机械课程设计

华南理工大学课程设计（论文）任务书兹发给班学生课程设计（论文）任务书，内容如下：1．设计题目：V带——单级斜齿圆柱齿轮减速器2．应完成的项目：（1）减速器总装配图一张（A1）（2）齿轮零件图一张（A3）（3）有零件图一张（A3）（4）设计说明书一份3．参考资料以及说明：（1）《机械设计课程设计》（2）《机械设计基础》（3）《机械设计手册》（4）（5）（6）（7）4．本设计（论文）任务书于2013年12月3日发出，应于2014年1月5日前完成，然后进行答辩。

专业教研室、研究所负责人审核年月日指导教师签发年月日课程设计（论文）评语：课程设计（论文）总评成绩：课程设计（论文）答辩负责人签字：年月日目录１．传动方案的确定……………………………………………２．原始数据……………………………………………………３．确定电动机的型号…………………………………………４．确定传动装置的总传动比及各级分配……………………４．１．计算各轴的输入功率………………………４．２．计算各轴的转速……………………………４．３．计算各轴的转矩……………………………４．４．数据制表……………………………………５．传动零件的设计计算………………………………………５．１．普通V带传动的设计计算…………………５．２．齿轮传动设计计算…………………………６．减速器铸造箱体的主要结构尺寸设计……………………７．轴的设计……………………………………………………７．１．高速轴的设计………………………………７．２．低速轴的设计………………………………８．滚动轴承的选择和计算……………………………………９．键联接的选择和强度校核………………………………９．１．高速轴与V带轮用键联接…………………９．２．低速轴与齿轮用键联接……………………９．３．低速轴与联轴器用键联接…………………１０．联轴器得选择和计算………………………………………１１．减速器的润滑方式，牌号及密封件……………………１１．１．齿轮润滑……………………………………１１．２．轴承润滑……………………………………１２．课程设计总结……………………………………………4 4 4 6 6 6 7 7 7 7 13 1517182021 23 2323242425 25 25 25一、传动方案的确定（如下图）采用普通V带传动加一级斜齿圆柱齿轮传动二、原始数据1．带拉力：F=2150N2．带速度：v=1.8m/s3．滚筒直径：D=210mm4．滚筒及运输带效率η=0.96。

5．载荷允许中等冲击，总传动比误差 4%，6．要求齿轮使用寿命为10年，二班工作制；轴承使用寿命3年。

三、确定电动机的型号1．选择电动机类型：选用Y系列三相异步电动机。

2．选择电动机功率运输机主轴上所需要的功率kW Fv p w 87.310008.121501000=⨯==传动装置的总效率：212345ηηηηηη=其中，查《课程设计》表2-3，1η，V 带传动的效率， 95.01=η2η，圆锥滚子轴承的效率， 97.02=η3η，闭式圆柱齿轮的效率（精度等级8）， 99.03=η 4η，十字滑块联轴器的效率， 97.04=ηW η，工作机效率 96.0=W η所以： 0.8410.960.970.990.970.952=⨯⨯⨯⨯=η 电动机所需功率：W 062.5841.01.187.3k P P Wd =⨯==η查《课程设计》173页的表19-1，取电动机的额定功率为5.5kW 。

3．选择电动机的转速工作机的转速：min /79.16321014.31000608.1100060r D v n w =⨯⨯⨯=⨯⨯=π根据《课程设计》第6页表2-2， V 带传动比范围1i ＝2～4，单级圆柱齿轮（闭式，斜齿）传动比2i ＝3～6， 电动机转速范围：min /96.3930~74.982)6~3()4~2(79.16321r i i n n w d =⨯⨯==选择电动机同步转速为3000r/min 。

查表19-1，取Y 系列三相异步电动机的型号为Y132S-4。

查表19-2，得电动机得安装及有关尺寸。

四、确定传动装置的总传动比及各级分配传动装置得总传动比 ：71.1779.1632900===w m n n i 取单级圆柱齿轮减速器传动比：52=i ； V 带传动比：54.3571.1721===i i i1．计算各轴的输入功率电动机轴 kW P d 062.5=轴Ⅰ（高速轴） kW P P d 809.4062.595.011=⨯==η轴Ⅱ（低速轴） kW P P 618.44.8090.990.971322≈⨯⨯==ηη2．计算各轴的转速电动机轴 m n =m in /2900r轴Ⅰ min /21.81954.3290011r i n n m ===轴Ⅱ min /84.163521.819212r i n n === 3．计算各轴的转矩电动机轴 m N n P T m d d ⋅≈⨯==67.162900062.595509550轴Ⅰ m N n P T ⋅=⨯==06.5621.819809.495509550111 轴Ⅱ m N n P T ⋅=⨯==18.26984.163618.495509550222 4．上述数据制表如下：五、传动零件的设计计算1．普通V 带传动的设计计算① 确定计算功率C PkW P K P d A C 074.6062.52.1=⨯==A K ，根据《机械设计基础》216页表12-3，此处为带式运输机，载荷变动小，Y 系列三相异步电动机为Ｉ类原动机，每天两班制工作16小时，选择工作情况系数A K ＝1.2② 选择V 带型号根据《机械设计基础》216页图12-10，此处功率C P =4.859kW 与小带轮的转速m n =1440r/min ，选择A 型V 带，d=80～100mm 。

③ 确定带轮的基准直径12,d d d d根据《机械设计基础》217页表12-4，取 小带轮直径 1d d =90mm ，大带轮的直径mm d i d d d 6.3189054.3112=⨯== ④ 验证带速s m n d v md /66.1310006029009014.31000601≈⨯⨯⨯=⨯=π在5m/s ～25m/s 之间。

故带的速度合适。

⑤ 确定V 带的基准长度和传动中心距0a初选传动中心距范围为：()()12012122d d d d d d a d d +≤≤+， 即199.3≤≤0a 797.2，初定0a =600mm V 带的基准长度：mma d d d d a L d d d d 9.184760046.2286.398260024)()(2222122100=⨯+⨯+⨯=-+++=ππ根据《机械设计基础》210页表12-2，选取带的基准直径长度。

mm L d 2000= 实际中心距：mm L L a a d 05.67627.19042000600200=-+=-+=⑥ 验算主动轮的包角︒⨯--︒=3.57180121ad d d d α ︒>︒=︒⨯--︒=1206.1603.5705.676906.318180故包角合适。

⑦ 计算V 带的根数z()00Ca LP z P P K K =+∆由min /29001r n =，1d d =90mm ，根据《机械设计基础》218页表12-5、12-6，kW P 64.10= kW P 34.00=∆根据《机械设计基础》219页表12-7，95.0=a K 根据《机械设计基础》210页表12-2，03.1=L K13.303.195.0)34.064.1(074.6=⨯⨯+=z 取z=3根。

⑧ 计算V 带的合适初拉力0F20500 2.51Ca P F qv zvK ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭根据《机械设计基础》209页表12-1，q=0.11N F 4.14166.1311.0195.05.266.133074.650020≈⨯+⎪⎭⎫⎝⎛-⨯⨯=⑨ 计算作用在轴上的载荷N zF Q 3.83626.160sin 4.141322sin 210=⨯⨯⨯==oα⑩ 带轮的结构设计（根据《机械设计基础》表10-8）（单位：mm ）V 带轮采用铸铁HT200制造，其允许的最大圆周速度为25m/s.直径较小的小带轮采用实心式（图a ）；中等直径的大带轮采用腹板式（图b ）；2．齿轮传动设计计算（1）选择齿轮类型，材料，精度，及参数① 选用斜齿圆柱齿轮传动（外啮合）② 选择齿轮材料（考虑到齿轮使用寿命较长）：小齿轮材料取为45号钢，调质，2501=HBS (GB699-1988) 大齿轮材料取为45号钢，正火， 1902=HBS (GB699-1988) ③ 选取齿轮为8级的精度（GB 10095－1998） ④ 初选螺旋角︒=15β⑤ 选小齿轮的齿数241=z ；大齿轮的齿数2z =25⨯5=120 为减少啮合同齿的重复性，则使两齿数互质，取2z =121 （2）按齿面接触疲劳强度设计① 中心距 []312305)1(u kT u a aH ψσ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+≥ 式中： []HH H S limσσ=根据《机械设计基础》168页图10-26，对小齿轮：MPa H 575lim =σ ;对大齿轮：MPa H 525lim =σ0.1=H S ，根据《机械设计基础》167页表10-5 ，软齿面。

则[]MPa H 5751=σ，[]MPa H 5252=σ。

选用：[]MPa H 525=σ K ，载荷系数，根据《机械设计基础》86页表7-4，此处中等冲击，原动机为电动机，选用K=1.1a ψ，齿宽系数，轻型减速器 a ψ=0.3U ，齿数比，U=5mm a 4.14853.0100006.562.1525305)15(32=⨯⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+≥ 取150.0mm ② 计算模数998.11212415cos 1502cos 221=+⨯⨯=+=z z a m n β根据《机械设计基础》152页表10-1，取模数标准值 2=n m○3 修正螺旋角 o 84.141502)12124(2cos 2)(cos21=⨯+=+=ar a z z m ar n β○4 验算模数： 00.21212484.14cos 1502cos 221=+⨯⨯=+=z z a m n β又因为o84.14=β在8度到20度之间，合适。

⑤ 计算两齿轮分度圆直径小齿轮 mm z m d n 5084.14cos 242cos 11=︒⨯==β 大齿轮 mm z m d n 25084.14cos 1212cos 22=︒⨯==β⑥ 计算齿宽mm a b a 451503.0=⨯=⨯ψ=小齿轮齿宽（齿轮轴） mm b 551= 大齿轮齿宽（大齿轮） mm b 502=（3）校核弯曲疲劳强度① ≤=dbm KTY n f F 2σ []F σ 其中[]FF F S limσσ=6.2684.14cos 24cos 3311=︒==βz z v 0.13484.14cos 121cos 3322=︒==βz z v3.1=F S ，根据《机械设计基础》167页表10-5 ，软齿面。