机械设计基础课题设计论文

机械设计基础课题设计论文IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】机械设计基础课程设计说明书设计题目：设计用于带式运输机的传动装置学院：港航学院专业：轮机工程年级：A11轮机1班指导教师：龚雅萍学生姓名：学号：起迄日期：—港航学院轮机工程目录第二章.设计内容.................................................................................................................. 第三章.计算传动装置的运动和动力参数 .......................................................................... 第四章.齿轮的设计 .............................................................................................................. 第五章.低速级齿轮设计 ...................................................................................................... 第六章.轴的设计.................................................................................................................. 第七章.键的计算.................................................................................................................. 第八章.减速器的润滑与密封 .............................................................................................. 第九章.减速器箱体及附件的选择 ...................................................................................... 第十章.制造、安装及使用说明 ..........................................................................................第一章. 设计任务书1.1设计题目带式运输机的传动装置设计1.2传动装置原理方案设计1.3原始数据1.4工作条件单向传动，载荷平稳，每天平均工作4小时，使用寿命15年试设计闭式齿轮传动机构。

运输带速度允许误差为5%。

1.5设计工作量(1)设计说明书一份(2)速器零件工作图1张第二章. 设计内容2.1选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V。

2.2选择电动机的容量工作机的有效功率:PW=FvF：运送带工作拉力（N）V：运输带工作速度(m/s)2.3传动装置的总功率：从电动机输出轴到运输带的总工作效率为:η总=η1×η2×η3×η4×η5×η6=×××××=式中：刚性联轴器的效率η1=一对滚动轴承的效率η2=单机圆柱齿轮传动的效率η3= 开式齿轮传动的效率η4= 卷筒的传动效率η5= 一对滑动轴承的效率η6=2.4 电动机所需工作效率已知输送机工作轴功率为：P= Pd=P/η总==第三章. 计算传动装置的运动和动力参数3.1 传动比的分配已知：输送机工作轴转速n=70r/min 。

常用同步电机的转速为1500r/min 和1000r/min 。

选单级圆柱齿轮减速器传动比=4～5。

根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，则选n=1500r/min 。

开式齿轮为避免齿轮数过多，导致尺寸过大，传动比<7。

结合电动机的额定功率，可选的电动机数据以及传动装置对应的传动比如下表：3.2 确定电动机型号3.3 传动比的分配(1)总传动比为 分配传动比考虑润滑条件等因素，初定04.4=I i ，3=I I i3.4 各参数的计算1)各轴的转速 I 轴m in1440r n n m ==III 轴m in /4.356r i n n ==ⅠⅠⅡIII 轴m in 118r i n n ==I II II I I卷筒轴m in118r n n w ==I I I2)各轴的输入功率 I 轴kwP P d 08.1321==I ηηII 轴kwP P 69.1223==I I I ηηIII 轴kwP P 32.1223==I I I I I ηη卷筒轴kwP P 58.1124==I I I ηη卷3）各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩d T 为I 轴mmN T T d ⋅⨯==I 4211077.8ηηII 轴mmN i T T ⋅⨯==I I I I 5231044.3ηηIII 轴mmN i T T ⋅⨯==I I I I I I I 5231001.10ηη 卷筒轴mm N T T ⋅⨯==I I I 5241038.9ηη卷将上述计算结果汇总与下表，以备查用.第四章. 齿轮的设计4.1 高速级齿轮设计选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1)按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，软齿轮面闭式传动。

(2)运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88)。

(3)材料选择。

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201=z ，则大齿轮齿数8112==I z i z按齿面接触疲劳强度设计，即 确定公式内的各计算数值 1）试选载荷系数3.1=t K 。

2）计算小齿轮传递的转矩3）由《机械设计》表10-7选取齿宽系数1=Φd 。

4）由《机械设计》表10-6查得材料的弹性影响系数MPa Z E 8.189=。

5）由《机械设计》图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPa H 6001lim =σ；大齿轮的接触疲劳强度极限MPa H 5502lim =σ。

6）由式10-13计算应力循环次数7）由《机械设计》图10-19取接触疲劳寿命系数90.01=HN K ；95.02=HN K 。

8）计算接触疲劳许用应力 取安全系数S=14.2 设计计算1）试算小齿轮分度圆直径td 1，代入][H σ中较小的值。

2）计算圆周速度v 3）计算齿轮宽度b 4)计算齿宽高之比bh模数：mm z d m 53.22067.5011===齿高：mm m h 7.553.225.225.2=⨯==5）计算载荷系数查表10-2得使用系数0.1=A K ;根据s m v 82.3=、7级精度，由图10-8得动载系数12.1=V K ； 直齿轮，1==ααF H K K由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，423.1=βH K ；由89.8=h b，423.1=βH K 查图10-13得35.1=βH F ，故载荷系数594.1423.112.11=⨯⨯==βK K K K V A6）校正分度圆直径1d由《机械设计》式（10-10a ）得 7）计算模数4.3 按齿根弯曲强度设计由式（10-5）得弯曲强度的设计公式为4.4 确定公式内的各计算数值1)由图10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限a5001MP FE =σ；大齿轮的弯曲疲劳强度极限MPa FE 3802=σ；2)由图10-18取弯曲疲劳寿命系数85.0K FN1=，88.02=FN K ；3)计算弯曲疲劳许用应力。

取弯曲疲劳安全系数4.1=S ，由式（10-12）得 4）计算载荷系数K 。

5)查取齿形系数。

由表10-5查得80.21=Fa Y ；202.22=Fa Y ；6）查取应力校正系数 由表10-5查得55.11=Sa Y ；701.12=Sa Y7）计算大、小齿轮的][F SaFa Y Y σ并加以比较。

大齿轮的数值大。

8）设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的强度，由于齿轮模数m 的大小取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数并就近圆整为标准值mm 2m =，按接触强度算得的分度圆直径mm 23.54=d ，算出小齿轮齿数27z 11≈=m d 则10912≈⨯=m z z 这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。

4.5 几何尺寸计算1）计算分度圆直径 2)计算中心距3）计算齿轮宽度取mm B 602=，m m 651=B第五章. 低速级齿轮设计5.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1)按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，软齿轮面闭式传动。

(2)运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88)。

(3)材料选择。

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203=z ，则大齿轮齿数6034==I z i z5.2 初步设计齿轮主要尺寸(1)设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。

(2)按齿面接触疲劳强度设计，即 确定公式内的各计算数值1）试选载荷系数3.1=t K 。

2）计算小齿轮传递的转矩3）由《机械设计》表10-7选取齿宽系数1=Φd 。

4）由《机械设计》表10-6查得材料的弹性影响系数MPa Z E 8.189=。

5）由《机械设计》图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPa H 6003lim =σ；大齿轮的接触疲劳强度极限MPa H 5504lim =σ。

6）由式10-13计算应力循环次数7）由《机械设计》图10-19取接触疲劳寿命系数93.03=HN K ；02.14=HN K 。