目录一、设计任务书 (1)二、电动机的选择 (2)1、电动机类型的选择 (2)2、电动机功率的选择 (2)3、电动机转速的选择 (2)4、电动机型号的确定 (3)三、传动比的分配 (4)1、带传动机构的转速 (4)2、传动比的分配 (4)四、传动装置的运动和动力参数计算 (5)1、各轴转速的计算 (5)2、各轴输入功率的计算 (5)3、各轴的输入转矩计算 (5)五、高速级齿轮的传动设计 (7)1、选定高速级齿轮类型、精度等级、材料及齿数 (7)2、按齿面接触疲劳强度设计 (7)3、按齿根弯曲疲劳强度校核 (9)4、齿轮的结构设计 (10)六、低速级齿轮的传动设计 (12)1、选定低速级齿轮类型、精度等级、材料及齿数 (12)2、按齿面接触疲劳强度设计 (12)3、按齿根弯曲疲劳强度校核 (14)4、齿轮的结构设计 (15)七、轴的设计 (17)1、轴的材料选择和最小直径估算 (17)2、轴的结构设计 (17)八、轴的校核 (21)1、轴的力学模型的建立 (21)2、计算轴上的作用力 (21)3、计算支反力 (21)4、绘转矩、弯矩图 (23)5、弯矩合成强度校核 (25)九、键的选择与校核 (26)十、滚动轴承的选择与校核 (27)1、滚动轴承的选择 (27)2、滚动轴承的校核 (27)十一、联轴器的选择 (29)十二、箱体及其附件设计 (30)十三、润滑、密封的设计 (32)十四、小结 (33)十五、参考资料 (34)一、设计任务书：1、课程设计的目：《机械设计》课程设计是《机械设计》课程一个重要环节。

其目的是：1）、进一步巩固和加深学生所学的理论知识，通过本环节把《机械设计》及其他有关先修课程（如《机械制图》、《理论力学》、《材料力学》、《工程材料》及《机械制造基础》等）中所获得的理论知识在设计实践中加以综合运用，使理论知识和生产实践密切地结合起来。

2）、《机械设计》课程设计是高校工科相关专业学生首次进行完整综合的机械设计，通过设计实践，树立正确的设计思想；初步培养学生对机械工程设计的独立工作能力；使学生具有初步的结构选型与组合和确定传动方案的能力；使学生借助于计算机掌握机械运动、动力分析和设计的基本方法和步骤，为今后的设计工作打下良好的基础；培养团结合作、相互配合的工作作风。

3）、通过设计实践，提高学生的计算、制图能力；使学生能熟练地应用有关参考资料、计算图表、手册、图集、规范；熟悉有关的国家标准和行业标准（如GB、JB等），以完成一个工程技术人员在机械设计方面所必须具备的基本技能训练。

2、设计题目：带式输机的传动装置，两班置工作，连续单向传动，有轻微振动，小批量生产。

3、原始数据：输送带的拉力Nv/=，驱动滚轮直径1F2300=，输送带的线速度sm=。

D250mm4、工作条件：工作年限：5年。

5、传动方案：如图所示：二、电动机的选择 1、电动机类型的选择:根据动力源和工作条件，选用Y 系列三相异步电动机。

2、电动机功率的选择 工作机所需要的有效功率为：kW 3.2W 230012300v F P W ==⨯=⋅=为了计算电动机所需功率d P ,需确定传动装置总效率η。

设各效率分别为：1η--弹性联轴器效率2η--闭式齿轮传动效率 3η--滚动轴承效率4η--传动带机构效率由表3-4（席伟光等，《机械设计课程设计》）查得：99.01=η，99.02=η，99.03=η，96.04=η传动装置的总效率为8770.096.099.099.099.0n 5224532221=⨯⨯⨯=⋅η⋅η⋅η=η电动机所需功率为：kW 623.2kW 8770.03.2P P W d ==η= 3、电动机转速的选择：选用常用同步转速min /1000r 和min /1500r 两种作对比。

工作机转速min /433r .76min /r 25014.3160000D 1000v 60n w =⨯⨯=π⨯=总传动比wmn n i =，其中m n 为电动机的满载转速。

现将两种电动机的有关数据列于表1中比较。

由表1可知方案Ⅱ总传动比过大，为了合理的分配传动比，使传动装置结构紧凑，决定选用方案Ⅰ。

910.3004.4560.12i i i 134===m N 576.25960571.29550n P 9550T 1⋅=⨯=⨯=I I点蚀为主。

由所引用表5-6（彭文生等，机械设计），选择小齿轮材料为45号钢，调质处理，齿面硬度为286~229HBS 。

大齿轮材料为45号钢，正火，硬度为217~169HBS 。

4）齿轮的齿数选择：选小齿轮齿数25z 1=，10125040.4z i z 1122=⨯==。

齿数比040.425101u ==。

5）初选螺旋角： 初选螺旋角 15=β2、按齿面接触疲劳强度设计3d 2HPE1u 1u KT 109Z d ±ϕ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛σ≥I 1）确定公式内的各项数值○1载荷系数K ： “载荷系数αβ=K K K K K B A ，单通常可近似的取7.1~3.1K =。

当原动机为电动机等，工作机载荷平稳，且齿轮支撑对称布置时应取小值。

”（彭文生等，机械设计），试选载荷系数4.1K =。

○2弹性系数EZ ： 由表5-7（彭文生等，机械设计）选取材料的弹性影响系数MPa 8.189Z E =（大小齿轮均采用锻造）。

○3转矩IT ： 经前面计算的m 576N .25T ⋅=I○4齿宽系数dϕ： “当为软齿面时，齿轮相对于轴承对称布置时，4.1~8.0d =ϕ”（彭文生等，机械设计），试选齿宽系数1d =ϕ。

○5齿面许用接触应力HP σ：w N HlimHlimHP Z Z S σ=σ 式中：Hlim σ—齿轮的接触疲劳极限。

查图5-33（彭文生等，机械设计），550MPa Hlim1=σ，390MPa Hlim2=σ。

Hlim S —接触强度的最小安全系数。

“一般传动取2.1~0.1S Hlim =”（彭文生等，机械设计），取2.1S Hlim =。

N Z —接触疲劳强的计算的寿命系数，“一般1Z N =”（彭文生等，机械设计）。

w Z —工作硬化系数，“大齿轮的w Z 由图5-36查取，小齿轮的w Z 应略去”（彭文生等，机械设计），得1Z w2=。

333MPa .45812.1550Z S N Hlim Hlim1HP1=⨯=σ=σ 325MPa 112.1390Z Z S w N Hlim Hlim2HP2=⨯⨯=σ=σ ○6齿数比u ： 040.425101z z u 12===2）计算几何尺寸：○1计算小齿轮分度圆直径1d ： 981mm .444.04014.0401576.251.4333.458189.8109u 1u KT 109Z d 323d 12HP1E1=+⨯⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=±ϕ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛σ≥ ○2计算模nm ： 738mm .125cos15981.44z cos d m 11n =⨯=β=，取标准模数2m m m n =。

○3计算中心距a ： 445mm .130cos152)10125(22cos )z z (m a 21n =⨯+⨯=β+=为便于箱体加工和校验，取130mm a =。

○4按标准模数和中心距校正分度圆直径d ： 763mm .51cos15252cos z m d 1n 1=⨯=β=237m m .208763.511302d 2a d 12=-⨯=-=○5计算齿宽b ：763m m .51763.511d b 1d 2=⨯=ϕ=，取52m m b 2=763)m m .61~763.56()10~5(763.51)10m m ~5(b b 21=+=+=，取59m m b 1=。

3、按齿根弯曲疲劳进行校核：FP FS 12n 1F Y z bm 1900KT σ≤=σ 1）确定公式内的各项数值：○1载荷系数K ： 载荷系数4.1K =。

○2转矩1T ： 转矩m 576N .25T ⋅=I ，m 278N .101T ⋅=∏○3齿宽b ： 齿宽59m m b 1=，52m m b 2=。

○4标准模数nm ： 法面模数2m m m n =。

○5齿数z ： 齿数25z 1=，101z 2=。

○6齿形系数FSY ： 查图5-38（彭文生等，机械设计）得，3.4Y FS1=，95.3Y FS2=。

○7许用弯曲应力FPσ： N FlimFlimFP Y S σ=σ 式中：Flim σ—齿轮齿根的弯曲疲劳极限。

查图5-32（彭文生等，机械设计）， 330MPa Flim1=σ，220MPa Flim2=σ。

Flim S —弯曲强度的最小安全系数。

“一般传动取5.1~3.1S Flim =”（彭文生等，机械设计），取5.1S Flim =。

N Y —弯曲疲劳强的计算的寿命系数，“一般1Y N =”（彭文生等，机械设计）。

表5 高速级齿轮传动尺寸217~169HBS 。

4）齿轮的齿数选择：选小齿轮齿数24z 3=，616.7424109.3z i z 3344=⨯==，取75z 4=。

齿数比125.32475z z u 34===。

5）初选螺旋角： 初选螺旋角 15=β2、按齿面接触疲劳强度设计3d 2HPE3u 1u KT 109Z d ±ϕ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛σ≥∏ 1）确定公式内的各项数值○1载荷系数K ： “载荷系数αβ=K K K K K B A ，单通常可近似的取7.1~3.1K =。

当原动机为电动机等，工作机载荷平稳，且齿轮支撑对称布置时应取小值。

”（彭文生等，机械设计），试选载荷系数4.1K =。

○2弹性系数EZ ： 由表5-7（彭文生等，机械设计）选取材料的弹性影响系数MPa 8.189Z E =（大小齿轮均采用锻造）。

○3转矩∏T ： 经前面计算的m 278N .101T ⋅=∏○4齿宽系数dϕ： “当为软齿面时，齿轮相对于轴承对称布置时，4.1~8.0d =ϕ”（彭文生等，机械设计），试选齿宽系数1d =ϕ。

○5齿面许用接触应力HP σ：w N HlimHlimHP Z Z S σ=σ 式中：Hlim σ—齿轮的接触疲劳极限。

查图5-33（彭文生等，机械设计），550MPa Hlim3=σ，390MPa Hlim4=σ。

Hlim S —接触强度的最小安全系数。

“一般传动取2.1~0.1S Hlim =”（彭文生等，机械设计），取2.1S Hlim =。

N Z —接触疲劳强的计算的寿命系数，“一般1Z N =”（彭文生等，机械设计）。

w Z —工作硬化系数，“大齿轮的w Z 由图5-36查取，小齿轮的w Z 应略去”（彭文生等，机械设计），得1Z w4=。