设计任务计划书范文.doc

第一章 设计任务书
1.1 题目
设计一用于带式运送机传动装置一级圆柱齿轮减速器。
总体布置简图如下：

图1.1 传动方案设计简图

原始数据编号为27号,详细如下：
（1）运送带工作拉力 F（N）：7000
（2）卷筒直径D（mm）：500
（3）运送带速度V（m/s）：2.2
（4）带速容许偏差（％）：5
（5）使用年限（年）：10
（6）工作制度（班/日）：2
（7）每班工作时间（h）：8
详细工作状况为：带式输送机持续单向运转，工作平稳无过载，空载起动。
1.2 机械设计课程内容
（1）传动方案分析和拟定；
（2）电动机选取，传动装置运动和动力参数计算；
（3）传动零件设计（带传动、单级齿轮传动）；
（4）轴和轴承组合设计（轴构造设计，轴承组合设计，低速轴弯、扭组合强度校核，低速轴上轴承寿命计算）；
（5）键选取及强度校核（低速轴上键校核）；
（6）联轴器选取；
（7）减速器润滑与密封；
（8）减速器装配草图俯视图设计（箱体、附件设计等）；
（9）编写设计计算阐明书；
1.3 设计工作量：
（1）减速器装配图1张（A1图纸）；
（2）设计计算阐明书1份，3000～4000字。
1.4 课程设计筹划（１周）
（1）设计准备（0.5天）
（2）减速器装拆实验、参观实物或模型，借图板
（3）传动装置总体设计（1天）
（4）装配图设计（2～2.5天）
（5）编写设计计算阐明书（0.5～1天）
第二章 电动机选取计算
计算过程及有关阐明
成果
2.1 电动机类型和构造选取
由于本传动工作状况是：载荷平稳、单向旋转。因此选用惯用封闭式Y（IP44）系列鼠笼型三相异步电动机。

2.2 电动机容量选取
（1） 工作机所需功率
带式传动机效率为0.94～0.97，取0.95，那么

（2）电动机输出功率
传动装置效率选取为：
1 普通V带效率为： 0.95
2 深沟球轴承（稀油润滑）0.99
3 圆柱齿轮传动（6级精度，稀油润滑）效率为：0.97
4 齿轮联轴器效率为：0.98
则总效率为：

电动机输出功率为：
选取电动机额定功率；

2.3 电动机转速选取
滚筒转速：
V带传动比，单击圆柱齿轮传动比，则总传动比
电动机转速范畴应为：
额定功率相似电动机有四种同步转速可供选用。电动机转速越高，则磁极越少，尺寸及重量越小，价格也越低；但电动机转速较高，也引起传动装置尺寸和重量增大，成本增长。同步，电动机额定功率应当略不不大于电动机所需输出功率，使得电动机工总是不会过热。
在该范畴内电动机同步转速有如下几种1000、750r/min ，为减少电动机重量和成本，因此选取 。
2.4 电动机型号拟定
依照以上条件，有机械手册可查出符合规定电动机有关技术参数如下：
型 号： Y200L1-6

额定功率/kW：= 18.5

满载转速r/min： 970

启动转矩（额定转矩）:1.9

最大转矩（额定转矩）：2.0

第三章 传动装置运动、动力参数计算
3.1 总传动比拟定
。
3.2 分派各级传动比
为是带传动尺寸不至过大，满足，可，则齿轮传动比
3.3 计算各轴转速

3.4 计算各轴功率

3.5 计算各轴转矩

参 数
轴 名
电动机轴
1轴
2轴
滚筒轴
转速
970
235.44
53.51
53.51
功率
18.5
17.58
16.88
16.37
转矩
182.14
713.0
3012.6
32921.6
传动比
4.12
4.4
1
效率
0.95
0.96
0.97

第四章 齿轮传动设计
4.1 选取齿轮材料并拟定许应应力
由于本题对减速器没有特殊规定，可采用软齿面闭式齿轮传动。但大小齿轮都是软齿面时，考虑到小齿轮齿根较薄，弯曲强度较低，且受载次数较多，故在选取材料和热解决时，普通使小齿轮硬度比大齿轮高。
小齿轮材料用40Cr钢，调质解决，齿面硬度HB1=48-55HRC，大齿轮材料用40CrMnMo号钢，调质解决，齿面硬度HB2=45-50HRC
由设计手册，可查得，
由设计手册可查得。
由设计手册取
需用接触应力为：

许用弯曲应力为：

4.2 按齿面弯曲强度设计计算
依照硬齿面闭式齿轮传动准则，应一方面按齿面弯曲强度设计公式进行设计计算，然后再按硬齿面弯曲强度验算公式进行验算。
由设计手册式，可知设计计算公式为：

（1） 拟定计算参数
选用载荷系数K=1.3
选用齿宽系数=0.8
因代入公式计算。
（2）小齿轮基圆直径

（3） 拟定齿数和模数
传动比
齿数比
齿数 取
模数
选用原则参数
（4 ）拟定中心距和齿宽
中心距
齿 宽
（5） 验证齿轮接触强度
由设计手册上，可知验证公式为：

选用齿形系数，
选用应力修正系数，
分别验算两轮齿根弯曲应力

验算成果：齿轮弯曲强度满足规定。

（6） 齿轮基本尺寸设计
拟定齿轮重要几何尺寸：
分度圆直径：

齿顶圆直径：

齿跟圆直径：

4.2.7 拟定齿轮制造精度

查表拟定齿轮第 II公差组为9级精度

第五章 轴设计及强度校核
计算过程及有关阐明
成果
5.1输入轴计算
已知输入轴传递功率，转速，小齿轮齿宽,齿数，模数，压力角，载荷平稳。
1)初步估算轴直径
按照“轴惯用材料及其重要力学性能表”进行选取，选用45号钢为轴材料，调质解决。
由，查“惯用材料[τ]值和C值表”知45号钢C值范畴为118～107，取C=115，计算后得
（考虑有键槽，将直径增大5%）。
2）轴构造设计
( 1 )拟定轴构造方案
右轴承从轴右端装入，靠轴肩定位。齿轮和左轴承从轴左端装入，齿轮右侧端面靠轴肩定位，齿轮和左轴承之间用定位套筒使左轴承右端面得以定位，左右轴承均采用轴承端盖，齿轮采用普通平键得到圆周固定。
( 2 )拟定轴各段直径

轴构造示意图
1轴段为最小径，安装带轮，；2轴段安装轴承端盖，按照轴肩原则，取；3轴段安装轴承及挡油圈，为减少装配轴承处精加工面长度设立轴肩，其中d3为轴承内径大小 (依照机械设计课程上机与设计续表13-3：取深沟球轴承6312），轴承宽，Error! Reference source not found.；轴两端装轴承处轴径相等，则7段取；4轴段安装齿轮，齿轮内径，齿轮轴向定位轴肩，取；6、7之间有砂轮越程槽，取Error! Reference source not found.。
（3）拟定轴各段长度
结合绘图后拟定各轴段长度如下：
1轴段长度取（依照带轮构造及尺寸）；2轴段总长度；3轴段(轴承宽与套筒长度和)；4轴段（由于齿轮齿宽为80mm，轴段长度应比零件轮毂短2-3mm）；5、6、7轴段长度；则轴全长为。
3）按弯矩复合强度计算
已知：
转矩
小齿轮分度圆直径
圆周力
径向力
法向力
两轴承间距离为162mm,由于该轴两轴承对称，因此：LA=LB=58.5mm
（1）绘制轴受力简图如下
（2）绘制垂直面弯矩图如下
垂直面内轴承支反力：
水平面内轴承支反力：
由两边对称，知截面C弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为

(3)绘制水平面弯矩图如下：

截面C在水平面上弯矩为：

(4)绘制合弯矩图如上

(5)绘制扭矩图如上
转矩：
(6)当量弯矩计算
转矩产生扭转力按脉动循环变化，取α=0.6，截面C处当量弯矩：

(7)校核危险截面C强度
鉴定危险截面为第四段轴中心面，轴材料选用45钢，调质解决，查机械设计基本表14-1得，表14-3查得则：

综上，该轴强度足够。

5.2输出轴计算
已知输出轴传递功率，转速，大齿轮齿宽,齿数，模数，压力角，载荷平稳。
1)初步估算轴直径
按照“轴惯用材料及其重要力学性能表”进行选取，选用45号钢为轴材料，正火解决。
由，查“惯用材料[τ]值和C值表”知45号钢C值范畴为118～107，取C=115，计算后得，取（考虑有键槽，将直径增大5%）。
2）轴构造设计
（1）拟定轴构造方案
右轴承从轴右端装入，靠轴肩定位。齿轮和左轴承从轴左端装入，齿轮右侧端面靠轴肩定位，齿轮和左轴承之间用定位套筒使左轴承右端面得以定位，左右轴承均采用轴承端盖，齿轮采用普通平键得到圆周固定。
（2）拟定轴各段直径
轴构造示意图
由图中个零件配合尺寸关系知；，，，，Error! Reference source not found.。
（3）拟定轴各段长度
结合绘图后拟定各轴段长度如下：1轴段长度取（依照联轴器构造及尺寸）；2轴段总长度；3轴段(轴承宽与套筒长度和)；4轴段（由于齿轮齿宽为79mm，轴段长度应比零件轮毂短2-3mm）；5、6、7轴段长度（考虑到轴承宽度及砂轮越程槽宽度）；则轴全长为。
3）按弯矩复合强度计算
已知：
转矩：
大齿轮分度圆直径
圆周力
径向力
法向力
两轴承间距离为194mm,由于该轴两轴承对称，因此：LA=LB=97mm
（1）绘制轴受力简图如下
（2）绘制垂直面弯矩图如下
垂直面内轴承支反力：
水平面内轴承支反力：
F为;
F力在支点产生反力：
由两边对称，知截面C弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为

(3)绘制水平面弯矩图如下

截面C在水平面上弯矩为：

F力产生弯矩为:
截面C上F力产生弯矩为:

(4)绘制合弯矩图如上,考虑到最不利状况，把与直接相加：

则
(5)绘制扭矩图如上
转矩：
(6)当量弯矩计算
转矩产生扭转力按脉动循环变化，取α=0.6，截面C处当量弯矩：

(7)校核危险截面C强度
鉴定危险截面为第四段轴中心面，轴材料选用45钢，正火解决，查机械设计基本表14-1得，表14-3查得则：

综上，该轴强度足够。

第六章 键选取及强度计算
计算过程及有关阐明
成果
6.1输入轴上键选取及校核
（1）最小直径处：
1）选取键型：
该键为静联接，为了便于安装固定，选取普通A型平键。
2)拟定键尺寸：
该轴上最小直径为，轴长，按（，）查得，用于此处连接键尺寸为，
3)强度校核：
轴所受转矩，键连接挤压强度，
强度满足规定。
该键标记为：键 。
(2)齿轮处
1）选取键型：
该键为静联接，为了便于安装固定，选取普通A型平键。
2）拟定键尺寸：
该轴上最小直径为，轴长，按（，）查得，用于此处连接键尺寸为，
3）强度校核：
键连接挤压强度（依照机械设计基本：表10-10），
强度满足规定。
该键标记为：键 。

6.2输出轴上键选取及校核
（1）最小直径处
1）选取键型：
该键为静联接，为了便于安装固定，选取普通A型平键。
2)拟定键尺寸：
该轴上最小直径为，轴长，按（，）查得，用于此处连接键尺寸为，
3)强度校核：
轴所受转矩，键连接挤压强度（依照机械设计基本：表10-10），

综上，该键强度满足规定。

该键标记为：键
（2）齿轮处：
1）选取键型：
该键为静联接，为了便于安装固定，选取普通A型平键。
2）拟定键尺寸：
该轴上最小直径为，轴长，按（，）查得，用于此处连接键尺寸为，
3）强度校核：
键连接挤压强度，

综上，该键强度满足规定。

该键标记为：键 。

第七章 滚动轴承选取及联轴器选取
计算过程及有关阐明
成果
7.1滚动轴承选取
依照设计条件，轴承预测寿命：
小时
（1）计算输入轴承
对于输入轴轴承选取，一方面考虑深沟球轴承。初选用6312型深沟球轴承，其内径为60mm,外径为130mm，宽度为31mm，极限转速（脂）：5600r/min；极限转速（油）：6300r/min。
因轴承工作温度不高、载荷平稳，查机械设计基本书上表16-8及表16-9得：取；由于轴向力影响可以忽视不计，即
，取X=1，Y=0.则当量动载荷，转速n1=485r/min，小时，。
所需径向基本动载荷值：

查机械设计基本附表1得：，故选用6309型深沟球轴承符合规定。
（2）计算输出轴承
对于输出轴轴承选取，考虑深沟球轴承，初选6319型深沟球轴承，其内径为95mm，外径为170mm，宽度为38mm，极限转速（脂）：3600r/min；极限转速（油）：4500r/min。
因轴承工作温度不高、载荷平稳，查机械设计基本书上表16-8及表16-9得：取；由于轴向力影响可以忽视不计，即
，取X=1，Y=0.则当量动载荷，转速n2=131r/min，小时，。
所需径向基本动载荷值：

查机械设计基本附表1得：，故选6312型深沟球轴承符合规定。
7.2联轴器选取
Ⅰ轴与传送带相连是运用键连接传递力和扭矩，不需用联轴器；Ⅱ轴与滚筒之间用联轴器联接实现力和扭矩传递。需选用适当联轴器。考虑此运送机功率不大，工作平稳，考虑构造简朴、安装以便，故选取弹性柱销联轴器。
计算转矩按下式计算：

式中 T——名义转矩；N·mm；
KA——工作状况系数；
取KA=1.5，则：
输出轴转速为n2=131r/min输出轴输出段直径为d=50mm。
依照机械设计课程上机与设计书上续表14-5：可选取YL11,YLD11型弹性联轴器 。

符合

符合

KA=1.5

第八章 减速器箱体设计
本减速器箱体采用铸铁制成（HT200），采用某些式构造，为保证齿轮啮合质量，大端盖分集体采用H7/i6配合。
为了使集体有足够刚度，在外加肋板，外轮廓为长方形，增长了轴承座刚度。
铸件壁厚度20mm，圆角半径R=5mm，集体外形简朴，拔模以便。

第九章 减速器润滑与密封
计算过程及有关阐明
成果
9.1润滑：
齿轮圆周速度，采用油池润滑，圆柱齿轮浸入油深度约一种齿高，大齿轮齿顶到油底面距离≥30～60mm。选取油面高度为40mm。
并考虑轴承润滑方式，计算：
输入轴：；
输出轴：；
因此选用脂润滑，润滑脂加入量为轴承空隙体积，采用稠度较小润滑脂。
9.2密封：
为了防止润滑油或脂漏出和箱体外杂质、水及灰尘等侵入，减速器在轴伸出处、箱体结合面处和轴承盖、窥视孔及放油孔与箱体结合面处需要密封。轴伸出处滚动轴承密封装置采用毛毡圈密封，其中输入轴按密封圈密封处直径：，选取毛毡圈尺寸：。输出轴按密封圈密封处直径：
选取毛毡圈尺寸：。

第十章 减速器附件选取
计算过程及有关阐明
成果
10.1轴承端盖
轴承端盖所有采用外装式轴承端盖（依照机械设计课程上机与设计：表13-4与表15-3）
1）、输入轴轴承端盖：
轴承外径100，螺栓直径，端盖上螺栓数目4；

2）、输出轴轴承端盖：
轴承外径130，螺栓直径，端盖上螺栓数目4；

，
10.2通气器
减速器工作时，由于箱体内部温度升高，气体膨胀，压力增大，使得箱体内外压力不等。为使箱体内受热膨胀气体自由排出，以保持箱体内外压力平衡，不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件处向外渗漏，需要顶部或直接在窥视孔盖板上设立通气器。本设计将通气器安装在窥视孔盖板上。选用通气帽(依照机械设计课程上机与设计：表15-5）。
10.3窥视孔
窥视孔用于检查传动零件啮合、润滑及齿轮损坏状况，并兼做注油孔，可向减速器箱体内注入润滑油，观测孔应设立在减速器箱盖上方恰当位置，以便直接进行观测并使手能伸入箱体内进行操作，平时观测孔用盖板盖住。
窥视孔孔盖构造尺寸(依照机械设计课程上机与设计：表15-8）：

100mm

140mm

120mm

箱体宽-（15-20）

M6 4个

6
h
10mm
10.4油标
为批示减速器内油面高度符合规定，以便保持箱内正常油量，在减速器箱体上需设立油面批示装置。本设计选用长形油标，油标尺中心线与水平面成45度，注意加工油标凸台和安装油标时，不与箱体凸缘或吊钩相干涉。油标选取A80 GB1161(依照机械设计课程上机与设计：表15-10）.
10.5放油孔及放油螺塞
为排放减速器箱体内油污和便于清洗箱体内部，在箱座油池最低处设立放油孔，箱体内底面做成斜面、向放油孔方向倾斜1度到2度，油孔附近作成凹坑，以便污油排尽。平时用放油螺塞将放油孔堵住圆柱螺纹油塞自身不能防止露油，在六角头与放油孔接触处加油封垫片。螺塞直径为减速器壁厚2—2.5倍。
选用M22×1.5(依照机械设计课程上机与设计：表15-5）。
10.6定位销
对由箱盖和箱座通过联接而构成剖分式箱体，为保证其各某些在加工及装配时可以保持精准位置，特别是为保证箱体轴承座孔加工精度及安装精度，并保证减速器每次装拆后轴承座上下半孔始终保持加工时位置精度，在箱体与箱座联接凸缘上设立两个定位销。定位销孔是在减速器箱盖与箱座用螺栓连接紧固后，镗销轴承孔之前加工。定位销直径取凸缘连接螺栓直径0.8倍。取定位销直径为10。
10.7启盖螺钉
由于装配减速器时在箱体剖分面上涂有密封用水玻璃或密封胶，因而在拆卸时难于开盖，因而，在箱盖凸缘恰当位置加工一种螺孔。装入起盖用圆柱端螺钉，旋动起盖螺钉可将箱盖顶起。起盖螺钉为M12
10.8地脚螺栓
为防止减速器倾倒和振动，减速器底座下部凸缘应设有地脚螺钉与地基连接。地脚螺钉为M20 取六个。

第十一章 设计小结
机械课程设计是咱们所开设第一门课程设计类课程，是咱们在教师指引下独立完毕一门课程。
通过五天辛勤汗水和集体努力，终于完毕了这沉重任务。我从一开始对设计工作一无所知，到当前对设计工作环节相对理解;从对一种小小减速器浅浮了，到当前对减速器乃至整个机械领域各个问题有了深刻结识；可以说，这期间离不开个人努力，更离不开教师辅导，人们集体协作过程。记得第一天拿到这个题目，一无所知，无从下手，到日后数据改了两次，第三次本来信心满满开始画图，谁懂得在画图过程中发现了更大问题，数据又改了一次，期间付出努力，留下汗水都是未曾有过。本来想着这一种学分应当是最佳拿，到今天才明白，这个学分来分量很重。学到东西和咱们上课学到，平时自学完全是两码事。通过这五天，我感觉自己对学习中乃至生活中严谨态度，一丝不苟治学精神，勤学好问精神，团队协作精神有了深层次领悟。
当前手里拿着沉甸甸图纸，心里有种说不出成就感，不但仅由于这是我一笔一笔画出来，更由于这浓缩了我大学三年诸多东西，从前学习知识，各门课程应用，对cad操作，对电子稿编辑等等，都在这张图纸和这份设计书上。我想着对于我日后学习，毕业设计乃至我将来踏上工作岗位应用本专业知识均有着深深影响。
眼看本次课程设计就要结束了，也不知尚有无机会在看到咱们可爱韩教师身影，在这里我要感谢韩教师为我指引，指引我改正了图纸中诸多错误。
最后，预祝韩教师在新一年里工作顺利，心情高兴。

第十二章 参照文献
[1]《机械设计课程设计》，高等教诲出版社，王昆，何小柏，汪信远主编，1995年12月第一版；
[2]《机械设计（第七版）》，高等教诲出版社，濮良贵，纪名刚主编，7月第七版；
[3]《简要机械设计手册》，同济大学出版社，洪钟德主编，5月第一版；
[4]《减速器选用手册》，化学工业出版社，周明衡主编，6月第一版；
[5]《工程机械构造图册》，机械工业出版社，刘希平主编
[6]《机械制图（第四版）》，高等教诲出版社，刘朝儒，彭福荫，高治一编，8月第四版；