机械设计课程设计说明书机械设计基础课程设计说明书课程名称：机械设计基础课程设计院别：汽车学院专业：汽车服务工程（师范）班级：12汽服师姓名：宁超华学号：2012095544009指导教师：张平教务处制二00八年十二月二十日§1机械设计课程设计任务书一、题目：设计一用于带式运输机上的两级圆柱齿轮减速器。
二、已知条件：原始数据：§2传动方案的分析F v1-电动机2-带传动3-减速器4-联轴器5-滚筒6-传送带214563§3电动机选择，传动系统运动和动力参数计算一、电动机的选择1.确定电动机类型按工作要求和条件,选用y 系列三相交流异步电动机。
2.确定电动机的容量（1）工作机卷筒上所需功率P w 和转速n wPw= Fv/1000 =4.16 kw n w =60v ×1000/πd=87.31 (2)电动机所需的输出功率为了计算电动机所需的输出功率P d ，先要确定从电动机到工作机之间的总功率η总。
设η1、η2、η3、η4、η5分别为弹性联轴器、2对闭式齿轮传动（设齿轮精度为7级）、3对滚动轴承、V 形带传动、工作机的效率，由[2]表1-7查得η1 =0.99，η2 =0.98，η3 =0.98，η4 =0.96，η5 =0.95,则传动装置的总效率为 η总=η1η22η33η4η5=0.82==总ηwd P P 5.103.选择电动机转速由[2]表13-2推荐的传动副传动比合理范围普通V带传动i带=2～4圆柱齿轮传动i齿=3～5则传动装置总传动比的合理范围为i总=i带×i齿1×i齿2i‘总=（2～4）×（3～5）×（3～5）=（18～100）电动机转速的可选范围为n d=i‘总×n w=（18～100）×n w=18n w～1000n w=1571.58～87310根据电动机所需功率和同步转速，查[2]表12-1，选择一电动机，常选择电动机的转速有1000或1500m inr，如无特殊需要，不选用750r/min以下的电动机。
选用同步转速为940选定电动机型号为Y112M-6二、传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配1.传动装置总传动比i总= n m / n w=10.77940/87.31式中n m----电动机满载转速，940r/min;n w----工作机的转速，87.31 r/min。
2.分配传动装置各级传动比i总=i带×i齿1×i齿2分配原则： （1）i 带＜i 齿（2）i 带=2～4 i 齿=3～5 i齿1=（1.3～1.5）i 齿2根据[2]表2-3，V 形带的传动比取i 带=2.6 ，则减速器的总传动比为 i = 11.00 圆柱齿轮减速器的传动比为 i 齿 = 4.23三、运动参数和动力参数计算1.各轴转速计算==m n n 0940n Ⅰ= n m / i 带 = 940/2.6=361.54n Ⅱ= n Ⅰ / i 齿1 = 361.54/4.23=85.472.各轴输入功率P 0= P d=5.10P Ⅰ= P d η4= 5.10x 0.96=4.89P Ⅱ= P Ⅰη2η3 =4.896x 0.98x 0.98=4.703.各轴输入转矩T 0 = 9550P d /n 0 =9550x5.10/940=51.81T Ⅰ = 9550P Ⅰ/n Ⅰ =9550x4.89/361.54=129.17T Ⅱ = 9550P Ⅱ/n Ⅱ = 9550x4.70/85.47=23.77表1 传动装置各轴运动参数和动力参数表§4传动零件的设计计算一、V带传动设计择带的型型带选择小带轮直径=1dd140查[1]表8-6及8-8 mm=1dd140确定大带轮直径2dd=带i1d d3641402.3699602＝⨯=dd查[1]表8-82dd=355mm2dd=355验算传动比iddii dd12-=∆%100⨯%5.2%1002.3699601403552.369960=⨯-=∆ii∆2.5%定中心距5初算带)(22210ddddaL++≈π2124)(adddd-+1.22785.7424)140355()355140(25.74222=⨯-++⨯+⨯=πLmm2278=L确定带的基准长d 查[1]表8-2因为1.2278=L，选用B型带取2240=dLmm=dL(10)计算实际中心距离2LLaa d-+≈45.72321.227822405.742=-+≈amm723=a小中心距（取整）(12)张紧或补偿伸长量所需最大中心axdLaa015.0max+=05.7576.3345.723max=+=ammm axa=757.05(13)验算3.57180121⨯--≈addddα1633.5745.7231403551801=⨯--≈α1=α的基本额定功0值法(15) 单根带额定功率的增0P查[1]表8-5b 插值法30.00=∆PkNP ∆=0.30 (16) 长度系数查[1]表8-2由2240=dL得00.1=LK=L K 1.00(17)95.0=αKαK二、渐开线直齿圆柱齿轮设计（一）直齿圆柱齿轮设计计算表2．材料选择查[1]表11-1小齿轮材料为45 （调质）， 齿面硬280HBS ，大齿轮材料为45（调质），齿面硬度为240HBS3．选择齿数Z)40~20(1=Z 12iZ Z =12Z Z U =Z1=23 Z2=23x4.23=98个Z1=23 Z2=984．按齿面接触强度设计1）载荷系数K查[1]11-3表K=1.2 （2）区域系数Z HZ H = 2.5Z H = 2.5(3)计算小齿轮传递的转矩T 1 1611055.9n P T ⨯＝2.36990.41055.961⨯⨯＝T=5101.27⨯Nm m1101.27⨯＝T(4)齿宽系数Фd由[1]表11-6Фd =0.8 (5)材料的弹性系数Z E由[1]表11- 4MPa1/2Z E =189.8(6) 齿轮接触疲劳强度极限lim H σ由[1]表11-1=1lim H σ600 =2lim H σ550MPa=1lim H σ600=2lim H σ550（7）计算接触疲劳强度许用取失效概率≤１％，查［1］[σ]= H 1lim σ =600 MPa宽B取 B 1=55 B 2=60 B 2=60（11）模数m11z d m =06.32345.70==m=m 3.065．按齿根弯曲强度设计（1）载荷系数K查[1]11-3表K=1.2 （2）齿形系数Y Fa根据齿数和由[1]图11-8 Y Fa1=2.8 Y Fa2=2.28Y Fa1=2.8 Y Fa2=2.28（3）应力校正系数Y Sa由[1]图11-9Y Sa1=1.58 Y Sa2=1.82Y Sa1=1.58 Y Sa2=1.82（4）齿轮的弯曲疲劳强度极限FE σ 由[1]表11-1=1FE σ420=2FE σ460 MPa=1FE σ420=2FE σ460（5）计算弯曲疲劳许用应力[σF ]取失效概率≤１％， 查［1］表11-5取弯曲疲劳安全系数S F ＝1.3 [σF ]1=323.083.14201==F FE S σ [σF ]2=85.3533.14602==F FE S σMPa [σF ]1=323.08[σF ]2=353.85 （6）计算大小齿轮的SaFa YY08.3238.258.1][111⨯=F Sa Fa Y Y σ111][F Sa Fa Y Y σ=0.0137（三）直齿轮设计参数表§5轴的设计计算减速器轴的结构草图一、Ⅰ轴的结构设计1．选择轴的材料及热处理方法查[1]表15-1选择轴的材料为优质碳素结构钢45；根据齿轮直径mm 100≤，热处理方法为正火。
2．确定轴的最小直径查[1]370P 的扭转强度估算轴的最小直径的公式：[]==⨯≥31103362.01055.9n P A n Pd τ=⨯354.36189.4103~12624.54~30.02再查 [1]表15-3，0126~103A=考虑键：有一个键，轴的直径加大5～7%，取6% (）24.54~（+d≥⨯=30.0231.82mm)~1(266%)3．确定各轴段直径并填于下表内4．选择轴承润滑方式，确定与轴长有关的参数。
查[2]215P ， 故选用 润滑。
将与轴长度有关的各参数填入下表 名称 依据 单位 确定结果 箱体壁厚δ 查 [2]158P 表11-18)03.0~025.0(≥∆+=a δmm=δ8地脚螺栓直径fd 及数目n 查[2]158P 表11-1264.1812174036.012036.0=+⨯=+=a d f mm查 [2]表3-13， 取fd ＝20，6,350=≤n a 故fd ＝206=n轴承旁联接螺栓直径1d查 [2]158P 表11-1152075.075.01=⨯==f d d查[2]表3-9，取1d ＝16mm1d ＝162轴承盖联接螺钉直径3d查 [2]158P 表11-210~820)5.0~4.0()5.0~4.0(3=⨯==fd dmm103=d 轴承盖厚度e 查 [2]表11-10106.982.12.13==⨯==e d e 取 mm10=e小齿轮端面距箱体内壁查 [2]204P82=≥∆δ，取2∆=10mmmm2∆=105.计算各轴段长度。
二、Ⅱ 轴的结构设计1．选择轴的材料及热处理方法查[1]表15-1选择轴的材料为优质碳素结构钢45；根据齿轮直径mm 100≤，热处理方法为正火回火。
2．确定轴的最小直径查[1]370P 的扭转强度估算轴的最小直径的公式：[]==⨯≥303362.01055.9ⅡⅡn P A n Pd τ91.47~17.3947.8570.4103~1263=⨯再查[1]表15-3，0126~103A=考虑键：有一个键，轴的直径加大5～7%，取6%mm 78.50~52.41%)61()91.47~17.39(）（=+⨯≥d3．确定各轴段直径并填于下表内名称 依据单位 确定结果1d根据选用联轴器为弹性套柱销联轴器型号LT8，取1d ＝55mmmm1d =552dmmd d d 66~7.6255)1.0~07.0(255)1.0~07.0(2112=⨯⨯+=+= 查[2]表7-12，取2d ＝65mmmm2d =65 3d考虑3d ＞2d ，选取7类轴承，选用轴承代号7014AC,3d =70mmmm3d =704d考虑轴承定位，取安装直径并查[2]表1-16，取4d =80mmmm4d =805d()()mmd d d 96~2.91791.0~07.02791.0~07.02445=⨯⨯+=⨯⨯+=4．选择轴承润滑方式，确定与轴长有关的参数。