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機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 單級(jí)圓柱直齒齒輪減速器 一、目的任務(wù) 1、通過機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他有關(guān)先修課程的理論和實(shí)際知識(shí)，使所學(xué)知識(shí)進(jìn)一步鞏固、深化和發(fā)展。 2、讓學(xué)生了解機(jī)械設(shè)計(jì)的基本過程、一般方法和設(shè)計(jì)思路，能夠初步根據(jù)要求進(jìn)行傳動(dòng)裝置的方案設(shè)計(jì)和主要傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)，并繪制總裝配圖和主要零件工作圖。 3、培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的設(shè)計(jì)思想和分析問題、解決問題的能力。 4、培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能，如：計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料與手冊(cè)，熟悉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。 5、為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)和工作打下良好的基礎(chǔ)。 二、設(shè)計(jì)內(nèi)容 1．已知條件： 1）帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖： 2）工作條件：?jiǎn)蜗蜻\(yùn)轉(zhuǎn)，輕微振動(dòng)，空載啟動(dòng)，兩班制（每班8小時(shí)），使用年限10年，每年250天，允許滾筒轉(zhuǎn)速誤差為5%。 3）原始數(shù)據(jù)： 組別 卷筒圓周拉力F(N) 卷筒轉(zhuǎn)速n(r/min) 卷筒直徑D(mm) 46 3600 260 280 2．設(shè)計(jì)內(nèi)容 完成傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制傳動(dòng)系統(tǒng)的裝配圖和主要零件工作圖，編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 三、時(shí)間安排 本次課程設(shè)計(jì)大體可按以下幾個(gè)步驟及進(jìn)度進(jìn)行： 1、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備（約占總設(shè)計(jì)時(shí)間的5％） 閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)要求，工作條件，內(nèi)容和步驟；通過參觀或減速器拆裝實(shí)驗(yàn)，了解設(shè)計(jì)對(duì)象；閱讀有關(guān)資料，明確進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的方法，并初步擬定設(shè)計(jì)計(jì)劃。 2、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)（約占總設(shè)計(jì)時(shí)間的10％） 分析和選定傳動(dòng)裝置的方案（已給定）；選擇電動(dòng)機(jī)；確定總傳動(dòng)比分配和各級(jí)傳動(dòng)比；計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩和功率；畫傳動(dòng)裝置方案簡(jiǎn)圖。 3、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算（約占總設(shè)計(jì)時(shí)間的10％） 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)及幾何尺寸的計(jì)算（主要包括：帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)等）。 4、裝配工作草圖的繪制及軸、軸承、箱體等零部件的設(shè)計(jì)（約占總設(shè)計(jì)時(shí)間的35％） （1）軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算（包括聯(lián)軸器的選擇和鍵的選擇）。 （2）滾動(dòng)軸承的選擇、壽命校核及組合設(shè)計(jì)。 （3）減速器的潤(rùn)滑和密封。 （4）箱體的設(shè)計(jì)及減速器附件設(shè)計(jì)（窺視孔蓋和窺視孔、放油螺塞、油標(biāo)、通氣器、啟蓋螺釘、定位銷、吊環(huán)或吊鉤等）。 5、裝配圖的繪制（約占總設(shè)計(jì)時(shí)間的15％） 6、零件工作圖的繪制（約占總設(shè)計(jì)時(shí)間的5％） 7、編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(約占總設(shè)計(jì)時(shí)間的15％ ) 8、整理、檢查、修改設(shè)計(jì)資料，答辯、上交設(shè)計(jì)資料（約占總設(shè)計(jì)時(shí)間的5％） 四、設(shè)計(jì)工作要求 每個(gè)學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成整個(gè)設(shè)計(jì)，答辯并上交以下資料： 1、減速器裝配圖一張（A1圖紙，手繪）。 2、零件工作圖一張（齒輪或軸）（A3圖紙，機(jī)繪）。 3、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份（封面及內(nèi)容書寫格式要規(guī)范）。 4、將圖紙裝訂在說(shuō)明書后面，一起裝訂成冊(cè)。 五、成績(jī)?cè)u(píng)定 (1) 考核方式 根據(jù)學(xué)生課題設(shè)計(jì)平時(shí)的工作態(tài)度、設(shè)計(jì)方案、圖紙及設(shè)計(jì)說(shuō)明書的質(zhì)量、獨(dú)立完成工作能力，設(shè)計(jì)完成后應(yīng)進(jìn)行答辯，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)。指導(dǎo)教師應(yīng)引導(dǎo)同學(xué)對(duì)設(shè)計(jì)中的問題進(jìn)行研討，直至得出正確答案。同時(shí)考察同學(xué)的理論設(shè)計(jì)能力。課程設(shè)計(jì)成績(jī)應(yīng)根據(jù)上交設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量、平時(shí)成績(jī)和答辯成績(jī)綜合評(píng)定。 按照優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五級(jí)分制考核評(píng)定。 (2) 成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 序號(hào) 項(xiàng)目 項(xiàng)目?jī)?nèi)容 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 100～90（優(yōu)） 89～ 80（良） 79～70（中） 69～60 （及格） <60 （不及格） １ 出勤 出勤與遵守紀(jì)律的情況 全勤、無(wú)請(qǐng)假和遲到早退 無(wú)遲到早退，有病事假 教師點(diǎn)名一次不到 教師點(diǎn)名二次不到 教師點(diǎn)名三次不到 ２ 工作量 完成設(shè)計(jì)任務(wù)的比例 按設(shè)計(jì)任務(wù)書要求完成所有的工作量 基本按設(shè)計(jì)任務(wù)書要求完成工作量 能完成所有的工作量，部分不能滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書要求 能完成所有的工作量，但不能滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書要求 不能完成工作量或完全不滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書要求 ３ 設(shè)計(jì)能力 綜合運(yùn)用理論知識(shí)，計(jì)算機(jī)技能和外語(yǔ)的能力；獨(dú)立思考和處理工程實(shí)際問題的能力 在問題研究中有綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)以及計(jì)算機(jī)、英語(yǔ)等各方面的能力，有獨(dú)到的個(gè)人見解，學(xué)術(shù)性較強(qiáng) 有運(yùn)用專業(yè)理論以及計(jì)算機(jī)、英語(yǔ)等各方面能力；有較好的理論基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)，有一定的個(gè)人見解和學(xué)術(shù)性 基礎(chǔ)知識(shí)和綜合能力一般，但能獨(dú)立完成設(shè)計(jì)、能從個(gè)人角度分析和解決問題 基礎(chǔ)知識(shí)和綜合能力較差，經(jīng)過努力可在教師指導(dǎo)下完成設(shè)計(jì)，無(wú)明顯的個(gè)人見解 缺乏應(yīng)有的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和綜合能力，不能獨(dú)立完成設(shè)計(jì)，結(jié)論觀點(diǎn)有錯(cuò)誤，或有抄襲部分的行為 ４ 回答問題 設(shè)計(jì)中回答指導(dǎo)教師的提問的正確性和全面性 全面、正確回答出教師所提的問題 回答問題基本正確而且比較全面 能回答出教師所提的問題，大部分回答正確 所提的部分問題不能回答或回答錯(cuò)誤 不能回答教師所提問題 ５ 設(shè)計(jì)說(shuō)明書和圖紙的質(zhì)量 文字表達(dá)、圖、表和說(shuō)明書質(zhì)量 理論分析準(zhǔn)確，邏輯嚴(yán)密，層次清楚，結(jié)構(gòu)合理，語(yǔ)言流暢，圖表清晰、正確；設(shè)計(jì)說(shuō)明書格式符合要求，打印清晰漂亮，無(wú)錯(cuò)別字，達(dá)到正式出版物水平 理論分析恰當(dāng)，條理清楚，層次比較清楚，語(yǔ)言通順。能用圖表反映問題。說(shuō)明書格式基本符合要求，有個(gè)別錯(cuò)誤，打印清楚，基本達(dá)到正式出版物水平 條理清楚，有一定的分析能力和說(shuō)服力，有少許語(yǔ)病。說(shuō)明書內(nèi)容提要和正文基本符合要求，但注釋和參考文獻(xiàn)格式不規(guī)范，打印基本清晰 內(nèi)容陳述較為清楚，但分析不夠，個(gè)別地方語(yǔ)言不通順。圖表有錯(cuò)誤；正文基本規(guī)范，但不符合學(xué)校規(guī)定的要求 分析能力差，論證不準(zhǔn)確，材料簡(jiǎn)單堆砌。缺少圖表，語(yǔ)言不準(zhǔn)確，格式不規(guī)范，打印不清晰 六、參考文獻(xiàn) 1、龍振宇主編. 機(jī)械設(shè)計(jì). 機(jī)械工業(yè)出版社，2002年 2、汝元功，唐照民主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 高等教育出版社，1995年 3、周元康，林昌華等編著，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指書. 重慶大學(xué)出版社，2001年 4、其它《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》及《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》等書籍。 目 錄 第一章 設(shè)計(jì)要求 1 1.1 原始數(shù)據(jù) 1 1.2 工作條件 1 1.3 傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖 1 第二章 電動(dòng)機(jī)選定及各傳動(dòng)軸的計(jì)算 2 2.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 2 2.1.1選擇電動(dòng)機(jī)類型 2 2.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)容量 2 2.1.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 2 2.1.4 選定電動(dòng)機(jī) 3 2.2 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配 3 2.2.1 計(jì)算總傳動(dòng)比 3 2.2.2 分配各級(jí)傳動(dòng)比 3 2.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 3 2.3.1 各軸轉(zhuǎn)速n 3 2.3.2 各軸輸入功率P 4 2.3.3 各軸輸出轉(zhuǎn)矩 4 第三章 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 5 3.1 V帶傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算 5 3.1.1 V帶帶型選擇 5 3.1.2 大、小帶輪基準(zhǔn)直徑確定及帶速驗(yàn)算 5 3.1.3 確定V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心距a 5 3.1.4 驗(yàn)算小帶輪上包角 6 3.1.5 計(jì)算帶的根數(shù) 6 3.2 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 第四章 齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 7 4.1 選擇齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 7 4.1.1 齒輪精度選擇 7 4.1.2 齒輪材料選擇 7 4.1.3 齒輪齒數(shù)確定 7 4.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 7 4.2.1 試算分度圓直徑 7 4.2.2 調(diào)整小齒輪分度圓直徑 8 4.3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 9 4.3.1 試算模數(shù) 9 4.3.2 調(diào)整齒輪模數(shù) 10 4.4 齒輪相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算 11 4.4.1 齒輪的幾何尺寸計(jì)算 11 4.4.2 齒輪受力分析 12 第五章 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 13 5.1 輸出軸設(shè)計(jì)計(jì)算 13 5.1.1 計(jì)算輸出軸最小直徑 13 5.1.2 輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 5.2 輸入軸設(shè)計(jì)計(jì)算 14 5.2.1 計(jì)算輸入軸最小直徑 14 5.2.2 輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 第六章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇及校驗(yàn)計(jì)算 17 6.1 軸承的確定及校核 17 6.1.1 對(duì)輸出軸上滾動(dòng)軸承進(jìn)行壽命校核 17 6.1.2 對(duì)輸入軸上滾動(dòng)軸承進(jìn)行壽命校核 17 6.2 鍵的選用和校核 18 6.2.1 輸出軸上鍵的選用與校核 18 6.2.2 輸入軸上鍵的選用與校核 18 6.3 聯(lián)軸器的校核 18 第七章 減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸確定 20 設(shè) 計(jì) 總 結(jié) 22 參 考 文 獻(xiàn) 23 第1章 設(shè)計(jì)要求 1.1 原始數(shù)據(jù) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，帶式運(yùn)輸機(jī)原始設(shè)計(jì)參數(shù)如表1-1所示。 表1-1 設(shè)計(jì)參數(shù) 卷筒圓周拉力F(N) 卷筒轉(zhuǎn)速n(r/min) 卷筒直徑D(mm) 3600 260 280 1.2 工作條件 單向運(yùn)轉(zhuǎn)，輕微振動(dòng)，空載啟動(dòng)，兩班制（每班8小時(shí)），使用年限10年，每年250天，允許滾筒轉(zhuǎn)速誤差為5%。 1.3 傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖 帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)示意如圖1-1所示 圖1-1 傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖  第2章 電動(dòng)機(jī)選定及各傳動(dòng)軸的計(jì)算 2.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 2.1.1選擇電動(dòng)機(jī)類型 選用Y型全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，其具有防止灰塵或其他雜物侵入的特點(diǎn)。可采用全壓或降壓?jiǎn)?dòng)。 2.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)容量 工作機(jī)所需功率為 （2-1） 輸送帶速度 （2-2） 式中：——工作機(jī)阻力，N ——卷筒直徑，mm ——卷筒轉(zhuǎn)速，r/min 由式（2-1）（2-2）計(jì)算出工作機(jī)所需功率 電動(dòng)機(jī)所需輸出功率為 （2-3） 式中： ——電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)總效率 參考“機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[1]”表2.4，確定各部分傳動(dòng)效率為:V帶傳動(dòng)效率，滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率（一對(duì)），齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)效率，聯(lián)軸器傳動(dòng)效率，根據(jù)帶式運(yùn)輸機(jī)工作機(jī)的類型，可取工作機(jī)效率；代入得 計(jì)算出電機(jī)所需功率為 由于電動(dòng)機(jī)額定功率需大于電動(dòng)機(jī)所需功率，參考“機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[1]”表20.1，選定電動(dòng)機(jī)額定功率。 2.1.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 參考“機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[1]”表2.1，知V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比推薦范圍為2～4，單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍為3～6。 故總傳動(dòng)比推薦范圍為。 已知卷筒工作轉(zhuǎn)速，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的推薦范圍為。 2.1.4 選定電動(dòng)機(jī) 參照推薦數(shù)值，根據(jù)電動(dòng)機(jī)額定功率與電動(dòng)機(jī)推薦轉(zhuǎn)速范圍，參考“機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[1]”表20.1，選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160L—2。其相關(guān)參數(shù)如表2-1。 表2-1 電動(dòng)機(jī)型號(hào)及相關(guān)參數(shù) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率（kw） 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min） 堵載轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 滿載轉(zhuǎn)速 同步轉(zhuǎn)速 Y160L—2 18.5 2930 3000 2.0 2.2 2.2 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配 2.2.1 計(jì)算總傳動(dòng)比 由電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和卷筒軸轉(zhuǎn)速確定傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為： 2.2.2 分配各級(jí)傳動(dòng)比 對(duì)各級(jí)傳動(dòng)比的取值應(yīng)在推薦值范圍內(nèi)，不應(yīng)超過最大值；且為了使各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)外輪廓尺寸不過大，要保證各級(jí)傳動(dòng)尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)均勻合理。 由于總傳動(dòng)比等于V帶傳動(dòng)比與減速器齒輪傳動(dòng)比的乘積，分配傳動(dòng)比時(shí)要考慮V帶滑動(dòng)率及齒輪齒數(shù)的取值，綜合考慮于是對(duì)V帶傳動(dòng)比取值，則減速器齒輪傳動(dòng)比。 2.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 2.3.1 各軸轉(zhuǎn)速n 如圖1.1所示傳動(dòng)裝置中各軸轉(zhuǎn)速為 由上可知滾筒實(shí)際轉(zhuǎn)速為，其轉(zhuǎn)速誤差在5%范圍內(nèi)，滿足設(shè)計(jì)中工作條件要求。 2.3.2 各軸輸入功率P 各軸輸入功率分別為 2.3.3 各軸輸出轉(zhuǎn)矩 傳動(dòng)系統(tǒng)中各軸轉(zhuǎn)矩為 表2-2 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)動(dòng)力參數(shù) 將以上計(jì)算結(jié)果列于表2-2中 功率P（kw） 轉(zhuǎn)速n（r/min） 轉(zhuǎn)矩T（Nm） 傳動(dòng)比 電動(dòng)機(jī) 18.5 2930 60.30 Ⅰ軸 17.76 1162.70 145.87 2.52 Ⅱ軸 16.88 260.11 619.75 4.47  第3章 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 V帶傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算 已知電動(dòng)機(jī)功率，轉(zhuǎn)速。 3.1.1 V帶帶型選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，帶式運(yùn)輸機(jī)工況為“兩班制（每班8小時(shí)）”投入生產(chǎn)，輕載啟動(dòng)。由“機(jī)械設(shè)計(jì)[2]”表8-8，查得工作情況系數(shù)，故計(jì)算功率 根據(jù)、由圖8-11選用B型V帶。 3.1.2 大、小帶輪基準(zhǔn)直徑確定及帶速驗(yàn)算 參考表8-9[2]，取小帶輪基準(zhǔn)直徑。由已知V帶傳動(dòng)比，計(jì)算得大帶輪基準(zhǔn)直徑，查表取實(shí)際基準(zhǔn)直徑。 由式（8-14）[2]計(jì)算V帶傳動(dòng)滑動(dòng)率值接近于0，滿足帶傳動(dòng)中對(duì)滑動(dòng)率的要求，即滑動(dòng)率，因此大小帶輪基準(zhǔn)直徑的取值符合要求。 計(jì)算帶速 因?yàn)椋蕩俸线m。 3.1.3 確定V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心距a 根據(jù)式（3-1）初選帶傳動(dòng)中心距 （3-1） 式中：——初選的帶傳動(dòng)中心距，mm 于是初定中心距。 計(jì)算帶所需基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由表8-2[2]，選帶標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)長(zhǎng)度為。 計(jì)算實(shí)際中心距a 由式（3-2）計(jì)算帶傳動(dòng)中心距變動(dòng)范圍 （3-2） 計(jì)算出中心距變動(dòng)范圍可在之間。 3.1.4 驗(yàn)算小帶輪上包角 根據(jù)大小帶輪基準(zhǔn)直徑以及實(shí)際中心距確定小帶輪上包角，得 因?yàn)椋虼藥л唴?shù)選擇合理。 3.1.5 計(jì)算帶的根數(shù) 由和，查表8-4[2]，得。 根據(jù)，和帶型為B型帶，查表8-5得。查表8-6[2]，用插值法取，表8-2[2]，得，于是 最后計(jì)算V帶的根數(shù)z 取6根 3.2 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) V帶輪的結(jié)構(gòu)形式與基準(zhǔn)直徑有關(guān)。因?yàn)榇髱л喕鶞?zhǔn)直徑，所以采用輪輻式，其結(jié)構(gòu)樣式可查“機(jī)械設(shè)計(jì)[2]”圖8-14。 V帶輪輪轂寬度與其輪槽有關(guān)，由V帶帶型為B型查表8-11[2]，可知輪轂寬度，其中，，于是求得。  第4章 齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1 選擇齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 4.1.1 齒輪精度選擇 對(duì)直齒圓柱齒輪的壓力角取20，齒輪精度為7級(jí)。 4.1.2 齒輪材料選擇 由表10-1[2]，選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），強(qiáng)度極限，屈服極限,齒面硬度280HBS；大齒輪材料45鋼（調(diào)質(zhì)），強(qiáng)度極限,屈服極限,齒面硬度240HBS。 4.1.3 齒輪齒數(shù)確定 為使結(jié)構(gòu)緊湊，齒數(shù)和盡可能選小，最小齒輪齒數(shù)要滿足：。 取小齒輪齒數(shù)，已知減速器齒輪傳動(dòng)比，則大齒輪齒數(shù)，取。 4.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 4.2.1 試算分度圓直徑 由式（4-1）對(duì)小齒輪分度圓直徑進(jìn)行試算 （4-1） 1、確定公式中各參數(shù)值 ①試選接觸疲強(qiáng)度計(jì)算用載荷系數(shù)。 ②計(jì)算小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 ③由表10-7[2]選取齒寬系數(shù) ④齒數(shù)比 ⑤由圖10-20[2]查得區(qū)域系數(shù) ⑥由表10-5[2]查得材料的彈性影響系數(shù) ⑦計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù) ⑧計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 由圖10-25d[2]查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為、 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 由圖10-23[2]查取接觸疲勞壽命系數(shù)、 取失效概率為1%、安全系數(shù),于是得 取較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力 2、 試算小齒輪分度圓直徑 4.2.2 調(diào)整小齒輪分度圓直徑 1、計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 ①圓周速度 ②齒寬 2、 計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) ①由工作條件查表10-2[2]得使用系數(shù) ②根據(jù)、7級(jí)精度，由圖10-8[2]查得動(dòng)載系數(shù) ③計(jì)算齒輪圓周力 查表10-3[2]得齒間載荷分配系數(shù) ④由表10-4[2]用插值法查得,得到實(shí)際載荷系數(shù) 3、 按實(shí)際載荷系數(shù)算得分度圓直徑 4.3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 4.3.1 試算模數(shù) 由式（4-2）對(duì)齒輪模數(shù)進(jìn)行試算 （4-2） 1、確定公式中各參數(shù)值 ①試選勞彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算用載荷系數(shù)。 ②計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù) ③計(jì)算 由圖10-17[2]查得齒形系數(shù)， 由圖10-18[2]查得應(yīng)力修正系數(shù)， 由圖10-24c[2]查得小齒輪和大齒輪齒根彎曲疲勞極限分別為、。 由圖10-22[2]查得彎曲疲勞壽命系數(shù)、。 取彎曲疲勞安全系數(shù)，于是得 因?yàn)榇簖X輪的大于小齒輪，所以取 2、試算模數(shù) 4.3.2 調(diào)整齒輪模數(shù) 1、計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 ①圓周速度v ②齒寬b ③寬高比 2、計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) ①根據(jù)，7級(jí)精度，由圖10-8[2]查得動(dòng)載系數(shù)。 ②由， ，查表10-3[2]得齒間載荷分配系數(shù)。 ③由表10-4[2]用插值法查得，結(jié)合查圖10-13[2]，得。 則載荷系數(shù)為 3、按實(shí)際載荷系數(shù)計(jì)算齒輪模數(shù) 由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，因此齒輪模數(shù)的設(shè)計(jì)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。按實(shí)際載荷系數(shù)計(jì)算出的齒輪模數(shù)，就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。 按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)。 取，則大齒輪齒數(shù)為 取，與互為質(zhì)數(shù)。 4.4 齒輪相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算 4.4.1 齒輪的幾何尺寸計(jì)算 1、 計(jì)算分度圓直徑 2、計(jì)算中心距 3、 計(jì)算齒輪寬度 齒輪設(shè)計(jì)齒寬 考慮不可避免的安裝誤差，為了保證設(shè)計(jì)齒寬b和節(jié)省材料，一般將小齒輪加寬5～10mm，即 取，而使大齒輪齒寬等于設(shè)計(jì)齒寬，即。 對(duì)大、小齒輪各參數(shù)進(jìn)行匯總，如表4-1。 表4-1 齒輪參數(shù)匯總 齒數(shù)z 模數(shù)m 分度圓直徑d（mm） 齒寬b（mm） 中心距（mm） 小齒輪 27 3 81 88 222 大齒輪 121 363 81 4.4.2 齒輪受力分析 大小齒輪的受力分析如圖4-1所示 圖4-1直齒圓柱齒輪輪齒受力分析 對(duì)小齒輪的受力分析： 切向力： 徑向力： 對(duì)大齒輪的受力分析： 切向力： 徑向力：  第5章 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1 輸出軸設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1.1 計(jì)算輸出軸最小直徑 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件對(duì)最小軸徑進(jìn)行設(shè)計(jì)。因?yàn)閭鲃?dòng)軸可能還受有不大彎矩，在設(shè)計(jì)時(shí)可降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力予以考慮。 對(duì)傳動(dòng)軸最小直徑的計(jì)算有 （5-1） 式中：——許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa P——軸傳動(dòng)的功率，kw N——軸的轉(zhuǎn)速，r/min 選取軸材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3[2]軸常用幾種材料的及值，取。于是得 由于該軸上有一個(gè)鍵槽，因此值應(yīng)增大5%～7%，故 5.1.2 輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、擬定軸上零件裝配簡(jiǎn)圖如圖5-1。 圖5-1 輸出軸零件裝配簡(jiǎn)圖 2、 根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段直徑和長(zhǎng)度 （1） 對(duì)于輸出軸，右端軸直徑應(yīng)與半聯(lián)軸器相配合且不得小于。根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查“機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)[3]”表6-96及表6-97，選用J型聯(lián)軸器YL11，選用軸孔直徑為，于是取，因其軸孔長(zhǎng)度為，因此。 （2）由于軸段右端制有軸肩且要安裝軸承端蓋，參考表6-85[3]，?。挥捎谠谳S段要安裝軸承端蓋，軸承端蓋總深度取為（由減速器及軸承端蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定），取端蓋外端面與半聯(lián)軸器左端面間距離，故取。 （3）對(duì)軸段裝配的滾動(dòng)軸承，選用角接觸球軸承，參考表6-66[3]，其型號(hào)為7015C，尺寸為，于是軸段直徑，因?yàn)檩S段采用相同滾動(dòng)軸承，則；軸環(huán)的寬度要大于1.4倍軸肩高度，于是取；確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取；取箱體內(nèi)壁距軸環(huán)右端面，則。 （4）軸段上裝配有大齒輪，其齒寬，為了使套筒端面更可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取；其直徑應(yīng)小于軸承安裝直徑，則取，對(duì)按軸肩設(shè)計(jì)可取。 （5）為使大齒輪盡量布置在兩軸承中心位置，得。 表5-1 輸出軸各段直徑及長(zhǎng)度 至此，已初步確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度如表5-1。 - 3、確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表15-2[2] ，對(duì)軸徑在之間的，取或?yàn)?.2～1.6；對(duì)軸徑在之間的，取或?yàn)?.0。 5.2 輸入軸設(shè)計(jì)計(jì)算 5.2.1 計(jì)算輸入軸最小直徑 輸入軸選用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取，由式（5-1）對(duì)輸出軸最小直徑的計(jì)算有 由于該軸上有一個(gè)鍵槽，因此值應(yīng)增大5%～7%，故 5.2.2 輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、擬定軸上零件裝配簡(jiǎn)圖如圖5-2。 圖5-2 輸入軸零件裝配簡(jiǎn)圖 2、根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段直徑和長(zhǎng)度 （1）對(duì)于輸入軸，按計(jì)算得到的最小軸徑取軸段直徑；由于軸段需要裝配軸承且軸段左端需制出一軸肩，按許用設(shè)計(jì)軸徑及軸承內(nèi)徑考慮，取軸段直徑，于是；由于軸段需裝配軸承端蓋，參考“機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)[3]”表6-85，取軸段直徑；對(duì)齒輪安裝的軸段，其直徑應(yīng)小于軸承安裝直徑，則取，對(duì)按軸肩設(shè)計(jì)可取。 （2）軸段上裝配有小齒輪，其齒寬，為了使套筒端面更可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故?。粸槭勾笮↓X輪對(duì)中安置，則；軸環(huán)的寬度要大于1.4倍軸肩高度，于是取；由輸出軸尺寸得到 （3）由于軸段為裝配大帶輪，由本文3.2節(jié)內(nèi)容可知大帶輪輪轂寬度為，為便于帶輪的裝配，因此取。承端蓋的總寬度為，取端蓋外端面與帶輪間距離為，故取； （4）初步選定滾動(dòng)軸承。因軸承主要受徑向力和和少量軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。參考其基本額定動(dòng)載荷及軸段直徑的選定，參考表6-66[3]，選取軸承型號(hào)7209C，其尺寸為。 至此，已初步確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度如表5-2。 表5-2 輸入軸各段直徑及長(zhǎng)度 3、確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表15-2[2] ，對(duì)軸徑在之間的，取或?yàn)?.6；對(duì)軸徑在之間的，取或?yàn)?.0。 第6章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇及校驗(yàn)計(jì)算 6.1 軸承的確定及校核 對(duì)兩根傳動(dòng)軸所裝配的滾動(dòng)軸承，均選用角接觸球軸承，其主要承受徑向力及少量軸向力。根據(jù)安裝軸徑與基本額定動(dòng)載荷選擇的輸出軸角接觸球軸承型號(hào)為7015C；輸入軸角接觸球軸承型號(hào)為7209C。 由于傳動(dòng)齒輪為直齒圓柱齒輪，且齒輪采用對(duì)中布置，因此在計(jì)算過程中只校核一端軸承的壽命即可。設(shè)計(jì)對(duì)軸承的壽命要求為。 6.1.1 對(duì)輸出軸上滾動(dòng)軸承進(jìn)行壽命校核 由式（6-1）計(jì)算軸承壽命 （6-1） 式中：n—軸承轉(zhuǎn)速， —基本額定動(dòng)載荷， —當(dāng)量動(dòng)載荷， —為指數(shù)，對(duì)于球軸承，；對(duì)于滾子軸承， 確定各值：由前文中表3.1可知輸出軸轉(zhuǎn)速，查表6-66[3]得到。對(duì)有，查表13-6[2]取，由前文得到，則。 于是有 因此輸出軸上所選角接觸球軸承壽命滿足工作要求。 6.1.2 對(duì)輸入軸上滾動(dòng)軸承進(jìn)行壽命校核 計(jì)算式（6-1）中各值：由前文中表3.1可知輸入軸轉(zhuǎn)速，查表6-66[3]得到。由前文得到，于是。 于是有 因此輸入軸上所選角接觸球軸承壽命滿足工作要求。 6.2 鍵的選用和校核 6.2.1 輸出軸上鍵的選用與校核 1、選擇鍵連接類型和尺寸 由于齒輪不在軸段且對(duì)齒輪有定心精度要求，故選用圓頭普通平鍵（A型）。 對(duì)軸段：參考軸的直徑，從“機(jī)械設(shè)計(jì)[2]”表6-1，查取鍵的截面尺寸：寬度，高度，由輪轂寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)。 對(duì)軸段：參考軸的直徑，從表6-1[2]查取鍵的截面尺寸：寬度，高度，由輪轂寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)。 2、 校核鍵連接的強(qiáng)度 由表6-2[2]，得到許用擠壓應(yīng)力，取其平均值，。 對(duì)軸段：鍵的工作長(zhǎng)度。則鍵的擠壓應(yīng)力為 對(duì)軸段：鍵的工作長(zhǎng)度。則鍵的擠壓應(yīng)力為 因此，對(duì)軸上兩鍵的選用都合理。 6.2.2 輸入軸上鍵的選用與校核 1、選擇鍵連接類型和尺寸 對(duì)軸段：參考軸的直徑，從表6-1[2]查取鍵的截面尺寸：寬度，高度，由輪轂寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)。 對(duì)軸段：參考軸的直徑，從表6-1[2]查取鍵的截面尺寸：寬度，高度，由輪轂寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)。 2、校核鍵連接的強(qiáng)度 對(duì)軸段：鍵的工作長(zhǎng)度。則鍵的擠壓應(yīng)力為 對(duì)軸段：鍵的工作長(zhǎng)度。則鍵的擠壓應(yīng)力為 因此，對(duì)軸上兩鍵的選用都合理。 6.3 聯(lián)軸器的校核 1、類型選擇 由上內(nèi)容知選用聯(lián)軸器為型凸緣聯(lián)軸器，其型號(hào)為YL11，公稱轉(zhuǎn)矩為，許用轉(zhuǎn)速為。 2、載荷計(jì)算 由本文表3.1可知， 由“機(jī)械設(shè)計(jì)[2]”表14-1，查得工作系數(shù),計(jì)算轉(zhuǎn)矩得到 3、 型號(hào)確定 由于所選用聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩大于計(jì)算轉(zhuǎn)矩，且其許用轉(zhuǎn)速也大于軸Ⅱ轉(zhuǎn)速，因此聯(lián)軸器選用合理。  第7章 減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸確定 參考“機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)[3]”圖3-1、圖3-2及表3-1完成對(duì)減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)。 名稱 符號(hào) 結(jié)構(gòu)尺寸/mm 尺寸關(guān)系 箱座壁厚 8 箱蓋壁厚 8 箱座凸緣厚度 12 箱蓋凸緣厚度 12 箱座底凸緣厚度 12 地腳螺栓直徑 20 地腳螺栓數(shù)目 4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 16 箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑 10 聯(lián)接螺栓的間距 軸承端蓋螺釘直徑 8 窺視孔蓋螺釘直徑 6 定位銷直徑 7 螺栓扳手空間與凸緣寬度 安裝螺栓直徑 至外箱壁距離 13 16 22 26 至凸緣邊距離 11 14 20 24 沉頭座直徑 20 24 32 40 軸承旁凸臺(tái)半徑 凸臺(tái)高度 根據(jù)位置及軸承座外徑?jīng)Q定 外箱壁至軸承座端面距離 大齒輪頂圓與內(nèi)壁距離 10 齒輪端面與內(nèi)壁距離 10 箱蓋、箱座肋厚 名稱 符號(hào) 結(jié)構(gòu)尺寸/mm 尺寸關(guān)系 軸承端蓋外徑 ；軸承外徑 軸承端蓋凸緣厚度 10 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 一般取 注：為圓柱齒輪傳動(dòng)的中心距  設(shè) 計(jì) 總 結(jié) 通過這兩周時(shí)間的課程設(shè)計(jì)，由最初的設(shè)計(jì)方案，到中間過程的內(nèi)容補(bǔ)充，再到最后的方案完成，過程雖然辛苦但很充實(shí)。在最后看到說(shuō)明書的出爐很是欣慰，它證明著自己這段時(shí)間的努力沒有白費(fèi)，代表著自己在這次課設(shè)中的收獲。雖然以前做過相關(guān)課程設(shè)計(jì)，有過經(jīng)驗(yàn)，但這次的課程設(shè)計(jì)并不是很順利。課程設(shè)計(jì)里的很多內(nèi)容都需要查表完成，因此尺寸間存在著關(guān)聯(lián)的關(guān)系。整個(gè)課程設(shè)計(jì)都是邊設(shè)計(jì)、邊計(jì)算、邊修改，就需要在大堆的草稿里尋找以前的計(jì)算步驟，然后一邊回憶一邊修改，為此浪費(fèi)很多時(shí)間，但也漸養(yǎng)成了對(duì)草稿歸序的習(xí)慣。 在設(shè)計(jì)過程中不斷翻閱的資料，在源源不斷的擴(kuò)充著自己的知識(shí)儲(chǔ)量的同時(shí)，也慢慢的加深了我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的了解和認(rèn)識(shí)。認(rèn)識(shí)最深的是發(fā)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)中，每個(gè)零部件的設(shè)計(jì)使用都有著標(biāo)準(zhǔn)。通過這次課程設(shè)計(jì)，闊寬了自己的視野，為以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 在這次得課程設(shè)計(jì)里，很感謝老師的幫助。設(shè)計(jì)中還存在不少錯(cuò)誤和缺點(diǎn)，需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí)，繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計(jì)習(xí)慣和思維從而提高設(shè)計(jì)實(shí)踐操作能力。通過這次的課程設(shè)計(jì)，讓自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了一次熔合，讓自己的知識(shí)點(diǎn)更加扎實(shí)、知識(shí)面更加寬闊，能夠在以后的學(xué)習(xí)和工作中更加靈活的去應(yīng)用它們。 參 考 文 獻(xiàn) [1]蘆書榮，張翠華等. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì). 成都：西南交通大學(xué)出版社，2017 [2]濮良貴，陳國(guó)定等. 機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版）. 北京：高等教育出版社，2013 [3]王之櫟，王大康. 機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 [4]郇艷，劉秀杰等. 互換性與技術(shù)測(cè)量. 西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2015 [5]吳志軍，翟彤. 機(jī)械制圖. 西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2015