机械设计基础课程A设计说明书(范文)

1、机械设计基础课程设计设计说明书学院：系：专业：设计者：指导教师：年 月日安徽工业大学目录11. 设计任务书22 电动机的选择计算334传动皮带和齿轮零件的设计计算5轴的设计计算6. 滚动轴承的选择与寿命计算7. 键联接的选择和验算&联轴器的选择计算9润滑与密封设计10.减速器箱体结构设计参考文献1.机械设计基础课程设计任务书课程设计题目：带式输送机的传动装置设计设计题号： 至姓名：学号： 屮已知条件（见分配给每个学号的数据表）：1 输送带工作拉力F=kN：2 输送带工作速度：V=m/s：（允许输送带速度误差为±5%）;3 滚简直径D二 mm;4 滚简效率耳尸096 （包括滚简

2、轴承的效率损失）工作条件：见下表：设计工作量： 减速器装配图一张（A1号图幅，绘三视图。注意图面布置，使其饱满均匀。 技术特性、技术条件、标题拦书写必须规范）； 零件工作图2张（A3图幅低速轴与大齿轮，图中必需有齿轮参数表）； 设计说明一份（正文5000字，约15页）。工作条件工作期限5年（每年300天）检修期间隔1年工作条件两班工作栽荷性质空栽启动、单向连续 运转、载荷平稳生产批量小批量生产动力来源三相交流电、电压220/380V2.电动机的选择计算计算过程计算结果2. 1选择电动机的转速2.1.1计算滚简的转速带式输送机的传动方案示意图见设计任务书。.滚筒的直径和工作带的带速已知滚筒的转速

3、为：.滚筒转速计算如下：nw = r/nin60xl000xv,.nw = , / minttxD（注意：写出公式 后接着写出带入数2. 2. 2选择电动机的类型及同步转速值的算式，不能直因考虑带式输送机需要较大的转矩，而对转速要求不鬲.故选择接写结果，否則成电动机的步骤如下：绩降一个等级） 选择电动机的类型因考虑工作条件为空载启动、单向连续运转、载荷平稳， 所以选择三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，380V , Y系 歹叽同步转速确定为心= r / nin。 计算传动装置的总效率（参考手册P4表1-5）传动装置的结构简图如设计任务书图。总效率的计算如下：%二W仙乳爪=其中：r/vV带的传动的

4、效率：传动总效率为：rjh对滚动轴承的效率；讥闭式齿轮传动效率：r/c 弹性柱销联轴器的效率；r/w滚筒的效率。确定所需电机的功率PW = FV =（kW）Pd亠化一工作机实际需要的输入功率，kW,匕一为工作机实际需要的电动机输入功率，kWo选4极或6极，1000 或1500转的,并尽量 选择1500转。电机型号为：Y型；额定功率为：Pe - kW ；满栽转速：n.r = r/nin。中心离H= mm 轴伸尺寸己= mm 靈连接尺寸F二mmo 确定电机的型号所选电动机的额定功率应该等于或稍大于工作要求的功率。因为滚筒的转速nw = r/nin。拟选择同步转速n0 = 1500 厂/min系列的

5、电动机，由表 12-1“）（2表示参考文献2,所使用机械设计课程设计手册）选择丫系列三相电动机丫型，其额定功率为£ = rw,满载转速料加= r/niin。由表12-2、3. 4、5查得中心高H、轴伸尺寸E.键连接尺寸F。 注意：J小带轮的半径应该小于中心高H：2、小带轮的宽度应与轴伸尺寸相当，这就要求带的根数不能 太大。如果小带轮宽度宽度大于轴伸尺寸，应设法將带数减小。3、键连接尺寸应该和高速轴键槽相应。3. 1总传动比L的计算计算结果 总传动比L:ni =旦=工nvv住=各级传动比分配:3.2各级传动比的分配根据表1-6 2）和各级传动间的尺寸协调、结构均匀，满足iv vj,所以

6、V带和减速器分配如下:lv 二功率（KW）转矩(N - M)电机A = 4艇=9550吃高速轴P =马带传动T =久几带传动低速轴P=""由承”齿轮T? = 口阿佑承齿轮表3T各轴的输入功率和转矩注意：1、带设计好后，检脸 传动误差是否超标。否则，就要对初设传 动比进行修正，主要 是调整大小带轮直 径。2、齿轮设计完了后， 检脸总的传动误差是 否超标（允许输送带速度误差为±5%）。3、若提高传动装置精 度，则需要在带设计 完后进行本节计算。4、功率和转矩的计算 理论上是按照实际需 要功率进行计算，但 是实际生产和使用 中，为了使所设计的 传动装置具有一定的 超载能

7、力，此处按额 定功率和额定转矩计 算。iv =(14,最大是7); ig =(15,置大为& J =并且最好使得齿数互质）。3. 3传动装置的运动和动力参数的计算 各轴的转速计算根据总的传动比及各级传动比的分配，计算各轴的转速如下:电机：nm = r/niin ；减速器离速轴：= = r/niin : lv减速器低速轴：你2 = r/nin :滚简的转速：nw = r/nin。 各轴的输入功率和转矩4.1滅速器以外传动零件的设计计算 电机传动形式的选择选择由电动机传动V带参考教材P147例题1o从传动的形式和经济效性考虑，确定由电动机传动V带，所以F带 轮的小带轮转速nvl =nm =

8、 /7 min。 计算功率并选取V带型号根据工况确定工况系数工作班制为2班制.工作时间<16小时 载荷平稳根据表8-3查得K、=故kW根据P = kW和小带轮转速代=确定V带的截型：U带的带型为型灵后择优选用。本设计为减少带的根数，現取 确定带轮的基准直径与带速验算根扌居所选电机的型号可知，电机中心高H为型带。nun,又传动比确定为和=,所以小带轮的直径/门取为mm or/min,由图8T0可知，工作点处于型相邻区之间，可取 型和 型分别计算,根据小带轮的直径，确定大带轮的直径，滑动率£为0.015 （11大带轮的直径dd2 =/vddl（l_f）=确定小带轮直径： ddx =

9、 mm 大带轮直径（半径一般小于减速器中心高）:dA1 = mm注意：因为整个传 动装置允许的传动 误差为5%,所以齿 轮齿数圆整就要和 此处能够相消一部 分误差。注意：若带速没有 在此范围内，应玄 新进行设计。主要 是调整带轮直径或 者莹新选择电动机 或莹新进行传动比 的分配。由表 8-4 ）取 d2 =mm °此时从动轮实际转速n2 =转速误差<5%,合适。、v叭g/rx ?x?,根据公式：v. =" =mls60 x 100060x1000符合设计要求：5m/s < Vj < 25m/s初定中心矩q07（dl +d2） 0 皂 2（di +d2）现根

10、据结构要求，取a） = mm 初算带的基准长皮仏mm由表选取带的基准长7 =实际中心矩和小带轮包角 中心矩可调整，则mmV带传动的中心距为：小带轮包角:创=180。-蛙如 x 57.3。,大于120°,能满足要求。单根V带所能传递的功率”（）和增董Wo根据©= r/min和右=mm查表8 2a，用插值法求得几=kWo已知 型V带，小带轮转速竹=坷”r/min,传动比由表85查得位= :由表86查得Kl=，故 z =确定v带的根数：z=V带型号：（例如：B 1600X3）查表8-2b得：切（）=计算V带的根数z>1一（九+帆）心心取乙=根。所釆用得V带为作用在带轮轴上的

11、力由式（8-17）求单根V带的张紧力2 5 P 化=500（十1）丄+ g/Ka卩（式中q-V带每米的重量）带的张紧力Fo：Fo= N所以作用在轴上的力为作用在轴上的力Fz= N带轮的结构和尺寸设计小带轮的尺寸，基准直径为参照表以及表电机的外型及安装尺寸可知:型电机的基本尺寸为：轴伸直径：；轴伸长度：中心鬲：;所以小带轮的轴孔直径 根扌居以上参数及表8-7 尺寸及轮宽按表8-7,毂长应小于。,确定小带轮的结构为辐板轮，轮槽计算，并参照图8T2V带轮的典型结构，得到如图的简图。槽型轮宽B基准直径轮毂孔径轮毂宽腹板厚bahaHfede其中小带轮的各尺寸如表4T ° 表4-1：小带轮的基本

12、尺寸大带轮的尺寸计算方法同小带轮:大带轮的基准直径。其结构简图如图4-2。、大带轮的冬尺寸如表4-2。槽型轮宽B基准直径轮毂孔径轮毂宽腹板厚5bahaHfede表4-2:大带轮的基本尺寸课程设计A必有带轮设计，课程设 计B,可没有此项 设计。小带轮的基本尺 寸：如表4T、图4-1 o参考教材132P133图表。大带轮的基本尺 寸：如表4-2、图4-2 o查表88）得口=kg/m,故4.2减速器内的零件设计 选择齿轮材料、确定许用接触应力根据工作要求，咬度可自己确定小齿轮选用钢，调质，披度为HBS：小齿轮选用钢，调质，披度为HBS：由表9一5的公式，可确定许用接触应力aH :小齿轮=380+0.

13、7HBS=MPa大齿轮=380+0.7HBS= MPa 选择齿数和齿宽系数由于减速器是闭式传动.可选取0“ =，考虑加工和制造方注意：1、所选取模数必 须大于计算模数， 若想调小模数，需 要对之前的设计 数据进行调整。2、当加为小数时，乙尽量取偶数。3、m = mmd、= mm便,取齿宽系数#?=O 确定载荷系数£因齿轮相对轴承对称布置，且载荷角平稳，故取 = 计算中心距dI kta = 48(/ + 1)3( = mmV 讥 0 f 选择齿数并确定模数取 Z=, z2 = iz = o 与 Z互质。2ain = mm<1=血取标准模数(表9-11), m = mmo 齿轮几何

14、尺寸计算小齿轮分度圆直径及齿顶圆直径=Z in = mmdal = dx + 2m = mma =大齿轮分度岡直径及齿顶圆直径2 = Z2 m = mmdal = d2 + 2in = mmdx +厶b、= mmb= mm圆整为整数中心距：a = =mm2大齿轮宽度b?=屮j u = mm小齿轮宽度 因小齿轮齿面披度高，为补偿装配误差,避免工作时在大齿轮齿面上造成压痕，一般勺应比宽些.取bx =仇 +5= mm 确定齿轮箱度等级 齿轮圆周速度兀,v. =!L = m/ s160x1000m/ s根据工作要求和圆周速度.由表9-3选用9 级精皮。齿轮赭度等级:齿轮弯曲强度验算1、确定许用弯曲应力

15、根据表9-7查得E =140+0.2H3S = MPdbj =140+02HBS = MPa 2、查齿形系数丫比较Yr /aF小齿轮Z=,由表9-6查得小齿轮乙=,由表9-6查得牟2rarY厂斗，所以应验算齿轮。3、验算弯曲应力计算时应以齿宽対带入，則bzmMPa<MPa,安全。bz.2nrMPa<MPa,安全。经强皮校验，齿轮 轮齿满足弯曲强 度要求。齿轮机构见手册P163 表 11-64-3轴的设计计算(1)减速器鬲速轴的设计 选取轴的材料因为该轴无特殊要求且精度要求较，所以选取钢， (热 处理).由表12-2查得C = 估算最小轴径按扭转强度式估算最小轴径由于V带轮配合段直径

16、处有一键槽，应增大3%按轴的标准调整d = 高速轴的结构设计.受力分析及强厦校验根据V带轮的大小.初选轴承为 型，则爲速轴基本尺寸如图4-3所 示：按照以上的轴的结构，画出轴的计算简图: 如图4-4所示：由齿轮径向力和V带压轴力代引起的垂直面弯矩图由齿轮圆周力引是的水平面弯矩图MH轴的扭矩图T合成弯矩图M =+Mh2当董弯矩图 Me=y;M2 +（aT）2确定危险截面，根据当量弯矩图，弯矩的危险截面位于图中弯矩最大 处。1、低速轴6段，高 速轴5段即可。2、进行轴的设计必 须先计算部分箱体 主要结构尺寸（铸 造）（说明书附表）（手册P158表 11-1> 2、3、4. 5）3、在估算最小

17、轴径 后，为确定轴向尺 寸，一般在此吋需 要初绘装配底图1（P205 图 16-4,中 心线，T）计算结果 经过有关计算，高 速轴满足要求。 经过有关计算，低 速轴满足要求。低速齿轮键的选 择：A型圆头普通平键， 标记示例：GB/T 1096 键 16X 10X100计算过程由表 查得mm根据鬲速轴的结构简图可知，该齿轮轴中齿轮的齿根圆直径 为，满足要求。 低速轴的结构设计、受力分析及强度校脸（略）（课程设计A必须有此项设计。课程设计B可省略此项设计）4-4滚动轴承的选择由于商速轴选用深沟球轴承低速轴选用深沟球轴承4-5犍的选择与校核键选为A型圆头普通平键大带轮与离速轴连接键：因轴径d为25,

18、所以查表7-2的键的基本尺寸为：bxh=SX7r = 4.0片=3.3/ = 36（其中 U5d ,可比轴上零件的轮毅短些。）根据轴的尺寸和齿轮材料为钢材，按轻微冲击载荷，查表7-3 得b=MPao键连接挤压强度校核：bp =W E 键连接的剪切强慶校核： 键的强度足够，键连接安全。 大齿轮与低速轴连接键：（同上） 小带轮与电机轴连接键：（同上） 低速轴与联轴器连接键：（同上）4-6联轴器的选择联轴器的选择:根据低速轴的扭矩要求，查表 可知，选择联轴器为HL3型 弹性柱销联轴器，其基本尺寸如下：5其他奉件设计计算过程5-1箱体及其配套零件设计根据低速轴的上的转矩丁 =Mn ,确定箱体及配套零件

19、如下表:表5-1鬪柱齿轮减递器铸铁箱体的结构尺寸名称符号设计选用值下箱座壁厚mm上箱座壁厚mm下箱座上部凸缘厚度bnun上箱盖凸缘厚度片mm地脚螺栓底脚厚度Pmm箱座上的肋厚mmm箱盖上的肋厚lnnun单级圆柱齿轮减速券中心距anun地脚螺栓直径mmMm安装地脚螺栓孔径mm地脚凸缘上的沉头座直径qmm地脚凸缘尺寸（扳手空间）厶minmm*2 minnun地脚螺栓数目轴承旁的联接螺栓直径anun安装轴承旁的联接螺栓孔径dnun轴承旁凸台上的沉头座直径Unun轴承旁凸台的凸缘尺寸（扳手空间）ClmmC2mm上下箱联接螺栓直径d2mm安装上下箱联接螺栓的孔径d；mm上下箱凸缘上的沉头座直径D、min上下箱联接螺栓处的的凸缘尺寸（扳 手空间）C3mmC4mm检查孔盖螺钉直径mm检查孔盖螺钉数目“4圆锥定位销直径7mm圆锥定位销数目"52轴承盖螺钉直径8轴承座外径nun轴承旁凸台高度hmm轴承旁凸台半径伦18轴承旁联接螺腔的距离smm箱体外壁至轴承座端面的距离Kmm轴承座孔长度K + 5nun大齿轮顶圆与箱体内壁间的距离10mm齿轮端面与箱体壁间的距离210mm参考书目1 机械设计基础，第六版；卢玉明编，高等教育出版社2 一机械设计基础课程设计手册，第4版；吴宗泽，罗圣国主 编，爲等教育出版社.2012.05附数据汇总