北航机械设计课程设计说明书(含有开式齿轮传动的)

机械设计课程设计

计算说明书

设计题目

院（系）班设计者

指导教师

2014年5月5日

北京航空航天大学

前言

机械设计课程设计是在学习了机械制图、机械设计、工程材料、材料力学、加工工艺等学科之后将前面几门课的知识综合实践运用的课程。通过学习本课程，学生的总体设计能力和设计创新能力能够得到提高。本次设计是为了解决带式运输机传动装置中一级闭式齿轮的问题。计算说明书对闭式齿轮设计的全过程进行了详细的阐述。

目录

目录 (2)

一．设计任务书 (3)

二．原动机的选择 (4)

三．运动和运动参数的计算 (5)

四．闭式齿轮的计算 (8)

五．开式齿轮传动的计算 (10)

六．轴的计算 (11)

七．轴承计算与校核 (15)

八．键的选择与校核 (16)

九．联轴器的选择与计算 (17)

十．润滑与密封形式，润滑油牌号及用量说明 (18)

十一. 箱体结构相关尺寸 (18)

十二.减速器附件列表 (19)

十三. 参考资料 (20)

一．设计任务书

题目：带式运输机传动齿轮装置设计

传动装置如下图所示：

1.设计要求

1）设计用于带式运输机的传动装置

2）连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，运输带允许误差为5%。

3）使用期限为10年，小批量生产，两班制工作。

2.原始数据

运输带卷筒所需功率P=5.5kW.

运输带卷筒工作转速n=86r/min. 二．原动机的选择

三．运动和运动参数的计算（一）传动比分配

（二）轴

（三）运动和运动参数的计算汇总

四．闭式齿轮的计算

五．开式齿轮传动的计算

六．轴的计算

=98×√

6.407

970

3

=18.39 PP

P 2PPP ≥P √

P 2

P 2

3

=100×√

6.154

2943

=27.56 PP

P 3PPP ≥P √

P 3

P 3

3

=100×√

5.787

86

3

=40.67 PP

拟设计高速轴两轴承相距为84mm ，小齿轮分布在中间位置。那么高速轴受到的力如图所示： 水平方向：

P P =

P P tan P P

cos P

=688 P

垂直方向：

P P =P P tan P =590 P

水平方向：

P P =42×

P P 2

=14448 N.mm

F r

F a

垂直方向

M v

P P=42×P P=24780P.PP

∙P P=62400P∙PP

转矩：T=P

2

认为轴的扭切应力是对称循环变应力，折合系数α=1.代入公式

P P=√P P2+(PP)2

2+(PP)2

P P=√P P2+P

P

=68677P.PP

计算危险截面直径：

]=75MPa

查得[P

−1b

3=20PP

则P≥√P P

0.1[P−1P]

由于齿轮和轴一体化设计，最危险的截面刚好是齿轮的中心，由于齿轮直径远大于20mm，所以是安全的。

拟设计为两个轴承之间的距离为83mm，另一端长为100mm，物理模型如下图：

分析大齿轮的受力情况：

大齿轮转矩：

P 2=9.55×106

6.153

294

=200000P .PP

圆周力：

P P12=

2P 2

P 2

=1734P 径向力：

P P12=P P tan P P

cos P

=664 P

轴向力：

P P =P P tan P =570 P

开式齿轮传动中小齿轮受力情况： 转矩：

P 2

′=9.55×1066.091294

=197800P .PP

圆周力：

P P12=2P 2

′P 3

=4120P

径向力：

P P12=P P32tan P P

1=1500 P

轴向力：

P P32=P P tan P =0 P

水平面：

P 2P =2502P P 1P =1666P

竖直平面：

F a F 1H

F 2H

F r12

F r32

P2P=4742P

P1P=−2356P

弯矩图：

由图知，P1处最危险。

]=75MPa

取α=0.3，[P

−1b

P P=170P.P

3=28.3PP

则P≥√P P

0.1[P−1P]

七．轴承计算与校核

八．键的选择与校核

九．联轴器的选择与计算

十．润滑与密封形式，润滑油牌号及用量说明

十一. 箱体结构相关尺寸