北航机械设计课程设计说明书(含有开式齿轮传动的)

机械设计课程设计

计算说明书

设计题目

院（系）班设计者

指导教师

2014年5月5日

北京航空航天大学

北京航空航天大学2014年机械综合设计课程设计计算说明书

前言

机械设计课程设计是在学习了机械制图、机械设计、工程材料、材料力学、加工工艺等学科之后将前面几门课的知识综合实践运用的课程。通过学习本课程，学生的总体设计能力和设计创新能力能够得到提高。本次设计是为了解决带式运输机传动装置中一级闭式齿轮的问题。计算说明书对闭式齿轮设计的全过程进行了详细的阐述。

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目录

目录 ...................................................................................................................错误!未定义书签。一．设计任务书................................................................................................错误!未定义书签。二．原动机的选择............................................................................................错误!未定义书签。三．运动和运动参数的计算............................................................................错误!未定义书签。四．闭式齿轮的计算........................................................................................错误!未定义书签。五．开式齿轮传动的计算................................................................................错误!未定义书签。六．轴的计算....................................................................................................错误!未定义书签。七．轴承计算与校核........................................................................................错误!未定义书签。八．键的选择与校核........................................................................................错误!未定义书签。九．联轴器的选择与计算................................................................................错误!未定义书签。十．润滑与密封形式，润滑油牌号及用量说明............................................错误!未定义书签。十一. 箱体结构相关尺寸................................................................................错误!未定义书签。十二.减速器附件列表......................................................................................错误!未定义书签。十三. 参考资料................................................................................................错误!未定义书签。

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一．设计任务书

题目：带式运输机传动齿轮装置设计

传动装置如下图所示：

1.设计要求

1）设计用于带式运输机的传动装置

2）连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，运输带允许误差为5%。

3）使用期限为10年，小批量生产，两班制工作。

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2.原始数据

运输带卷筒所需功率P=5.5kW.

运输带卷筒工作转速n=86r/min. 二．原动机的选择

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三．运动和运动参数的计算

（一）传动比分配

（二）轴

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（三）运动和运动参数的计算汇总

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四．闭式齿轮的计算

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五．开式齿轮传动的计算

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六．轴的计算

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d 1min ≥C √P 1

n 1

3

=98×√6.

3

=18.39 mm

d 2min ≥C √P 2

n 2

3

=100×√6.

3

=27.56 mm

d 3min ≥C √P 3

n 3

3

=100×√5.787

86

3

=40.67 mm

拟设计高速轴两轴承相距为84mm ，小齿轮分布在中间位置。那么高速轴受到的力如图所示： 水平方向：

F r =

F t tan αn

cos β

=688 N

垂直方向：

F a =F t tan β=590 N

水平方向：

F r

F a

M H

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M H =42×

F r 2

=14448 N.mm

垂直方向

M v =42×F v =24780 N.mm

转矩：T =d

2∙F t =62400N ∙mm 认为轴的扭切应力是对称循环变应力，折合系数α=1.代入公式

M e =√M a

2+(αT)2 M e =√M v 2+M H

2+(αT )2 =68677 N.mm

计算危险截面直径： 查得[σ−1b ]=75MPa 则 d ≥√M

e

0.1[σ−1b ]

3

=20 mm

由于齿轮和轴一体化设计，最危险的截面刚好是齿轮的中心，由于齿轮直径远大于20mm ，所以是安全的。

拟设计为两个轴承之间的距离为83mm ，另一端长为100mm ，物理模型如下图：

M v

分析大齿轮的受力情况： 大齿轮转矩：

T 2=9.55×106

6.

=N.mm

圆周力：

F t12=

2T 2

d 2

=1734N 径向力：

F r12

=F t tan αn cos β

=664 N

轴向力：

F a =F t tan β=570 N

开式齿轮传动中小齿轮受力情况： 转矩：

T 2′

=9.55×1066.

=N.mm

圆周力：

F t12

=2T 2′d 3

=4120N 径向力：

F r12=

F t32tan αn

1

=1500 N 轴向力：

F a32=F t tan β=0 N

水平面：

F 2H =2502N F 1H =1666N

F a F 1H

F 2H

F r12

F r32

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竖直平面：

F 2v =4742N F 1v =−2356N

弯矩图：

由图知，L 1处最危险。

取α=0.3，[σ−1b ]=75MPa

M e =170 N.m 则 d ≥√M

e 0.1[σ−1b ]

3

=28.3 mm

七．轴承计算与校核

八．键的选择与校核

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九．联轴器的选择与计算

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十．润滑与密封形式，润滑油牌号及用量说明

十一. 箱体结构相关尺寸

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十二.减速器附件列表

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