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1、一、 课题：谷物运输机传动装置设计二、 目的1. 综合运用机械设计课程及其他先修课程的知识，分析和解决机械设计问题，进一步巩固，加深和拓宽所学的知识。2. 通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意识，熟悉掌握机械设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。3. 通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范，设计手册等有关设计资料，进行全面的机械设计基本技能的训练。三、 工作条件1 使用期限：10年，二班制（每年按360天计）。2 载荷平衡。3 运输物品：谷物。4 单向传动，转速误差不得超过5%。四、 原始数据1 运输带牵引力P：2200N2 运输带速度V：1.4m/s。3 滚筒
2、直径D：300mm。五、 设计计算内容1 运动参数的计算，电动机的选择；2 联轴器的选择；3 齿轮传动的设计计算；4 轴的设计与强度计算；5 滚动轴承的选择与强度校核；6 键的选择与强度校核。六、 设计任务1 减速器装配图总图一张（M1：1）；2 零件工作图四张（齿轮，轴，箱体，箱盖）。注： 1） 装配图底稿完成后，需经指导教师审阅同意后方可加深。2）设计计算说明书1份。七、 完成时间共3周（2007.12.172008.1.6）八、 参考资料1 互换性与技术测量，湖南大学出版社，徐学林主编。2007.32 机械制图（第四版），高等教育出版社，刘朝儒，彭福荫，高治一编3 机械设计课程设计.高等
3、教育出版社,（华中理工大学 王昆，重庆大学 何小柏，同济大学 汪信远 主编）2006.124 机械设计（第八版），高等教育出版社，濮良贵，纪名刚主编，2006年5月第八版；一、 拟定传动方案1、分析传动系统的工作情况 为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和拟定传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw，即 一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为11或16。故可以拟定出以二级传动为主的多种方案。根据传动要求：使用期限：10年，2班制（每年按360天计）；载荷平衡；运输物品：谷物；单向传动，转速误差不得超过5%
4、。故可以采用双级圆柱直齿轮传动方案。2、传动装置简图： 计算及说明结果方案额定功率（KW）满载转速（r/min）同步转速（r/min）电动机质量（kg）一Y132M1-64960100073二Y112M-441440150043由方案1算得总传动比接近12，并可使各圆柱齿轮传动比在36之间，因此选用第1种方案进行设计。二、计算总传动比并分配各级传动比1、传动装置总传比2、分配各级传动比 为了使两级的大齿轮有相近的浸油深度，高速级传动比和低速级传动可按下列方法分配： 则: 三、计算传动装置的运动和动力参数1、各轴转速电动机轴：第根轴：第根轴：第根轴： 计算及说明结果2、各轴输入功率电动机轴：第根
5、轴：第根轴：第根轴：3、各轴转矩第根轴：第根轴：第根轴：四、齿轮设计计算高速级齿轮：1，选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数， 按传动方案装置图，选用直齿圆柱齿轮传动。， 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。， 材料选择，小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS， 大齿轮材料为45号钢（调质），硬度为240HBS。， 选小齿轮齿数，则大齿轮齿数2，按齿面接触强度计算由设计计算公式（109a）计算，即3.36kw计算及说明结果1. 确定公式内的各计算值1）.试选载荷系数。2）.由表107选取齿宽系数。3）.由表106查得材料的弹性影响系数。4）.由图1021d按齿轮面硬度查得小
6、，大齿轮的接触疲劳强度极限分别为：。5).由式1013计算应力循环次数。6).由图1019取接触疲劳寿命系数。7）.计算接触疲劳许用力。取失效概率为1%，安全系数S1，由式（1012）得8).许用接触应力 计算及说明结果2.计算1).试算小齿轮分度圆直径，由计算公式2).计算圆周速度。3).计算齿宽及模数。4).计算载荷系数K。已知使用系数，根据，7级精度，由图108查得动载系数；由表103查得。故载荷系数 5).按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式（1010a）得计算及说明结果 6).计算模数。 3，按齿根弯曲强度设计由式（105）得弯曲强度的设计公式为：，确定计算参数1.计算载荷系数
7、。 3.查取齿形系数。由表105查得 4.查取应力校正系数。由表105查得 5.由图1020c查得小，大齿轮弯曲疲劳强度极限分别为 6.由图1018取弯曲疲劳寿命系数：7.计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数，由式（1012）得计算及说明结果8.计算大，小齿轮的并加以比较。大齿轮的数值大。，设计计算 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模数，取，已可满足弯曲强度。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来计算应有的齿数。于是由取，则，取904，几何尺寸计算，计算分度圆直径，计算中心距，计算齿轮宽度90计算及说明结果 取。验算 ，合适
8、。低速级：1，选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数，按传动方案装置图，选用直齿圆柱齿轮传动。运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。，材料选择，小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为350HBS， 大齿轮材料为45号钢（调质），硬度为300HBS。，选小齿轮齿数，则大齿轮齿数。2，按齿面接触强度计算由设计计算公式（109a）计算，即1. 确定公式内的各计算1. 试选载荷系数。2.由表107选取齿宽系数。3.由表106查得材料的弹性影响系数。4.由图1021d按齿轮面硬度查得小，大齿轮的接触疲劳强度计算及说明结果极限分别为：。5.由图1019取接触疲劳寿命系数。6.计算接疲劳许用力。取失效概
9、率为1%，安全系数S1，由式（1012）得7.许用接触应力 2. 计算1.试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得 2.计算圆周速度。 3.计算齿宽及模数。计算及说明结果 4.计算载荷系数K。已知使用系数，根据，7级精度，由图108查得动载系数；由表103查得。故载荷系数 5.按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式（1010a）得：6.计算模数。 3，按齿根弯曲强度设计由式（105），确定计算参数1.计算载荷系数。 2.查取齿形系数。计算及说明结果由表105查得 3.查取应力校正系数。由表105查得 4.由图1020c查得小，大齿轮弯曲疲劳强度极限分别为 5.由图1018取弯曲疲劳寿命系数：6.
10、计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数，由式（1012）得9.计算大，小齿轮的并加以比较。大齿轮的数值较大。，设计计算 取2.52.5计算及说明结果对比计算结果，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模数，取，已可满足弯曲强度。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来计算应有的齿数。于是由取，则4，几何尺寸计算，计算分度圆直径，计算中心距，计算齿轮宽度 取。5.各个齿轮参数：参数 齿轮齿轮1齿轮2齿轮3齿轮4齿数z25902884齿顶d5018070210齿宽b55507570齿全高h4.54.54.54.5模数m222.52.5中心距a11514
11、070210140计算及说明结果六、轴的设计1，初步确定轴的最小直径 选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表153，取A0 105，则有： 第根轴：第根轴：第根轴： 2，轴的结构设计 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度（以第根低速级轴为例） 联轴器的计算转矩：查标准GB501485，选用HL3型弹性柱销联轴器，其公称扭矩为630Nm。半联轴器的孔。故取，半联轴器与轴配合的毂孔长度。为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上面不压在轴的端面上，故12段的长度应比略短一些，现取。为了满足半联轴器的定位要求，12轴段右端需制出一轴肩，故取12段直径。初选滚动轴承。按工作要求，查标准：GB27689，选取
12、中窄(3)系列深沟球滚子计算及说明结果轴承6310。其尺寸为：，则为了使左端轴承定位压紧，则取，而。取安装齿轮的一段，齿轮右端与右轴承之间采用套筒定位，已知齿轮轮毂宽度为75mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，故取。齿轮的左端采用轴肩定位，轴肩高度，故取。3，轴上零件的周向定位 齿轮，半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按由表61查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为44mm，配合为；同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为，半联轴器与轴的配合为。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证，此处选轴的直径尺寸公差为m6。4，求轴上的载荷 由力平衡有：计算及说明结果受力如图：；选材为45号钢调质处理
13、，所以查表有： ； 计算及说明结果所以，危险截面为截面B；而此处，总弯矩：扭 矩：5，按弯曲合成应力校核轴的强度 校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度，以轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力 已知轴的材料为45钢，调质处理，由表151查得，因此，故安全。6，校核轴的疲劳强度（1） 判断危险截面从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面和处过盈配合引起的应力集中最严重；从受载的情况来看，截面B上的应力最大，但应力集中不大，而且这里轴的直径最大，故不必校核。由第三章附录可知，键槽的应力集中系数比过盈配合的小，因而该轴只需校核截计算及说明结果面左右两侧即可。（2） 截面左侧抗弯截
14、面系数W=0.1d3=0.1723=37324.8mm3 抗扭截面系数WT=0.2d3=0.2723=74649.6mm3 截面左侧的弯矩M为：M=389190300678.6NmmT=38900 Nmm轴的材料为45钢，调质处理。由表15-1查得=640=275Mpa, =155因r/d=3/60=0.033，D/d=72/60=1.2按附表3-2经插值后查得a=1.84，a=1.59；又由附图3-1可得轴的材料敏性系数为q=0.84，q=0.88。故按式（附表3-4）可知：k=1+q（a-1）=1+0.84（1.84-1）=1.71；k=1+q（a-1）=1+0.88（1.59-1）=1.
15、52由附图3-2和3-3可知尺寸系数=0.65，扭转尺寸系数=0.84。轴按磨削加工，由附图3-4得表面质量系数为=0.92轴未经表面强化处理，即q=1，按式（3-12）和（3-12a）得综合系数为K= k/+1/-1=1.71/0.65+1/0.92-1=2.72K= k/+1/-1=1.52/0.84+1/0.92-1=1.90又由3-1和3-2得碳钢的特性系数=0.1-0.2，取=0.1计算及说明结果=0.05-0.1，取=0.05于是按式（15-6）（15-8）计算安全系数得S=20.1S=10Sca= =8.95S=1.5故可知其安全。（3）.截面右侧抗弯截面系数W=0.1d3=0.
16、1723=37324.8mm3 抗扭截面系数WT=0.2d3=0.2723=74649.6mm3 截面右侧的弯矩M为：M=194869300678.6NmmT=38900 Nmm轴的材料为45钢，调质处理。由表15-1查得=640=275Mpa, =155因r/d=3/65=0.046，D/d=65/55=1.18按附表3-2经插值后查得a=1.84，a=1.59；又由附图3-1可得轴的材料敏性系数为q=0.84，q=0.88。故按式（附表3-4）可知：k=1+q（a-1）=1+0.84（1.84-1）=1.71；计算及说明结果k=1+q（a-1）=1+0.88（1.59-1）=1.52由附图
17、3-2和3-3可知尺寸系数=0.65，扭转尺寸系数=0.84。轴按磨削加工，由附图3-4得表面质量系数为=0.92轴未经表面强化处理，即q=1，按式（3-12）和（3-12a）得综合系数为K= k/+1/-1=1.71/0.65+1/0.92-1=4.27K= k/+1/-1=1.52/0.84+1/0.92-1=3.44又由3-1和3-2得碳钢的特性系数=0.1-0.2，取=0.1 =0.05-0.1，取=0.05于是按式（15-6）（15-8）计算安全系数得S=16.56S=9.51Sca= =8.25S=1.5故可知其安全。七、润滑与密封、润滑： 齿轮采用浸油润滑。参考1P245。当齿轮
18、圆周速度时，圆柱齿轮浸入油的深度约一个齿高，三分之一齿轮半径，大齿轮的齿顶到油底面的距离3060mm。参考1P310。轴承润滑采用润滑脂，润滑脂的加入量为轴承空隙体积的，采用稠度较小润滑脂。、密封：Sca=8.25计算及说明结果防止外界的灰尘、水分等侵入轴承，并阻止润滑剂的漏失。查4P383表10-37，高低速轴密封圈为：唇形密封圈（FB型）GB/T9877.1-1998。八、减速器的箱体和附件的设计：1、箱体：用来支持旋转轴和轴上零件，并为轴上传动零件提供封闭工作空间，防止外界灰砂侵入和润滑剂逸出，并起油箱作用，保证传动零件啮合过程良好的润滑。 材料为：HT200。加工方式如下： 加工工艺路
19、线：铸造毛坯时效油漆划线粗精加工基准面粗、精加工各平面粗、半精加工各主要加工孔精加工主要孔粗、精加工各次要孔加工各紧固孔、油孔等去毛刺清洗检验2、箱体的结构尺寸：（机械设计课程设计手册p17）箱座壁厚：，所以，取。 箱盖壁厚：， 所以，取。箱座、箱盖、箱底座凸缘的厚度：箱座、箱盖的肋厚：地脚螺钉的直径：df=0.036a+12,取M16；因a=160mm所以地脚螺钉的数目为6个。轴承旁联接螺栓的直径：d1=0.75df=15mm,取M12箱盖、箱座联接螺栓的直径：d2=0.5df=12，。mm取M14；L=160mm轴承盖外径：（其中，D为轴承外径，为轴承盖螺钉的直径）。（见表9-9，表9-1
20、0）中心高：HRa+40+20;取180mm轴承盖螺钉的直径：数目：4；窥视孔盖板螺钉的直径：，取M6。计算及说明结果至箱外壁的距离：C1f=26mm,C11=22mm,C12=16mm至凸缘边缘的距离C2f=24mm,C21=20mm,C22=14mm轴承旁凸台的半径：，h由结构确定。外箱壁到轴承座端面的距离：l1=C1+C2+10=53mm齿轮顶圆与内箱壁距离：，取：144mm齿轮端面与内箱壁距离：，取：。3、附件：包括窥视孔及窥视孔盖、通气器、轴承盖、定位销、启箱螺钉、油标、放油孔及放油螺塞、起吊装置。九、滚动轴承的选择和强度校核、初选轴承：高速轴：6303, dDB=174714中间轴
21、：6306, dDB=307219低速轴：6310, dDB=5011027轴承端盖外径：高速轴：D2=D+5d3=47+58=87mm中间轴：D2=D+5d3=72+58=112mm低速轴：D2=D+5d3=110+58=150mm、轴承使用寿命的计算（Lh=t=48000h,n=960r/min）高速轴轴承：选用6303，Cr=10.5kN,Cor=6.55kNFrA=155.9N计算及说明结果FtA=428.7N径向当量动负荷：Pr=Fr=456.2N径向当量静负荷：P0r= Fr=456.2N所以由式故可满足预期寿命的要求。中间轴轴承：选用6306，Cr=20.8kN,Cor=14.2
22、kNFrA=423.8NFtA=1164N径向当量动负荷：Pr=Fr=1238.8N径向当量静负荷：P0r= Fr=1238.8N所以由式故可满足预期寿命的要求。低速轴轴承：选用6310，Cr=47.5kN,Cor=35.6kNFrA=3480NFtA=1396N径向当量动负荷：Pr=fpFr=1.23480=4176N计算及说明结果径向当量静负荷：P0r= Fr=1396N 所以由式h48000h故可满足预期寿命的要求。十、键连接的选择和校核计算型号扭矩T（Nm）直径d工作长度（l=L-b） K=0.5h高速轴551454.22 1314321.2MPa中间轴12840175.6 42404
23、.5 51.3MPa低速轴12856517.20 60506 57.3MPa1284445444.5 58.5MPa由于键采用静联接，冲击轻微，且其材料为钢，由表6-2可知=（100120），所以上述各键皆为安全的。十一、零件图设计（一）、零件图的作用： 作用：计算及说明结果1、反映设计者的意图，是设计、生产部门组织设计、生产的重要技术文件。 2、表达机器或部件运载零件的要求，是制造和检验零件的依据。（二）、零件图的内容及绘制：1、选择和布置视图：（1）、轴：采用主视图和剖视图。主视图按轴线水平布置，再在键槽处的剖面视图。（2）、齿轮：采用主视图和侧视图。主视图按轴线水平布置（全剖），反映基本
24、形状；侧视图反映轮廓、辐板、键槽等。2、合理标注尺寸及偏差：（1）、轴：参考3P113，径向尺寸以轴线为基准标注，有配合处径向尺寸应标尺寸偏差；轴向尺寸以轴孔配合端面及轴端面为基准，反映加工要求，不允许出现封闭尺寸链。（2）、齿轮：参考3P116117：径向尺寸以轴线为基准，轴孔、齿顶圆应标相应的尺寸偏差；轴向尺寸以端面为基准，键槽尺寸应相应标出尺寸偏差。4、合理标注形状和位置公差：（1）、轴：取公差等级为6级，查3P115表8-2，及1P103表6-16，P104表6-18并参考3P119图8-5轴求得形位公差推荐标注项目有圆柱度、圆跳动度、对称度。（2）、齿轮：取公差等级为8级。查3P11
25、7表8-4及1P103表6-16，P104表6-18并参考3P121图8-7求得形位公差。推荐标注项目有圆柱度、圆跳动度、对称度。5、合理标注表面粗糙度：（1）、轴：查3P115表8-1轴加工表面粗糙度Ra荐用值。、与传动件及联轴器等轮毂相配合的表面取1.6。、与滚动轴承相配合的表面，轴承内径d80mm取1.0.、与传动件及联轴器相配合的轴肩端面取3.2。、平键键槽工作面取3.2，非工作面取6.3。、与滚动轴承相配合的轴肩端面，d80mm的取2.0.（2）、齿轮：查3P117表8-3齿轮表面粗糙度Ra荐用值。、齿轮工作面、齿顶圆、与轴肩配合的端面取3.2。、轴孔取1.6、平键键槽取3.2（工作
26、面）；12.5（非工作面）6技术要求：（1）、轴：调质处理217255HBS（2）、齿轮：正火处理162217HBS7、标题栏：参考2P8图1-9。十二、完成装配图：（1）、标注尺寸：参考3，标注尺寸反映其的特性、配合、外形、安装尺寸。（2）、零件编号（序号）：由重要零件，按顺时针方向依次编号，并对齐。（3）、技术要求：参考3P107110（4）、审图（5）、加深十四、设计小结由于时间紧迫，所以这次的设计存在许多缺点，比如说箱体结构庞大，重量也很大。齿轮的计算不够精确等等缺陷，我相信，通过这次的实践，能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作，有能力设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的设备。 （注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）