計算: (1) 初步計算當(dāng)量動載荷P: 因該軸承即受軸向力也受徑向力，有課本表12-5查得徑向動載荷系數(shù)X和軸向動載荷系數(shù)Y分別為：X = 1，Y = 0所以: P = XFr+YFa = 1×686.7+0×456.2 = 686.7 N (2) 求軸承應(yīng)有的基本額定載荷值C為: C = P = 686.7× = 4359 N (3) 選擇軸承型號: 查課本表11-5，選擇:30206軸承，Cr = 43.2 KN，由課本式11-3有： Lh = = = 3.98×107≥Lh 所以軸承預(yù)期壽命足夠。 2 輸出軸的軸承設(shè)計計算: (1) 初步計算當(dāng)量動載荷P: 因該軸承即受軸向力也受徑向力，有課本表12-5查得徑向動載荷系數(shù)X和軸向動載荷系數(shù)Y分別為：X = 1，Y = 0所以: P = XFr+YFa = 1×657.5+0×436.8 = 657.5 N (2) 求軸承應(yīng)有的基本額定載荷值C為: C = P = 657.5× = 2675 N (3) 選擇軸承型號: 查課本表11-5，選擇:30210軸承，Cr = 73.2 KN，由課本式11-3有： Lh = = = 1.17×109≥Lh 所以軸承預(yù)期壽命足夠。 第十部分 減速器及其附件的設(shè)計 1 箱體（箱蓋）的分析： 箱體是減速器中較為復(fù)雜的一個零件，設(shè)計時應(yīng)力求各零件之間配置恰當(dāng)，并且滿足強(qiáng)度，剛度，壽命，工藝、經(jīng)濟(jì)性等要求，以期得到工作性能良好，便于制造，重量輕，成本低廉的機(jī)器。 2 箱體（蓋）的材料： 由于本課題所設(shè)計的減速器為普通型，故常用HT15-33灰鑄鐵制造。這是因為鑄造的減速箱剛性好,易得到美觀的外形,易切削,適應(yīng)于成批生產(chǎn)。 3 箱體的設(shè)計計算，箱體尺寸如下： 代號 名稱 計算與說明 結(jié)果 d 箱體壁厚 d = 0.025a+3 ≥ 8 取d = 10 mm d1 箱蓋壁厚 d1 = 0.02a+3 ≥ 8 取d1 = 10 mm d' 箱體加強(qiáng)筋厚 d' = 0.85d1 = 0.85×10 = 8.5 取d' = 10 mm d1' 箱蓋加強(qiáng)筋厚 d1' = 0.85d1 = 0.85×10 = 8.5 取d1' = 10 mm b 箱體分箱面凸緣厚 b≈1.5d = 1.5×10 = 15mm 取b = 15 mm b1 箱蓋分箱面凸緣厚 b1≈1.5d11.5×10 = 15mm 取b1 = 15 mm b2 平凸緣底厚 b2≈2.35d = 2.35×10 = 23.5mm取b2 = 24 mm df 地腳螺栓 df = 0.036a+12 = 18.37 取df = 20 mm d1 軸承螺栓 d1 = 0.7df = 12.86 取d1 = 14 mm d2 聯(lián)接分箱螺栓 d2 = (0.5-0.7)df = 10-14 取d2 = 10 mm d3 軸承蓋螺釘 d3 = 10 mm 取d3 = 10 mm d4 檢查孔螺釘 M8×22 n 地腳螺栓數(shù) ?。簄 = 6 第十一部分 潤滑與密封設(shè)計 對于二級圓柱齒輪減速器，因為傳動裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于150-200 m/min，所以采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用CKC150潤滑油，裝至規(guī)定高度。油的深度為：H+h1： H = 30 mm h1 = 34 mm 所以：H+h1 = 30+34 = 64 mm 。 其中油的粘度大，化學(xué)合成油，潤滑效果好。密封性來講為了保證機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗度應(yīng)為Ra=6.3，密封的表面要經(jīng)過刮研。而且，凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太大，為150mm。并勻均布置，保證部分面處的密封性。 設(shè)計小結(jié) 這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)上的一級圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設(shè)計概念和設(shè)計過程的實踐考驗，對于提高我們機(jī)械設(shè)計的綜合素質(zhì)大有用處。通過兩個星期的設(shè)計實踐，使我對機(jī)械設(shè)計有了更多的了解和認(rèn)識.為我們以后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。 機(jī)械設(shè)計是機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當(dāng)強(qiáng)的技術(shù)課程，它融《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《互換性與技術(shù)測量》、《工程材料》、《機(jī)械設(shè)計（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計》等于一體。 這次的課程設(shè)計,對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想、訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實際反應(yīng)和解決工程實際問題的能力，鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計方面的知識等方面有重要的作用。 本次設(shè)計得到了指導(dǎo)老師的細(xì)心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助。設(shè)計中還存在不少錯誤和缺點，需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機(jī)械設(shè)計的知識，繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計習(xí)慣和思維從而提高設(shè)計實踐操作能力。 參考文獻(xiàn) 1 《機(jī)械設(shè)計（第八版）》　高等教育出版社。 2 《機(jī)械設(shè)計（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計》　高等教育出版社。 3 《機(jī)械零件手冊》 天津大學(xué)機(jī)械零件教研室。