机械设计课程设计——设计计算说明书设计：指导教师：南京航空航天大学设计日期：目录设计任务书：第一章电动机的选择及运动参数的计算1．1 电动机的选择1．2 装置运动及动力参数计算第二章斜齿圆柱齿轮减速器的设计2.1 高速轴上的大小齿轮传动设计2.2 低速轴上的大小齿轮传动设计第三章轴的设计各轴轴径计算3.1 轴的选择与结构设计3．2 中间轴的校核第四章滚动轴承的选择及计算4.1 轴承的选择与结构设计4．2 深沟球轴承的寿命校核第五章键联接的选择及计算5．1 键的选择与结构设计5.2 键的校核第六章联轴器的选择及计算6.1 联轴器的选择和校核第七章润滑和密封方式的选择7.1 齿轮润滑7．2 滚动轴承的润滑第八章箱体及设计的结构设计和选择第九章减速器的附件9．1 窥视孔和视孔盖9．2 通气器9．3 轴承盖9.4 定位销9．5 油面指示装置9.6 放油孔和螺塞9.7 起盖螺钉9.8 起吊装置结束语参考文献机械课程设计任务书及传动方案的拟订一、设计任务书设计题目:二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器工作条件及生产条件: 该减速器用于带式运输机的传动装置。
工作时有轻微振动，经常满载，空载启动，单向运转，单班制工作。
运输带允许速度差为±5%。
减速器小批量生产，使用期限为5年（每年300天）。
二、传动方案的分析与拟定图1-1带式输送机传动方案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,再经连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斜齿圆柱齿轮传动。
一、电动机的选择1.1电动机的选择1.1.1电动机类型的选择电动机的类型根据动力源和工作条件,选用Y系列三相异步电动机。
1.1.2电动机功率的选择根据已知条件计算出工作机滚筒的转速为：=60000/3.14×300=63.694 r/min工作机所需要的有效功率为:=2600/1000=2.6 kW为了计算电动机的所需功率，先要确定从电动机到工作机之间的总效率。
设为弹性联轴器效率为0.99，为滚动轴承传动效率为0.99，为齿轮传动（8级）的效率为0.97，为滚筒的效率为0.96。
则传动装置的总效率为:0.851电动机所需的功率为:2.6/0.851=3.055kW在机械传动中常用同步转速为1500r/min和1000r/min的两种电动机，根据电动机所需功率和同步转速，由[2]P148表16-1查得电动机技术数据及计算总传动比如表3－1所示。
表1－1电动机技术数据及计算总传动比对以上两种方案进行相关计算，选择方案1较合适且方案1电动机质量最小，价格便宜。
选用方案1电动机型号Y112M-4，根据[2]P149表16-2查得电动机的主要参数如表3－2所示。
表1－2 Y112 M-4电动机主要参数1.2装置运动及动力参数计算1.2.1传动装置总传动比和分配各级传动比根据电动机的满载转速和滚筒转速可算出传动装置总传动比为：1440/63.964=22.61双级圆柱齿轮减速器分配到各级传动比为：①高速级的传动比为：===5.52②低速级的传动比为：=/=22.61/5.52=4.101.2.2传动装置的运动和动力参数计算：a) 各轴的转速计算：= =1440r/min= /=1440/5.52=260.870r/min=/=260.870/4.10=63.694r/min==63.694r/minb) 各轴的输入功率计算：==3.055 0.99=3.024kW==3.024 0.97 0.99=2.904kW==2.904 0.97 0.99=2.789kW==2.789 0.99 ×0.99=2.733kWc) 各轴的输入转矩计算：=955095503.055/1440=20.26N·m=×=20.26×0.99=20.06 N·m=×××=20.06×5.52×0.99×0.97=106.34 N·m=×××=106.34×4.10×0.99×0.67=418.69 N·m=××=418.69×0.99×0.99=410.36N·m由以上数据得各轴运动及动力参数见表1－3。
1－3 各轴运动及动力参数二、传动零件的设计计算斜齿圆柱齿轮减速器的设计选用标准斜齿圆柱齿轮传动。
标准结构参数压力角，齿顶高系数，顶隙系数。
2.1高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算1) 选择齿轮材料及热处理方式：由于软齿面齿轮用于齿轮尺寸紧凑性和精度要求不高，载荷不大的中低速场合。
根据设计要求现选软齿面组合：根据[1]P102表8-1得：小齿轮选择45钢调质,HBS =217～255；大齿轮选择45钢常化,HBS =162～217；此时两齿轮最小硬度差为217-162=55；比希望值略小些，可以初步试算。
2) 齿数的选择：现为软齿面齿轮，齿数以比根切齿数较多为宜，初选=23=× =5.5223=126.96取大齿轮齿数=127，则齿数比（即实际传动比）为=/=127/23=5.5217。
与原要求仅差(5.1328-5.1304)/5.1304=0.05%，故可以满足要求。
3) 选择螺旋角β：按经验，8°< <20°,现初选=13°4) 计算当量齿数，查齿形系数：z =z/cosβ=23/ cos 13°=24.8631z= z/cosβ=127/ cos 13°=137.30由[1]P111表8-8线性差值求得：5) 选择齿宽系数：由于减速器为展开式双级齿轮传动，所以齿轮相对支承只能为非对称简支结构，故齿宽系数不宜选得过大，参考[1]表8-5，选择为0.7～1.0，现选=0.86）选择载荷系数：参考[1]P106表8-3，由齿轮承受中等冲击载荷，选载荷系数K为1.2～1.6。
取K=1.3。
7）计算I号齿轮轴上的扭矩T I :9550000×3.024/1440=20100 N·mm8) 计算几何参数：tan=tan/ cos=tg20°/ cos13°=0.374=20.5158°=sin= sincos== sin13°×cos20°=0.213=12.2103°==1.68=1/z 1tg=1/3.141590.823tg13°=1.359) 按齿面接触疲劳强度设计：区域系数： 2.4414弹性影响系数: Z=189.8由[1]P109表8-6取安全系数S =1.0许用接触应力：小齿轮分度圆直径：计算法面模数mm=cosd/z=cos13° 36.513/23=1.53 mm10) 按齿根弯曲疲劳强度设计：计算螺旋角系数Y ,因＝1.35>1，按＝1计算得：Y＝1-＝1－1 ＝0.892计算齿形系数与许用应力之比值：Y/[]=2.7002/148.9744=0.018Y/[]=2.1365/137.1795=0.016由于Y /[]较大，用小齿轮的参数Y /[]代入公式，计算齿轮所需的法面模数：==1.07811) 决定模数由于设计的是软齿面闭式齿轮传动，其主要失效是齿面疲劳点蚀，若模数过小，也可能发生轮齿疲劳折断。
所以对比两次求出的结果，按接触疲劳强度所需的模数较大，齿轮易于发生点蚀破坏，即应以m n≥1.53mm为准。
根据标准模数表，暂定模数为：m=2.0mm12) 初算中心距：2.0(23+127)/2cos13°=154.004mm标准化后取a=154mm13) 修正螺旋角β按标准中心距修正β：14) 计算端面模数：15) 计算传动的其他尺寸：16) 计算齿面上的载荷：17) 选择精度等级齿轮的圆周转速：3.558 m/s对照[1]P107表8-4,因运输机为一般通用机械，故选齿轮精度等级为8级是合宜的。
18）齿轮图：2.2低速级斜齿圆柱齿轮的传动设计计算1) 选择齿轮材料及热处理方式：由于软齿面齿轮用于齿轮尺寸紧凑性和精度要求不高，载荷不大的中低速场合。
根据设计要求现选软齿面组合：根据[1]P102表8-1得：小齿轮选择45钢调质,HBS =217～255；大齿轮选择45钢常化,HBS =162～217；此时两齿轮最小硬度差为217-162=55；比希望值略小些，可以初步试算。
2) 齿数的选择：现为软齿面齿轮，齿数以比根切齿数较多为宜，初选=25==4.1025=102.5取大齿轮齿数z =103，则齿数比（即实际传动比）为=z/z 1=103/25=4.12。
与原要求仅差(4.12-4.10)/4.10=0.487%，故可以满足要求。
3) 选择螺旋角β：按经验，8°< <20°,现初选=12°4) 计算当量齿数，查齿形系数：z=1 /cos=25/ cos12°=26.709z= /cos=103/ cos12°=110.043由[1]P111表8-8线性差值求得：5) 选择齿宽系数：由于减速器为展开式双级齿轮传动，所以齿轮相对支承只能为非对称简支结构，故齿宽系数不宜选得过大，参考[1]表8-5，选择为0.7～1.15，现选=0.86）选择载荷系数：参考[1]P106表8-3，由齿轮承受中等冲击载荷，选载荷系数K为1.2～1.6。
取K=1.3。
7）计算II号齿轮轴上的扭矩T II:106300 N·m8) 计算几何参数：tan=tan/ cos=tan20°/ cos12°=0.372=20.415°=sin= sincos= sin12°cos20° =0.195=11.27°==1.68=1/z 1tan=1/3.141590.825tan12°=1.35 9) 按齿面接触疲劳强度设计：区域系数： Z==2.449弹性影响系数: Z=189.8K＝１＝450.000MPa S=1.0 许用接触应力：小齿轮分度圆直径：计算法面模数m :m=cosd/z=cos12° 64.868/25=2.53mm 10) 按齿根弯曲疲劳强度设计：计算螺旋角系数Y ,因＝1.35>1，按＝1计算得：Y＝1-＝1－1 ＝0.9083 计算齿形系数与许用应力之比值：Y/[]=2.585/144.846=0.0178Y/[]=2.174/134.615=0.016由于Y /[]较大，用大齿轮的参数Y /[]代入公式计算齿轮所需的法面模数：==1.77711) 按接触强度决定模数值，取m=2.5mm12) 初算中心距：a=m(z 1+ z)/2cos=2.5(25+103)/2cos12°=163.599 mm 标准化后取 a=164mm13) 修正螺旋角β：按标准中心距修正β：14) 计算端面模数：15) 计算传动的其他尺寸：16) 计算齿面上的载荷：齿轮的主要参数三、轴的结构设计和计算轴是组成机械的主要零件，它支撑其他回转件并传递转矩，同时它又通过轴承和机架连接。