机械设计说明书.doc

1、 机械设计基础 课程设计成绩评定表专业班级： 数控091 姓名： 柏承刚 学号： 17 总成绩： 评 定 标 准 及 成 绩 等 级成绩评定项目abcde设计态度刻苦认真认真认真一般不认真设计纪律严格遵守遵守基本遵守少量违反严重违反出勤无缺勤、无迟到、无早退无缺勤，偶尔迟到或早退1次缺勤1次，或偶尔迟到、早退缺勤3次及以下，或迟到、早退较多缺勤达到或超过1/3或迟到、早退很多独立工作能力强强能独立完成设计基本独立完成不能独立完成设计进度及上交成品时间提早或按时按时滞后0.5天滞后1天滞后1.5天及以上设计计算设计思路清晰，结构方案良好，设计参数选择正确，条理清楚，内容完整，结果正确。设计思路清

2、晰，结构方案合理，设计参数选择正确，条理清楚，内容较完整，极少量错误。设计思路较清晰，结构方案基本合理，设计参数选择基本正确，内容基本完整，有少量错误。设计思路基本清晰，结构方案基本合理，主要设计参数选择正确，内容基本完整，有些错误。设计思路不清晰，结构方案不合理，关键设计参数选择有错误，内容不完整，有明显错误。说明书内容规范、端正、整洁、有条理规范、端正、较少涂改较工整少量涂改潦草较多涂改非常潦草大量涂改回答问题基本正确个别错误个别错误多个错误无正确图面质量好好一般差非常差综合评定成绩优秀a7c0良好a5c1中等a3d0及格d5不及格e1或d5指导教师：沈 阳 工 程 学 院课 程 设 计设

3、计题目：用于带式运输机的一级圆柱齿轮减速器 系 别 机械工程系 班级 数控091 学生姓名 柏承刚 学号 2009537117 指导教师 孙泰鹏、白斌 职称 讲师 起止日期： 2011年 6 月 20 日起至 2011年7月 1日止课 程 设 计 任 务 书一、设计题目： 用于带式运输机的一级圆柱齿轮减速器带式输送机的传动装置简图1、普通v带传动； 2、电动机； 3、减速器； 4、联轴器； 5、运输皮带； 6、传动滚筒二、原始数据： 组 别运输带牵引力f （n）运输带速度v （m/s）传动滚筒直径d （）第五组13001.55250三、工作条件：连续单向运转，工作时载荷平稳，空载启动，输送带允

4、许速度误差5，二班制工作，使用期限10年（每年工作日300天），小批量生产。四、应完成的工作：1.减速器装配图一张；（a0图,主俯左三视图）2.零件图两张；（a2图，大齿轮、低速轴或齿轮轴，）3.设计说明书一份。五、设计时间： 2011年6月21日 至 2011年7月1日六、要求1.图纸图面清洁，标注准确，符合国家标准；2.计算正确，论述清楚、文字精炼、插图简明、书写整洁，要装订成册。七、设计说明书主要内容1.封皮2.课程设计成绩评定表3.课程设计任务书4.目录（标题及页次）；5.题目分析，传动方案设计；6.电动机选择及传动装置的运动和动力参数计算；7.传动零件的设计计算（确定带传动及齿轮传动

5、的主要参数）；8.箱体设计及说明；9.轴的设计计算及校核；10.键联接的选择和计算；11.滚动轴承的选择和计算；12.联轴器的选择；13.润滑和密封的选择；14.减速器件设计；15.参考资料（资料的编号 及书名、作者、出版单位、出版年月）；16设计心得体会。机械系实践教学教研室2011.设计计算及说明结果一、传动方案的拟定及说明传动方案给定为三级减速器（包含带轮减速和两级圆柱齿轮传动减速），说明如下：为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和拟定传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速，即一般常选用同步转速为的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为16-23。根据总传动比

6、数值，可采用任务书所提供的传动方案就是以带轮传动加二级圆锥斜齿轮传动二、电动机选择1电动机类型和结构型式按工作要求和工作条件，选用一般用途的y132m-4吗系列三项异步电动机。它为卧式封闭结构2电动机容量1) 卷筒轴的输出功率 2) 电动机输出功率d 传动装置的总效率 式中，为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。由参考书1表2-4查得：弹性联轴器；滚子轴承；圆柱齿轮传动；卷筒轴滑动轴承；v带传动=0.96则故 3电动机额定功率由1表20-1选取电动机额定功率4电动机的转速为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。由任务书中推荐减速装置传动比范围，则电动机转速可选范围为可见同

7、步转速为1000r/min、1500r/min的电动机均符合。主要性能如下表：电机型号额定功率满载转速同步转速质量y132s-63kw960r/min1000 r/min63kgy100l-43kw1430 r/min1500 r/mn38综合考虑，选用方案2，即选定型号为y100l2-45、计算传动装置的总传动比并分配传动比1）、总传动比2)、分配传动比 假设v带传动分配的传动比，则二级展开式圆柱齿轮减速器总传动比=三、计算传动装置的运动和动力参数1各轴转速减速器传动装置各轴从高速轴至低速轴依次编号为：轴、轴。各轴转速为：2各轴输入功率按电动机所需功率计算各轴输入功率，即3各轴输入转矩t(n

8、m)将计算结果汇总列表备用。项目电动机高速轴低速轴滚筒轴n转速（r/min）1430529.63118.5118.5p 功率（kw）2.352.252.162.12转矩t(nm)i传动比24.122.95效率0.950.980.97四、传动件的设计计算1设计带传动的主要参数。已知带传动的工作条件：两班制（共16h），连续单向运转，载荷平稳，所需传递的额定功率p=2.35kw小带轮转速 大带轮转速，传动比。设计内容包括选择带的型号、确定基准长度、根数、中心距、带的材料、基准直径以及结构尺寸、初拉力和压轴力等等1）、计算功率 =2)、选择v带型 根据、由图13-15机械设计p219选择a型带（d1

9、=112140mm）3）、确定带轮的基准直径并验算带速v(1)、初选小带轮的基准直径，由（机械设计p219表13-15和p219表13-9，取小带轮基准直径（2）、验算带速v 因为5m/s8.38m/s90 包角满足条件（6）.计算带的根数单根v带所能传达的功率 根据=1430r/min 和=112mm 表13-3用插值法求得=1.61kw单根v带的传递功率的增量 已知a型v带，小带轮转速=1430r/min 转动比 i=/=2.7 查表13-5得=0.17kw计算v带的根数查表13-7得包角修正系数=0.95,表13-2得带长修正系数=0.99=(+)=(1.61+0.17) 0.950.9

10、9=1.67kwz= =2.7/1.67=1.62 故取2根.（7）、计算单根v带的初拉力和最小值500*+qvv=138n对于新安装的v带,初拉力为:1.5=207n对于运转后的v带,初拉力为:1.3=106n（8）计算带传动的压轴力=2zsin(/2)=553n（9）.带轮的设计结构a.带轮的材料为:ht200b.v带轮的结构形式为:腹板式. c结构图 （略）二、齿轮传动设计（直齿）1、选择材料热处理方式因为调质和正火两种处理处理的齿面硬度较低，(hb=350hbs)采用闭式软齿，故：小齿轮采用40cr调质 ，表面硬度217286 hbs 750mpa 大齿轮采用zg35simn调质，齿面

11、硬度为214269 hbs 计算说明小齿轮 40cr 调质处理 大齿轮 zg35simn 调质处理 由表11-5（p171）取2、按齿面接触强度计算:此处齿轮按8级精度制造，由表11-3(p169)可得：k=1.1由表11-6（p175）可得：齿宽系数，则 因为 由表11-4（p171）弹性系数区域系数，则分度圆直径：取小齿轮=32，则=，=324.47=143.04，取=143则齿轮的模数为此处取m=1.25 齿宽取b2=40mm b1=45mm由表4-1（p57）得，m=1.25 实际的小齿轮直径d1=z1m=40mm d2=z2m=180mm两齿轮的中心距为a=（d1+d2）/2=（40

12、+180）/2=110mm齿顶高 : 齿根高 ：齿顶圆直径：齿根圆直径：3、校核 由图11-8（p173）得： 由图11-9（p174）得： 4、齿轮的圆周速度：由表11-2（p168）得，选8级的精度适宜五、轴的设计计算1高速轴设计1按齿轮轴设计，轴的材料取与高速级小齿轮材料相同，45，调质处理，查表14-2(p245) 取2）初算轴的最小直径 高速轴为输入轴，最小直径处等于v带轮轴孔直径，又因为带轮轴上有键槽，故最小直径加大3%，高速轴工作简图如图(a)所示 首先确定个段直径a段：=19mm 有最小直径算出）b段：=24mm，有定位轴肩，由指导书表5-1（p37）得： =+31.6=24m

13、mc段：=25mm，过渡比大13mm，=1+=25d段：=31mm， 定位轴肩，由指导书表5-1（p37）得，e段： ，根据小齿轮的计算，由书p182所得 f段，g段：第二、确定各段轴的长度由书p224可得：大带轮的厚度b=（f+e/2）=（7+8/2）3=33mma段：=33mm，与大带轮配合，由大带轮的厚度决定且小于带轮厚度2mmb段：=42mm，考虑轴承端盖与其螺钉长度后取43mmc段：=30mm, 与轴承6205配合,加上挡油盘长度，计算得=30mmd段：e段：，齿轮的齿宽f段：=8mm ,与d段对称得=8mm轴总长l=198mm两轴承间距离（不包括轴承长度）s=91mm，2、低速轴的

14、设计计算输入功率=2.14kw,转速 =118.5r/min轴的材料选用40cr（调质），可由表14-2（p245）查得所以轴的直径: =26.23mm。因为轴要与联轴器配合，联轴器选gy4 ,则轴孔直径29mm轴孔长高速轴的设计图 如下： b段: =34mm,定位轴肩，由指导书（p37）取1.6，=+1.63.4=34mmc 段: =35mm,过渡轴，即比大13mm，=1+=1+34=35mmd段: =37mm, 过渡轴，比大13mm，且要开键槽则应大3%：，由书图11-16 p182得： b，所以b=40mme段: =45mm, 定位轴肩，由指导书p37表5-1，可得 =+3.5=37+3

15、.52=45mmf段: =35mm,与轴承配合且然后、确定各段轴的长度a段: =31mm,由轴承长度，3，2，挡油盘尺寸b段: =8mm，轴环宽度，取圆整值c段: =43mm, 齿轮齿宽减去2mm，便于安装d段: =39mm, 由轴承长度，3，2，挡油盘尺寸e段: =33mm, 考虑轴承盖及其螺钉长度，圆整得到f段: =60mm, 联轴器孔长度六、轴的校核计算（1）、齿轮上相关力的计算 , , 高速轴的校核（小齿轮的配合）l=100mm 受力如右图：（1）、水平面的支反力， 在水平面内 （2）、垂直面的支反力，由于选用深沟球轴承, （3）、绘垂直面的弯矩图： （4）、绘水平面的弯矩图： （5）

16、、求合成弯矩图： （6）、求轴传递的转矩： （7）、绘当量转矩图： 由表14-1（p241），45号调质后，由表14-3（p246），则实际，所以该轴满足强度、低速轴的校核 （1）、水平面的支反力（2）、垂直面的支反力，由于选用深沟球轴承, （3）、绘垂直面的弯矩图： （4）、绘水平面的弯矩图： （5）、求合成弯矩图： （6）、求轴传递的转矩： （7）、绘当量转矩图： 由表14-1（p241），40cr调质后，由表14-3（p246），则实际，所以该轴满足强度六、滚动轴承的选择及计算1.初选高速轴的轴承型号为6205的深沟球轴承由指导书p121可得：深沟球轴承承受纯净向载荷，所以 p=731.

17、6n由表16-8（p279）得：温度系数1由表16-9（p279）得：载荷系数1计算轴承的寿命：按一年300个工作日,每天2班制.轴承年更换一次所以有,故所选轴承适用。2初选与低速轴的轴承型号为6207由指导书（p121）得：n 因为深沟球轴承受纯径向载荷，故p=同上，温度系数：载荷系数：， 校核轴承寿命按一年300个工作日,每天2班制.轴承年更换一次，所以有.故所选轴承适用。键a，bhl=6620 单键键联接的组成零件均为钢，=125mpa=125mpa满足设计要求2轴上大齿轮处键键 a，bhl=10836 单键键联接的组成零件均为钢，=125mpa满足设计要求3联轴器处采用键a，bhl=8

18、750 单键满足设计要求九、铸件减速器机体结构尺寸计算表及附件的选择1、铸件减速器机体结构尺寸计算表名称符号减速器及其形式关系箱座壁厚0.025a+18mm,取8mm箱盖壁厚10.02a+18mm，取8mm箱座凸缘厚度b1.5=12mm箱盖凸缘厚度b11.5=12mm机座底凸缘厚度p2.5=20mm取20mm地脚螺钉直径df0.036a+12=15.94mm取16mm地脚螺钉数目na=128250mm,n=4轴承旁连接螺栓直径d10.75df=0.75x16=12mm箱盖与箱座连接螺栓直径d2(0.50.6)df=0.5x16mm=8mm连接螺栓d2的间距l150200mm取160mm轴承端盖

19、螺钉直径d3(0.40.5)df=0.5x16=8mm窥视孔盖螺钉直径d4(0.30.4)df=6mm取m6定位销直径d(0.30.4)d2=6mm 安装螺栓直径螺栓板空间 至外壁与凸缘宽度 至凸缘 沉头座直径 dx c1minc2mindcminm16222032外箱壁至轴承座端面距离l1c1+c2+(58)=22+20+5=47mm齿轮顶圆与内机壁距离11.2=9.6mm取10mm齿轮端面与内机壁距离2=8mm取10mm机盖、机座肋厚m1,mm1=m0.851=6.8mm,取7mm轴承端盖外径d2112轴承端盖凸缘厚度e(11.2)d3=8mm轴承旁连接螺栓距离ssd22、减速器附件的选择

20、，在草图设计中选择包括：轴承盖，窥视孔，视孔盖，压配式圆形油标，通气孔，吊耳，吊钩，螺塞，封油垫，毡圈等。十、润滑与密封(润滑与密封方式的选择、润滑剂的选择)减速器内传动零件采用浸油润滑，减速器滚动轴承采用油脂润滑。参考资料目录1 孙桓,陈作模，葛文杰主编. 机械原理m. 北京：高等教育出版社，2006年5月第7版2 濮良贵,纪名刚主编. 机械设计m. 北京：高等教育出版社，2006年5月第8版3 宋宝玉主编. 机械设计课程设计指导书m北京：高等教育出版社，2006年8月第1版4 左宗义，冯开平主编 画法几何与机械制图m广州：华南理工大学出版社，2001年9月第1版5 刘锋，禹奇才主编. 工程力学材料力学部分m. 广州：华南理工大学出版社，2002年8月第1版6 禹奇才,张亚芳，刘锋主编. 工程力学理论力