机械设计基础课程设计样本.

1、武汉理工大学网络继续教育学院机械设计基础课程设计陕西建校学习中心函授站（学习中心）专业级（春、秋）层次 指导教师学生姓名武汉理工大学网络继续教育学院目录前言 2 传动系统的参数设计 3 带传动的设计计算 4 齿轮的设计计算 5 轴的设计计算6 主动轴的设计计算6 从动轴的设计计算 8 键的设计计算9 主动轴外伸端处键的校核9 从动轴外伸端处键的校核 10 轴承的选择与验算11 主动轴承的选择与验算11 从动轴承的选择与验算 12 联轴器的选择与验算12 箱体、箱盖主要尺寸计算 12 齿轮和滚动轴承润滑与密封方式的选择 13 减速器附件的设计13 结束语 14（）课程设计的目的机械设计基础课程设

2、计是学生学习机械技术 （上、下）课程后进行的 一项综合训练，其主要目的是通过课程设计使学生巩固、加深在机械技术课 程中所学到的知识，提高学生综合运用这些知识去分析和解决问题的能力。 同时学习机械设计的一般方法，了解和掌握常用机械零部件、机械传动装置 或简单机械的设计方法与步骤，为今后学习专业技术知识打下必要的基础。（二）传动方案的分析 机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递 原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重 要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。 合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便

3、、成 本低廉、传动效率高和使用维护方便。本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级 传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。带传动承载能力较低在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但 有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低 传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是 现代机器中应用最为广泛的机构之。本设计采用的是单级直齿轮传动（说明直齿轮传动的优缺点 ）。说明减速器的结构特点、材料选择和应用场合 （如本设计中减速器的箱体采用水平剖分式结构，用 HT200 灰铸铁铸造而成

4、 ）设计说明书一、传动系统的参数设计已知输送带的有效拉力 Fw= 2000N，输送带的速度 Vw=1.1m/s,滚筒直径D=250mm。连续工作，有 轻微振动、单向运转。1)选择合适的电动机；2)计算传动装置的总传动比，分配各级传动比；3)计算传动装置的运动参数和动力参数。解：1、选择电动机(1) 选择电动机类型：按工作要求和条件选取Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。(2) 选择电动机容量工作机所需功率：Fw Vw 2000 x 1.1Pw2.2kW1000 1000电动机输出功率：Pw2 2Po2.54kW0.8674其中n为电动机至滚筒、主动轴传动装置的总效率，包括V带传动

5、效率n b、一对齿轮传动效率n g、两对滚动轴承效率 n r2、联轴器效率n c、及传动滚筒效率n w值计算如下：n = n b n g n r2 n cn w=0.8674由机械设计课程设计表82(63页)查得各效率值，n b=0.96, n g=0.97 , n r=0.99, n c=0.99.Pm= (11.3)Po，由机械设计n w=0.96，代入公式计算出效率及电机输出功率。使电动机的额定功率 课程设计表17 1Y(153页)查得电动机的额定功率 Pm=5.5kW。(3)选择电动机的转速计算滚筒的转速:=84.08 r/min_600000Vw _ 60000汇1.1w-： D-：

6、 250计算时取nw =85 r/min根据表3 1确定传动比的范围：取V带传动比ib= 24，单级齿轮传动比ig= 35,则总传动比的范围：i = (2X3)(4X5) = 6 20。电动机的转速范围为n=i nw(620) nw=504.481681.6在这个范围内电动机的同步转速有 1000r/ min和1500r/ min，综合考虑电动机和传动装置的情况， 同时也要降低电动机的重量和成本，最终可确定同步转速为1000,根据同步转速确定电动机的型号为Y132M2-6 |,满载转速I960。(机械设计课程设计 153页)型号额定功率满载转速同步转速Y132M2-65.59 6 010002

7、、计算总传动比并分配各级传动比(1)计算总传动比：i=nm/ nW=960/84.08=11.42 , 在 814 范围内分配各级传动比：为使带传动尺寸不至过大，满足ibig,可取ib = 23，则齿轮传动比ig= i/ ib(在4左右，取小数点后两位，不随意取整)。3、计算传动装置的运动和动力参数(1)各轴的转速：n1=nm/ibnn=m/ignw=nn(2)各轴的功率：P1=Pm n bPn=P1 n r n gPw=Pn n r n c各轴的转矩：T0=9550Pm/nmT1=9550Pn1Tn=9550Pn/nnTw=9550Pw/n最后将计算结果填入下表:参数轴名电机轴I轴II轴滚筒

8、轴转速 n(r/mi n)nm=960n1=384n 11=85nw=85功率P(kW)Pm=5.5P1=5.28Pn=5.08Pw=4.99转矩T(N -m)T0=54.71T1=131.31T11=570.75Tw=560.64传动比iib=2.5ig=4.571效率nn b=0.96nb n r=0.96n r n c=0.98三、带传动的设计计算已知带传动选用丫系列异步电动机，其额定功率Pm=5.5kW，主动轮转速nw=960r/min, 从动轮的转速ni=384r/min,ib=2.5。两班制工作，有轻度冲击。计算项目计算内容计算结果 确定设计功 率 选V带型号 确定带轮直 径 验算

9、带速 确定带的基 准长度 验算小带轮 包角 计算带的根 数查机械设计基础表87( 175页)，取Ka=1.2, 故Pd=KAP=1. 2 X 5.5=6.60kW根据Pd和n1查机械设计基础图88 (176页), 选B型普通V带由机械设计基础表8 4 (171页),取小带轮基准 直径 ddl=125mm传动比i =2.5大带轮基准直径 dd2=i Xdd1= 2.5X 125=312.5mm 圆整 da2=315mm验算兀dd1ri1宀 125760 _ _ /验算 v = 6.28m / s60F000600005m/sv 25m/s，符合要求由 0.7(dd1+dd2) a02计按式(10

10、21)试算，即dt 1 2KtT U 1争牛 dS U I “H丿、按式 K=KKK K Ra v P查表35-12得Ka=1初估速度=43传动尺寸计 算由图 35-30b查得 Kv=1.1，取 0 =01 1由式 =1.88-3.2 （+） cos 0=1.713Z1 Z2取屮 =1 d由图 35-31 得,K/1.46;由图 35-32 得,Kr=1.05所以 Kt=1.364dt A61.4mmJid1n1v=3.08m/s60x1000因与初估圆周速度相差较大，故应修正载荷系数及小齿轮直径由图 35-30b得Kv=1.03,算得 K=1.276， d1=59.5mm1亓a=3（a +d

11、2 ）=147.6，取 150mmd1 cos Pm =2.48mm,取 m=2.5mm乙2ad1= =60mm ;d2=ud1=240mmu +1b= vdd1取 b仁70mm， b2=60mm3）结构设计以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于160mm，而又小于500mm，故以选用腹板式为宜。其他有关尺寸参看大齿轮零件图。五、轴的设计计算（一）主动轴的设计计算已知传递的功率为Pi=5.28kW，主动轴的转速为ni=384r/min，小齿轮分度圆直径di=60mm, 啮合角d=20,轮毂宽度B小齿轮=700mm,工作时为单向转动。解：1、选择轴的材料、热处理方式，确定许用应力（按教材表39 1、

12、398）轴名材料热处理硬度抗拉强度许用弯曲应力主动轴n 45号钢调制217255P 650MPa60MPa2、画出轴的结构示意图:与轴承与齿耗碣 FA 爭3、计算轴各段直径计算项目计算内容计算结果1、计算d1由教材表39-7得：A=114 106,取A=118（取较大值）2、计算d23、计算d3：4、计算d4出、A 3：巴=27.14, 丁轴上有一个键槽，故轴径增大5%Y n1di= di”X（ 1+5% = 28.50按 138页圆整 di=30d 2 di+2a= d计2X（0 . 07-0. 1） x di=34.2-36，因 d2必须符 合轴承密封元件的要求，取d2=35。（191页）

13、d 3 d2+（ 15） m叶36-40 , cb必须与轴承的内径一致， 圆整d3=40。所选轴承型号为 6208，B= 18，D= 80, G= 22.8， C0r=15.8d1=30mmd2=35mmd3=40mmd4=45mm5、计算d5d 4 d+（1-5）mm=41-45,为装配方便而加大直径，应圆整为标准直径；一般取0,2,5,8为尾数。取d4=45ds=40mmd 5=d=40,同一轴上的轴承选用同一型号，以便于轴承座孔镗制和减少轴承类型。4、计算轴各段长度计算项目计算内容计算结果1、计算LB带轮=（Z一 1）e+2f=，e、f值杳教材表34-8 L1=（1.5 2）d1，按 1

14、38页取 L1=58L1=582、计算L2L2=l1+e+m=50e=1.2da，其中d3为螺钉直径，查表51（23页）m=L-A；3-B轴承小=6+G+C+（3 8）- 小 一 B轴承小=20式中6、Gl、G查表5 1。11、A小查表 68（75页，L2=50按凸缘式端盖杳11）,右m取m=即可。 I_3=Bi承小+小+压小，小查表6 8（75页）La=403、计算L3d d1 * f14 10 15 故小齿轮做成齿轮轴|4一 B+齿轮f大 + 大一15=315、校核轴的强度计算项目计算内容计算结果2.求轴上的载何Mm=316767N.mmT=925200N.mm6.弯扭校合W =0.1d3

15、 =0.仆603 = 21600mm3! 2 2 m +（口）2=51.2MPah寸根据轴径d=30，由表10-33（165页），查得：键宽键长L=50选择b=8,键高h=7,因轴长Ll58,故取键长L=50将l=L b, k=0.4h代入公式得挤压应力为2）验算挤压 强度2T 1000 “ci”% 53.82Mpak l d竹=53.58由教材表333查得，轻微冲击时的许用挤压应JVLp强度足够3）确定键槽 尺 寸及相应的力竹50 60MPa 口卩竹，故挤压强度足够。公差（以75 H 7为例）由附表10-33（165页）得， r6轴槽宽为2ON90520，轴槽深t=7 . 5mm r6对应的

16、极限偏差为：0.062。毂槽宽为20Js9土 0.026，毂槽深0.043h=4.9 mm H7对应的极限偏差为0.0304）绘制键槽工作图iZXjih寸根据轴径d=45，由表10-33（165页），查得：键宽键长L-70选择b=12，键高h=8，因轴长Ll82,故取键长L=70将l=L b，k=0.4h代入公式得挤压应力为2）验算挤压 强度r2T X1000.% = 52.41Mpak l da p =52.413）确定键槽 尺由教材表333查得，轻微冲击时的许用挤压应 力竹50 60MPa 口pp，故挤压强度足够。6h寸根据轴径d=30，由表10-33（165页），查得：键宽键长L-45选

17、择b=14，键高h=9，因轴长L-60,故取键长L-45将l=L b，k=0.4h代入公式得挤压应力为2）验算挤压 强度2T 灯 000一7 p = 59.17Mpak l d5=59.17由教材表333查得，轻微冲击时的许用挤压应pbp强度足够3）确定键槽 尺力叶50 60MPa 口pLhLh Lh ，本额定寿命nfdP合适故所选轴承合适。（Lh可查表或按大修期确定）（二）从动轴承的选择与验算已知轴颈直径d3=60，n ii=85，Rva=3063， Rw=3063，运转过程中有轻微冲 击计算项目计算内容计算结果1、确定轴由轴承型号查课程设计附表得轴承的基本参数承的基本参P 一 RvA R毗

18、中较大者P=1.2数因球轴承，故c二3,查教材表38-10，取fd=1，2、计算当查教材表38-11，取gT=1量动负荷P3、计算基代入计算得：L= LhLh Lh ，本额定寿命nfdP合适故所选轴承合适。（Lh可查表或按大修期确定）注意：如寿命过大，贝陲选轴承型号，取轻或特轻系列八、联轴器的选择与验算已知联轴器用在减速器的输出端，从动轴转速n h=85，传递的功率为Pii=5.08 传递的转矩为T=570，轴径为di=45计算项目计算内容计算结果1、类犁选择2、计算转 矩3、型号选 择为减轻减速器输出端的冲击和振动，选择弹性柱 销联轴器，代号为HL由教材表43-1，选择工作情况系数K=1.2

19、5Tc=K- Tn =631.96按计算转矩、轴径、转速，从标准中选取 HL3型 弹性柱销联轴器，采用短圆柱形轴孔。公称转矩：Tn=630Tc许用转速：n1=1000n1主动端：了型轴孔、A型键槽、轴径d1=，半联轴 器长度L：HL单性柱销联 轴 器Tc=631.96联轴器的选择结果型号轴孔直径轴孔长度公称转矩许用转速HL44511212504000九、箱体、箱盖主要尺寸计算箱体采用水平剖分式结构，采用HT20灰铸铁铸造而成。箱体主要尺寸计算如下:名称符号尺寸箱体厚度具体内容参照23页表5-18mm十、齿轮和滚动轴承润滑与密圭寸方式的选择（一）减速器的润滑1、齿轮的润滑：根据齿轮的圆周速度6.