课程设计报告 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学环节，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=300 mm;
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，
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课程设计报告 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。
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总效率为η=η1*η2*η3*η4*η5=0.96*0.99*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
nnw=(60*1000*v)/(?d)=40.107r/min 3tⅡ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 电动机型号 Y112M-4 4 1440 额定功率 满载转速 堵转转矩 额定转矩 2.2 43 质量 60*外形和安装尺寸见下表； 机座号 中心高 寸 H 112M 112 90 A 140 B 18 安装尺寸 D 20 E 6*7 轴伸尺寸 F*GD 84 G 200 l D 465 215 AC/2 190 AD 1A平键尺外形尺寸 二 分配各级传动比 总传动比为 i?nmn?1440?1440/40.107=35.937 ?18.5577.627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
r?带1440（1） 各轴转速：nⅠ=nm/i=1440/2.99=481.605r/min
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课程设计报告 nⅡ=
nⅠi11440?481.605/3=160.535ddr/min ?271.70r5.3minnⅢ=
nⅡi2271.70?160.535/4.006=40.074r/min ?77.628r3.5min卷筒轴 nⅢⅣ=nⅢ=40.074r/min
?5.3485*0.9925?5.3084(2) 各轴的输入功率：PⅠ?Pd?01=3.634*0.96=3.489kw PⅡ?P*η?12.3084*0.98*0.98?5.0982Ⅰ*2*?η53=3.484*0.99*0.97=3.35kw
PⅢ?PⅡ??5.0982*0.98*0.98?4.8963*η232*η3=3.35*0.97*0.99=3.217kw
pⅣ=PⅢ??5.0982*0.98*0.98?4.8963*ηP2*η234=3.217*0.99*0.97=3.089kw Ⅱ?PⅠnⅠ?69.185nm 35.2050Nm(3)各轴的输入转矩：TⅠ?9550?179.1969同理，TⅡ=199.287nm,
TⅢ=766.640nm ?602.355TⅣ =736.137nm
将计算数值列于下表：
轴号 电动机轴 Ⅰ轴 Ⅱ轴 Ⅲ轴 Ⅳ轴 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V带带型
转速n（r/min） 1440 481.605 160.535 40.074 40.074 输入功率P(kw) 3.489 3.35 3.217 3.089 输入扭矩（N.m) 69.185 199.287 766.640 736.137 3
课程设计报告 根据Pca、nⅠ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:
?dd1n1由公式
v1?(m/s)6000
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)
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a
a=a0+(Ld-L'd)/2=395.646mm
5.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 Fv2?：
?dd2n26000(m/s)0?12Feceefv?fv??1?1?qv2查表得q=0.07kg/m，故 Fo=185.819N
8.计算作用在轴上的压轴力Fp 由式得： Fp?2zF0cos?2?2zF0cos(?2??12)?2zF0sin?12代入数据得：Fp=1462.51N。 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40Cr（调质），硬度
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课程设计报告 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Z1=24，大齿轮齿数为Z2=4.006*Z1=96.144，取Z2=96。
E.初选螺旋角β=14?
2) 按齿面接触强度设计 d1t?32KtT1(u?1)ZHZE2()
?d?au[?H]① 确定公式内的数值
A. 试选 Kt=1.6，由图10—30选取区域系数 ZH=2.433 B. 由图10—26查得 ?a1=0.78 ?a2=0.88 所以 ?a =1.66 C. 由表10-7选取齿宽系数 ?d=1
D. 查表10—6 得材料的弹性影响系数 ZE=189.8 MPa12
E. 由图10—21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为
?Hlim1=600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限为 ?F. 计算应力循环次数
N1=60njLh=60*1440*1*(2*8*300*10)=4.1472*10
9Hlim2=550MPa
同理 N2=7.825*108
由图10—19 查得接触疲劳寿命系数 KHN1=0.9 , KHN2=0.95 G. 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 [?H]1 = KHN1?[?HHlim1/S=540MPa /S=522.5MPa
]2 = KHN2?Hlim2所以 [?H]=（540+522.5）/2=531.25MPa
H.由以上计算知：小齿轮传递的转矩 TⅠ=69.185Nm=69.185*10Nmm 3? 计算
A. 由小齿轮分度圆直径 d1t?32KtT1(u?1)ZHZE2()=50.123mm
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