一、课程设计目的与要求《机械设计》课程设计是机械设计课程的最后一个教案环节，其目的是：1）培养学生综合运用所学知识，结合生产实际分析解决机械工程问题的能力。

2）学习机械设计的一般方法，了解和掌握简单机械传动装置的设计过程和进行方式。

3）进行设计基本技能的训练，如计算、绘图、查阅资料、熟悉标准和规范。

要求学生在课程设计中1）能够树立正确的设计思想，力求所做设计合理、实用、经济；2）提倡独立思考，反对盲目抄袭和“闭门造车”两种错误倾向，反对知错不改，敷衍了事的作风。

3）掌握边画、边计算、边修改的设计过程，正确使用参考资料和标准规范。

4）要求图纸符合国家标准，计算说明书正确、书写工整，二、设计正文1.设计题目及原始数据设计带式输送机用二级齿轮减速器原始数据：1）输送带工作拉力F= 4660 N 。

2> 输送带工作速度v=0.63 m/s(允许输送带速度误差为±5％>；3）滚筒直径 D=300mm。

4> 滚筒效率η＝0.96< 包括滚筒和轴承的效率损失）；5）工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳；6）使用折旧期8年；7）动力来源：电力，三相交流，电压380V；8）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。

2．设计内容：1）传动装置的总体方案设计；选择电动机；计算运动和动力参数；传动零件的设计。

2）绘制装配图和零件图。

3）设计计算说明书一份，包括：确定传动装置的总体方案，选择电动机，计算运动和动力参数，传动零件的设计，轴、轴承、键的校核，联轴器的选择，箱体的设计等。

一 . 选择电动机；1.选择电动机(1> 选择 Y 系列三相异步电动机。

<2）电动机的容量由电动机至工作机的总效率为η=η1* η2* η3* η4* η5 式中各部分效率由设计资料查得：普通V 带的效率η1=0.96 ，一对滚动轴承的效率η2=0.99< 初选球轴承），闭式齿轮传动效率η3=0.97<初定 8 级），十字滑快联轴器的效率η4=0.97 ，卷筒传动效率η5=0.96 。

总效率为η=η1* η2* η3* η4* η5=0.96*0.994*0.973*0.96=0.808电动机所需功率为 Pd=(F*v>/(1000* η>=3.634kw (2>确定电动机的转速卷筒轴工作转速为nw=(60*1000*v>/(>=40.107r/min且初步估取电动机的额定功率为4kw又优先选用同步转速为 1000r/min 或 1500r/min 的电动机。

有设计资料电动机部分选用Y132M1-6或Y112M-4型电动机，同时查得Y132M1-6的满载转速为 960r/min, 总传动比i总 =nd/nw=960/40=24 ，过小，故不选。

综上所述，选取Y112M-4型电动机。

其主要性能见表电动机额定功满载转堵转转质量型号率速矩额定转矩Y112M- 4 1440 2.2 434外形和安装尺寸见下表；机座中心安装轴伸平外形尺寸号高尺寸尺寸键尺寸H A B D E F G lA A A*GD D C/2 D 112M 112 1 1 2 6 8 2 4 2 1 190 40 8 0 *7 4 00 65 15 90二分配各级传动比总传动比为1440/40.107=35.937由式 i=i1*i2,式中i1和i2分别为V带传动和减速器的传动比。

按传动比分配注意事项，i带〈i齿，初步取i带=2.99，i齿=i/i 带=35.937/2.99=12.019.又在减速器中，取i1=3,i2=4.006。

三 . 计算运动和动力参数<1）各轴转速：= /i 带=1440/2.99=481.605r/min =481.605/3=160.535ddr/min=160.535/4.006=40.074r/min卷筒轴Ⅳ==40.074r/min(2> 各轴的输入功率：=3.634*0.96=3.489kw*η2* η3=3.484*0.99*0.97=3.35kw*η2* η3=3.35*0.97*0.99=3.217kwpⅣ= * η2* η4=3.217*0.99*0.97=3.089kw(3> 各轴的输入转矩：69.185nm同理，=199.287nm,=766.640nmTⅣ=736.137nm将计算数值列于下表：轴号转速输入功率输入扭矩n<r/min ）P(kw> <N.m> 电动机轴1440Ⅰ轴481.605 3.489 69.185Ⅱ轴160.535 3.35 199.287Ⅲ轴40.074 3.217 766.640 Ⅳ轴40.074 3.089 736.137 四设计计算窄V 带传动1.确定计算功率 Pca由表查得工作情况系数KA=1.2，故Pca=KA*P=1.2*4=4.8kw： 2. 选取窄根据 Pca、由图 8-9< 课本上）确定选用 SPZ型 3.确定带轮基准直径由表 8-3 和表 8-7 取主动轮基 dd1=71mm根据式 8-15 ，从动轮基准直径dd2＝i*dd1=213mm按式 8-13 验算带的速度 :由公式得 V1=5.353m/s<35m/s.故带的速度合适。

4.确定窄 V 带的基准长度和传动中心距根据0.7*<dd1+dd2><a0<2*(dd1+dd2> ，初步确定中心距a0=400mm根据式 8-20 计算带所需的基准长度L'd=2*a0+0.5* п*(dd1+dd2>+(dd2-dd1>2/(4*a0>=1258.709mm由表 8-2 选带的基准长度Ld=1250mm按式 8-21 计算实际中心距 aa=a0+(Ld-L'd>/2=395.646mm5.验算主动轮上的包角α1=180-[(dd2- dd1>/a]*57o=159.363o>120o故主动轮上的包角合适。

6.计算窄 V 带的根数 Z由式 8-22 知： Z=Pca/[(PO+△PO>*Kα*KL]由 nm=1440r/min,dd1=71mm,i=3, 查表 8-5c 和 8-5d 得PO=1.237kw△PO=0.217kw查表 8-8 得 Kα=0.947 ，查表 8-2 得 KL=0.94则代入公式计算得： Z=3.709取 Z=4根7.计算预紧力 Fo由式 8-23 知查表得 q=0.07kg/m ，故Fo=185.819N8.计算作用在轴上的压轴力 Fp由式得：代入数据得：五减速器内传动零件的. 设计计算<一>高速齿轮组的设计与强度校核1)选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数A. 如上图所示，选用斜齿圆柱齿轮传动；B. 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8 级精度 <GB10095—88）；C. 材料选择。

由表 10—1 选择小齿轮材料为40<调质），硬度是 280HBS，大齿轮材料为 45 钢<调质），硬度为 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。

D.初选小齿轮齿数=24，大齿轮齿数为=4.006* =96.144，取=96。

E.初选螺旋角β=2>按齿面接触强度设计①确定公式内的数值A.试选=1.6 ，由图10—30选取区域系数=2.433B. 由图10—26 查得=0.78=0.88 所以=1.66C. 由表 10-7 选取齿宽系数=1D. 查表10—6 得材料的弹性影响系数=189.8E. 由图 10—21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为=600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限为=550MPaF.计算应力循环次数=60nj =60*1440*1*(2*8*300*10>=4.1472*同理=7.825*由图 10—19 查得接触疲劳寿命系数=0.9 ,=0.95G.计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数为 S=1 ，则=/S=540MPa=/S=522.5MPa所以=<540+522.5）/2=531.25MPaH.由以上计算知：小齿轮传递的转矩TⅠ=69.185Nm=69.185*103Nmm计算A. 由小齿轮分度圆直径=50.123mmB. 计算圆周速度v==1.264m/sC.计算齿宽 b 及模数b==50.123mm= 2.026mmh=2.25*=5.065mmb/h=9.896D.计算纵向重合度=0.318tan β=1.093E. 计算载荷系数 K已知使用系数=1，根据v=1.264m/s ， 8 级精度，由图 10-8 查得动载系数=1.14 ；由表 10-4 查得=1.15+0.18*(1+0.62>*2+0.31*10-3*b=1.804 。

查图 10-13 得 1.62 ；查表 10-3 得所以载荷系数 K ==2879F.按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径60.965mmG.计算模数2.4653>按齿根弯曲强度设计由式 10-17 ：确定计算参数A.计算载荷系数K = =2.586B. 由纵向重合度=1.903 ，查图10-28 得螺旋角影响系数=0.88C.计算当量齿数同理=105.089D.查取齿形系数由表10-5查得齿形系数592；176E. 查取应力校正系数6；=1.794F. 由图 10-20C 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；G 由图 10-18查得弯曲疲劳寿命系数；0.88H.计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数 S=1.4；则；同理=238.86MPa计算大、小齿轮的，并加以比较=0.01365=0.01632所以 , 大齿轮的数值大5)设计计算=1.716mm对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取=2.0mm，已可满个人收集整理资料，仅供交流学习，勿作商业用途足弯曲强度。

但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径60.965mm来计算应有的齿数。

于是有=29.577取=30则=u =120.18. 取=1204.几何尺寸计算1> 计算中心距a=154.592mm将中心距圆整为155mm 2）按圆整后的中心距修正螺旋角14.593o=14o35'35''因β值改变不多，故参数、、等不必修正。

3）计算大、小齿轮的分度圆直径62.000mm同理=248.001mm4>计算齿轮宽度b==62.000mm圆整后取65mm=70mm 此时传动比 i2=4,i带=2.99,i1=3.005，经修正后得：轴号转速输入功输入扭n<r/min ）率P(kw>矩<N.m> Ⅰ轴481.605 3.48969.185Ⅱ轴160.268 3.35 199.619Ⅲ轴40.067 3.217766.774Ⅳ轴40.067 3.089 736.266<二> 低速齿轮组的设计与强度校核1)选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数A. 如课本上图所示，选用直齿圆柱齿轮传动。