机械设计基础课程设计
计算说明书
系专业班设计者
指导老师
2011 年 5 月21 日
目录
一、设计任务书 (2)
二、电动机的选择 (3)
三、计算传动装置的运动和动力参数 (4)
四、传动件设计（齿轮） (6)
五、轴的设计 (10)
六、滚动轴承校核 (17)
七、连接设计 (19)
八、减速器润滑及密封 (19)
九、箱体及其附件结构设计 (20)
十、设计总结 (22)
十一、参考资料 (23)
设计内容计算及说明结果
设计任务书一、设计任务书
设计题目4：带式运输机传动系统中的展开式二级圆柱齿轮减速器
1、系统简图
联轴器减速器
联轴器
滚筒
v
输送带
电动机
2、工作条件
单向运转，有轻微振动，经常满载，空载起动，单班制工作，使用期限5年，输送带速度容许误差为±5%。
3、原始数据
已知条件
题号
D1 D2 D3 D4 D5 D6 输送带拉
力F（N）
1.6×103 1.8×1032×103
2.2×103 2.4×103 2.6×103
输送带速
度v（m/s）
1.0 1.1 0.9 0.9 1.2 1.0
滚筒直径
D(mm)
400 350 300 300 300 300 注：小组成员按次序选题，本设计所选题号为D5。
4、传动方案的分析
带式输送机由电动机驱动。电动机通过连轴器将动力传入减速器,再经联轴器将动力传至输送机滚筒,带动输送带工作。传动系统中采用两级展开式圆柱齿轮减速器，其结构简单，但齿轮相对轴承位置不对称，因此要求轴有较大的刚度，高速级和低速级都采用直齿圆柱齿轮传动。
设计内容计算及说明结果
电动机的选择二、电动机的选择
1、类型选择
电动机的类型根据动力源和工作条件,选用Y系列封闭式三相异步电动
机。
2、功率选择
(1)工作机主轴所需功率
W
P
=
1000
W
Fv
P
式中，3
1.610
F N
=?， 1.0
v m s
=，代入上式得：
3
1.610 1.0
1.6
1000
w
P kW kW
??
==；
(2)电动机所需功率
d
P
电动机所需功率为：w
d
p
P
η
=
从电动机至卷筒主动轴之间的传动装置的总效率为
242
ηηηηη
=???
联轴器轴承齿轮卷筒
查[2]表11-9：
联轴器传动效率（2个）99
.0
=
联轴器
η
轴承传动效率（4对）98
.0
=
轴承
η，
齿轮传动效率（8级2对）97
.0
=
齿轮
η，
滚筒传动效率（1个）96
.0
=
卷筒
η，
则：242
=0.990.980.970.96=0.817
η???，
1.6
1.96
0.817
w
d
P
P kW
η
===；
(3)电动机额定功率
m
P
选取电动机额定功率
m
P，使(1 1.3)
m d
P P
=:，
查[2]表20-5取 2.2
m
P kw
=；
1.6
W
P kW
=
0.817
η=
1.96
d
P kW
=
2.2
m
P kW
=
设计内容计算及说明结果
3、电动机转速选择
根据已知条件计算出工作机卷筒的转速为： 601000601000 1.0
48min 400w v n r D ππ
???=
==，
查[2]推荐二级圆柱齿轮减速器传动比为：
40~8'=i ；
故电动机转速为：
'(840)48(3841920)min m w n i n r =?=?=::
3、电动机型号选择 符合这一范围的转速有：m in 750r 、m in 1000r 、m in 1500r 三
种,综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和减速器的传动比，选用同步转速为m in 1000r 的电动机作为原动机。
根据电动机类型、容量和转速，查[2]表20-5，选定电动机型号为Y126M-6的电动机。主要性能如下表： 型号 额定功率
kW
满载时 额定转速 N m ?
质量 kg
转速d n
min r
电流A (380V) 效率 ％
功率因数 Y112M-6
2.2 940
5.6 80.5
0.74
2.0
45
48min w n r =
40~8'=i
3841920min
w n r =:
计算传动装置的运动和动力参数三、计算传动装置的运动和动力参数
1、传动装置的总传动比：
根据电动机的满载转速
m
n和滚筒转速
w
n可算出传动装置总传动比
为：
940
=19.58
48
m
w
n
i
n
==
总
；
2、二级圆柱齿轮减速器分配到各级传动比：
(1)高速级的传动比为：
1
1.4= 1.419.58=5.24
i i
=?
总
（2）低速级的传动比为：
2
1
19.58
3.74
5.24
i
i
i
===
总
3、计算传动装置各轴的运动和动力参数：
（1）各轴的转速：
1轴
1
940min
m
n n r
==
2轴1
2
1
940
179.4min
5.24
n
n r
i
===，
3轴2
3
2
179.4
48min
3.74
n
n r
i
===，
卷筒3
=48min
n n r
=
卷筒
（2）各轴的输出功率：
1轴
1
= 1.960.99 1.94
d
P P kW
η?=?=
联轴器
，
2轴21=1.940.980.97=1.84
P P kW
ηη
=????
轴承齿轮
，
3轴32=1.840.980.97=1.75
P P kW
ηη
=????
轴承齿轮
，
卷筒
3
==1.750.980.99=1.70kW
P Pηη
????
卷筒轴承联轴器
；
(3) 各轴转矩
0轴
1.96
9550955019.9
940
d
d
d
p
T N m
n
==?=?
1轴1
1
1
1.94
9550955019.7
940
P
T N m
n
==?=?，
19.58
i=
总
1
5.24
i=
2
3.74
i=
各轴转速
1
940min
n r
=
2
179.4min
n r
=
3
48min
n r
=
=48min
n r
卷筒
各轴功率
1
1.94
P kW
=
2
1.84
P kW
=
3
1.75
P kW
=
=1.70
P kW
卷筒
各轴转矩
19.9
d
T N m
=?
2轴 222 1.849550
955098.2179.4
P T N m n ==?=?， 3轴 333 1.759550
9550349.148
P T N m n ==?=?， 卷筒 1.70
=9550
=9550=338.7N m 48
P T n ??卷筒卷筒卷筒； 由以上数据得各轴运动及动力参数表：
轴名 功率P kW
转矩()T N m ? 转速(min)n r
电机轴 1.96 19.9 940 1轴 1.94 19.7 940 2轴 1.84 98.2 179
4 3轴 1.7
5 349.1 48 卷筒轴
1.70
338.7
48
119.7T N m =?
298.2T N m =?
3349.1T N m =?
=338.7T N m ?卷筒
设计内容
计算及说明
结 果
传动件设计（齿轮）
四、传动零件设计（齿轮） 1、高速级齿轮传动设计 （1）选择材料及确定许用应力 因为传递功率不大，转速不高，大小齿轮都采用45钢。大齿轮正火处理，小齿轮调质处理，均用软齿面。 小齿轮45钢调质，齿面硬度197~286HBS,lim1585H MPa σ=，
1445FE MPa σ=
大齿轮45钢正火处理，齿面硬度156~217HBS ，lim2375H MPa σ=，2310FE MPa σ=
由表11-5，取 1.1H S =, 1.25F S =,
[]lim11585
5321.1
H H H
MPa S σσ=
== []lim2
23753411.1
H H H
MPa S σσ=
== []1
14453561.25
FE F F
MPa S σσ=
==
，
[]1532H MPa σ=
[]2341H MPa σ=
[]1356F MPa σ=
[]2
2310
2481.25
FE F F
MPa S σσ=
=
= (2)按齿面接触强度设计
设齿轮按8级精度制造。
2
1
3
121()E H d
H
KT Z Z u d u φσ+≥
?
确定公式中的各计算数值：
1)查[1]表11-3，选择载荷系数 1.5K =；
2)小齿轮的转矩：4
1 1.9710T T N mm ==??；
3)查[1]表11-6，选择齿宽系数8.0=d φ； 4)齿数比1 5.24u i ==；
5)由[1]表11-4，选择弹性系数188E Z =； 6)对于标准齿轮，区域系数5.2=H Z ； 小齿轮分度圆直径：
[]
2
1
3
121()E H d
KT Z Z u d u φσ+≥
?
4
2
32 1.5 1.9710 5.241188 2.5()0.8 5.24341
???+?=?
55.1mm =
齿数取132Z =, 则211 5.2432168z i z ==?= 设计模数1155.1
1.7232
d m Z =
== (3)验算轮齿弯曲强度
查[1]有轮齿弯曲强度验算公式（11-6）：
3
2
1]
[·2F Sa
Fa d Y Y z KT m σφ≥
确定公式中的各计算数值：
1)查[1]图11-8，取齿形系数1 2.56Fa Y =； 2)查[1]图11-9，取应力集中系数1 1.63Sa Y =；
[]2248F MPa σ=
155.1d mm ≥
3)查[1]表11-5，取安全系数25.1=F S ，则：
[]
11
13
2
14
3
2
22 1.5 1.9710 2.56 1.63
0.832248
Fa Sa d F Y Y KT m Z φσ≥?????=
??
1.07mm =
1.07m mm ≥
设计内容 计算及说明
结 果
(4)决定模数 综合按齿面接触强度设计与按轮齿弯曲强度设计结果的比较，以相对大者为基准，并按[1]表4-1取标准模数2m mm =。
(5)几何尺寸计算
1)分度圆直径：
1123264d mz mm ==?=， 222168336d mz mm ==?=；
2)齿轮齿宽：10.86451.2d b d mm φ==?=，
取255b mm =，160b mm =；
4)中心距：1264336
20022
d d a mm ++===
（6）齿轮的圆周速度 11
3.1464940
3.15/601000
60000
d n v m s π??=
=
=?
对照[1]表11-2可知选用8级精度是合宜的。 2、低速级齿轮传动设计
（1）选择材料及确定许用应力
因为传递功率不大，转速不高，大小齿轮都采用45钢。大齿
轮正火处理，小齿轮调质处理，均用软齿面。 小齿轮45钢调质，齿面硬度197~286HBS,lim1585H MPa σ=，
1445FE MPa σ=
大齿轮45钢正火处理，齿面硬度156~217HBS ，
lim2375H MPa σ=，2310FE MPa σ=
由表11-5，取 1.1H S =, 1.25F S =,
2m mm = 132z =
2168z =
164d mm = 2336d mm =
155b mm =
260b mm =
200a mm =
[]lim1
1585
5321.1
H H H
MPa S σσ=
=
= []lim2
2375
3411.1
H H H
MPa S σσ=
=
= []1
1445
3561.25
FE F F
MPa S σσ=
=
= []2
2310
2481.25
FE F F
MPa S σσ=
=
= (2)按齿面接触强度设计
查[1]公式（11-3）有小齿轮最小1d 设计依据：
[]3
2
11·
2???
?
??+≥
H H
E d Z Z u u KT d σφ 确定公式中的各计算数值：
1)查[1]表11-3，选择载荷系数 1.5K =；
2)小齿轮的转矩：4
29.8210.T T N mm ==?；
3)查[1]表11-6，选择齿宽系数8.0=d φ； 4)齿数比2 3.74u i ==；
5)由[1]表11-4，选择弹性系数188E Z =； 6)对于标准齿轮，区域系数5.2=H Z ； 小齿轮分度圆直径：
[]
2
3
14
2
321()2 1.59.8210 3.741188 2.5()0.8 3.74341
96.1E H d H Z Z KT u d u mm
φσ+≥
????+?=?=
齿数取132z =,则221 3.732120z i z ==?= 设计模数：1196.1332
d m mm z =
== (3)按轮齿弯曲强度设计
[]1532H MPa σ=
[]2341H MPa σ=
[]1356F MPa σ=
[]2248F MPa σ=
196.1d mm ≥
查[1]有轮齿弯曲强度验算公式（11-6）：
3
2
1]
[·2F Sa
Fa d Y Y z KT m σφ≥
确定公式中的各计算数值：
1)查[1]图11-8，取齿形系数2 2.15Fa Y =； 2)查[1]图11-9，取应力集中系数2 1.83Sa Y =； 计算：
3
12
13
422·[]
2 1.59.8210 2.56 1.63·0.832248
0.92Fa Sa
d F Y Y KT m z mm
?σ≥
????=?=
4)决定模数 综合按齿面接触强度设计与按轮齿弯曲强度设计结果的比较，以相对大者为基准，并按[1]表4-1取标准模数mm m 3=。
(5)几何尺寸计算 1)分度圆直径：
1133296d mz mm ==?=，
223120360d mz mm ==?=；
2)齿轮齿宽：10.89676.8d b d mm ?==?=，
取280b mm =，185b mm =； 3)中心距：1296360
22822
d d a mm ++=
==； （6）齿轮的圆周速度 12
3.1496179.4
0.9/601000
60000
d n v m s π??=
=
=?
对照[1]表11-2可知选用8级精度是合宜的。 3、传动齿轮主要参数表
高速级 低速级 齿数z 32
168
32
120
中心距a(mm) 200 228 模数m(mm) 2 3 齿宽b(mm) 60 55 85 80 分度圆直径d(mm)
64
336 96
360
0.92m mm ≥
196d mm =
2360d mm =
185b mm = 280b mm =
228a mm =
设计内容计算及说明结果
轴的设计轴的设计
（在本次设计中为减轻设计负担，只进行高速轴的强度校核）
一．高速轴1的设计
1、选择材料及热处理方式
选取轴的材料为45号钢，调质处理。
2、初估轴径
按扭转强度法估算高速轴的直径，由[1]表14-2，取常数110
C=，由
[1]公式(14-2)，轴的最小直径满足：
1
33
3
min
1
1.94
11014
940
P
P
d C C mm
n n
===?=；
该段轴上有一键槽将计算值加大3%，取
min
15
d mm
=
此轴的最小直径
min
d即安装在联轴器处轴的最小直径
1min
d，为了使所
选的轴的直径
Ⅱ
Ⅰ-
d与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器的型号。
3、选择联轴器
根据传动装置的工作条件拟选用HL型弹性注销联轴器。
查[1]表17-1，取5.1
=
A
K,则计算转矩：
1.519.729.55
C
T KT N m
==?=?；
按照
n
C
T
T≤及电动机轴尺寸等限制条件，查[3]表13-1，选用HL2型
弹性柱销联轴器。其公称转矩315
n
T N m
=?，半联轴器的孔径
2032
d mm
=:，可满足电动机的轴径()要求.
最后确定减速器高速轴外伸直径
1min
20
d mm
=。
4、初选轴承
考虑到主要承受径向力，轴向也可承受小的轴向载荷。当量摩擦系数
最少。在高速转时也可承受纯的轴向力，工作中容许一定的内外圈轴线偏
斜量，大量生产价格最低等因素，根据[1]表16-2选用深沟球轴承。又根
据设计尺寸mm
d33
=
-Ⅲ
Ⅱ
，由[2]表18-2选用轴承型号为6005，其
25
d mm
=，12
B mm
=。
5、高速轴1的结构设计
(1)拟定轴的结构方案如图（采用齿轮轴设计）：
1min
15
d mm
≥
29.55
C
T N m
=?
选用HL2型弹性
柱销联轴器
1min
20
d mm
=
选用6005深沟球
轴承
25
26
28
30
28
25
22
20
121060496
1230
52
I
II
III
IV V
VI
VII
VIII
IX
设计内容 计算及说明
结 果
(2)各轴段直径与长度的确定
1)由所选半联轴器的孔径2032d mm =:，取高速轴最小直径
1min 20d mm =；半联轴器与轴配合的毂孔长度为52L mm =，VIII-IX
断的长度应比L 略短一些，现取50VIII IX L mm -=；
7)为满足半联轴器的轴向定位要求，
ⅡⅠ-轴段右端要求制出一轴肩，故取VII-VIII 段的直径22VII VIII d mm -=；轴承端盖的总宽度为15mm （由减速
器和轴承端盖的机构设计而定），根据轴承的装拆及便于对轴承添加润滑
脂的要求，取端盖外端面与联轴器的距离为15mm 。故取30VII VIII L mm -=。
3)根据所选轴承尺寸确定25I II VI VII d d mm --==，12I II VI VII L L mm --==； 4)为满足轴承的轴向定位要求，取10II III d mm -=，综合中间轴设计取5IV V L mm -=；
5)轴的齿轮段直径60III IV d mm -=，长度95L mm -=ⅤⅥ；
至此已初步确定各轴段的直径与长度。
(3)轴上零件的周向固定
1)半联轴器与轴的周向定位采用平键联接，配合选H7/k6。
按20d mm =VIII-IX ，由[1]表10-9查得平键的截面6b mm =，6h mm =，
根据该轴段长度，取45L mm =。
1min 20d mm = 50VIII IX L mm -= 22VII VIII d mm -= 30VII VIII L mm -=
25I II VI VII d d mm
--==12I II VI VII L L mm
--==10II III d mm -=
mm d 50=-ⅥⅤ
60III IV d mm -= 95L mm -=ⅤⅥ
键6×6×45GB/T
1069-1979
四、滚动轴承与轴的周向定位，是借过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为m6。 (4)轴上倒角与圆角 根据[4]表15-2，取轴端倒角C1.2，各轴肩处的圆角半径见齿轮轴零件图。
倒角C1.2
设计内容 计算及说明
结 果
6、轴的受力分析
首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。确定轴的支点位置，对与轴承6207，由于它的对中性好所以它的支点在轴承的正中位置。因此作为简支梁的轴的支撑跨距为266.5mm 。 计算轴齿轮上的圆周力：
N d T F t 6.94550
23640
2211=?==
， 径向力：N F F t r 2.34420tan 6.945tan =?==ο
α
根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图。
7、判断危险截面
从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出C 截面是危险截面。现将C 截面处的M H 、M V 及M 的值列于下表： 载荷
水平面H
垂直面V
支反力
N
F NH 3.2601=N F NH 3.6852=
N F NV 8.941=N F NV 4.2492=
N F t 6.945= N F r 2.344=
弯矩 mm N M H ?=33579 mm N M V ?=12221
总弯矩 mm N M ?=35734
扭矩
mm N T ?=236401
8、轴的弯扭合成强度校核
进行校核时通常只校核承受最大弯矩核最大扭矩的截面（即危险截面C ）的强度。
设计内容
计算及说明
结 果
根据[4]公式15-5及[4]表15-4中轴的抗弯截面系数的计算公式，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取α=0.6，轴的计算应力： MPa
W T M ca 1.3501.0)236406.0(35734)(3
222
12=??+=+=
ασ；
之前已选定轴的材料为45号调制钢，由[4]表15-1查得许用弯曲应力[]MPa 601=-σ。因此[]1-<σσca ，故安全。
B 中间轴2的设计
1、选择材料及热处理方式 选取轴的材料为45号钢，调质处理。
2、初估轴径 按扭转强度法估算高速轴的直径，由[1]表14-2，取常数116=C ，由[1]公式(14-2)，轴的最小直径满足： mm n P C n P C
d 92.255
.206305
.21163
3
2
2
3
min =?==≥；
3、初选轴承 考虑到主要承受径向力，轴向也可承受小的轴向载荷。当量摩擦系数最少。在高速转时也可承受纯的轴向力，工作中容许一定的内外圈轴线偏斜量，大量生产价格最低等因素，根据[1]表16-2选用深沟球轴承。又根据设计尺寸取min 30d mm d >=-ⅡⅠ，由[2]表18-2选用轴承型号为6206，其mm d 30=，mm B 16=。 5、中间轴2的结构设计 (1)拟定轴的结构方案如图：
MPa ca 1.3=σ
mm d 92.25min ≥
选用6206深沟球轴承
(2)各轴段直径与长度的确定
1)根据所选轴承的直径mm d 30=，取中间轴最小直径
mm d d 30--==ⅥⅤⅡⅠ；综合壁厚及箱体尺寸等因素，现取mm L L 40-==-ⅥⅤⅡⅠ；
mm d d 30--==ⅥⅤⅡⅠmm
L L 40-==-ⅥⅤⅡⅠ
设计内容 计算及说明 结 果
2)为满足齿轮的轴向定位要求，
ⅡⅠ-轴段右端及ⅥⅤ-轴段左端要求制出一轴肩，故取mm d d 36-==-ⅤⅣⅢⅡ。根据高速级大齿轮及低速级小齿
轮的齿宽，分别取mm L 61=-ⅢⅡ，mm L 36=-ⅤⅣ；
3)为满足齿轮的轴向定位要求，取mm d 43=-ⅣⅢ。根据齿轮间间隙推荐
值，取mm L 15=-ⅣⅢ；
至此已初步确定各轴段的直径与长度。
1)轴上零件的周向固定
1)齿轮与轴的周向定位采用平键联接。
ⅢⅡ-段平键，按mm d 36-=ⅢⅡ，由[1]表10-9查得平键的截面
mm b 10=，mm h 8=，由该轴段长度取mm L 50=。
ⅤⅣ-段平键，按mm d 36-=ⅤⅣ，由[1]表10-9查得平键的截面
mm b 10=，mm h 8=，由该轴段长度取mm L 28=。
同时为了保证齿轮与轴配合得有良好得对中性，固选择齿轮轮毂与轴得配合选H7/n6。 2)滚动轴承与轴的周向定位，是借过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为m6。 (4)轴上倒角与圆角 根据[4]表15-2，取轴端倒角C1，各轴肩处的圆角半径见中间轴零件图。 C 低速轴3的设计
1、选择材料及热处理方式 mm d d 36-==-ⅤⅣⅢⅡmm L 61=-ⅢⅡ
mm L 36=-ⅤⅣ
mm d 43=-ⅣⅢ
mm L 15=-ⅣⅢ
键10×8×50GB/T
1069-1979 键10×8×28GB/T
1069-1979
倒角C1.2
选取轴的材料为40Cr ，调质处理。 2、初估轴径 按扭转强度法估算高速轴的直径，由[1]表14-2，取常数100=C ，由[1]式(14-2)，轴的最小直径满足： mm n P C n P C d 7.3260
236
.21003
3
333
min
=?==≥；
此轴的最小直径min d 即安装在联轴器处轴的最小直径ⅡⅠ-d ，为了使所
选的轴的直径ⅡⅠ-d 与联轴器的孔径相适应，所以需要同时选取联轴器的
型号。
mm d 7.32min ≥
设计内容
计算及说明
结 果
3、选择联轴器
查[1]表17-1，取5.1=A K ,则计算转矩：
m N T K T A C ?=?==533.859.3555.13；
按照n C T T ≤及电动机轴尺寸等限制条件，查[3]表13-1，选用HL3型弹性柱销联轴器。其公称转矩m N T n ?=630，半联轴器的孔径
mm d 42~30=，故取低速轴3最小直径min -35d mm d >=ⅡⅠ。
4、初选轴承
考虑到主要承受径向力，轴向也可承受小的轴向载荷。当量摩擦系数最少。在高速转时也可承受纯的轴向力，工作中容许一定的内外圈轴线偏斜量，大量生产价格最低等因素，根据[1]表16-2选用深沟球轴承。又根据设计尺寸mm d 42=-ⅢⅡ，由[2]表18-2选用轴承型号为6209，其
mm d 45=，mm B 19=。
5、低速轴3的结构设计 (1)拟定轴的结构方案如图：
选用HL3型弹性柱销联轴器
选用6209深沟球轴承
(2)各轴段直径与长度的确定 1)由所选半联轴器的孔径mm d 42~30=，取低速轴最小直径
mm d 35-=ⅡⅠ；半联轴器与轴配合的毂孔长度为mm L 82=，ⅡⅠ-断的
长度应比L 略短一些，现取mm L 80=-ⅡⅠ；
2)为满足半联轴器的轴向定位要求，
ⅡⅠ-轴段右端要求制出一轴肩，故取ⅢⅡ-段的直径mm d 42=-ⅢⅡ；轴承端盖的总宽度为15mm （由减速器和轴承端盖的机构设计而定），根据轴承的装拆及便于对轴承添加润滑脂
的要求，取端盖外端面与联轴器的距离 为25mm 。故取mm L 40=-ⅢⅡ。
mm d 35-=ⅡⅠ
mm L 80=-ⅡⅠ
mm d 42=-ⅢⅡ
mm L 40=-ⅢⅡ
设计内容 计算及说明 结 果
3)根据所选轴承直径尺寸确定mm d d 45-==-ⅧⅦⅣⅢ，取mm L 19=-ⅣⅢ，mm L 45-=ⅧⅦ； 4)为满足轴承的轴向定位要求，取mm d 50=-ⅤⅣ，综合中间轴设计取mm L 68=-ⅤⅣ； 5)为满足齿轮的轴向定位要求，取该段直径mm d 60=-ⅥⅤ，长度mm L 10=-ⅥⅤ； 6)根据齿轮几何尺寸，ⅦⅥ-段直径mm d 50=-ⅥⅤ，长度取mm L 56=-ⅥⅤ；
至此已初步确定各轴段的直径与长度。
(4)轴上零件的周向固定
1)齿轮，半联轴器与轴的周向定位都采用平键联接。
按mm d 35-=ⅡⅠ，由[1]表10-9查得平键的截面mm b 10=，
mm h 8=，根据该轴段长度，取mm L 70=。
同理按mm d 50-=ⅦⅥ，由[1]表10-9查得平键的截面mm b 14=，
mm h 9=，根据该轴段长度，取mm L 45=。
同时为了保证齿轮与轴配合得有良好得对中性，故选择齿轮轮毂与轴mm
d d 45-==-ⅧⅦⅣⅢmm L 19=-ⅣⅢ
mm L 45-=ⅧⅦ
mm d 50=-ⅤⅣ
mm L 68=-ⅤⅣ
mm d 60=-ⅥⅤ
mm L 10=-ⅥⅤ
mm d 50=-ⅥⅤ mm L 56=-ⅥⅤ
键10×8×70GB/T 1069-1979
键14×9×45GB/T 1069-1979
得配合选H7/n6。
2)半联轴器与轴得配合选H7/k6。
五、滚动轴承与轴的周向定位，是借过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸
公差为m6。
(4)轴上倒角与圆角
根据[4]表15-2，取轴端倒角C1.6，各轴肩处的圆角半径见低速轴零
件图。
倒角C1.6
设计内容计算及说明结果
滚动轴承校核滚动轴承校核
（本次设计中为减轻设计负担，只进行高速轴上轴承的校核）
根据要求对所选的在高速轴1上的两滚动轴承进行校核，深沟球轴承
型号均为6207，其基本额定动载荷N
C
r
25500
=，基本额定静载荷
N
C
r
15200
=。
前面求得的两个轴承所受的载荷分别为：
N
F
NH
3.
260
1
=，N
F
NV
8.
94
1
=，
N
F
NH
3.
685
2
=，N
F
NV
4.
249
2
=；
由上可知轴承2所受的载荷大于轴承1，所以只需对轴承2进行校核，
如果轴承2满足要求，轴承1也必满足要求。
1、求比值
对于深沟球轴承所受径向力：
N
N
F
r
3.
731
4.
249
3.
6852
2=
+
=
所受的轴向力：N
F
a
=，
根据[4]表13-5，深沟球轴承的最小e值为0.19，故此时e
F
F
r
a<。
2、计算当量动载荷P
根据[4]式(13-8a)，)
(
a
r
P
YF
XF
f
P+
=，按照[4]表13-5，X=1，Y=0，
N
F
r
3.
731
=
N
F
a
=
按照[4]表13-6，
2.1~0.1=P f ，取1.1=P f 。则：
()N YF XF f P a r P 43.8043.73111.1)(=??=+=
3、验算轴承的寿命
按要求轴承的最短寿命为：
h h L h 1460083655'=??=；
所选轴承6207基本额定寿命，根据[4]式(13-5)有：
h
P
C n L r h 55301043
.80425500609601060103
6
16=??=
=）（）（ε
；
则h L h L h h 55301014600'=<=，故所选的轴承6207满足要求。
N P 43.804=
h L h 14600'=
h
L h 553010=
设计内容
计算及说明
结 果
连接设计
连接设计 （本次设计中为减轻设计负担，只进行高速轴上键的校核） 1、选择键连接的类型和尺寸 本设计半联轴器与高速轴的周向定位采用圆头普通平键(A 型)联接。按mm d 30-=Ⅱ
Ⅰ，由[1]表10-9查得平键的截面尺寸mm b 8=，mm h 7=，由该轴段长度取mm L 70=。
2、校核键联接的强度 由[1]式(10-26)有平键连接的挤压强度条件： []
p p dhl
T σσ≤=4；
1)键、轴和联轴器的材料都是钢，承受轻微冲击，由[1]表10-10查得许用挤压应力MPa p 120~100][=σ，取MPa p 110][=σ； 2)键的工作长度mm b L l 62870=-=-=，则由上式得：
[]
MPa MPa dhl T p p 1109.762
73023640
441=≤=???==
σσ； 故所选的平键满足强度要求。
键的标记为：键8×7×70GB/T 1069-1979。
MPa p 110][=σ
[]p p σσ≤
《机械设计》课程试题（一） 一、填空题(每空1分共31分) 1、当一零件受脉动循环变应力时，则其平均应力是其最大应力的 2、三角形螺纹的牙型角α＝，适用于，而梯形螺纹的牙型角α＝，适用于。 3、螺纹连接防松，按其防松原理可分为防松、防松和防松。 4、带传动在工作过程中，带内所受的应力有、 和，最大应力发生在。 5、链传动设计时，链条节数应选数(奇数、偶数)。链轮齿数应选数；速度较高时，链节距应选些。 6、根据齿轮设计准则，软齿面闭式齿轮传动一般按设计，按校核；硬齿面闭式齿轮传动一般按设计，按校核。 7、在变速齿轮传动中，若大、小齿轮材料相同，但硬度不同，则两齿轮工作中产生的齿面接触应力，材料的许用接触应力，工作中产生的齿根弯曲应力，材料的许用弯曲
应力。 8、蜗杆传动的总效率包括啮合效率η 、效率和效 1 = ，影响蜗杆传动总效率的主要因率。其中啮合效率η 1 素是效率。 9、轴按受载荷的性质不同，分为、、。 10、滚动轴承接触角越大，承受载荷的能力也越大。Array 二、单项选择题(每选项1分,共11分) 1、循环特性r=－1的变应力是应力。 A．对称循环变B、脉动循环变C．非对称循环变D．静2、在受轴向变载荷作用的紧螺柱连接中，为提高螺栓的疲劳强度，可采取的措施是( )。 A、增大螺栓刚度Cb，减小被连接件刚度Cm B．减小Cb．增大Cm C．增大Cb和Cm D．减小Cb和Cm 3、在螺栓连接设计中，若被连接件为铸件，则往往在螺栓孔处做沉头座孔．其目的是( )。 A．避免螺栓受附加弯曲应力作用B．便于安装 C．为安置防松装置 4、选取V带型号，主要取决于。
附录I： 机械零件课程设计题目 题目A 设计一用于带式运输机上的圆锥园柱齿轮减速器。工作经常载，空载起动，工作有轻震，不反转。单班制工作。运输机卷筒直径Ｄ=320ｍｍ,运输带容许速度误差为5％。减速器为小批生产，使用期限10年。 附表1 原始数据 题号 Ａ１Ａ２Ａ３Ａ４Ａ５Ａ６ 运输带工 作拉力Ｆ （Ｎ） 2×103 2.1×103 2.2×103 2.3×103 2.4×103 2.5×103 运输带工 作速度Ｖ （ｍ/ｓ） 1.2 1.3 1.4 1.5 1.55 1.6 １．电动机２．联轴器３．圆锥齿轮减速器４．带式运输机 附图1
题目B 设计一用于带式运输机上的同轴式两级圆柱齿轮减速器。工作平稳。单向运转，两班制工作。运输带容许速度误差为5％。减速器成批生产，使用期限１０年。 附表2 原始数据 题号 B1B2B3B4B5B6B7 运输机工 作轴扭矩 Ｔ（Ｎ。 ｍ） 1300135014001450150015501600 运输带工 作速度Ｖ （ｍ/ｓ） 0.650.700.750.800.850.900.80 卷筒直径 Ｄ（ｍｍ） 300320350350350400350 １．带传动２．电动机３．同轴式两级圆柱齿轮减速器４．带式运输机５．卷筒 附图2
题目C 设计一用于链式运输机上的圆锥圆柱齿轮减速器。工作平稳，经常满载，两班制工作，引链容许速度误差为5％。减速器小批生产，使用期限５年。
附表3 １．电动机２．联轴器３．圆锥齿轮减速器４．链传动５．链式运输机 附图3 题目D 设计一斗式提升机传动用的二级斜齿圆柱齿轮同轴式减速器。传动简图如下，设计参数列于附表4。 附表４斗式提升机的设计参数 题号参数 题号 D1D2D3D4 生产率Ｑ（ｔ/ｈ）15162024提升带速度Ｖ（ｍ/ｓ） 1.82 2.3 2.5ｍ）
前言 减速器的结构随其类型和要求不同而异。单级圆柱齿轮减速器按其轴线在空间相对位置的不同分为：卧式减速器和立式减速器。前者两轴线平面与水平面平行，如图1-2-1a所示。后者两轴线平面与水平面垂直，如图1-2-1b所示。一般使用较多的是卧式减速器，故以卧式减速器作为主要介绍对象。 单级圆柱齿轮减速器可以采用直齿、斜齿或人字齿圆柱齿轮。 图1-2-2和图1-2-3所示分别为单级直齿圆柱齿轮减速器的轴测投影图和结构图。减速器一般由箱体、齿轮、轴、轴承和附件组成。 箱体由箱盖与箱座组成。箱体是安置齿轮、轴及轴承等零件的机座，
并存放润滑油起到润滑和密封箱体内零件的作用。箱体常采用剖分式结构（剖分面通过轴的中心线），这样，轴及轴上的零件可预先在箱体外组装好再装入箱体，拆卸方便。箱盖与箱座通过一组螺栓联接，并通过两个定位销钉确定其相对位置。为保证座孔与轴承的配合要求，剖分面之间不允许放置垫片，但可以涂上一层密封胶或水玻璃，以防箱体内的润滑油渗出。为了拆卸时易于将箱盖与箱座分开，可在箱盖的凸缘的两端各设置一个起盖螺钉（参见图1-2-3），拧入起盖螺钉，可顺利地顶开箱盖。箱体内可存放润滑油，用来润滑齿轮；如同时润滑滚动轴承，在箱座的接合面上应开出油沟，利用齿轮飞溅起来的油顺着箱盖的侧壁流入油沟，再由油沟通过轴承盖的缺口流入轴承（参图1-2-3）。 减速器箱体上的轴承座孔与轴承盖用来支承和固定轴承，从而固定轴及轴上零件相对箱体的轴向位置。轴承盖与箱体孔的端面间垫有调整垫片，以调整轴承的游动间隙，保证轴承正常工作。为防止润滑油渗出，在轴的外伸端的轴承盖的孔壁中装有密封圈（参见图1-2-3）。 减速器箱体上根据不同的需要装置各种不同用途的附件。为了观察箱
/ 机械设计课程设计原始资料一、设计题目 热处理车间零件输送设备的传动装备 二、运动简图 … @ 图1
1—电动机 2—V带 3—齿轮减速器 4—联轴器 5—滚筒 6—输送带 三、工作条件 该装置单向传送,载荷平稳,空载起动,两班制工作,使用期限5年(每年按300天计算),输送带的速度容许误差为±5%. ） 四、原始数据 滚筒直径D（mm）：320 运输带速度V（m/s）： 滚筒轴转矩T（N·m）：900 五、设计工作量 1减速器总装配图一张 > 2齿轮、轴零件图各一张 3设计说明书一份 六、设计说明书内容 1. 运动简图和原始数据 2. 电动机选择 3. 主要参数计算 4. V带传动的设计计算 5. 减速器斜齿圆柱齿轮传动的设计计算 ，
6. 机座结构尺寸计算 7. 轴的设计计算 8. 键、联轴器等的选择和校核 9. 滚动轴承及密封的选择和校核 10. 润滑材料及齿轮、轴承的润滑方法 11. 齿轮、轴承配合的选择 12. 参考文献 七、设计要求 " 1. 各设计阶段完成后,需经指导老师审阅同意后方能进行下阶段的设计; 2. 在指定的教室内进行设计. 一. 电动机的选择 一、电动机输入功率w P 60600.752 44.785/min 22 3.140.32w v n r Rn π??= ==?? 90044.785 4.21995509550 w w Tn P kw ?=== 【 二、电动机输出功率d P 其中总效率为 32 320.960.990.970.990.960.833v ηηηηηη=????=????=带轴承齿轮联轴滚筒 4.219 5.0830.833 w d P P kw η = = = 查表可得Y132S-4符合要求,故选用它。 Y132S-4(同步转速1440min r ，4极)的相关参数 表1
中北大学
课 程 设 计 说 明 书
学生姓名： 学 专 题 院： 业：
学 号：
目： 设计同轴线式二级斜齿圆柱齿轮减速器，该减速
器用于汽车发动机装配车间的皮带运输机的传 动系统中
指导教师： 指导教师：苗鸿宾 程志刚
职称: 职称: 副教授 高工
2011 年 5 月
27 日
中北大学
课程设计任务书
2010/2011 学年第 二 学期
学 专
院： 业： 学 号：
学 生 姓 名：
课程设计题目：设计同轴线式二级斜齿圆柱齿轮减速器，
该减速器用于汽车发动机装配车间的皮带 运输机的传动系统中
起 迄 日 期： 课程设计地点： 指 导 教 师： 系 主 任： 苗鸿宾 暴建岗 程志刚
下达任务书日期:
2011 年 5 月 27 日
课 程 设 计 任 务 书
1．设计目的：
1)、综合运用本课程的理论和生产实际知识进行设计训练，使所学的知识得到进一 步的巩固和发展； 2)、学习机械设计的一般方法和步骤，初步培养学生分析和解决工程实际问题的能 力，树立正确的设计思想，为今后毕业设计设计和工作打下良好的基础； 3)、进行方案设计、结构设计、机械制图和运用设计手册、标准及规范等技能的训 练，使学生具有初步机械设计的能力。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等） ：
技术要求： 技术要求 该运输机两班制工作，单向回转，工作平稳，传送带运行速度允许误差为±5％，使 用期限为 10 年。 原始数据 滚筒直径： 传动带运行速度： 传动带主轴所需扭矩：
mm
m/s
N·m
1－电动机 4－联轴器
2－带传动 5－滚筒
3－减速器 6－传动带
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、 实物样品等〕 ：
1) 完成传动系统或执行系统的结构设计，画出传动系统或执行系统的装配图。 2) 设计主要零件，完成 3 张零件工作图。 3) 编写设计说明书。
机械设计课程设计综合答辩题 1#题： ●电动机的类型如何选择？其功率和转速如何确定？ 电动机的选择主要有两个因素。第一是电机容量，主要是额定功率的选择。首先要确定长期运转载荷稳定的带动工作机的功率值以及估算整个传动系统的功率，以此计算出电机所需的功率，然后按照额定功率大于实际功率的原则选择相应的电机。第二是个转速因素。要综合考虑电动机和传动系统的性能、尺寸、重量和价格等因素，做出最佳选择。 ●联轴器的类型如何选择？你选择的联轴器有何特点？圆柱齿轮的齿宽系数如何选择？闭式 传动中的软齿面和硬齿面的齿宽系数有何不同，开式齿轮呢？ ●箱体上装螺栓和螺塞处，为何要有鱼眼坑或凸台？ ●减小和避免受附加弯曲应力作用 2#题： ●试分析你设计的减速器中低速轴齿轮上的作用力。 ●考虑传动方案时，带传动和链传动谁布置在高速级好，谁在低速级好，为什么? 答：带传动等摩擦传动承载能力低，传递相同转矩时，外轮廓尺寸较其他形式大，但传动平稳，且具有过载保护，故宜放在转速较高的运动链初始端;链传动因出安定不均匀，传动中有较大冲击振动，故不宜放在高速轴。 ●滚动轴承部件设计时，如何考虑因温度变化而产生轴的热胀或冷缩问题？ 对于装配前环境温度影响，一般装配精度高的轴承装配前要测量轴承座和轴承尺寸，以保证配合关系。 装配后使用温升，要考虑轴承装配后游隙，保证温升稳定后不会出现抱死等严重问题。 ●为什么要设视孔盖？视孔盖的大小和位置如何确定？ 3#题： ●一对圆柱齿轮传动啮合时，大小齿轮啮合处的接触应力是否相等？接触许用应力是否相等？ 为什么？ ●圆柱齿轮在高速轴上非对称布置时，齿轮接近扭转输入端好，还是远离输入端好？为什么？ 远离输入端好,这样啮合起来才能更好的传动转力矩 , 不容易使轴受应力集中而弯曲 ●轴的强度不够时，应怎么办？ ●定位销有什么功能？在箱体上应怎样布置？销的长度如何确定？ 答：.定位销：保证拆装箱盖时仍保持轴承座孔的加工精度，一般位于箱体纵向两侧连接凸缘处呈非对称布置； ●4#题： ●双级圆柱齿轮减速器的传动比分配的原则是什么？高速级的传动比尽可能选得大是否合适， 为什么？ ●滚动轴承的类型如何选择？你为什么选择这种轴承？有何特点？ 根据轴径选轴承内径，初选轴承，选择合适外径，再计算径向当量动载荷及所需基本额定动载荷值，与所选轴承额定值作比较，再调整外径; ●齿形系数与哪些因素有关？试说明齿形系数对弯曲应力的影响？ ●以你设计的减速器为例，试说明高速轴的各段长度和跨距是如何确定的？ ●减速器内最低和最高油面如何确定？ ●最低油面确定后在此基础上加5到10mm定出最高油面位置。放在低速轴一侧吧，油面会比较 稳定 ●5#题： ●开式圆轮应按什么强度进行计算？磨损问题如何在设计中考虑？P105 ●对开式齿轮传动，主要失效形式是齿面磨损和齿根弯曲疲劳折断，故先按齿根弯曲疲 劳强度进行设计计算，然后考虑磨损的影响，将强度计算所求得的齿轮 ●模数适当增大。 ●一对相啮合的齿数不等的标准圆柱齿轮,哪个弯曲应力大？如何两轮的弯曲强度接近相等？
机械设计课程设计题目总汇 （兰惠清、李德才小组） 2014年11月21日 题目一 设计用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器 原始数据：运输带工作拉力1900F N =，运输带工作速度11.30v m s -=?，卷筒直径250D mm =。 工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动，空载起动，使用期限为8年，小批量生产，单班制工作，运输带速度允许误差为0.5%±。 完成任务： 1）完成减速器装配图1张（A1）； 2）零件工作图2张（输出轴和大齿轮各一个，A3）； 3）编写设计计算说明书1份。
题目二带式运输机传动装置的设计 1.带式运输机工作原理 带式运输机简图如图20-1所示。 2.已知条件 1）工作条件：两班制，连续单项运转， 载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最 高温度35℃； 2）使用折旧期：8年； 3）检修间隔期：四年一次大修，两年 一次中修，半年一次小修； 4）动力来源：电力，三相交流，电压 380/220V； 5）运输带速度允许误差：5% ； 6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。 3.设计数据 4.传动方案 5. 设计内容 1）按照给定的原始数据（编号）和传动方案（编号） 设计减速器装置； 2）完成减速器装配图1张（A1）； 3）零件工作图2张（输出轴和大齿轮各一个，A3）； 4）编写设计计算说明书1份。
题目三带式运输机两级闭式齿轮传动装置设计 （一）设计要求 （1）根据原始数据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，空载起动，运输带速允许误差为5%。 （3）使用期限为10年，小批量生产，两班制工作。 （二）原始技术数据 展开式二级圆柱齿轮减速器，见图。 （三）设计任务 （1）强度传动方案，并绘制出原理方案图。 （2）设计减速器。 （3）完成装配图1张（A1），零件图2张（输出轴和大齿轮各一个，A3）。 （4）编写设计说明书。
单级直齿圆柱齿轮减速器设计说明书 一、前言 （一）、设计目的：通过这次课程设计可以将以前学过的基础理论知识进行综合应用，可以培养结构设计。计算能力，能够熟悉一般的机械装置的设计过程。 （二）、传动方案的分析：机一般是由原动机。、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能以外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。 本设计中的原动机为电动机，工作为带式输送机。传动方案采用两级传动，第一季传动为带传动，第二级传动为单机直齿圆柱齿轮减速器。 带传动承载能力较低，在传动相同转矩是，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可以缓和冲击和振动，股布置在传动的高级速，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。 齿轮传动的效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿传动。 减速器的箱体采用水平剖分时结构，用HT200灰口铸铁铸造而成。第一部分传动装置总体设计
..一、传动方案拟定 设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器 （1）工作条件：连续单向运转，载荷平稳，空载启动，使用年限10 年，两班制工作，运输带速度误差为±5%。（2）原始数据：带的工作拉力F=660KN，带速V=1.5m/s，滚筒直径D=240mm。 二、电动机的选择 1、电动机类型：Y系列三相异步电动机。 2、电动机的功率选择： （1）传动装置的总效率： η总=η带×η^2轴承×η齿轮×η^2联轴器×η滚筒 =0.95×(0.99^2)×0.97×(0.99^2)×0.96 =0.85 (2)电机所需的工作功率： Pd=FV/1000η总 =660×1.5／(1000×0.85) =1.165KW 查《机械设计手册》得：Ped＝1.5KW,电动机选用Y90L-4,n满=1400r/min 3、确定电动机转速： 滚筒轴的工作转速：
课程设计报告书题目：双级斜齿圆柱齿轮减速器设计 学院 专业 学生姓名 学生学号 指导教师 课程编号 130175 课程学分 2.0 起始日期 封面纸推荐用210g/m2的绿色色书 编辑完后需将全文绿色说明文字删除，格式不变
课程设计报告格式说明： 1.文字通顺，语言流畅，无错别字，电子版或手写版，手写版不得 使用铅笔书写。 2.请按照目录要求撰写；一级标题为一、二、……序号排列，内容 层次序号为：1、1.1、1.1.1……。 3.对于电子版：一级标题格式：宋体，4号，加粗，两端对齐。 4.对于电子版：正文格式：宋体，小4号，不加粗，行距为固定值 20磅，段前、段后为0行；首行缩进2字符；左右缩进0字符。 5.对于电子版：页边距：上2cm，下2cm，左2.5cm、右2cm页码： 底部居中。 6.所有的图须有图号和图名，放在图的下方，居中对齐。如：图1 模 拟计费系统用例图。 7.所有的表格须有表号和表名，放在表的上方，居中对齐。如：表1 计费功能测试数据和预期结果。 8.所有公式编号，用括号括起来写在右边行末，其间不加虚线。 9.图纸要求： 图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写；必须按国家规定标准或工程要求绘制。
（参考文献范例） 参考文献 （参考文献标题为三号，宋体，加粗，居中，上下空一行） （正文为五号，宋体，行距为固定值20磅,重要资料必须注明具体出处，详细到页码；网上资料注明日期。） 1. 参考文献的著录采用顺序编码制，在引文处按论文中引用文献出现的先后以阿拉伯数字连续编码。参考文献的序号以方括号加注于被注文字的右上角，内容按序号顺序排列于文后。 2. 所引参考文献必须包含以下内容： *引用于著作的———作者姓名﹒书名﹒出版地：出版者，出版年﹒起止页码． 如：［1］周振甫. 周易译注［M］．北京：中华书局，1991. 25. ［2］Clark Kerr. The Uses of the University. Cambridge: Harvard University Press, 1995. 50. *引用于杂志的———作者姓名﹒文章名﹒刊名，年，卷（期）：起止页码． 如：［1］何龄修．读顾诚《南明史》［J］．中国史研究，1998,（3）：16~173． ［2］George Pascharopoulos. Returns to Education: A Further International Update and Implications. The Journal of Human Resources, 1985, 20（4）: 36~38. *引用论文集、学位论文、研究报告类推。 *引用论文集中的析出文章的―― 如：［1］瞿秋白．现代文明的问题与社会主义［A］．罗荣渠．从西化到现代化［C］．北京：北京大学出版社，1990. 121~133．［2］Michael Boyle-Baise. What Kind of Experience? Preparing
2013学年度第一学期《机械设计课程设计》期末考查试卷 参考班级：湘机专121 姓名班级学号得分 一．选择题(15×３＝45分) 1、当两个被联接件之一太厚，不易制成通孔且需要经常拆卸时，往往采用（）。 A．螺栓联接B．双头螺柱联接C．螺钉联接 2、滚动轴承中，为防止轴承发生疲劳点蚀，应进行（）。 A. 疲劳寿命计算 B. 静强度计算 C. 极限转速验算 3、阿基米德蜗杆的（）参数为标准值。 A. 轴面 B. 端面 C. 法面 4、V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了（）。A．使结构紧凑B．限制弯曲应力 C．限制小带轮上的包角D．保证带和带轮接触面间有足够摩擦力5、链传动中，链节数常选偶数，是为了使链传动（）。 A．工作平稳B．避免过渡链节C．链条与链轮磨损均匀6、滑动轴承中，含油轴承是采用（）材料制成的。 A．硬木B．粉末冶金C．塑料 7、当键联接强度不足时可采用双键。使用两个平键时要求键（）布置。 A．在同一条直线上B．相隔90° C．相隔120°D．相隔180° 8、带传动发生打滑总是（）。
A．在小轮上先开始B．在大轮上先开始 C．在两轮上同时开始D．不定在哪轮先开始 9、在一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为（）。 A．轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀 C．齿面胶合 D. 齿面塑性变形 10、带传动在工作时产生弹性滑动，是由于（）。 A．包角α太小 B. 初拉力F0太小 C．紧边与松边拉力不等 D. 传动过载 11、在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是（）。A．6208 B. N208 C. 3208 D. 5208 12、在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为（）。 A．减小齿面滑动速度υs B. 减少蜗杆头数Z1 C．增加蜗杆头数Z1 D. 增大蜗杆直径系数q 13、在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C是指（）。A．弹簧外径与簧丝直径之比值B．弹簧内径与簧丝直径之比值C．弹簧自由高度与簧丝直径之比值D．弹簧中径与簧丝直径之比值14、普通平键接联采用两个键时，一般两键间的布置角度为（）。A．90° B. 120°°° 15、滚子链传动中，链节数应尽量避免采用奇数，这主要是因为采用
目录 1、设计任务书 (2) 2、总体设计 (3) 3.传动零件的设计 (5) 4、轴的设计 (9) 5、滚动轴承校核 (13) 7、键的选择 (15) 8、滚动轴承的选择 (17) 9、联轴器的选择 (18) 10、箱体设计 (19) 11、润滑、密封设计 (23)
一、设计题目 1、设计题目 带式运输机传动系统中的展开式二级圆柱齿轮减速器 2、系统简图 系统简图如下图所示 3、工作条件 一、单向运转，有轻微振动，经常满载，空载启动，单班制工作（一天8小时），使用期限5年，输送带速度容许误差为±5%。 4、原始数据 五、设计工作量： 1、设计说明书一份 2、减速器装配图1张 3、减速器零件图2~3张 联轴器 减速器 联轴器 滚筒 输送带
二、总体设计 （一）、选择电动机 1、选择电动机的类型 根据动力源和工作条件，选用Y 型三相交流异步电动机。 2、确定电动机的功率 1）计算工作所需的功率 kW v F P w w w 80.11000 9 .010000.21000=??== 其中，带式输送机的效率0.95w η=。 2）通过查《机械设计基础课程设计》表10-1确定各级传动的机械效率：滚筒 1η=0.96；齿轮 2η=0.97；轴承 3η=0.99；联轴器 4η=0.99。总效率 085999.099.097.096.02322 433221=???==ηηηηη。 电动机所需的功率为：kW P P w 11.2859 .080 .10== = η 。 由表《机械设计基础课程设计》10-110选取电动机的额定功率为3kW 。 3）电动机的转速选940r/min 和1420r/min 两种作比较。 工作机的转速：min /3.5760000r D v n w ==π 结构紧凑，决定选用方案Ⅰ。 4）选定电动机型号为Y112M-6。查表《机械设计基础课程设计》10-111得电动机外伸轴直径D=28，外伸轴长度E=60，如下图所示。
上海理工大学机械工程学院 课程设计说明书减速箱设计计算 机械四班杨浩0714000322 2010/1/22
设计题目： 设计一带式输送机的传动装置，传动简图如下： 工作条件如下： 用于输送碎料物体，工作载荷有轻微冲击（使用系数、工况系数），输送带允许速度误差±4%，二班制，使用期限10年（每年工作日300天），连续单向 一、电动机的选择 1.选用电动机 1)选择电动机类型 按工作要求和工作条件选用Y系列封闭式三相异步电动机。 2)电动机的输出功率P 电动机所需的输出功率为： P=kW 式中：P w为工作装置所需功率，kW；为由电动机至工作装置的传动装置的总效 率。 工作装置所需功率P w应由机器工作阻力和运行速度经计算求得： P w===1.76kW 式中：为工作装置的阻力，N；v w为工作装置的线速度，m/s。 由电动机至工作装置的传动装置总效率按下式计算： 查《机械设计》表2-4，得：
取0.96，取0.995，取0.97，取0.99，取0.97 则 0.96×0.9952×0.97×0.99×0.97=0.885 所以 P0==1.99kW 3)确定电动机转速 工作装置的转速为： n w=60×=95.5r/min 由于普通V带轮传动比为： i1≈2～4 圆柱齿轮传动比为： i2≈3～5 故总的传动比为： i=i1i2≈6～20 则电动机所需转速为： n=in w≈(6～20)×95.5=(573～1910)r/min 2. 1)总传动比为： i a===9.84 2)分配传动比： I a=i外i内 考虑减速器结构，故： i外=3 ；i内=3.28 3.计算传动装置的运动和动力参数 1)各轴转速 n电=n=940r/min n1==313r/min
机械设计课程设计 设计说明书 设计题目胶带式输送机传动装置 设计者 班级 学号 指导老师 时间
目录 一、设计任务书 (3) 二、传动方案拟定 (4) 三、电动机的选择 (4) 四、传动装置的运动和动力参数计算 (6) 五、高速级齿轮传动计算 (7) 六、低速级齿轮传动计算 (12) 七、齿轮传动参数表 (18) 八、轴的结构设计 (18) 九、轴的校核计算 (19) 十、滚动轴承的选择与计算 (23) 十一、键联接选择及校核 (24) 十二、联轴器的选择与校核 (25) 十三、减速器附件的选择 (26) 十四、润滑与密封 (28) 十五、设计小结 (29) 十六、参考资料 (29)
一.设计题目： 设计带式运输机传动装置（简图如下） 1——电动机 2——联轴器 3——二级圆柱齿轮减速器 4——联轴器 5——卷筒 6——运输带 原始数据： 数据编号 04 运送带工作拉力F/N 2200
1.工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，室内工作，有粉尘； 2.使用期：使用期10年； 3.检修期：3年大修； 4.动力来源：电力，三相交流电，电压380/220V; 5.运输带速度允许误差：±5%； 6.制造条件及生产批量：中等规模机械厂制造，小批量生产。 设计要求 1.完成减速器装配图一张（A0或A1）。 2.绘制轴、齿轮零件图各一张。 3.编写设计计算说明书一份。 二. 电动机设计步骤 1. 传动装置总体设计方案 本组设计数据： 第四组数据：运送带工作拉力F/N 2200 。 运输带工作速度v/(m/s) 0.9 , 卷筒直径D/mm 300 。 1.外传动机构为联轴器传动。 2.减速器为二级同轴式圆柱齿轮减速器。
机械设计课程设计 答辩题
机械设计课程设计综合答辩题 1#题： ●电动机的类型如何选择？其功率和转速如何确定？ 电动机的选择主要有两个因素。第一是电机容量，主要是额定功率的选择。首先要确定长期运转载荷稳定的带动工作机的功率值以及估算整个传动系统的功率，以此计算出电机所需的功率，然后按照额定功率大于实际功率的原则选择相应的电机。第二是个转速因素。要综合考虑电动机和传动系统的性能、尺寸、重量和价格等因素，做出最佳选择。 ●联轴器的类型如何选择？你选择的联轴器有何特点？圆柱齿轮的 齿宽系数如何选择？闭式传动中的软齿面和硬齿面的齿宽系数有何不同，开式齿轮呢？ ●箱体上装螺栓和螺塞处，为何要有鱼眼坑或凸台？ ●减小和避免受附加弯曲应力作用 2#题： ●试分析你设计的减速器中低速轴齿轮上的作用力。 ●考虑传动方案时，带传动和链传动谁布置在高速级好，谁在低速级 好，为什么? 答：带传动等摩擦传动承载能力低，传递相同转矩时，外轮廓尺寸较其它形式大，但传动平稳，且具有过载保护，故宜放在转速较高
的运动链初始端;链传动因出安定不均匀，传动中有较大冲击振动，故不宜放在高速轴。 ●滚动轴承部件设计时，如何考虑因温度变化而产生轴的热胀或冷缩 问题？ 对于装配前环境温度影响，一般装配精度高的轴承装配前要测量轴承座和轴承尺寸，以保证配合关系。 装配后使用温升，要考虑轴承装配后游隙，保证温升稳定后不会出现抱死等严重问题。 ●为什么要设视孔盖？视孔盖的大小和位置如何确定？ 3#题： ●一对圆柱齿轮传动啮合时，大小齿轮啮合处的接触应力是否相等？ 接触许用应力是否相等？为什么？ ●圆柱齿轮在高速轴上非对称布置时，齿轮接近扭转输入端好，还是 远离输入端好？为什么？ 远离输入端好,这样啮合起来才能更好的传动转力矩 , 不容易使轴受应力集中而弯曲 ●轴的强度不够时，应怎么办？ ●定位销有什么功能？在箱体上应怎样布置？销的长度如何确定？ 答：.定位销：保证拆装箱盖时仍保持轴承座孔的加工精度，一般位于箱体纵向两侧连接凸缘处呈非对称布置； ●4#题：
河北工程大学课程设计 题目电动输送传动装置设计 教学院河北工程大学科信学院 专业机械设计制造及其自动化 班级机制 姓名 指导教师
2010～2011学年第1学期 《机械设计基础》课程设计任务书 一、课程设计目的 课程设计是机械设计基础课程重要的实践性教学环节。课程设计的基本目的是： 1．综合运用机械设计基础和其它先修课程的知识，分析和解决机械设计问题，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识。 2．通过课程设计，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意识，熟悉掌握机械设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。 3．通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进行全面的机械设计基本技能的训练。 二、课程设计内容 课程设计的内容主要包括：传动装置总体方案的分析；电动机的选择；传动系统的计算；传动零件、轴、轴承、联轴器等的设计计算和选择；装配图和零件图的绘制；撰写设计计算说明书。 课程设计中要求完成以下工作： 1．减速器装配图1张(A1图纸)； 2．减速器零件图2张(A3图纸)； 3．设计计算说明书1份。 附： （二）工作条件 该传动装置要求采用单级斜齿圆柱齿轮传动，单向连续传送，载荷平稳，空载起动，每班10小时工作制，每日两班，使用期限10年（每年按300天计算），运输带允许速度误差为5%。
（三）运动简图 （四）设计计算说明书内容 0、封面（题目、班级、姓名、学号、指导老师、时间，采用统一格式） 1、目录（标题、页次） 2、设计任务书（装订原发的设计任务书） 3、前言（题目分析、传动方案的拟订等） 4、电动机的选择，传动系统计算（计算电动机所需的功率、选择电动机、分配各级传动比，计算各轴转速、功率和扭矩） 5、传动零件的设计计算（确定带传动，齿轮传动的主要参数） 6、轴的设计计算及校核 7、轴承的选择和计算 8、键联接的选择和校核 9、联轴器的选择 10、箱体的设计（主要结构和设计计算及必要的说明） 11、润滑和密封的选择、润滑剂的型号及容量、减速器的附件及说明 12、设计小结（设计体会、本次计的优缺点及改进意见等） 13、参考资料（资料的编号[ ]，作者，书名，出版单位和出版年、月）
机械设计课程设计 计算说明书 设计题目：带式输送机 班级： 设计者： 学号： 指导老师： 日期：2011年01月06日
目录 一、题目及总体分析 (1) 二、选择电动机 (2) 三、传动零件的计算 (7) 1）带传动的设计计算 (7) 2）减速箱的设计计算 (10) Ⅰ.高速齿轮的设计计算 (10) Ⅱ.低速齿轮的设计计算 (14) 四、轴、键、轴承的设计计算 (20) Ⅰ．输入轴及其轴承装置、键的设计 (20) Ⅱ．中间轴及其轴承装置、键的设计 (25) Ⅲ．输出轴及其轴承装置、键的设计 (29) 键连接的校核计算 (33) 轴承的校核计算 (35) 五、润滑与密封 (37) 六、箱体结构尺寸 (38) 七、设计总结 (39) 八、参考文献 (39)
一、题目及总体分析 题目：带式输送机传动装置 设计参数： 设计要求： 1).输送机运转方向不变，工作载荷稳定。 2).输送带鼓轮的传动效率取为0.97。 3).工作寿命为8年，每年300个工作日，每日工作16小时。设计容： 1.装配图1； 2.零件图3； 3.设计说明书1份。 说明： 1.带式输送机提升物料：谷物、型砂、碎矿石、煤炭等； 2.输送机运转方向不变，工作载荷稳定； 3.输送带鼓轮的传动效率取为0.97； 4.工作寿命为8年，每年300个工作日，每日工作16小时。
装置分布如图： 1. 选择电动机类型和结构形式 按工作条件和要求选用一般用途的Y 系列三相异步电动机，卧式封闭。 2. 选择电动机的容量 电动机所需的工作效率为： d w d P P η= d P -电动机功率;w P -工作机所需功率; 工作机所需要功率为： w Fv P 1000 ＝ 传动装置的总效率为： 42d 1234ηηηηηη＝ 按表2-3确定各部分效率： V 带传动效率97.01=η， 滚动轴承传动效率20.97η＝， 三 相电压 380V
机械设计课程设计设计计算说明书 设计题目：带式输送机的减速器 学院: 班级: 姓名: 学号: 指导教师: 日期：
目录 一、设计任务书···································· 二、传动方案拟定·································· 三、电机的选择···································· 四、传动比分配···································· 五、传动系统运动及动力参数计算······················· 六、减速器传动零件的计算···························· 七、轴及轴承装置设计································ 八、减速器箱体及其附件的设计······················· 九、减速器的润滑与密封方式的选择·················· 十、设计小结····························
一、设计任务书 1、设计任务： 设计带式输送机的传动系统，采用单级圆柱齿轮减速器和开式圆柱齿轮传动。 2、原始数据 输送带有效拉力 输送带工作速度 输送带滚筒直径 减速器设计寿命为5年 3、已知条件 两班制工作，空载启动，载荷平稳，常温下连续（单向）运转，工作环境多尘；三相交流电源，电压为380/220V。 二、传动方案拟定 1.电动机 2.联轴器 3.减速器 4.联轴器 5.开式齿轮 6.滚筒 7.输送带
传动方案如上图所示，带式输送由电动机驱动。电动机1通过联轴器2将动力传入减速器3再经联轴器4及开式齿轮5将动力传送至输送机滚筒6带动输送带7工作。 计算与说明 结果 三、电机的选择 1.电动机类型的选择 由已知条件可以算出工作机所需的有效功率 Kw Fv P w 64.41000 8 .058001000=?== 联轴器效率 滚动轴承传动效率 闭式齿轮传动效率 开式齿轮传动效率 输送机滚筒效率 传动系统总效率 总 工作机所需电机功率 总 由附表B-11确定，满足 条件的电动机额定功率P m = 7.5Kw 2.电动机转速的选择 输送机滚筒轴的工作转速 初选同步转速为 的电动机。 3.电动机型号的选择 根据工作条件两班制连续工作，单向运转，工作机 所需电动机功率计电动机同步转速等，选用Y 系列三相异步电动机，卧式封闭结构，型号为Y132M-4,其主要数据如下： w P w k 64.4= 电动机额定功率选为 7.5Kw 初选1440r/min 的电动机
期末考试 《机械设计课程设计》 学习中心：__江苏岳王镇成人教育中心校奥鹏学习中心[21]_ 姓名：___陈明磊_____ 学号：__936001__ 关于课程考试违规作弊的说明 1、提交文件中涉嫌抄袭内容（包括抄袭网上、书籍、报刊杂志及其他已有论文），带有明显外校标记，不符合学院要求或学生本人情况，或存在查明出处的内容或其他可疑字样者，判为抄袭，成绩为“0”。 2、两人或两人以上答题内容或用语有50%以上相同者判为雷同，成绩为“0”。 3、所提交试卷或材料没有对老师题目进行作答或提交内容与该课程要求完全不相干者，认定为“白卷”或“错卷”，成绩为“0”。 一、题型 课程设计，包含问答题、改错分析题型及设计计算题，问答题共2题，每题10分，共20分；改错题1题，共30分；设计计算题1题，共50分。 二、题目 （1）学号末尾数为1、3、5的课程设计题目 1、对轴瓦材料主要有哪些要求（10分） 答：（1）对轴瓦的材料主要要求包括： 1）良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性；2）良好的跑合性、顺应性、嵌藏性和塑性； 3）足够的抗压强度和疲劳强度； 4）良好的导热性和加工工艺性； 5）热膨胀系数低、耐腐蚀； 2、传动齿轮设计时，如何确定齿轮的结构参数。（10分） 答：通过齿轮传动的强度计算，确定出齿轮的主要尺寸（如齿数、模数、齿宽、螺旋角、分度圆直径等），齿圈、轮辐、轮子毂等的结构形式及尺寸大小，通常由结构设计而定，而不进行强度计算。 齿轮的结构设计与齿轮的几何尺寸、毛坯、材料、加工方法、使用要求及经济性等因素有关。进行齿轮的结构设计时，必须综合地考虑上述各方面的因
素。通常是先按齿轮的直径大小，选定合适的结构形式，然后再根据荐用的经验数据，进行结构设计。 对于直径很小的钢制齿轮，若齿根圆到键槽底部的距离较小时，应将齿轮和轴做成一体（称为齿轮轴）。 当齿顶圆直径小于160mm时，一般做成实心结构的齿轮。但航空产品中的齿轮，也有做成腹板式的。 当齿顶圆直径小于500mm时，宜做成腹板式结构，腹板上开孔的数目按结构尺寸大小及需要而定。 当齿顶圆直径大于400mm而小于1000mm时，一般应做成轮辐截面为十字形的轮辐式结构的齿轮。 为了节约贵重金属对于尺寸较大的圆柱齿轮，可做成组装齿圈式的结构。齿圈用钢制，而轮芯则用铸铁或铸钢。 3、改错分析题（30分） 指出下图结构中的错误，并用文字说明。（本题至少有6处错误，每指出一处错误得5分） 解： 1.安装轮毂的第一段轴应制有定位轴肩； 2.键槽过长安装上的键与轴承端盖干涉（相碰）； 3.轴承端盖的加工面与非加工面没有区分开； 4.在轴与轴承端盖孔之间缺少密封圈； 5.在轴与轴承端盖孔之间应留有间隙； 6.在轴承端盖与箱体轴承孔端面缺少调整垫片； 4、计算题（50分） 试设计铣床中的一对标准直齿圆柱齿轮传动。已知：传递功率P=，小齿轮
设计计算及说明结果 一、设计任务书 1.1传动方案示意图 1.2原始数据 1.3工作条件 三班制，使用年限为10年，连续单向于运转，载荷平稳，小批量生产，运输链速度允许误差为链速度的5%。 1.4工作量 1、传动系统方案的分析； 2、电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算； 3、传动零件的设计计算； 4、轴的设计计算； 5、轴承及其组合部件选择和轴承寿命校核； 6、键联接和联轴器的选择及校核； 7、减速器箱体，润滑及附件的设计； 8、装配图和零件图的设计； 9、设计小结； 10、参考文献； 二、传动系统方案的分析 传动方案见图一，其拟定的依据是结构紧凑且宽度尺寸较小，传动效率高，适用在恶劣环境下长期工作，虽然所用的锥齿轮比较贵，但此方案是最合理的。其减速器的传动比为8-15，用于输入轴于输出轴相交而传动比较大的传动。
三、电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算 结果
设计计算及说明结果 由表中数据可知，方案1的总传动比小，传种装置结构尺寸小，因此可采用选Y132M2-6 方案1， 选定电动机型号为Y132M2-6 型电动机 3.2传动装置总传动比的计算和各级传动比的分配 1 、传动装置总传动比 i n m / n w=960/109.2=8.79 2、分配各级传动比 高速级为圆锥齿轮其传动比应小些约i1 0.25，低速级为圆柱齿轮传动其传动比可大些。所以可取 ”=2.2i2 =4 3.3计算传动装置的运动和动力参数 1、各轴的转速（各轴的标号均已在图中标出） n = n m/i0=960r/mi n n n= n / i 1 =960/202=436.36r/min n皿=g / i2=436.36/4=109.2r/min n iv n 皿=109.2r/min 2、各轴输入功率 P P ed if =4.95kw P I P I1. 2=4.655kw P II P II 2 3=4.47kw P IV= P III. n . n =4.38kw 3、各轴转矩T I 9550 PL=49.24N.m i1=2.2 i2 =4 n =960 n n=436.36 n IV n 皿 =109.2r/min P =4.95 kw P II=4.65 kw P III =4.47 kw
机械设计课程设计题目 题目A设计一用于带式运输机上的圆锥园柱齿轮减速器。工作经常载，空载起动，工作有轻震，不反转。单班制工作。运输机卷筒直径Ｄ=320ｍｍ,运输带容许速度误差为5％。减速器为小批生产，使用期限10年。 附表1 １．电动机２．联轴器３．圆锥齿轮减速器４．带式运输机 附图1
题目B设计一用于带式运输机上的同轴式两级圆柱齿轮减速器。工作平稳。单向运转，两班制工作。运输带容许速度误差为5％。减速器成批生产，使用期限１０年。 附表2 １．带传动２．电动机３．同轴式两级圆柱齿轮减速器４．带式运输机５．卷筒 附图2
题目C设计一用于链式运输机上的圆锥圆柱齿轮减速器。工作平稳，经常满载，两班制工作，引链容许速度误差为5％。减速器小批生产，使用期限５年。 附表3 附图3
题目D设计一斗式提升机传动用的二级斜齿圆柱齿轮同轴式减速器。传动简图如下，设计参数列于附表4。 附表４斗式提升机的设计参数 注：1)斗式提升机用来提升谷物、面粉、水泥、型沙等物品； 2)提升机驱动鼓轮（图2.7中的件5）所需功率为： Ｐｗ＝ＱＨ（1＋0.8ｖ）/367(KW) 3)斗式提升机运转方向不变，工作载荷稳定，传动机构中装有保安装置（如安全联轴器）； 4)工作寿命8年，每年300个工作日，每日工作16小时。 １．电动机２。联轴器３．减速器４．驱动嘉鼓轮５．运料斗６．提升带 附图4
题目E：设计用于带式运输机上的展开式二级圆柱齿轮减速器。连续单项运转，空载启动，中等冲击，两班制工作，运输带速度允许误差为5%，工作期限为10年。 附表5 １．带传动２．电动机３．两级圆柱齿轮减速器４．带式运输机５．卷筒 附图5